PDF de programación - Computadoras Personales

1

Computadoras Personales

Introducción
Conocida es la importancia que han tomado las computadoras personales en los últimos años,
por sus bondades se han ido incorporando a múltiples actividades; a las ya clásicas contables
y administrativas se han sumado las provenientes del ámbito industrial, ingenieril y
científico. El aumento de la eficiencia unido a una continua reducción de los costos han
hecho de las PC's una herramienta poderosa y accesible a un mercado diverso y creciente.
El presente trabajo describe sus principales características técnicas y algunas de sus
aplicaciones profesionales.

Un poco de historia
La importancia de un estándar
Sobre el final del año 1981 aparece en el mercado la IBM PC, una computadora de
aplicaciones profesionales; la s características técnicas de la máquina y la trayectoria de la
empresa hicieron de la IBM PC un éxito comercial; a mediados de 1982 la demanda excedía
la oferta. IBM adoptó para la PC el microprocesador 8088 como unidad central de proceso
(produ cido por la firma INTEL) y dos unidades para disco flexible de 5¼ pulgadas (diskette).
A principios de 1983 IBM incorpora el modelo XT. Este conserva el microprocesador 8088 y
aumenta la capacidad de almacenamiento al emplear un disco rígido (hard-disk) mantenie ndo
una sola unidad para disco flexible.
Cambios más profundos aparecen en el modelo AT que IBM introduce en el año 1984;
adopta un microprocesador más poderoso, el 80286, también de la firma INTEL, en tanto
utiliza un disco rígido y otro flexible de 5¼ pulgadas.
Una característica destacable de estos equipos es su concepción “abierta” que permite ampliar
o incorporar nuevas prestaciones con gran facilidad. Esto se logra mediante el empleo de
tarjetas que se insertan en zócalos ubicados en la placa principal del sistema. Esta
característica posibilitó la aparición de todo tipo de accesorios que enriquecieron y
potenciaron los equipos. Así encontramos: expansiones de memoria, monitores, conversores
A/D y D/A, dispositivos de almacenamiento masivo, etc. Este proceso creció en forma
sostenida y generó una norma no escrita, pero no por ello menos efectiva, conocida con el
nombre de “compatibilidad IBM”. La expresión más visible de este fenómeno fue la
aparición de réplicas, semejantes a los modelos IBM y denomin adas “compatibles” o
“clones”. Muchos de los compatibles, con el propósito de ganar espacio en el mercado,
presentan mejoras en la velocidad y capacidad de memoria.
Por otra parte los productores de software no se mantuvieron al margen; sistemas operativos
como el MS DOS (MICROSOFT) o XENIX (SCO) alcanzaron gran difusión. Planillas
electrónicas, procesadores de palabra, compiladores, ensambladores, programas de asistencia
al diseño (CAD), programas de entretenimiento, por mencionar sólo algunos de los productos
hoy disponibles para las computadoras personales.
La confluencia de todos los factores mencionados creó una importante y creciente oferta de
hardware y software que garantizan al usuario de las IBM y sus compatibles, productos de
inmejorable costo -desempeño.
Finalmente, como resultado de lo expuesto dio lugar a que el nombre “Personal Computer” y
las siglas PC pasaran a identificar en forma genérica esta línea de productos.

Configuración y aplicaciones
En el esquema de la Fig. 1 muestra los elementos básicos que componen cada modelo. Debe
agregarse a ellos la unidad de teclado, un monitor de vídeo y un im presor para contar con una
configuración útil en un gran número de aplicaciones.



2

En otros casos, por ejemplo en diseño gráfico, se hace necesario el empleo de un graficador
(plotter) para obtener el dibujo sobre diversas calidades de papel. Existe una gran variedad de
periféricos e interfaces; algunos de estos se describen más adelante.
Cabe señalar, que si bien las máquinas que sucedieron a la PC original resultan más eficientes
por las mejoras introducidas, se ha mantenido la compatibilidad entre los modelos, de suerte
tal que los más recientes (AT) pueden aceptar los accesorios y software ya disponibles en el
mercado.
En cuanto al modelo AT, e n virtud de la potencia lidad del microprocesador utilizado (80286),
se presta para ser utilizado en operaciones con redes locales (LAN).
Finalmente, y a modo de ejemplo de aplicación, mencionaremos los sistemas de diseño
asistidos por computadora (CAD), de gran utilidad en diversas ramas de la ingeniería. Dentro
del ámbito de la electrónica es una herramienta poderosa para el dibujo de los circuitos.
Además, a partir de éstos se pueden realizar los diseños del impreso, de simple, doble o triple
capa.

Primera observación del sistema
Descripción de las partes
Los modelos PC, XT y AT son constructivamente similares. El gabinete aloja en su interior la
placa principal (mother board o main board), la fuente de alimentación y las unidades para
disco, ya sea flexible (diskette) o rígido (hard-disk). El teclado se conecta a la placa principal
mediante un conector DIN.
La placa principal, en todos los modelos, contiene un microprocesador, más un banco de
memoria y las interfaces indispensables para el funcionamiento del sistema. Un conjunto de
conductores une los citados dispositivos y cumplen la importante función de comunicarlos
eléctricamente. Este conjunto de conductores o líneas se denomina “bus del sistema”.
La placa cuenta además con un grupo de zócalos (de 3 a 8 según el fabricante) conectados al
mencio nado bus. Estos zócalos, entre otras consideraciones, le confieren a la computadora la
característica denominada de “bus abierto” que como ya fuera mencionado permiten una
simple y eficaz ampliación del sis tema mediante el empleo de tarjetas enchufables. En la Fig.
1 aparecen ejemplos de estas tarjetas.
Cabe señalar que la conexión al monitor de vídeo emplea una tarjeta de expansión, la
mostrada en la Fig. 1 admite además la conexión de una impresora.


MICROPROCESADOR
RELOJ
MEMORIA SOBRE PLACA
DISKETTE A
DISKETTE B
DISCO RÍGIDO C
Fig. 2

La unidad de disco rígido o flexible también utiliza una tarjeta enchufable.
La fuente de alimentación entrega la energía para el funcionamiento del sistema; cuatro
tensiones son las provistas: +5V, -5V, +12V y -12V. Por lo general son fuentes conmutadas y
manejan, según los modelos, una potencia comprendida entre 130 a 300 wats.
El cuadro de la Fig. 2 presenta las características más importantes de los modelos PC, XT y
AT. En tanto el cuadro de la Fig. 3 presenta los integrados más importantes de cada modelo y
sus funciones. A continuación se describirán en detalle los elementos componentes de la
placa principal, comenzando por la PC y XT.

PC
8088
4,7/8MHz
64K-640K
160/360K
180K/360K/1,2M



XT
8088
4,7/8MHz
64K -640K
360K/1,2M
-
20/30M

AT
80286
6/8/10MHz
512K/lMbyte
360/1,2M
360/1,2M
20M/140M



3



Placa principal PC/XT
Los modelos PC y XT hacen uso de la misma placa principal; la diferencia reside en el
empleo de las unidades de disco. A continuación se detallan los elementos más importantes
de la placa y las funciones que cumplen.
Microprocesador 8088. En línea general el microprocesador (MP) cumple una de las más
importantes ta reas dentro del sistema. Su función es seguir las ins trucciones que componen el
programa y proceder a su ejecución; las instrucciones residen en la memoria, ya sea RAM o
ROM, de donde a través de las líneas de datos son leídas por el microprocesador. En la ejecu-
ción intervienen tanto unidades internas del MP (por ejemplo, suma entre registros) o bien el
MP hace participar a cualquiera de las interfaces cuando es necesaria una operación de
entrada o salida de datos (teclado, parlante, impresora, etc.).
Las funciones mencionadas son cumplidas por el microprocesador 8088, éste dispone el
mismo juego de instrucciones que el 8086, del cual fue derivado. El 8088 dispone de 8 líneas
de datos para vincularse con la memoria (líneas integrantes del bus del sistema), sin embargo
el procesador puede operar internamente con 16 bits. Para obtener un dato en memoria de 16
bits de longitud, el 8088 deberá hacerlo en dos extracciones sucesivas de 8 bits cada una,
luego las compone en forma interna como un dato de 16 bits.
Catorce son los registros programables del 8088, todos de 16 bits. Un grupo de ellos
especializados en el procesamiento de datos y otros en el direccionamiento de memoria.

Velocidad de procesamiento. Generador de reloj 8284A. La operación del MP requiere la
aplicación de una señal denominada de reloj. Esta señal actúa como patrón temporal de los
circuitos internos del MP; en otras palabras establece el tiempo que demanda realizar cada
instrucción. A modo ilustrativo: la suma ADD AX, BX requiere tres ciclos de la señal de
reloj.


MICROPROCESADOR
MICROPROC ALTERNATIVO
COPROCESADOR (OPTATIVO)
GENERADOR RELOJ
FRECUENCIA RELOJ
CONTROL DMA
CONTROL INTERRUPCIONES
TEMPORIZADOR PROGRAMABLE 8253
INTERFAZ PROGRAMABLE
8255
Fig. 3

El número de ciclos se especifica en el juego de ins trucciones que provee el fabricante del
8088. En sínte sis, la frecuencia de la señal de reloj determin a la velocidad con que el MP
puede ejecutar un determinado programa (conjunto de instrucciones).
La máxima frecuencia de operación del 8088 es de 5 MHz, los modelos PC y XT utilizan
4,77 MHz.
La señal de reloj es generada por un cristal juntamente con la unidad 8284A, ésta
básicamente dispone de un oscilador y un circuito diviso