Sei tema2 2 11.11

El Maquinari 2
• IES Miralcamp
• Professor: Francesc Raga i Roca
– Objectius
• Conèixer l’estructura del maquinari d’un equip

•
•
•

microinformàtic
L’estudi de la paca base i dels seus components
El coneixement de les fonts d’alimentació per a PC
L’estudi dels Xipsets i dels Microprocessadors
Professor : Francesc Raga i Roca

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

#2.
La placa mare
#3.
Tipus de plaques
#5-9.
Alimentació
#11-15 Tipus de plaques base : ATX
#16
Placa base ITX / mini ITX
#17-37
Fotografíes de plaques base
#28
Exercicis
#38-42 El Xipset
#43-44
Funcions dels xipsets actuals
#47-51 Xipsets de plaques base actuals
#52
Exercicis
#53-54
El microprocesador
#55-56
Principals característiques d'un microprocessador
#57
Velocitat dels microprocessadors
#58-65
Parts d'un microprocessador
#66
Microprocessadors de doble nucli
#67-68 Sòcol o soket
#69-71
Muntatge- Desmuntatge d’un microprocessador
#66
Video del muntatge d’un processador
#67
Exercicis


PLACA

MARE

• És un dels elements més

importants, a ell es
connecten tots els
components de l'ordinador.
Físicament és una làmina
fina fabricada amb
materials sintètics.
Aquesta làmina conté
circuits electrònics i
connexions per als
diferents dispositius.

Tipus de plaques base
• AT
– Mes antiga
– En desús
– Tamany mes
xicotet
– Te menys
dispositius i
menys
accessibles
– La PB no
incorpora
controladors
d’entrada i
eixida
– Doble connector
d’alimentació


Placa base AT alimentació


Alimentació de placa AT i ATX


Verificació de la font d’alimentació


Tensions d’eixida d’una font d’alimentació


Exercici 1: arranca la font i
detemina les tensions


Tipus de plaques base : ATX
• ATX
– Possibilitat d’integració en
placa de dispositius ( targ
video, USB, só, LAN etc)
– Font d alimentació
especifica noves funcions,
capacitats i connectors
– Més moderna promoguda
per INTEL
– Components més
accessibles (memòria,
µP.etc) i integrats en la
placa (usb, lan, etc.) Professor : Francesc Raga i Roca

Tipus de plaques base : ATX
• ATX
– Ports integrats en
la placa ( usb,
sèrie, ps2 etc.)
– Incorpora targeta
d’entrada / eixida
integrada
– Control de
l’encesa de la
placa per senyal
de control
– Millor disposició
dels components

Placa base ATX


Placa base ATX
• Variants principals
–
–
–

mini ATX,
ATX extes
micro ATX


Tipus de plaques base ATX


placa base ITX / mini ITX
•
•
•
•
•
•
•
•

Placa refrigerada per components passius
Baix consum i sense soroll
Nova especificació de format de PC
Tamany molt xicotet de PB i altres dispositius
Dirigits a entorns de treball molt específics
Prestacions similars a un Pc normal
Compatible amb placa ATX es poden connectar
components d’un PC normal
1 sola ranura per a elements PCI i per a la
memòria

placa base ATX / pico ITX


placa base ATX / mini ITX


EXERCI CI 2
• Identifica les parts de les següents
plaques base

• Enganxa ho a la presentació
• Imprimeix els fulls dels exercicis
• Realitza el lliurament del treball la data
indicada


Plaques base ATX

mini ITX


• Plaques

base ATX
– mini ITX


EL XIPSET


ELS ELEMENTS DE LA PLACA
• El xipset
– Aquest esta format per un conjunt de xips
la finalitat dels quals és controlar algunes
funcions concretes del computador i com
interactua  el microprocessador amb les
*memòries, els ports externs  i les
ranures  d’expansió.

XIPSET DE CONTROL
• Que obtinguem el màxim

rendiment del
microprocessador o que
es puguen utilitzar
tecnologies avançades de
memòries i perifèrics
depèn del Xipset.


XIPSET DE CONTROL
• El Xipset es un conjunt de

xips la funció dels quals
es coordinar la
transferència de dades
entre els distints
components de l’ordinador
(inclús el processador y la
memòria).

• Controla la comunicació entre
els diversos dispositius i amb
els ports d’entrada i d’eixida

• Controla la transferència

entre busos, la memòria, el µP.

cau
• I gestiona la memòriaProfessor : Francesc Raga i Roca

XIPSET DE CONTROL
• Es persegueix que la placa i el
xipset es complementen, per
exemple anem a imaginar que
volem ampliar memòria en el
nostre computador, pot ser
que el xipset permeta una
grandària màxima que per
falta de ranures de memòria
en la placa no es pugue
implementar.

• La placa ha d'estar dotada

d'elements que permeten
l’actualització, que tolera el
xipset


Funcions que integren els xipsets
actuals
• Suport per al µP: detecció
i suport de funcions

• Controlador de memoria
Ram i cau

• Contolador de discos durs
• Inclou modes de

transferecia avançats
(Ultra Dma, bus
mastering etc..) Professor : Francesc Raga i Roca

Funcions que integren els xipsets
actuals
• Control de perifèrics
(AGP, USB etc)

• Manteniment de l’hora
del sistema

• Gestio de l’energia
• Controlador d’accès
directe a memòria

• Controladors

d’infrarojos, teclat i
ratolí

Funcions dels Xipsets


Xipsets de plaques base actuals
• Els chipsets de les plaques mare actuals
per a l'x86 (de 32 i 64 bits) solen constar
de 2 circuits auxiliars al processador
principal:

• El pont nord

(Northbridge)

• El pont sud

(Southbridge)


El NorthBridge o pont nord
• S'usa com pont d'enllaç entre el

microprocessador i la memòria .

• Controla les funcions d’accés i
port d’enllaç entre:
–
–

La memòria RAM ,

–

El port gràfic AGP o el
PCI Express de gràfics.

–

•

El microprocessador,

Les comunicacions amb el
pont sud .

Al principi tenia també el control
de PCI , però aquesta funcionalitat
ha passat al pont sud.

El Southbridge o pont sud
• Controla els dispositius
associats com són:
–

La controladora de discs IDE

–

Els ports USB , Firewire ,
SATA , RAID ,

–

Les ranures PCI ,
ranura AMR , ranura CNR ,

–

Els ports infrarojos ,
disquetera , LAN ,
PCI Express 1x

• I una llarga llista de tots els

elements que puguem
imaginar integrats en la placa
mare.

• És l'encarregat de comunicar

el processador amb la resta
dels perifèrics

Exercicis 3

(el xipset)

• Busca i explica el significat de les següents paraules
A) Ultra Dma, b) Bus mastering

• Busca per Internet les característiques de dos
models de xipset

• Explica les característiques mes rellevants de
cadascun

• Enganxa ho tot a la presentació
• Imprimeix els fulls dels exercicis
• Realitza el lliurament del treball la data indicada

El Microprocessador

Imatge de l'R4400, un microprocessador RISC d'arquitectura MIPS fabricat per Toshiba

MICROPROCESSADOR
• El microprocessador és

l'element més important
del computador, és el
cervell de la màquina,
s'encarrega de controlar
tot el sistema.

• Un paràmetre important

és la velocitat del
processador que es
mesura en megahertzs
(MHz), és a dir quantitat
‘’d’ordres" per segon que
poden ser executades pel
processador.

Principals característiques d'un
microprocessador:

• El joc d'instruccions que pot executar. Alguns

exemples d'instruccions serien: sumar dos números, comparar dos
números per tal de determinar si són iguals, o quin es el mes gran,
executar un subprograma etc.
– Un processador pot executar diverses dotzenes d'instruccions diferents.

• La complexitat de la seva arquitectura. Es mesura
pel nombre de transistors que conte. Com més transistors
contingue, més instruccions podrà executar en un segon.

• El nombre de bits que el microprocessador pot tractar en una
instrucció. Els primers µP. no podien sumar números de més de 4
bits en una instrucció. Per tant havien d'executar diverses
instruccions per tal de poder sumar nombres de 32 o de 64 bits. Els
microprocessadors actuals (2008) poden treballar amb números de
64 bits en una única instrucció.

La historia del microprocessador


Principals característiques d'un microprocessador:

• La velocitat màxima de rellotge que admet. Determina la cadència, el ritme, del
treball del microprocessador. A més velocitat de rellotge més instruccions per segon pot
completar el microprocessador.

• L'arquitectura del processador, tot l'anterior és teòric, a la pràctica, el nombre de

cicles de rellotge necessaris per tal de completar una operació elemental pot variar des d'un, fins
a diverses desenes per unitat d'execució. Per exemple, un processador a 400 Mhz pot ser més
ràpid que un altre a 1 Ghz, tot dependrà de les seves arquitectures respectives.

• La potència d'un microprocessador : Expressada en MIPS (Milions d'instruccions

per segon) Determinada per la combinació de les característiques precedents), els processadors
actuals (2008) poden completar més de 59.000 milions d'instruccions per segon.

Velocitat dels
microprocessadors
•

A causa de l'extrema dificultat de fabricar components electrònics
que funcionen a les immenses velocitats de MHz habituals avui en
dia, tots els micros moderns tenen 2 velocitats:

• Velocitat interna: la velocitat a la qual funciona el micro
internament (200, 333, 450 ... MHz).

• Velocitat externa o del bus: o també "velocitat del

FSB ", la velocitat a la qual es comuniquen el micro i la placa base,
per poder abaratir el preu d'aquesta. Típicament, 33, 60, 66, 100 o
133 MHz

• La xifra per la qual es multiplica la velocitat externa o de la placa

per donar la interna o del micro és el multiplicador , per exemple,
un Pentium III a 450 MHz utilitza una velocitat de bus de 100 MHz i
un multiplicador 4,5 x.

• L’encapsulat: és el que envolta a

l'hòstia de silici en si, la protegeix i li dona
consistència, permet l'enllaç amb els
connectors externs que s’acoblen al seu
sòcol de la placa base.

• L’ALU

(Unitat Aritmètica Lògica) és una
part del microprocessador encarregada
d’executar nombrosos càlculs amb números
enters i operacions lògiques. D’ALUs també
n’hi ha varies en un sol microprocessador

• L’unitat de control (UC), que dirigeix
l’activitat dels altres elements del micro i
descodifica les instruccions rebudes.

• Els registres: són bàsicament un tipus

de memòria petita amb fins especials que el
micro té disponible per a alguns usos
particulars.


• La memòria cau:
Es una memòria
ultrarràpida que empra el
micro per tenir a mà
certes dades que
previsiblement seran
utilitzades en les
següents operacions,
sense haver d'acudir a la
memòria RAM, reduint el
temps d'espera.

La memòria cau

• Memòria cau interna de
primer nivell o L1:

- Xicoteta capacitat
- Encapsulada al mateix microprocessador
- Funciona a mateixa velocitat del µP.

• Memòria cau de nivell 2 o L2 :
- En µP. Mes moderns,
- Més gran, (L1) encara que una mica
menys ràpida.
- Es troba ubicada a la carcassa juntament
amb el processador (en el xip).
- És un intermediari entre el processador
amb la seva memòria cau interna i la RAM.
- Es pot accedir més ràpidament que a la
RAM, però no tant com a la memòria cau
nivell 1.

• Memòria cau de nivell 3 o L3 :
Es troba i Roca
Professor : Francesc Raga ubicada a la placa mare o inclús
en el mateix microprocessador

Parts d'un
microprocessador

• El coprocessador
matemàtic:

o FPU (Floating Point Unit, Unitat de
coma flotant).

S’encarrega de les
operacions també amb
enters i amb números més
complexos com la divisió
d’enters (operacions que
l’ALU no pot realitzar).

Antigament estava a
l'exterior del micro, en un
altre xip.

Parts d'un
microprocessador :
Els busos

– Bus de dades o FSB (bus frontal),

camins per on circulen les dades i es
comuniquen a las diverses parts del
microprocessador, el comuniquen amb els
altres elements del PC. Actualment
l’amplaria de bus extern (el que va del
micro els altres components) és de 64
bits.

– Bus de direccions , Determina el
tamany màxim de memòria que es capaç
de manejar el microprocessador. Fins fa
poc aquesta quantitat de memòria era de
32 bits coincidint amb el valor dels
registres, actualment però, ja fem servir
els 64 bits.

– Bus de control: El µP. indicarà si

l'adreça que s’està col·locant en el bus
d'adreces ha de ser tramesa a la memòria
o a un dispositiu d'E/S o si el que es vol
és fer una lectura o escriptura


Representació simplificada dels elements que componen el
processador


Parts del microprocessador
1-Unitat de punt flotant
2-Càrrega / emmagatzematge
3- Unitat d'execució
4- Mostreig alineament i
rastreig del microcodi
5- Generador de rellotge
6- Control de memòria
7- Memòria cau L1 de dades
8- Unitat de bus
9- Memòria cau L1
d‘instruccions
10- Memoria cau nivell 2

Microprocessadors de doble nucli
•

Augmentar la velocitat de rellotge no és gaire rentable i, una bona solució és utilitzar varis micros
en un. Un processador amb tecnologia de nucli doble ( Dual Core) conté dos nuclis d’execució,
per tant s’aconsegueix l’execució paral·lela real de dues seqüències. Al executar dos
seqüències, cadascuna farà servir un nucli d’execució independent. Tot això té unes avantatges
evidents però també problemes.

• Avantatges:
•

Es solucionen les dificultats de millorar el rendiment del micro només augmentant la velocitat de
rellotge

•

Ofereixen una millor resposta del sistema durant la multitasca; el treball es reparteix entre dos
CPU.

• Problemes:
•
•

Augmenten la calor generada fent més cara la refrigeració.

•

A més que el programari s’ha d’adaptar amb el temps a funcionar millor amb dos nuclis una mica
més lents que un de sol una mica més ràpid.

•

No és d’estranyar que d’aquí poc apareixquen micros de fins quatre nuclis

S’han de fabricar a velocitats de rellotge més petites (sinó seria massa car) i necessiten una
amplaria de bus bastant gran.


Control del microprocessador


Fabricació dels microprocessadors


MICROPROCESSADOR
• Atenent a les seves

característiques físiques
existeixen dos tipus:

• 1 Microprocessadors de
slot.

• 2 Microprocessadors de

pastilla o zif (zero insertion
force)


Sòcol o Socket
• El sòcol o socket és el lloc a

la placa on es connecta el
processador, com és lògic el
sòcol d'un processador de
pastilla és diferent al d'un
slot.

• A la Fig 3 es mostren

diferents plaques amb
diferents tipus de sòcol.

• Normalment en cada placa

només hi ha un processador a
excepció d'ordinadors més
potents que poden disposar
de diversos.

Instal·lació del radiador


Instal·lació del processador


Desmuntatge d’un microprocessador


Muntatge d’un microprocessador


Desmuntatge del radiador


Exercici 4
•

Busca el significat de les paraules
–
–
–
–
–

•

Superscaling
HyperThreading
La Llei de Moore
SSE
Joc d’instruccions

En l’ordinador de classe esbrina les
característiques mes rellevants del
processador

FI
de la
UNITAT 2

Sei tema2 2 11.11

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

En vedette

En vedette (10)

Similaire à Sei tema2 2 11.11

Similaire à Sei tema2 2 11.11 (20)

Dernier

Dernier (9)

Sei tema2 2 11.11