4. Arquitectura del PC

1. 4. Arquitectura del PC Oliverio J. Santana Jaria Periféricos e Interfaces Ingeniería en Informática Curso 2007 – 2008

2. Arquitectura de un PC • Monitor • Placa madre • Procesador • Memoria • Tarjetas de expansión • Fuente de alimentación • Lector de discos ópticos • Disco duro • Teclado • Ratón

3. Estructura del tema • Introducción • Montaje de un PC • Arranque de un PC • BIOS • Procedimiento de arranque • Configuración y actualización de la BIOS • Placas base • Chipset • Formatos de placa base • Formato AT • Formato ATX • Formato BTX • Formatos actuales y futuros

4. Montaje de un PC • La forma de montar un PC ha variado muy poco desde la aparición de los PCs clónicos • El montaje de un PC es una tarea sencilla • No es necesario ser experto en los componentes • La puesta en marcha de un sistema se ha simplificado con el tiempo • Plug & Play • Placas sin jumpers • Conectores intercambiables • Conectores con una única posición de inserción • …

5. Montaje de un PC • Estos son los componentes básicos de un PC actual

6. Montaje de un PC • Caja y fuente de alimentación (ATX) • Normalmente vienen en un único pack. • Escoger una fuente de alimentación de potencia adecuada

7. Montaje de un PC • El panel trasero es específico de cada placa base por lo que hay que adaptarlo a la caja estándar

8. Montaje de un PC • Estos son los conectores traseros de la placa Intel D975XBX2 (audio de 8 canales)

9. Montaje de un PC • Poner los separadores de la placa base • Identificar los agujeros donde van los separadores • Enroscarlos firmemente con los dedos es suficiente

10. Montaje de un PC • Instalar el procesador en la placa base • Es más sencillo hacerlo fuera de la caja • Tiene una única posición de inserción en el zócalo • Debe entrar muy suavemente

11. Montaje de un PC • Instalar el disipador y conectar el cable de alimentación del ventilador

12. Montaje de un PC • Montar la placa base en la caja atornillando con cuidado

13. Montaje de un PC • Montar el disco duro y el CD-ROM/DVD-ROM • IDE: escoger su modo de funcionamiento por medio de los jumpers de la parte trasera (maestro o esclavo)

14. Montaje de un PC • Montar el disco duro • Escoger una bahía vacía y atornillarlo a la caja • Escoger los tonillos con el paso de rosca adecuado (grande)

15. Montaje de un PC • Montar el CD-ROM o DVD-ROM • Escoger una bahía vacía y atornillarlo a la caja • Escoger los tonillos con el paso de rosca adecuado (pequeño)

16. Montaje de un PC • Montar la disquetera de 3.5” • Escoger una bahía vacía y atornillarlo a la caja • Escoger los tonillos con el paso de rosca adecuado (pequeño)

17. Montaje de un PC • Montar la memoria en la placa base • Las tarjetas de memoria sólo tienen una posición de inserción • Mezclar distintos modelos de memoria puede dar problemas

18. Montaje de un PC • Conectar todos los cables de datos y de alimentación • Placa Base • Conectar cable de alimentación ATX • Conectar cable de alimentación extra de 12V si la placa lo requiere

19. Montaje de un PC • Conectar todos los cables de datos y de alimentación • Discos duros IDE y CD-ROM/DVD-ROM • Conectar el cable de datos • Conectar el cable de alimentación

20. Montaje de un PC • Conectar todos los cables de datos y de alimentación • Discos duros SATA • Conectar el cable de datos • Conectar el cable de alimentación

21. Montaje de un PC • Conectar todos los cables de datos y de alimentación • Disquetera • Conectar el cable de datos • Si se conecta mal, la luz de la disquetera permanece encendida • Conectar el cable pequeño de alimentación

22. Montaje de un PC • Conectar los cables de la caja • Siguiendo el manual de la placa base, conectar los cables de los botones (power, reset…), leds, puertos USB, jacks de audio frontales, etc

23. Montaje de un PC • Conectar los cables de la caja • Cable audio analógico CD-ROM • Alimentación de los ventiladores auxiliares de la caja • Cable WOL (Wake On Lan) si disponemos de una tarjeta de red y deseamos utilizar esta función • En placas base antiguas, ajustar los jumpers que indican la velocidad y/o voltaje de la CPU

24. Montaje de un PC • Montar las tarjetas de expansión • Insertarlas en una ranura libre • Atornillarlas

25. Montaje de un PC • Montar las tarjetas de expansión • Algunas funcionalidades pueden estar integradas en la propia placa base (gráficos, sonido…) • Si una tarjeta necesita alimentación suplementaria, conectar un cable de alimentación al conector correspondiente

26. Montaje de un PC • Para finalizar • Conectar el teclado y la pantalla • Conectar el PC a la electricidad • Probar si funciona • Configurar la BIOS

27. Montaje de un PC • Unos pocos consejos para montar un PC: • Suele ser buena idea poner bridas a los cables para permitir un mejor flujo de aire y evitar que toquen algún componente o un ventilador por accidente • Algunas placas base son incompatibles con ciertos componentes • La configuración por defecto de la placa base pude no ser la apropiada • Si algo falla: • Desconectar los componentes uno a uno hasta encontrar el problema • Para probar un PC sólo se necesita la placa base, el procesador y la fuente de alimentación

28. Estructura del tema • Introducción • Montaje de un PC • Arranque de un PC • BIOS • Procedimiento de arranque • Configuración y actualización de la BIOS • Placas base • Chipset • Formatos de placa base • Formato AT • Formato ATX • Formato BTX • Formatos actuales y futuros

29. BIOS • El trabajo del procesador es interpretar y ejecutar las instrucciones que son cargadas en memoria desde su almacenamiento permanente en el disco duro • Cuando arranca un PC su memoria está vacía • ¿Qué instrucciones se ejecutan? • ¿Cómo se carga el SO si se supone que es el propio SO el que gestiona la memoria y el disco duro? • ¿Quién detecta, de hecho, si hay memoria o disco duro?

30. BIOS • La BIOS (Basic Input-Output System) es un programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga de realizar las funciones básicas de gestión y configuración • Los datos deben mantenerse cuando apaguemos el PC • Los datos deben ser modificables: añadir dicos duros, desactivar dispositivos, cambiar propiedades (fecha, hora…), etc.

31. BIOS • Los datos de las BIOS se almacenan en una memoria • Memoria tipo CMOS: es de muy bajo consumo y puede mantenerse durante años mediante una pila de botón • El programa que modifica los parámetros de la BIOS se conoce habitualmente como “CMOS setup”

32. Rutinas de la BIOS • La BIOS proporciona rutinas software que pueden ser invocadas por el SO: lectura/escritura en disco duro… • La función de estas rutinas es actuar como interfaz entre el sistema operativo y el hardware • Instrucciones para el hardware • Llamadas a rutinas estandarizadas • Permite que los programadores puedan crear programas que funcionen en dispositivos hardware compatibles distintos • Estas rutinas también se conocen como firmware: software permanentemente almacenado en un chip

33. Rutinas de la BIOS • Originalmente, las rutinas de la BIOS eran una parte imprescindible del SO, pues actuaban como lo hacen los drivers de hoy en día • Los servicios que proporciona la BIOS son accesibles para los programas mediante interrupciones generadas desde el procesador • Este uso de las interrupciones permite acceder a la BIOS sin tener que saber la localización en memoria de la rutina específica que se invoca • En función de los servicios de BIOS y las características de los mismos, podemosdeducir a grandes rasgos qué tipo de equipo es el que tenemos

34. Rutinas de la BIOS • Las rutinas de la BIOS se almacenan siempre en un área de memoria reservada • Se almacena en los 64KB superiores del primer MB de memoria • Desde las direcciones F0000h hasta la FFFFFh • Cuando se resetea un procesador x86, la primera dirección de memoria a la que accede es la FFFF0h, por lo que ahí debe encontrarse el inicio del programa de la BIOS • Originalmente, el programa de la BIOS estaba almacenado en una ROM • Las nuevas BIOS actualizables se almacenan en otro tipo memoria: EPROM, EEPROM, FLASH ROM…

35. Estructura del tema • Introducción • Montaje de un PC • Arranque de un PC • BIOS • Procedimiento de arranque • Configuración y actualización de la BIOS • Placas base • Chipset • Formatos de placa base • Formato AT • Formato ATX • Formato BTX • Formatos actuales y futuros

36. Arranque de un PC • La BIOS es la responsable de los mensajes de arranque • Todos estos mensajes provienen de un programa denominado POST (Power-On Self Test) • Mensajes de la BIOS propia de la tarjeta gráfica • Nombre del fabricante de la BIOS y número de versión • Tipo de microprocesador y velocidad • Revisión/chequeo de la memoria RAM • Tamaño de la memoria RAM • Indicación de cómo acceder a los datos de la BIOS • Mensajes de otros dispositivos (discos duros, CD/DVD…) • Asignación de interrupciones a los dispositivos detectados

37. Arranque de un PC • En la pantalla se muestran los datos de la BIOS • Fabricante • Fecha • Medio de acceso • Logos • Número de serie • BIOS Part Number • Identifica el fabricante de la placa base • La codificación depende del fabricante http://www.wimsbios.com

38. Arranque de un PC • En la pantalla se muestran los dispositivos detectados

39. Arranque de un PC • POST es un pequeño programa de diagnóstico que se ejecuta al encender el ordenador • POST se ejecuta muy deprisa y sólo se es consciente de él cuando salta algún error • Comprueba que todo esté conectado correctamente • Comprueba que no haya ningún conflicto entre dispositivos • Si todo está correcto, cargará el SO • Si hay algún error informará al usuario • Mediante un mensaje de error por el monitor • Mediante una serie de pitidos (un pitido corto indica que no hay errores) • Normalmente, los errores que detecta POST son fatales

40. Arranque de un PC • En general, la secuencia de pasos dados durante el arranque de un PC es la siguiente: 1. Se inicia la alimentación del sistema 2. Se busca el programa de arranque en la dirección FFFF0h de la ROM del sistema 3. La BIOS ejecuta el POST; si hay algún error el arranque se detiene 4. La BIOS del sistema busca la BIOS de la tarjeta de video y la ejecuta 5. La BIOS del sistema busca otros dispositivos que tengan BIOS propia (discos duros IDE/ATA…) 6. Se muestra la pantalla de arranque

41. Arranque de un PC • En general, la secuencia de pasos dados durante el arranque de un PC es la siguiente: 7. La BIOS realiza tests adicionales en el sistema, incluido el conteo de memoria 8. Se realiza en inventario del sistema para determinar qué clase de hardware está presente en el sistema y etiquetar los dispositivos lógicos (COM y LPT) 9. Si la BIOS soporta el estándar Plug and Play, se detectan y configuran los dispositivos, mostrándose un mensaje por cada dispositivo encontrado 10. La BIOS muestra un resumen ASCII de la configuración 11. La BIOS busca un dispositivo de arranque para lanzar el SO

42. Arranque de un PC • En general, la secuencia de pasos dados durante el arranque de un PC es la siguiente: 12. Una vez localizado el dispositivo de arranque, la BIOS busca la información necesaria para lanzar el SO • Si es el disco duro, acude al Master Boot Record (cilindro=0, cabeza=0, sector=1) • Si no se detecta un dispositivo, se muestra un mensaje de error 13. Comienza a cargarse el sistema operativo • Todo este proceso se denomina “Arranque en Frío” • Existe un “Arranque en Caliente” (CTRL+ALT+SUPR) que es exactamente lo mismo pero saltando al paso 8 en lugar de ejecutar el POST

43. Arranque de un PC La tarjetas de expansión, tales como controladoras de vídeo, RAID o SCSI, pueden tener una BIOS propia que debe ejecutarse. Esas BIOS normal-mente detectan sus dispositivos y cargan la información en el área de datos de la BIOS en la RAM La BIOS inmediatamente ejecuta el POST y prepara el sistema para ejecutar el primer programa Interruptor de Power BIOS POST (Power-On Self Test) comprueba la presencia y la disponibilidad de la memoria, la disquetera, el disco duro, etc. POST BIOS de tarjetas de expansión

44. Arranque de un PC Un área especial de 256 bytes de la RAM BIOS contiene los resultados del test del sistema, identificando los dispositivos y su localización LOAD RAM WITH BIOS DATA Boot Sequence? A: C: Master Boot Record No Presente? io.sys Ir a la partición de Boot Muestra un error o intenta arrancar de otro dispositivo Si msdos.sys Leer el Boot Record config.sys (opcional) Hay Boot Record? No command.com Si autoexec.bat (opcional)

45. Estructura del tema • Introducción • Montaje de un PC • Arranque de un PC • BIOS • Procedimiento de arranque • Configuración y actualización de la BIOS • Placas base • Chipset • Formatos de placa base • Formato AT • Formato ATX • Formato BTX • Formatos actuales y futuros

46. Configuración de la BIOS • Se puede acceder al programa de configuración de la BIOS durante la realización del POST • La forma de acceso depende de cada fabricante • Habitualmente, se accede pulsando la tecla DEL/Supr o F2 • Existen decenas de métodos distintos: F1, Esc, Alt+Esc, Alt+F1… • Hay que estar atento a la pantalla o buscar en el manual de la placa base • Las BIOS clásicas se manejan con el teclado (+,–,cursores) • Algunas BIOS gráficas se manejan con el ratón (es infrecuente)

47. Configuración de la BIOS • Entre los distintos parámetros de configuración que pueden encontrarse en la BIOS tenemos los siguientes • Configuración estándar • Configuración de características avanzadas • Configuración de características avanzadas del chipset • Configuración de PCI/PnP • Gestión de la alimentación • Configuración de los periféricos integrados • Configuración de los dispositivos IDE/Autodetección • Seguridad y configuración de contraseñas • Configuración de dispositivos Hardware/“CPU Soft Menu”

48. Actualización de la BIOS • Los fabricantes pueden sacar nuevas versiones de la BIOS • Incorporar nuevas funciones • Corregir fallos • Optimizar funciones • El ejemplo más famoso es el que permitió gestionar discos duros superiores a 504MB • Lo único que había que decirle a la BIOS era cómo tenía que hacer la translación geométrica

49. Actualización de la BIOS • Para actualizar la BIOS hay que: • Comprobar si es actualizable • Antiguamente, la única manera de actualizarla era cambiándola • Ahora se puede realizar mediante un programa si la BIOS es tipo Flash (EEPROM – Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) • Obtener la actualización correspondiente a nuestro modelo de la web del fabricante de la placa base

50. Actualización de la BIOS • Existen un cierto riesgo a la hora de realizar el flashing de la BIOS • La placa base puede quedar inservible • Manteniendo unas condiciones seguras de trabajo no tiene porqué pasar nada • El proceso de flashing dura apenas unos segundos y es ininterrumpible • Algunas placas incorporan unas características de seguridad para prevenir posibles cambios no deseados de la BIOS • La recomendación de la mayoría de fabricantes es no actualizar la BIOS si no se necesitan las mejoras que aporta la actualización