PDF de programación - Manual básico de Arquitectura de Computadoras

MANUAL BÁSICO DE
ARQUITECTURA DE

COMPUTADORAS



Índice
Unidad 1: Lógica Digital, organización, y componentes de SC. .................................................................. 1

1.1Lógica Digital .................................................................................................................................. 1

1.2 Arquitectura de Computadora ....................................................................................................... 3

1.3 POST .............................................................................................................................................. 6

Unidad 2: Componentes del SC y Microprocesadores .............................................................................. 9

2.1 Tarjeta madre ................................................................................................................................ 9

2.2 Procesadores ............................................................................................................................... 11

Unidad 3: Dispositivos de almacenamiento ........................................................................................... 13

3.1 Disco duro ................................................................................................................................... 13

3.1.1 SCSI ....................................................................................................................................... 14

3.2 Unidad estado solido ................................................................................................................... 14

3.2.1 Comparación HDD – SDD ....................................................................................................... 15

3.3 Disco compacto ........................................................................................................................... 16

3.3.1 DVD ...................................................................................................................................... 17

3.4 Nube ............................................................................................................................................ 17

3.5 Servidor ....................................................................................................................................... 18

3.5.1 Servidor de archivos .............................................................................................................. 19

3.4 RAID ............................................................................................................................................ 19

3.4.1 RAID 0 ................................................................................................................................... 20

3.4.2 RAID 1 ................................................................................................................................... 20

3.4.3 RAID 3 ................................................................................................................................... 21

3.4.4 RAID 5 ................................................................................................................................... 21

Unidad 4 Mantenimiento y Soporte ....................................................................................................... 22

4.1 Importancia y Función del Soporte y Mantenimiento ................................................................... 22

4.2 Tipos de Mantenimiento .............................................................................................................. 22

4.2.1Preventivo ............................................................................................................................. 22

4.2.2 Correctivo ............................................................................................................................. 23

4.3 Pasos para hacer un buen mantenimiento ................................................................................... 24



Unidad 1: Lógica Digital, organización, y componentes de SC.

1.1Lógica Digital

La Lógica Digital es la parte de la electrónica que se refiere a la parte matemática, la cual se basa en el
Álgebra de Boole. La lógica digital es la base de todos los sistemas de circuitos y de los ordenadores por
ejemplo.

En lógica digital todo básicamente se basa en dos estados principales: el 0 y el 1, los cuales significan
apagado y encendido respectivamente. En estas entradas intentaré explicar de una manera sencilla las
puertas lógicas, los biestables, los chips CMOS, y muchas cosas más.

Algebra Booleana

Sistema matemático deductivo centrado en los valores cero y uno (falso y verdadero), usado
ampliamente en el diseño de circuitos de distribución y computadoras.

Negación (‘,¬)

Se usa para negar una entrada. (Verdadero=1; Falso=0)



A
0
1

¬A
1
0



OR/Disyunción (+, v)



En este caso con una sola de las entradas que sea verdadera, la salida también lo será.

A
1
1
0
0

B
1
0
1
0



A+B
1
1
1
0



AND/Conjunción (*,^)

Se conoce como sistema mutuamente excluyente donde la salida es verdadera si y solo si todas las
entradas son verdaderas

A
1
1
0

B
1
0
1



A*B
1
0
0



1

A¬AABA+BABA*B 0

0

0

X
0
0
1
1

Y
0
1
0
1



XY
0
1
1
0

A
0
0
1
1

B
0
1
0
1



¬A*B
1
1
1
0

A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

¬A*B
1
0
0
0



Xor ()



NAND



NOR



Teoremas Básicos



Ley Distributiva A(B+C)=AB+AC

Teorema 2

Teorema 3

Teorema 4



A+A=A
AA=A
A+AB=A
A(A+B)=A
0+A=A
1A=A
1+A=1
0A=0

El AND, OR, NOT, así como el XOR a nivel de la computadora se conocen como compuertas lógicas y se
utilizan para construir la mayoría de los circuitos, sobre todo los combinatorios (sumadores, restadores,
flip-flop, etc).

Para construir una tabla de verdad se debe de tener claro la cantidad de variables o entradas y en base a
ello identificar el número de combinaciones que son requeridas. Para encontrar las combinaciones en



2

binario, se debe elevar la base (2) a la cantidad de variables y el resultado será la cantidad de
combinaciones.



1 Variable o entrada 21=2

2 Variables o entradas 22=4

1.2 Arquitectura de Computadora
La arquitectura de computadoras trata sobre el estudio, diseño y desarrollo de las diferentes tecnologías
de computadoras y demás elementos del sistema computacional. Lo que busca es realizar innovaciones
tecnológicas y un mejoramiento continuo de las tecnologías.

Trata de mejorar aspectos como:

Integración de Servicios

 Rendimiento
 Capacidad
 Ancho de Banda
 Estudio de Materiales

 Capacidad de Buses
 Velocidad
 Reducir el Recalentamiento
 Mejorar las Tecnologías
 Escalabilidad

Computadora

Es un dispositivo electrónico que se encarga de administrar, procesar y almacenar diferentes tipos de
datos e información auxiliándose de diferentes componentes y elementos.

Software Básico

Hardware Básico



3

Bus de Direcciones



Bus de Datos



Bus de Control

Ranuras o Sockets de Extensión



Dispositivos de Almacenamiento



Memorias (Bancos)



Fuente de Poder



4

Es un dispositivo que convierte las tensiones alternas en una o varias tensiones continuas que alimenta
los distintos circuitos del dispositivo electrónico.

Partes de la fuente de Poder

 Ventilador: expulsa el aire caliente del interior de la fuente y del gabinete para mantener frescos

los circuitos.

 Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe domestico
 Selector de Voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 127V o el europeo de 240V
 Conector de Suministro: permite alimentar cierto tipo de monitores CRT
 Conector AT: alimenta de electricidad a la tarjeta principal
 Conector de 4 terminales IDE: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas.
Algunas fuentes de poder actuales ya cuentan con un alimentador SATA, en otros casos es
necesario conseguir un adaptador.

Transformación de la Corriente Alterna a Corriente Continua

1. Transformación
Se reduce la tensión de entrada a la fuente. Esto se realiza con un transformador en bobina. Este
proceso genera de 5 a 12V.

Una bobina es un dispositivo formado por espiras de alambre normalmente de cobres, que almacena
energía en forma de campo magnético.

2. Ratificación
Convierte la corriente alterna a corriente continua.

3. Filtrado
El ratificador nos da corriente continua pero no constante. En el filtrado la señal se aplana para evitar
oscilaciones. Las oscilaciones se controlan mediante condensadores, que retienen la corriente y la deja
pasar lentamente.

Un ratificador es un circuito que convierte la CA a CC.

Un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico.

4. Estabilización
Se estabiliza la corriente mediante un regulador para que cuando aumente o disminuya la corriente de
entrada a la fuente, no afecte la salida.

Un regulador es un dispositivo electrónico diseñado para proteger aparatos eléctricos sensibles a las
variaciones de voltaje



Aspectos a tomar en cuenta en la Arquitectura de una PC y del Sistema Computacional.



5

Identificar el ambiente y las condiciones sobre las que operara el SC

Identificar la función que va a desempeñar, si es servidor o estación de trabajo


 Analizar el rendimiento y capacidad

 Estudiar aspectos sobre seguridad, protección y confiabilidad del sistema
 Evaluar la tecnología y arquitectura misma de los componentes del sistema
 Estudiar las características, especificaciones técnicas de los componentes y revisar si se requiere

trabajar con:

o Multi-operació