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Parte Día Hora Aula Grupo

Teoría L y M 16-17 0.3 Todos

Prácticas Martes 17-19 Lab.elect. A

Martes 19-21 Lab.elect. B

Miérc. 17-19 Lab.elect. C

Miérc. 19-21 Lab.elect. D

Mantenimiento de Equipos Informáticos

• Asignatura optativa 3º I.T.I. Sistemas / Gestión

• Curso 2001-2002: 2º cuatrimestre

• 3 créd. de teoría + 3 créd. Prácticas

• Profesor: Angel de la Torre– Dpto. Electrónica

– Desp. 110, 2ª planta Edif. Físicas, Fac. Ciencias

• Horario:

Transparencias y guiones de prácticas en:

http://ceres.ugr.es/~atv/Documents/documents.htm

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Programa de la asignatura

• Tema 1: Introducción.– Equipos informáticos.– Mantenimiento de equipos informáticos.– Objetivos de la asignatura.– Estrategia óptima de mantenimiento y reparación.– El PC (¿por qué el PC?).– Otros equipos.

• Tema 2: Modelos de PC.– Introducción.– Chips y buses.– Características del PC.

• Tema 3: El interior del PC.– Introducción.– La placa base.– La unidad central de procesamiento (CPU).– La memoria. Tipos de memoria.– Buses. Tipos de buses.– La fuente de alimentación.– Periféricos. Controladores y adaptadores. Interfaces.

• Tema 4: Mantenimiento preventivo del PC.– Introducción.– Shock térmico.– Magnetismo.– Interferencias electromagnéticas.– Descargas electrostáticas.– El entorno del PC.

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• Tema 5: Instalación de nuevas tarjetas de expansión.

– Introducción.– Configuración de nuevas tarjetas de expansión.

Configuración software.– Instalación de la tarjeta en el PC. Solución de conflictos.– Sistemas Plug and Play.

• Tema 6: Avería y reparación del PC.– Introducción.– Cómo actuar ante una avería del PC. Reglas generales.– Comprobación del software.– Comprobación del hardware.– Programas de diagnóstico.

• Tema 7: Desensamblar el PC.– Introducción.– Herramientas necesarias.– Consejos generales para desensamblar el PC.– Ensamblaje.

• Tema 8: Reparación de tarjetas y chips.– Introducción.– ¿Reparar o sustituir?.– Identificación de la avería. Proceso de arranque del PC.– Identificación y sustitución de chips averiados.

• Tema 9: Memorias semiconductoras.– Introducción.– Tipos de memorias. Memoria estática y dinámica.– Combinación de distintos tipos de memorias.– Bancos de memoria.– Errores y averías en la memoria. Test de memoria.

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• Tema 10: La fuente de alimentación.– Introducción.– Componentes de la fuente de alimentación.– Mantenimiento de la fuente de alimentación.– Ahorro de energía.– Averías y reparación de la fuente de alimentación.– Protección contra el ruido de alterna.

• Tema 11: El disco duro.– Introducción.– Tipos de discos. Tipos de interfaces.– Parámetros característicos de un disco duro.– Instalación de un disco duro Configuración.– Formateo de un disco duro. Particiones.

• Tema 12: Organización lógica del disco duro.– Introducción.– Sectores absolutos y sectores DOS.– Clusters.– Dos Boot Record (DBR).– La FAT y el directorio raíz.– Subdirectorios.– Estructura lógica del disco.

• Tema 13: Mantenimiento preventivo del disco.– Introducción.– Mantenimiento preventivo del hardware.– Mantenimiento preventivo del software.– Copias de seguridad.– Virus. Detección y eliminación de virus.

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• Tema 14: Recuperación de datos y reparación del disco duro.

– Introducción.– Mensajes de error.– Recuperación de datos borrados.– Recuperación de un disco averiado.

• Tema 15: Instalación y reparación de unidades de disco flexibles.

– Introducción.– Mantenimiento preventivo.– Averías de la disquetera.– El futuro de las FDD.

• Tema 16: Dispositivos SCSI.– Introducción.– El sistema SCSI.– Instalación física SCSI.– Instalación software SCSI.

• Tema 17: Reparación de impresoras.– Introducción.– Componentes de una impresora.– Mantenimiento.– Problemas comunes y su reparación.– La impresora láser.

• Tema 18: Mantenimiento y reparación de otros periféricos.

– Introducción– Modems y puertos serie.– Ratones y teclados.– Adaptadores de vídeo y monitores.– Tarjetas de sonido.– CD-ROMs.

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Bibliografía

• “The complete PC upgrade and maintenance guide” 4th edition.

Mark Minasi.

Ed. SYBEK, 1995.

• “Ampliar y reparar su PC”.

Ulrich Schuller.

Ed. MARCOMBO, 1996.

• “PC upgrade and repare bible”.

Barry Press.

Ed. IDG Books WorldWide Inc. 1998.

• “Introducción a la informática”.

Alberto Prieto, Antonio Lloris, Juan Carlos Torres.

Ed. McGraw Hill, 1989

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Evaluación de la asignatura

• Examen de teoría: 40 %• Prácticas: 40 %

– Exposición de trabajo en laboratorio– Memoria de prácticas (por parejas)

• Trabajo libre: 20 %– Cada alumno deberá entregar un trabajo

sobre algún equipo informático, periférico, etc. de su elección.

– El trabajo puede consistir en:• un análisis de las características técnicas y

prestaciones

• comparación entre equipos de varias marcas

• evolución de un determinado elemento

– Este trabajo es individual.

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Tema 1: Introducción

1.- Equipos informáticos.

2.- Mantenimiento de equipos informáticos.

3.- Objetivo de la asignatura.

4.- Estrategia óptima de mantenimiento y reparación.

5.- El PC. (¿Por qué el PC?).

6.- Otros equipos.

Reglas importantes.

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1.- Equipos informáticos.

• ¿Qué es un equipo informático?

• Los equipos más comunes: PCs.

• En determinados contextos, otros equipos:– terminales TTY– estaciones de trabajo– super-ordenadores

• Es usual encontrar ordenadores conectados en red. El mantenimiento no se limita a los ordenadores: hay que mantener también:

– La interconexión: red, tarjetas, concentradores, routers...– Los recursos compartidos: impresoras, escaners,

grabadoras, sistemas de back-up....

• Periféricos de los distintos ordenadores:– Almacenamiento datos: HD, CDROM, floppy, cinta, zip...– Audio, P serie, P paralelo, SCSI, monitor, módem...– Impresoras, escaners...– Hardware de uso específico.

• Software:– Drivers– Aplicaciones

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• Contexto en el que se utilizan los equipos informáticos. (Uso de los equipos y necesidades). Ejemplos:

– Sistema informático doméstico.– Secretaría de un instituto de bachillerato.– Administrativos de un centro público.– Empresa con muchas oficinas distribuidas.– Empresa de desarrollo tecnológico.– Laboratorio de informática.– Facultad o Escuela.– Grupo de investigación.– Instituto de investigación.

• Características del sistema:– Número de equipos.– Número de usuarios.– Formación de los usuarios.– Necesidades de los usuarios.– Presupuesto.

La estrategia óptima de mantenimiento es diferente dependiendo de los equipos / sistemas informáticos y el contexto en el que se van a utilizar.

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2.- Mantenimiento de equipos informáticos.

• Mantenimiento preventivo:– Hábitos que evitan problemas.– Alargan la vida de los equipos (nada es eterno).– Reducen el riesgo de problemas.

• Reparación de averías. Evitar perdidas irreparables.

• Ampliación de los equipos / sistemas:– Nuevos puestos.– Nuevo hardware.– Nuevo software.

• Actualización: mejorar la eficiencia.

• Reestructuración del sistema (optimización de recursos).

Criterios de mantenimiento.

3.- Objetivos de la asignatura.

• Decisiones adecuadas con respecto al mantenimiento.• Responsable del mantenimiento del sistema

– (“system manager”) (usuarios, permisos, red... no)– Funcionamiento de los equipos. Adecuar a necesidades y

recursos– Prevenir problemas– Solucionar problemas– Decisiones adecuadas de mantenimiento

• Conocimiento de los equipos informáticos y sus problemas

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4.- Estrategia óptima de mantenimiento y reparación.

• ¿Qué se puede mantener y qué no?

• ¿Qué se puede reparar y qué no?

• Factores a tener en cuenta:– Costes de mantenimiento y reparación.– Necesidades.– Presupuesto.– Precio de los equipos y periféricos.– Evolución de los precios y las prestaciones.– Vida del producto. Vida eficaz del producto.

• Panorama hace 10 años y ahora.

• Importante:– Conocer el equipo.– Conocer las características y prestaciones de los distintos

elementos.– Conocer los precios.

5.- El PC. (¿Por qué el PC?).

• Tendencia a imponerse los sistemas basados en PC.– Ámbito del PC hace 10 años y ahora.– Razones por las que se ha impuesto el PC. Ejemplos.

• Más documentación.

• Más modularidad. Equipos más flexibles.

• Gran parte de los conocimientos se pueden extender a otros equipos.

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6.- Otros equipos.

• Equipos que se van a poder mantener / reparar / ampliar:

– PC y periféricos.– Otras arquitecturas (Macintosh, etc.) y periféricos. (S.O.).– Estaciones de trabajo y periféricos (S.O.).– Super-ordenadores y periféricos (S.O.).– Elementos de red: concentradores, routers, etc.

Reglas importantes:

• Sobre seguridad: Elementos muy peligrosos:– Interior del monitor.– Interior de la fuente de alimentación.

• Sobre mantenimiento ampliación y reparación: Valorar:– Costes.– Necesidades.– Prestaciones de los equipos a adquirir y utilidad.– Perspectivas para el futuro (posibilidad de ampliación)– Tendencia en la evolución de los equipos informáticos:

• prestaciones

• precio

– Elementos que limitan el funcionamiento de los equipos: “cuellos de botella”.

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Tema 2: Modelos de PC

1.- Introducción.

2.- Chips y buses.

3.- Características de los PCs.

1.- Introducción.

• Antes de afrontar el mantenimiento, ampliación o reparación del PC es importante conocer su anatomía:

– ¿Qué partes tiene el PC?

– ¿Qué importancia tiene cada una de las partes?

• ¿Qué es un PC? ¿Qué tienen en común todos los PCs? ¿En qué se diferencian los PCs?

– Software compatible.

– Software no compatible.

– Hardware no compatible.

• ¿Cuál es la parte más importante del PC?– PC como conjunto de piezas ensambladas.

– Compatibilidad esencial.

– Lo que condiciona la compatibilidad:• Software: Chips

• Hardware: buses

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2.- Chips y buses.

• El PC se construye alrededor de la CPU, desde el punto de vista del software que se puede utilizar.

• Familias de CPU en PC:– 8088 / 8086 / 80188 / 80186– 80286– 80386 / 80486 / Pentium / P6

• ¿Qué define una familia? – Software común. – Diferencias dentro de una familia: velocidad.

• Incompatibilidades de software. Causa.

2.1.- La CPU determina el tipo de software que puede usarse.

2.2.- Los buses determinan el hardware que puede usar el PC.

• ¿Puedo conectar una tarjeta de expansión en el PC y hacerla funcionar?

• Primeras arquitecturas: Bus ISA (Industry Standard Architecture). El 80% de los PCs disponen de bus ISA.

• Limitaciones de bus ISA. Otros buses:– MCA: Micro Channel Architecture.– VESA Local Bus: Video Electronics Standard Association.– EISA: Extended Industry Standard Architecture.– PCI: Peripheral Component Interconnect.– PCMCIA: Personal Computer Memory Card Industry

Association (portátiles)

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• Importante cuando se adquiere una tarjeta: comprobar que puede conectarse al bus. Una tarjeta MCA no puede conectarse a un bus PCI.

• Descripción mínima del PC: Chip y bus:– 8086 con ISA– Pentium con PCI

3.- Características de los PCs.

• Anatomía del PC. Hay más elementos y características además de los Chips y buses:

BIOS, tarjeta de vídeo, puerto paralelo, etc.

• ¿Por qué son “menos importantes”?

Características Ejemplos ComentariosCPU 8086 80386

Pentium ....Cantidad de memoria que se puede direccionarSoftware que se puede ejecutarVelocidad del sistema

Bus 8 ISA, 16 ISA16 ó 32 MCA,PCI, etc.

Posibilidad de conectar tarjetas de expansion

BIOS AMI, IBM,Compaq,Phoenix

BIOS (Basic Input/Output System)Software de bajo nivel. Puede afectar a aspectos decompatibilidad

Velocidad CPU 3 MHz – 1 GHz Velocidad del sistemaTarjeta video MDA, CGA,

EGA, VGACompatibilidad de softwareVelocidad de transferencia de datos a pantallaSustitucion casi siempre posibleForma de gestionar información de video (CPU otarjeta de video)

Puerto Paralelo UnidireccionalBidireccional

Interface impresorasOtros periféricos

Puerto SerieUART

8250, 16450,16550

UART: ch ip alrededor del que se implementa elpuerto serie, modem interno, etc. Velocidad.

Memoria 640 KB.... MB RAM (Random Access MemoryConvencional, extendida, expandida. Limitaciones

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Características Ejemplos ComentariosReloj delsistema

En p laca baseEn tarjeta

Hard DiskInterface

ESDI, SCSI, IDE Conexión entre controladora de disco y el disco.Mayoría SCSI o IDE

Teclado XT, AT Chip que controla el teclado.Teclado con conmutador.

Floppy DiskDrive

5.1/43.1/2

Num. slots 3 ... 10 Cuantos más mejor (más tarjetas expansión)Configuración Interruptores

CMOSConfigurar el PC, HD, memoria....

Num. IRQ 8 ó 16 Interrupciones (núm y tipo de expansiones)Num. canalesDMA

4 u 8 Direct Access Memory.(núm y t ipo de expansiones)

Tarjeta desonido

8 – 16 bitsMIDI,Wave table

Adaptador SCSI SCSI I, SCSI IInormal, fast,wide, fast-wide

Interface para hardware universal:HD, CDROMs, cintas, escaners....

Lector deCDROMTarjeta de red Ethernet

token-ring, etcImpresoras

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Tema 3: El interior del PC

1.- Introducción.

2.- La placa base.

3.- La Unidad Central de Procesamiento CPU.

4.- La memoria. Tipos de memoria.

5.- Buses. Tipos de buses.

6.- La fuente de alimentación.

7.- Periféricos. Controladores y adaptadores. Interfaces.

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1.- Introducción.

• El PC es un equipo modular. Esto lo hace fácil de mantener y de reparar (más que TV).

• Ante un problema hardware: la solución es localizar y reparar/sustituir el componente defectuoso.

• Primer paso para solucionar problemas: identificar los elementos del PC (hay muchos modelos distintos).

• Principales elementos del PC:– Placa base (system board o motherboard):

• CPU.

• Bus.

• Slots (ranuras o zócalos de expansión).

• Memoria.

• Reloj del sistema.

• Coprocesador numérico.

• Adaptador de teclado.

– Fuente de alimentación.

– Controladoras (de teclado, de FDD, de HD, etc.).

– Teclado, FDD, HD, CD-ROM, etc.

– Tarjeta multifunción (puerto serie RS-232, puerto paralelo, calendario/reloj).

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2.- La placa base.

• Es un circuito impreso que contiene los elementos esenciales del ordenador: CPU, ROM, RAM, coprocesador, buses, reloj del sistema, slots de expansión, etc.

• Excepciones:– Placas Back-plane: un circuito impreso con slots y sin

ningún integrado. La CPU, RAM, ROM, etc. Van en tarjetas que se insertan en la placa base.

– Placas base sin slots: ademas de los elementos de las placas base usuales, incluyen también los controladores, puertos, etc.

• Ejemplos de placas base.

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3.- La Unidad Central de Procesamiento (CPU).

• Es el chip que ejecuta las instrucciones de los programas. Es el corazón del PC.

• La CPU determina la capacidad del ordenador.

• Características esenciales de la CPU:– Velocidad: número de microinstrucciones que realiza por

segundo (Mhz).

– Eficiencia del microcódigo: número de ciclos de reloj invertidos en cada operación.

– Tamaño de registros: número de bits con los que puede operar en una instrucción.

– Tamaño de la entrada de datos: número de bits que puede leer del bus en una operación.

– Coprocesador numérico: algunas CPUs pueden realizar operaciones en punto flotante directamente.

– Número de pipelines de instrucciones: número de instrucciones que puede realizar simultáneamente.

– Caché interna: RAM de alta velocidad dentro de la CPU.

– Memoria direccionable: Tamaño de la RAM que puede direccionarse con la CPU (MB).

3.1.- Características de la CPU.

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• La CPU es una máquina secuencial síncrona: Utiliza pulsos de un reloj externo que marcan el ritmo de las operaciones lógicas a realizar.

• La señal de reloj sincroniza todos los elementos del PC: acceso a bus, lectura o escritura en memoria, etc.

• La velocidad del reloj está limitada. – Si es excesiva la CPU no funciona correctamente. – ¿Por qué?. – Con otros elementos es similar.

• En los primeros PCs, la CPU era el circuito más complejo y el más lento. La CPU determina la velocidad del sistema. La velocidad del PC es la velocidad del reloj en la placa base.

– Apple II: 2 MHz.– PC-XT: 4.77 MHz.– PC-AT: 6 MHz, 8 MHz.....

• La velocidad de la CPU es una “medida de la velocidad del sistema”. En principio, a mayor velocidad de CPU, mayor velocidad del sistema. Sin embargo:

– Se ve influenciada por otros elementos (HD, RAM, etc).– CPU rápida con HD lento.– Comparación:

• XT (1983) / Pentium (1994)

• CPU 300 veces más rápida y periféricos unas 10 veces más rápidos; va entre 20 y 40 veces más rápido, según aplicaciones (¡¡no 300 veces!!).

– Elección entre CPU rápida y periférico rápido.

3.2.- Velocidad de la CPU.

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• Primeros PCs: el circuito más lento es la CPU. Evolución de la frecuencia de reloj:

– 4.77 Mhz; 6 MHz; 8 MHz;– 12 MHz: periféricos incompatibles.– 16 MHz; 20 MHz; 25 MHz; 33 MHz;– 40 MHz; 50 MHz; 66 MHz: la RAM es lenta.

• Solución: duplicador de frecuencia de reloj.– Placa a 25 MHz:

• 80486DX-25

• 80486DX2-50 (vel. ext.: 25 MHz; vel. int. 50 MHz)

– Placa a 33 MHz:• 80486DX-33

• 80486DX2-66 (vel. ext.: 25 MHz; vel. int. 50 MHz)

– Comparación: 80486DX-25 80486DX2-50 80486DX-50

• Triplicadores de frecuencia de reloj:– 80486DX4-75 (de 25 MHz a 75 MHz; caché: 16 KB)– 80486DX4-100 (de 33 MHz a 99 MHz; caché: 16 KB)– Pentium 150 (de 50 MHz a 150 MHz)

• CPUs a frecuencia 1 y medio.– Pentium originales:

• 60 MHz y 66 MHz

– P54C:• 90 MHz y 100 MHz (con reloj interno a frec. 1.5 del externo).

• Velocidad y temperatura:– La conmutación de transistores genera calor.– A mayor velocidad, mayor disipación.– Los Pentium 60 y 90 son series que no superaban control

de calidad (se calentaban demasiado).

3.3.- CPUs rápidas: duplicadores y triplicadores de frecuencia.

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• Para mejorar la velocidad:– Más instrucciones por segundo (aumentar frecuencia)– Uso más eficiente de la CPU (que haga lo mismo con

menos ciclos de reloj).

• Mejora de la eficiencia del microcódigo:– 8088 / 80188 son idénticos salvo en la eficiencia del

microcódigo. División entera requiere 70 ciclos / 25 ciclos.– 80386 / 80486: MOV AX BX: 2 ciclos / 1 ciclo.

• Canalización de instrucciones (instruction pipelines)– Descomposición del pipeline (en 5 pasos)

• Captura de instrucción

• Decodificación

• Captura de operandos

• Ejecución de instrucción

• Escritura de resultados

– Otros microprocesadores en mas pasos: Cyrix M1 (7); AMD K5 (6); NexGen Nx586 (7); P6 (14).

– Algunas CPUs soportan la ejecución simultánea de varios pipelines (Pentium, P6, RISC).

3.4.- Eficiencia del microcódigo.

• Voltaje y temperatura: disipación proporcional a V2 :– Las primeras CPUs alimentadas con 5 V.– A partir de 80486DX4, con 3.3 V (disipan la mitad).

• “Pentium overdrive” (actualización de 486 a Pentium) es una CPU con reloj interno a 2.5 la frec. del externo.

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• Transferencia de datos entre RAM y CPU. Lo ideal es que la ventana de entrada/salida de datos tenga el mismo tamaño que los registros.

• 8086 (1977) y 8088 (1978):– diferencias del data path (16 bits / 8 bits).

• MOV AX <= 0200 (2 ciclos en 8088 y 1 ciclo en 8086)

– ventajas y desventajas del data path de 16 bits.

• 80286 (16 bits), 80386DX (32 bits), 80386SX (16 bits).– El 80286 lo fabricaban AMD (Advanced Micro Devices),

Fairchild, Siemens... 16 bits de registro y entrada de datos.– 80386 como una CPU revolucionaria (32 bits de registro y

de entrada de datos). Problema por encarecer la placa base. Sale la versión 80386SX con 32 bits de registro y 16 de entrada de datos.

3.5.- Tamaño de palabra.

• Registros: zonas de memoria de la CPU para almacenar datos.

• Tamaño de palabra: núm. de bits de los registros. Importancia.

– 8088, 8086, 80188, 80186, 80286: 16 bits– 80386, 80486, Pentium: 32 bits

3.6.- Entrada de datos (data path).

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• Para realizar operaciones en punto flotante.Mejora eficiencia en programas con mucho cálculo.

• Funciones transcendentes (seno, coseno... log..) 20 veces más rápido con coprocesador.

• 8086 / 8088 8087

• 80286 80287

• 80386SX 80387SX ó 80287

• 80387DX 80387DX ó 80287

• 80486DX incorporado

• 80486SX 80487SX (es un 80486!!)

• Pentium incorporado

3.7.- Memoria caché interna.

• Importancia de que la memoria sea rápida.

• Arquitecturas de memoria:– Dynamic RAM (DRAM): más simple, barata y lenta– Static RAM (SRAM): más compleja, cara y rápida

• Diseñar toda la RAM de tipo SRAM sería bueno (se podría acceder a la velocidad de la CPU) pero sería carísimo.

• Solución: RAM masiva de tipo DRAM. Una pequeña parte de tipo SRAM (caché). Algunas CPUs incorporan caché: caché interna o L1. A veces se ponen chips de caché en las placas base (64 - 512 KB de SRAM externa o L2):

• 486: 8 KB L1

• 486DX4: 16 KB L1

• Pentium: 16 KB L1 (8+8, no write-back, busq./pred.)

• P6: 16 KB L1 + 256 KB L2

• Chips caché ext. 64 - 512 KB L2

3.8.- Coprocesador numérico (o Matemático).

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• Depende del número de patillas de la CPU destinadas a direccionar memoria (del número de bits dedicados a direccionamiento):

Num bits mem. direccionable CPUs

16 bits: 64 KB = 65536 B Previas a PC

20 bits: 1024 KB = 1 MB 8086 8088 80186 80188

24 bits: 16 MB 80286 80386SX

32 bits: 4096 MB = 4 GB 80386DX y posteriores

3.9.- 80486, Pentium y P6.

• 80486:• 80486DX = 80386DX + 80387DX + 8KB L1

• 80486SX = 80486DX con coprocesador anulado

• 80487SX = 80486DX con pines cambiados

• Pentium:• Pentium = 80486DX + 80486SX + 16KB L1

• Caché mejorada (8KB para datos + 8KB para instrucciones)

• Un solo coprocesador (más barato, más frío, más pequeño)

• 2 pipelines. Procesamiento en paralelo automático (si puede).

• Registros de 32 bits; entrada de datos de 64 bits.

• Pentium Overdrive: (para actualizar 486 a Pentium):• Pentium con entrada de 32 bits.

• P6:• Caché L1 (16KB) y L2 (256KB)

• 3 pipelines

• Instrucciones descompuestas en 14 sub-instrucciones reordenables.

3.10.- Memoria direccionable.

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CPUFreq.Ext.MHz

Freq.int/ext

Reg.bits

Datapathbits

pipelMem.direc.MB

copr cacheKB

Compat

INTEL8088 8 1 16 8 1 1 no no --8086 8 1 16 16 1 1 no no --80186 16 1 16 16 1 1 no no --80286 20 1 16 16 1 16 no no --80386DX 40 1 32 32 1 4096 no no --80386SX 25 1 32 16 1 16 no no --80486DX 25 33 50 1 32 32 1 4096 si 8 --80486SX 20 25 33 1 32 32 1 4096 no 8 --80486DX2 20 25 33 2 32 32 1 4096 si 8 --80486DX4 25 33 3 32 32 1 4096 si 16 --Pentium 60 66 1 32 64 2 4096 si 16 --

60 66 1.5 32 64 2 4096 si 16 --50 3 32 64 2 4096 si 16 --

CYRIX80486slc 25 33 1 32 16 1 16 no 1 386SX80486slcX2 25 2 32 16 1 16 no 1 386SX80486DLC 33 1 32 32 1 4096 no 1 386DX80486DX 33 40 50 1 32 32 1 4096 si 8 486DX80486DX2 25 33 40 2 32 32 1 4096 si 8 486DX2

3.11.- Características de las CPUs.

• 8088 (1978):• Chip de 40 pins empaquetado DIP (dual in-line package).

• Unos 29.000 transistores.

• 80188 / 80186:• Empaquetado PGA (pin grid array) cerámico.

• Código optimizado.

• 80286 (1981):• Empaquetamiento PGA ó PLCC (plastic leadless chip carrier).

• Unos 130.000 transistores (algunos con radiador).

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• 80386DX y 80386SX (1985):• Unos 250.000 transistores en PGA.

• Multitask dos programing (Windows, OS/2).

• 32 bits direccionamiento de memoria: 4096 MB.

• 32 bits datos: bus más potente MC, EISA, VLB, PCI.

• 80386SX: entrada de 16 bits y PLCC.

• 80486 (DX, SX, DX2, DX4):• Aproximadamente 1.25 Millones de transistores.

• Consta de: 386DX + 387 + 385 (controladora cache) + cache

• 80486SX es una herramienta de marketing: coprocesador deshabilitado, velocidad limitada a 20 MHz.

• 80486DX2: con duplicador de frecuencia de reloj.

• 80486DX4: con triplicador de frecuencia y caché ampliada.

• 80486SLC y 80486DLC (de Cyrix):• Son 386 con 1KB de caché.

• Pentium (1993)• Aproximadamente 3.1 Millones de transistores.

• Voltaje reducido a 3.3 V.

• Una combinación de dos 486 con analizador de código, capacidad de procesamiento en paralelo y diseñado para trabajar en paralelo con otros Pentium.

• Imitaciones de Pentium:– M1 (Cyrix)

• 2 pipelines desarrollados en 7. Puede desordenarlos.

• Data-forwarding: deja el resultado de una operación accesible.

– K5 (AMD)• 4 pipelines ejecutados en 6 pasos.

• Data forwarding.

– Nx586 (NexGen)• No soporta operaciones en punto flotante.

• Incompatible con pins del Pentium y a 4 V (placa base distinta).

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• P6:– 3 pipelines desarrollados en 14 pasos desordenables.– x86 compatible.– 2 CPUs:

• RISC CPU.

• x86 CPU.

– 2 Cachés:• L1 (de 16 KB)

• L2 (de 256 KB)

– Unos 20.5 millones de transistores en total:• 5.5 millones para las CPUs.

• 15 millones para las memorias caché.

– Tamaño de transistores pequeño:• Pentium: 0.8 micras y 0.6 micras.

• P6: 0.6 micras y 0.4 micras (en 1996).

• Esto permite un consumo razonable con 20 millones de transistores.

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4.- La memoria. Tipos de memoria.

• La memoria sirve para almacenar datos y programas.

• En los primeros ordenadores es sencilla:– RAM (Random Access Memory).

– ROM (Read Only Memory).

– Primeros ordenadores: 1K, 4K, ... 48K, 64K ...

– Primeros PC (8088 / 8086) 640 KB de RAM.

• Ahora es más complicada: Memoria convencional, memoria extendida, memoria expandida o LIM. Causa:

– Falta de planificación (se pensó que con 640 KB sobraría).

– “Necesidad” de mantener compatibilidad.

• Memoria en los ordenadores:– Memoria principal (RAM).

• volátil.

• poca cantidad (típico 2% - 4% de capacidad HD).

• rápida (respuesta en algunos ns).

– Memoria secundaria (HD):• no volátil.

• mayor cantidad que RAM (800 MB / 16 MB).

• lenta (tiempos de respuesta unas 100-1000 veces mayores).

• ¿Dónde está la RAM?– En chips (hileras de chips en la placa base).

– En módulos SIMM (de 30 o de 72 pins) (Single In-line Memory Module).

– En tarjetas de memoria.

32

• El 8086 y 8088 dispone de un bus de direcciones de 20 bits. Es capaz de direccionar 220 = 1024 K = 1M direcciones de memoria.

• Los primeros PC salen con 640 KB de memoria en 1980.

• En esta época era mucha memoria comparado con los ordenadores que había en el mercado. Se consideró que sería suficiente.

• El PC tuvo demasiado éxito y se desarrolló mucho software que luego se quiso que los siguientes procesadores fueran compatibles con el software.

• Esto ha hecho que el mapa de memoria del 8086 condicione todos los demás procesadores.

• Representación de las direcciones:– con 20 dígitos binarios– con 5 dígitos hexadecimales: desde 00000 hasta FFFFF.

4.1.- Organización de la memoria: familia 8086.

Memoriaconvencional

(RAM)

RAM de video

Áreareservada

640

K12

8 K

256

K

A00009FFFF

00000

BFFFFC0000

FFFFF

0 K

640 K

768 K

1024 K

Mapa de memoria del 8086

33

Vectores de interrupciones

640

K

Memoria convencional

DOS

1 K

Drivers

Command.com (shell)

Programas y datos

Programas TSR

• Vectores de interrupciones: punteros a drivers y software en ROM para usar hardware.

• DOS: tamaño variable (versión y config.sys).

• Drivers: programas para que el S.O. use hardware. Los drivers se cargan en el config.sys con “DEVICE=“. Importantes en mantenimiento.

• Command.com: shell o intérprete de comandos.

• TSR (Terminate and Stay Resident) programas residentes (doskey, antivirus, cache disco, compresión de disco, protocolos de red). Ventajas e inconvenientes.

• Programas de usuario (programas y datos): lo que queda hasta 640 KB.

• Compatibilidad con DOS exige respetar este mapa.

34

• Tarjeta de vídeo: interface entre CPU y monitor.

• RAM de vídeo: compartida por CPU y por tarjeta.• Utilizada para transferir datos de la CPU a la tarjeta.

• Direccionada por la CPU.

• Para “poner datos en pantalla” la CPU escribe en la RAM de vídeo y la tarjeta lo interpreta como texto o como gráficos y escribe en el monitor

• En los primeros PCs se reservaron direcciones para 128K para la tarjeta de vídeo (de A0000 a BFFFF). Compatibilidad con PC supone respetar esto.

RAM de vídeo

Tarjeta RAM Direcciones ROM Direc. ROMMDA (MonochromeDisplay Adapter) 4 K

B0000-B1000(4 K) --- ---

CGA (Color /Graphics Adapter) 16 K

B8000-BC000(16 K) --- ---

EGA (EnhancedGraphics Adapter) 256 K

A0000-BFFFF(128 K) 16 K C0000-C3FFF

VGA (VideoGraphics Array) 256 K

A0000-BFFFF(128 K) 24 K C0000-C5FFF

Super VGA ... MBA0000-BFFFF(128 K) ??? ???

Área gráficosEGA VGA

SVGA

ROM de videoÁre

are

serv

ada

64 K

32 K

A0000

BFFFFC0000

AFFFF

640 K

704 K

736 K

768 K

Mapa de memoria de vídeo

32 K

Área texto monocr. (MDA)

Área textoEGA, VGA...

B0000

B7FFFB8000

Áre

a R

AM

víd

eo

35

• ¿Cómo direccionar 256 K (o más) con 128 K de direcciones?

– Paginación de memoria.– En EGA y VGA los 256 KB se organizan en 4 páginas de

64 KB (blue, green, red, intensity).– La paginación permite acceder a mucha memoria con

pocas direcciones (pero es lento).

• Super-VGA: no es estandard. Mucha más memoria. Aceleradores gráficos.

Área reservada de memoria

• Direcciones reservadas por la CPU para:– La ROM del sistema (BIOS) (software que no cambia).– Buffer y frames: Memoria de tarjetas de expansión (RAM y

a veces ROM de las tarjetas).

• RAMs y ROMs:– RAM (Random Access Memory):

• Puede leerse y escribirse.

• Es volátil.

• Contiene datos y programas con los que trabajan la CPU y las tarjetas.

– ROM (Read Only Memory):• No puede escribirse (si escribimos no ocurre nada).

• No es volátil.

• Contiene software esencial para utilizar tarjetas o para usar la placa base. Normalmente escrita por el fabricante de la tarjeta o la placa base.

36

• ROM del sistema: BIOS (Basic Input Output System).– Suele ser uno o dos chips en la placa base. Grandes, 24 o

28 pins. Encapsulado DIP.– Contiene programas específicos de bajo nivel para poder

utilizar la placa base y el hardware. Los vectores de interrupciones de la zona baja de la RAM apuntan a estos programas.

– El software se comunica con el hardware a través de los programas de la BIOS. (No se comunica directamente; lo hace a través de la BIOS).

– La BIOS es muy importante porque determina (y limita) la compatibilidad del sistema. Si la BIOS es compatible, el acceso a las tarjetas y periféricos por el software es independiente del hardware.

– Fabricantes de BIOS (han escrito BIOS muy compatibles facilitando el desarrollo de hardware y software compatible):

• IBM

• Phoenix Software

• Award Software

• American Megatrend Incorporated (AMI)

– La BIOS tiene que ser direccionada. Se direcciona con direcciones del área reservada (normalmente de la parte alta).

– Versión de la BIOS. Num. serie o fecha. Necesidad de actualizarla (para nuevos dispositivos o tarjetas o buggs).

– Flash RAM: BIOS en unos chips que permiten modificaciones. Actualización sin necesidad de sustituir chips (muy importante en portátiles). Inconvenientes (virus y errores). Plug-and-play.

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• Buffers o frames:– Memorias en tarjetas de expansión (RAM y a veces ROM)

a las que accede la CPU y la tarjeta. Similar a la RAM de vídeo.

– Se direccionan en el área reservada.– Tarjetas con buffers direccionados por la CPU en el área

reservada:• Tarjetas de red (LAN, Ethernet)

• ROM de tarjetas de vídeo

• Controladoras de disco duro EIDE y SCSI

• Tarjetas de escaner

• Memoria expandida

• No todas las direcciones del área reservada de memoria están utilizadas. Dependiendo de las tarjetas instaladas hay más o menos direcciones vacías.

4.2.- Memoria extendida.

• Principal limitación del 8086: la cantidad de memoria direccionada (1 MB). En 1978 comienza el desarrollo del 80286:

– asequible (para competir con otros minicomputadores)– potente (para competir con supercomputadores)– compatible con 8086 (para aprovechar el éxito comercial)

• Mantener la compatibilidad requiere mantener el mapa de memoria de la familia 8086. Al aumentar la memoria, a la memoria por encima de 640 KB hay que darle un tratamiento distinto: memoria extendida:

– no se puede direccionar en las direcciones A0000-FFFFF (porque es el área de vídeo y reservada)

– se direcciona a partir de 100000

38

• Microprocesadores anteriores al 80286: (4004, 8008, 8080, 8085, 8086, 8088, 80186, 80188):

– orientados a cálculo– pocos requerimientos de memoria– un solo programa en ejecución

• Microprocesador 80286 con características de los superordenadores:

– capaz de direccionar mucha memoria– capaz de trabajar en “modo protegido”

• El modo protegido es incompatible con DOS.

• Sacar al mercado un ordenador de 16 bits (más caro) y además incompatible con 8088 sería suicida.

• Solución: el 80286 funciona en 2 modos:– Modo “real” (puede ejecutar programas en DOS usando

los primeros 640 KB de memoria)– Modo “protegido”, gestionando memoria por encima de

640 KB y permitiendo que varios programas estén cargados en memoria simultáneamente.

• Con el tiempo, los programas en modo real se escribieron para funcionar en modo protegido.

• Algunos programas para DOS se escribieron para poder utilizar la memoria extendida mediante “DOS extender”. Lotus 1-2-3 ver 3.x, autocad, etc.

• Organización de la memoria en un 80286 con 1 MB de RAM.

39

4.3.- Memoria expandida (o LIM).

• En 1985 Lotus 1-2-3 muy usado en XT (8088).

• Actualización ver.1.A a ver.2.0 para XT (8088) ó AT (80286) (usando DOS extender).

• En AT va muy bien. En XT la nueva versión va peor que la antigua: falta memoria (poco espacio para datos). Pero en XT no se puede poner más memoria...

• Solución entre Lotus, Intel y Microsoft (LIM): memoria expandida, o LIM, o EMS (Expanded Memory Specification): LIM.3.2 ó LIM.4.0:

– Tarjeta de memoria con 8 MB en version LIM.3.2– Tarjeta de memoria con 32 MB en versión LIM.4.0– Memoria paginada en páginas de 16 KB.– La memoria se controla a través de 4 páginas (64 KB)

direccionadas en el área reservada.– Con un módulo LIM un 8088 puede utilizar hasta 32 MB sin

necesidad de actualizar a 286 (que era mucho más caro).– Es una memoria paginada y por tanto lenta.

• Solo unos pocos programas se han escrito para usar la memoria LIM.

• Algunos PCs posteriores al 286 admiten LIM.

• Actualmente se utiliza poco y cuando debe utilizarse, se emula con memoria extendida.

40

5.- Buses. Tipos de buses.• Comunicación entre CPU y resto de elementos (RAM,

ROM, tarjeta de vídeo, controladoras, HD....).

• Transporte y control de datos a través de la placa base. Pistas. Valores lógicos. Valores físicos. Bus de datos, de direcciones y de control en la placa base.

• Conexión de periféricos. Ranuras de expansión.

• Conectores de las ranuras de expansión: tienden a hacerse estandard: “omnibus connector” (bus).

• Bus: conector estándar en el que se puede enchufar cualquier tarjeta estándar. Evolución de los buses estándar.

5.1.- El bus PC.

• Bus Altair (back-plane).

• Bus Apple.

• PC (1981). Ranuras de expansión (de 0 a 10): Bus PC.

• 62 líneas:• 8 de datos

• 20+20 de direcciones (1MB) (Memoria y dispos. I/O)

• 2 de control (Mem-I/O y read-write)

• 4 alimentación (+5, -5, +12, GND)

• 3 de control (reset, reloj y refresco de memoria)

• 3 para interrupciones IRQ (IRQ0 .... IRQ7)

• 2 para canales DMA (DMA0 .... DMA3)

41

5.2.- El bus ISA.

• Bus PC de 8 bits. Cuando aparece 80286 surge el bus ISA de 16 bits.

• Bus ISA es una actualización del bus PC, compatible con éste. Mantiene el conector de 62 patillas y añade uno de 36 patillas (98 líneas en total):

• 8 bits de datos adicionales (llegando a 16)

• 12+12 bits de direcciones (llegando a 32+32: direcciona 4GB)

• 1 bit para IRQ (llegando a 16 IRQs)

• 1 bit para DMA (llegando a 8 canales)

• 2 bits de control

• En un “slot de 16 bits” se puede poner una “tarjeta de 8 bits” o una “de 16 bits”. También se dejan slots de 8 bits.

• Velocidad del bus ISA:– Bus PC a 4.77 MHz; clónicos a 7.16 MHz.– Bus ISA en AT a 6 MHz; luego a 8 MHz.– En 1985 Compaq saca un clónico de AT (Deskpro 286/12)

con la CPU a 12 MHz. Mantiene el bus ISA a 8 MHz (para mantener compatibilidad con tarjetas). Los circuitos de la placa a 12 MHz; el bus a 8 MHz.

– Todas las versiones posteriores de placas (12, 16, 20, 25... MHz) han mantenido el bus ISA a 8 MHz.

– Ventajas: compatibilidad. Inconvenientes: tarjetas en las que interesa transferencia rápida de datos (ampliaciones de memoria, tarjetas de video).

42

5.3.- Buses locales.

• En 1986 surge el 80386DX 16 MHz con 32 bits de datos: Nuevas necesidades en el bus.

• Conviene mantener el bus ISA para poder usar hardware. Es necesario un nuevo bus para aprovechar las prestaciones del 386.

• Compaq desarrolló placas con un bus especial para memoria. Intel otro. Micronics otro.

• Todos con 32 bits de datos + 32 bits de direcciones y velocidades de la placa base (16, 20, 25, 33 MHz). Pero incompatibles entre sí.

• Bus “privados” o bus “local”.

5.4.- Buses MCA (Micro Channel Architecture).

• En 1987 IBM saca los ordenadores PS/2 con el nuevo bus MCA para solucionar las limitaciones del bus ISA.

• Características MCA:• Menos ruidoso que el ISA.

• Velocidad mejorada: 10 MHz (en lugar de 8 MHz).

• Buses de datos de 16, 32 y 64 bits.

• Configuración de tarjetas por software (ni jumpers ni conmutadores DIP).

• Las tarjetas pueden compartir interrupciones (se usa poco).

• Bus mastering (transferencia entre tarjetas sin CPU).

• Incompatible con ISA.

• (Incorporado en modelos PS/2 con 386 a 50 y 80 MHz).

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5.5.- Bus EISA (Extended ISA).

• Bus MCA interesante pero IBM no hizo públicas las especificaciones técnicas.

• WATCH-ZONE (Wyse, AST, Tandy, Compaq, Hewlett-Packard, Zenith, Olivetti, NEC, Epson) se unen para desarrollar un competidor de MCA. EISA (1989):

• Compatible con ISA y menos ruidoso.

• 32 bits de datos + 32 de direcciones.

• 64 direcciones I/O.

• Configuración por software (sin jumpers o conmutadores DIP).

• 8 MHz (más lento que MCA).

• No hay IRQ ni DMA adicionales.

• Bus mastering.

5.6.- VESA Local Bus (VLB).

• Necesidad de un bus local rápido y estándar para expansiones de memoria, tarjetas de vídeo, tarjetas SCSI, etc.

• VESA (Video Electronics Standard Association). VLB. Un bus local estándar adecuado para tarjetas de vídeo.

• Es una versión rápida de 32 bits del ISA.

• Carece de las ventajas del MCA y EISA (configuración software y bus mastering).

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5.7.- Bus PCI (Peripheral Component Interconect).

• Bus local de altas prestaciones desarrollado por Intel.– Alta velocidad (33 o 66 MHz).– Bus mastering. – Configuración software: plug-and-play (1992). (IRQs

DMAs).– Todos los elementos (incluida la CPU) conectados a través

de un buffer. Es independiente del microprocesador. Se usa también en ordenadores no PC compatibles (Macintosh, DEC Alpha, etc.).

– 64 líneas de datos (compatible con 32): • 132, 264, 528 MB/seg,

– Compatible con ISA y EISA. Conectores distintos. En las placas PCI suelen ponerse conectores ISA-EISA.

5.8.- Bus PCMCIA (portátiles).

• Personal Computer Memory Card Industry Association.

• Portátiles: carecen de slots. Necesidad de expandir.

• Tarjetas de memoria específicas de cada fabricante.

• Finales 80’s en Japón: tarjetas PCMCIA o PC-card:• Tipo 1: (68 pins; 3.3 mm). RAM. Flash RAM con programas.

• Tipo 2: (5 mm). Software accesible. Modems.

• Tipo 3: (10.5 mm). HD. (13 mm).

• Servicio socket. Se cambia sin rearrancar.

• Direcciona hasta 64 MB.

• No bus mastering.

• Configuración software (plug-and-play).

• 16 bits de datos; 33 MHz.

• Hasta 4080 tarjetas en un PC.

• Bajo consumo. PCs ecológicos.

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5.9.- Reloj del sistema.

• Elemento fundamental en los buses. Señal de reloj para la sincronización de los elementos conectados al bus.

• En 8088 (XT) chip de reloj: 8284A (cerca de CPU).

• En 80286 (AT) chip 82284 (cerca de CPU; reset).

• A partir de 386, reloj integrado en otros chips de la placa base.

• Enchufes de red: corriente alterna:– 120 V a 60 Hz en USA.– 220 V a 50 Hz en Europa.

• Los chips requieren +5, -5, +12, -12, GND de continua.

• Fuente de alimentación para:– Tomar corriente de la red y convertirla a la tensión

continua que requieren los chips y elementos del ordenador.

– Proteger eléctricamente el ordenador de problemas en la red (picos, sobretensión, ruido eléctrico, etc.).

• Potencia típica: 64 W a 375 W (si hay muchas tarjetas, o en el caso de servidores de disco, se requiere más potencia).

• La fuente de alimentación es un elemento peligroso. No debe abrirse.

6.- La fuente de alimentación.

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• Dispositivo de entrada de datos más común.

• Requiere mucho mantenimiento (y a veces reemplazar).

• Los teclados llevan un procesador interno (chip 8041, 8042 ó 8048).

• Comunicación entre teclado y PC a través de la controladora de teclado (usualmente chip en la placa base).

• Algunos modelos de teclado sin cable.

7.- Periféricos. Controladores y adaptadores. Interfaces.

7.1.- Teclado.

7.2.- Ratón.

• Dispositivo de entrada alternativo al teclado.

• Requiere mucho mantenimiento (y a veces reemplazar).

• Ratones mecánicos y ópticos.

• Comunicación entre teclado y PC a través de puerto serie o de bus de ratón.

• Algunos modelos: ratón sin cable.

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• Tarjeta o circuito para conectar un periférico al ordenador (controladoras, adaptadores, interfaces, puertos):

– Aislar software de hardware. Software estándar. Controladora con entrada estándar. El software funciona con distintos modelos de periféricos.

– Ajustar la velocidad de transmisión de datos entre CPU y periféricos. Disponen de memoria para almacenar datos y procesadores para hacer operaciones con el periférico.

– Adaptar formatos (datos en bus a señales de vídeo, de audio, cambiar niveles, amplificar, etc...).

• Interfaces bien definidos en las controladoras hacen posible compatibilidad. Todos los programas van más o menos igual independientemente de los modelos de pantalla, teclado, HD, etc....

• Cada periférico tiene su controladora.

• Papel de las controladoras en el rendimiento del sistema. Ejemplos:

– Vídeo: aceleradores gráficos.– HD: gestión de peticiones de datos de disco.

• Controladoras en un PC típico.

• Ubicación de las controladoras en los PCs:– Tarjetas de expansión.– Todas en la placa base. Inconvenientes.– Varias controladoras en una tarjeta de expansión (tarjetas

multifunción).– Controladoras en placa base.

7.3.- Controladoras.

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• CRT (Catodic Ray Tube): periférico que acepta señal de vídeo. CPU no proporciona señal de vídeo. Para poner un monitor hace falta un adaptador de vídeo.

• Primeros adaptadores desarrollados por IBM y bastante estándar (MDA, CGA, EGA, VGA). Super-VGA son adaptadores de vídeo VGA mejorados pero en general no estándar.

• Elementos de adaptador de vídeo:– Memoria (paginada).– Chip de conversión de datos en imagen digital (en VGA es

el “chip VGA”).– Conversor digital analógico (DAC) transforma imagen

digital en señal de vídeo.– Acelerador gráfico: procesador de la tarjeta gráfica para

realizar operaciones con la imagen, de modo que se descarga de trabajo la CPU.

• Calidad de la tarjeta gráfica:– Resolución: número de pixels. Más pixels, más nitidez en

la imagen y más elementos en la pantalla (tiene sentido usar pantallas más grandes).

– Colores (más colores requiere más bits por pixel).– Frecuencia de refresco. Vídeo entrelazado.– Velocidad de la tarjeta: memoria y acelerador gráfico.

7.3.1.- Adaptadores de vídeo.

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• Small Computer Interface Connector. – Interface de propósito general.– Admite diversos periféricos (si son SCSI): HD, CD-ROM,

escaners, cintas, algunas impresoras (calidad).– Transferencia de datos rápida.– Configuración sencilla.– Un adaptador SCSI admite hasta 7 dispositivos. Requiere

pocos controladores y ahorra slots, IRQs, DMAs, etc.

7.3.2.- Adaptadores SCSI.

7.3.3.- Controladora de disquetera.• Lector de disquetes (FDD Floppy Disk Driver) requiere

una controladora.

• Usualmente integrada en otras tarjetas (junto con la controladora de HD, por ejemplo).

7.3.4.- Adaptador de lector CD-ROM.• Lector de CD-ROM requiere su adaptador.

• Usualmente SCSI, IDE (Integrated Device Electronics) o EIDE (Enhanced IDE). Otras veces, controladora específica del fabricante.

• ¿Por qué adaptador y no controladora?

7.3.5.- Adaptador de disco duro (HD).• Primeros: Controladora ST-506 ó ESDI (Enhanced

Small Device Inerface).

• Usualmente SCSI, IDE, EIDE (Enhanced IDE).

• ¿Por qué adaptador y no controladora?

50

• Importancia drivers de cinta (tape-driver): back-up.

• Usualmente adaptadores SCSI (recomendable).

• Algunos a través de propios controladores o del controlador de FDD (muy lentos).

7.3.6.- Dispositivos de cinta.

7.3.7.- Puerto paralelo (interface Centronics).• Desarrollado por Centronics en 1976 para impresoras.

• LPT1, LP2, LP3 (Line PrinTer).

• Puertos unidireccionales con líneas de control.

• Puertos bidireccionales (permiten comunicacion de impresora a PC; otros dispositivos como adaptadores de red, adaptadores SCSI, etc.).

• Enhanced paralell port: mayor velocidad de transmisión.

7.3.8.- Puertos serie (COM) y modems.• P. Serie, P. Asíncrono o RS-232.

• Transmisión de datos serie 9600 a 345000 bps.

• Uso: ratón, modem, hardware sencillo. COM1...COM4.

• Configuraciones de RS-232. Transmisión serie; ruido eléctrico y errores.

7.3.5.- Calendario/reloj de sistema.• Un chip en la placa base cerca de CMOS (64 bits de

configuración del sistema). Alimentados con pila.

• Importancia de la CMOS.

• No confundir reloj de fecha-hora con el reloj del sistema.

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• Importancia de la red (para compartir datos y recursos).

• Usualmente redes LAN (Local Area Network) con/sin salida al exterior.

• Tarjetas típicas: ethernet y token-ring.

7.3.10.- Adaptadores de red.

7.3.11.- Tarjetas de sonido.• Para reproducir o grabar sonido con el PC.

– Al principio para juegos.– Aplicaciones de adquisición / reproducción / transmisión de

voz y audio: en internet, multimedia, lecciones interactivas, musica en CD-ROM, midi, HD, etc.

– Aplicaciones para música: composición, grabación, manipulación.

• Evolución de la calidad de las tarjetas de audio.

• Generalización de las tarjetas de audio.

7.3.12.- Otras tarjetas. • Emulador de terminal 3270.

• Controladores específicos de CD-ROM, unidades de cinta, etc.

• Controladores de escaner.

• Controladores de hardware específico (equipos de medida, robots, intrumental computerizado, etc.). Frecuentemente se conectan a través del puerto serie o del puerto paralelo. Criterio.

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• Como norma general conviene hacer diagramas del montaje del PC antes de desconectar algo, para reensamblar correctamente.

• Elementos fáciles de identificar:• Fuente de alimentación.

• Disquetera (FDD).

• CD-ROM.

• Disco duro (HD).

• Placa base.

• En la placa base, elementos fáciles de identificar:• Conexión de potencia.

• CPU: el chip más grande, PGA o PLCC. Etiquetado. Radiador o ventilador.

• Memoria: array de chips iguales. SIMM. ROM.

• Slots de expansión.

• Tarjetas de expansión:• ¿Qué tienen enchufado?

• ¿Qué tipo de conector tienen?

• Conectores:• Tipo D (DB9, DB15, DB25...)

• Tipo HP o mini-D: HP-50 pin ó SCSI-2; HP-68 pin ó SCSI-3

• Conector Centronics: para SCSI o printer.

• DIN, BNC, mini-DIN, RJ-13, RJ-45, mini-plug, RCA.

• Conectores en las tarjetas.• Suelen ser hembras.

• Incompatibilidades. Peligros.

• Excepción: puerto serie (DB9 o DB25 macho).

• DB15 hembra. DB25 hembra. VGA.

• BNC y RJ-45. 2 x RJ-13.

• DIN y mini-DIN.

7.4.- Identificación de piezas en el PC.

53

Tema 4: Mantenimiento preventivo del PC.

1.- Introducción.

2.- Calor. Shock térmico. Polvo.

3.- Magnetismo.

4.- Interferencias electromagnéticas. Suministro de potencia.

5.- Descargas electrostáticas.

6.- El entorno del PC.

1.- Introducción.

• Mantenimiento preventivo reduce costes de mantenimiento y reparación.

• Condiciones que acortan la vida del PC. Entornos adversos. ¿Cómo reducir riesgos? Algunos son evidentes. Otros no tanto.

• Temas abordados:Temperatura Polvo

Magnetismo Interferencias electromagnéticas

Descargas electrost. Problemas de alimentación

Agua y corrosión Programa de mantenimiento preventivo

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2.- Calor. Shock térmico. Polvo.

• Los dispositivos electrónicos llevan dentro la semilla de su propia destrucción:

• La mitad de la potencia recibida la disipan en forma de calor.

• El calor destruye los chips.

• ¿Por qué se calienta un chip? Millones de transistores que conmutan millones de veces por segundo.

• ¿Por qué se degrada un transistor cuando se calienta demasiado?

• Disipar el calor al ritmo que se genera:• Ventiladores.

• Radiadores.

• Radiadores y ventiladores.

• Reduciendo la frecuencia de conmutación.

• Empaquetando menos componentes por unidad de superficie.

• Haciéndolos trabajar en ciclos reducidos.

• ¿Qué ocurre cuando el calor se genera más rápidamente de como se disipa? Termodinámica.

• No solo se destruyen los chips. También otros componentes. HD particularmente sensible a temperatura.

• Prevención del efecto de calor excesivo:• Rango de temperaturas exteriores adecuado.

• Instalación de ventiladores.

2.1.- El problema del calor en los dispositivos electrónicos.

55

• Todos los PCs de sobremesa y muchos portátiles llevan ventiladores. Es un elemento vital. Si el ventilador falla, se dañan componentes rápidamente.

• Ventiladores en fuente de alimentación y / o caja.

• Compromiso potencia-ruido (calidad).

• Diseño de la caja:– Ubicación de las tarjetas.

– Ranuras de ventilación y colocación del ventilador.

– Flujo de aire.

– Aberturas incorrectas. Solución.

– Diseño malo: interior 20 - 25 ºC por encima de exterior.

– Diseño bueno: diferencias de 2 - 3 ºC.

• Los ventiladores se pueden dañar. Prevención.– Reducir número de componentes en la caja

– Cajas que refrigeren por convección.

– Ubicación de la caja. Temperatura exterior.

– Sensores temperatura: 43ºC alarma; 48ºC desconexión.

2.2.- Ventiladores en los PCs.

2.3.- Rangos seguros de temperatura.

• Límite chips: 52ºC. Temp. interior segura: <43ºC.– Diferencias típicas ext-int de 22ºC.

– Rango de temperatura externa: 15-30ºC.

– Con un buen sistema de ventilación se extiende (40ºC).

• Temperatura y corrosión (¡doble cada 10ºC!).

• Termómetro.

56

• Dispositivos que disipan menos calor del que generan.

• No pueden funcionar constantemente (subiría mucho la temperatura). Esto da lugar al concepto de ciclos de trabajo.

– Ciclo del 100%: puede funcionar permanentemente.

– Ciclo del 50%: tiene que parar para enfriarse.

• Dispositivos con ciclo del 100%: CPU, RAM, HD.

• Dispositivos con ciclos inferiores: FDD, impresoras...

2.4.- Ciclos de trabajo.

2.5.- Shock térmico.

• Cambios bruscos de temperatura. Diferencia de temperatura y tiempo. Efecto:

• daños en dispositivos (semiconductores, discos, pistas, etc.).

• daños en conexiones (soldaduras, conexiones).

• daños en protector de circuitos impresos y corrosión.

• El problema del lunes por la mañana. Soluciones. Precauciones.

• Shock térmico en portátiles. Condensaciones.

• Exposición directa a rayos solares (60-70ºC).

57

• Patículas en suspensión en el aire. Origen. Está en todas partes (salas blancas). Se deposita.

• Efecto del polvo sobre los ordenadores:– Se deposita en placas, tarjetas, chips, radiadores de chips

y los aisla térmicamente. Reduce la eficacia de la refrigeración.

– Obstruye ranuras de ventilación, aletas de ventiladores. Reduce la eficacia de la ventilación.

– Obstruye piezas móviles:• Motores (HD, FDD, CDROM, ventiladores...)

• Cabezas lectoras (HD, FDD, CDROM). Protección.

• Soluciones:– Ambiente limpio (todo lo posible). Pero no es suficiente.

– Limpieza del PC cada 6 meses o cada año (o bien cada vez que se abra para algo):

• Limpiar los contactos de todas las tarjetas.

• Eliminar el polvo con aire a presión (botes o compresor).

• Usar aspirador para retirarlo. Hacerlo en un taller lejos de otros ordenadores.

• Limpiar la caja con un trapo húmedo que no deje restos.

• Factores que facilitan la acumulación de polvo:– Pantalla (electriza el polvo y lo atrae).

– Impresoras (polvo de papel y de toner). Faxes, fotocopiadoras, etc. Conviene limpiarlos.

– Humo. Fumar cerca de PC acorta su vida en un 40% (cenizas y vapores de alquitrán). (Tabaco en salas blancas).

2.6.- Polvo en el entorno del PC.

58

3.- Magnetismo.

• Los imanes y electroimanes son peligrosos para dispositivos de almacenamiento en soporte magnético. Pérdida de datos. (disquetes, HD, cintas...).

• Elementos peligrosos por el magnetismo:• Motores eléctricos (no apantallados). Impresoras,

ventiladores, etc.

• Electroimanes. Timbres y zumbadores.

• Altavoces.

• Imanes de pillar clips. Imanes para pegar notas.

• Destornilladores magnéticos.

• El monitor.

• Detectores de metales de aeropuertos (usualmente no).

• El magnetismo afecta también al monitor (imagen desenfocada, distorsión, no convergencia de haces...).

4.- Interferencias electromagnéticas. Suministro eléctrico.

4.1. Interferencias electromagnéticas.

• Causa de las interferencias.– Conductor con corriente cte: campo magnético cte.

– Conductor con corriente vble: campo magnético vble.

– Campo magnético vble: inducción de corrientes en conductores próximos.

– Las líneas de datos llevan corrientes variables.

– Aislamiento.

• Ordenadores: causan y sufren interferencias.

59

• Prevención de interferencias electromagnéticas:– Separar líneas de datos de líneas de alimentación.

– Usar par trenzado para líneas de datos.

– Usar cable apantallado.

– Usar fibra óptica (elimina las interferencias).

– Cables de datos lejos de fuentes de interferencia (motores, fluorescentes, etc).

• El PC como fuente de interferencias:– Fuentes de interferencias de radio: circuitos digitales de

alta velocidad, transmisiones inalámbricas y dispositivos que producen chispas.

– Especificaciones FCC de clase B:• < 100 uV / m 30-88 MHz

• < 150 uV / m 89-216 MHz

• < 200 uV / m 217-1000 MHz

– PC apantallado: emite poco y recibe poco.

• Motores y chispas producen interferencias en líneas de datos y monitor.

• Detección de interferencias. Radio AM de bolsillo. Utilidad.

60

• Es una fuente de problemas:• Transitorios creados al encender el ordenador.

• Picos de tensión.

• Subidas y bajadas de tensión.

• Cortes de corriente.

• Durante el encendido del PC picos de potencia de hasta 4-6 veces la potencia normal.

– Estrés en chips y circuitos.

– Encender a menudo el PC acorta la vida.

– Dejarlo siempre encendido (precauciones con temperatura y con los cortes de luz).

– Los discos duros y el encendido (arranque; picos y descargas en cabeza).

• Picos de tensión en la red: subidas o bajadas breves.– Debidas a suministro defectuoso o a conexión de equipos

de mucho consumo en la misma línea.

– Normalmente no pasa nada (componentes de alta frecuencia filtradas en la fuente de alimentación).

– Efecto acumulativo.

– Prevención: fuente de calidad.

• Las subidas de tensión someten a los circuitos a estrés. Las bajadas también. Daños acumulativos.

• Cortes de luz:– Daños en discos. Daños en memorias (picos).

– Información no guardada.

– Prevención: sistemas de alimentación auxiliares.

4.2.- El suministro eléctrico.

61

5.- Descargas electrostáticas.

• Acumulación de carga electrostática. Descarga. ElectroStatic Dischargue (ESD).

• Situaciones que la favorecen:– Aire seco (invierno con calefacción).

– Corrientes de aire. Fricción.

– Determinados tejidos, suelos, zapatos, etc.

• Descargas típicas, entre 100 y 50.000 V. Perceptibles a partir de 2.000 V. A partir de 20.000 V desagradables. Una descarga de 200 V no se puede apreciar pero destruye un chip.

• Materiales que favorecen la acumulación de carga por fricción: aire seco, piel, ámbar, pelo, cristal, nylon, lana, seda, papel, algodón, polyester, acetato, poliuretano, polivinilo, teflón...

• ¿Cómo afecta la descarga electrostática a los componentes electrónicos?

– Familia TTL (Transistor Transistor Logic): transistores BJT (Bipolar Junction Transistor).

– Familia CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor): transistores MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

– Características de las familias TTL y CMOS.• Corriente, consumo, disipación, integrabilidad, precio,

velocidad y resistencia a ESD.

– Efecto de la descarga electrostática.

– TTL en 8086 y 8088. Resto CPUs y memorias CMOS.

62

• Prevención de descargas electrostáticas:– “Descargarse” cuando se manipula en el interior del PC.

• Dejar enchufada la fuente de alimentación y tocarla.

• Tocar metal frecuentemente (no pintado).

– Aumentar la humedad ambiente (humidificadores, plantas, acuarios, etc.).

– Alfombras antiestáticas o mejor no alfombras. Moquetas.

– Zapatos con suela de cuero. No de goma.

– Espray antiestático.

– Realizar trabajos en áreas adecuadas, con poco riesgo de descargas.

– Utilizar bandas antiestáticas en las muñecas si se manipulan chips o tarjetas.

– Evitar tocar los contactos de chips y tarjetas.

6.- El entorno del PC.

• Líquidos:– Evitar que entren en el PC.

– Teclados con protector. Si se derrama un refresco en el teclado, aclarar con agua abundante y secar.

– En entornos con mucha sal: lavar y secar las tarjetas.

– En caso de inundación: desensamblar, lavar y secar tarjetas y reensamblar.

– Evitar riesgos (PC en el suelo o bajo una gotera).

63

• Corrosión: oxidación de contactos; las tarjetas no funcionan correctamente.

– Factores que la favorecen:

temperatura alta sal, aire salino

condensaciones dedos: grasa y sudor

bebidas (ácido carbónico y azucares)

líquidos limpiadores

– Soluciones:• Tarjetas con contactos de oro.

• Limpia contactos. Limpieza periódica de contactos.

• Evitar agentes que favorecen la corrosión.

• Entorno amigable para PC:– Suministro de potencia:

• Evitar en la misma línea aparatos de mucho consumo.

• Evitar también motores grandes en la misma línea.

• Protecciones contra el ruido eléctrico en la línea.

– Temperatura:• Máxima interior 43ºC.

• Mínima exterior 18ºC salvo que esté siempre funcionando.

– Evitar suciedad, polvo, humo, etc.

– Evitar vibraciones (mesa rígida; no poner en la mesa impresoras de impacto). Malo para los discos duros.

– Protección contra interferencias electromagnéticas, imanes y descargas electrostáticas.

– Familiarizarse con:• Aparcar cabezas de discos duros.

• Dejar los ordenadores siempre encendidos.

• Cables bien fijos y por sitios adecuados.

• Opciones avanzadas de chequeo y formateo de discos duros.

64

• Programa de mantenimiento preventivo. – Pensado para un responsable de mantenimiento.

– Llevar el PC al taller cada 6 meses.• Ir al sitio donde está instalado el PC e inspeccionar el

entorno:– Conectores atornillados?

– Faltan tornillos?

– Otros equipos en la misma línea de alimentación?

– Mesa rígida?

– Ventana cerca (rayos de sol)?

• Preguntar si hace algo extraño.

• Back-up de HDs.

• Aparcar cabezas de HDs. Llevar al taller.

• Diagnóstico de HD (Scan Disk o ChkDsk) Cluster perdidos?

• Examinar autoexec.bat y config.sys. Init en Win. Algo extraño?

• Aparcar cabezas y desensamblar.

• Limpiar conectores con limpia conectores (tarjetas y chips).

• Colocar tarjetas y chips.

• Limpiar el polvo con aire a presión.

• Reensamblar comprobando por dónde van los cables.

• Rehacer diagnóstico.

• Poner tornillos. Reponer si falta alguno.

• Si es posible, hacer un formateo no destructivo de discos duros a bajo nivel.

• Aparcar cabezas. Instalar el PC en el sitio de trabajo. Probar.

65

Tema 5: Instalación de nuevas tarjetas de expansión.

1.- Introducción.

2.- Configuración de nuevas tarjetas de expansión.

3.- Recursos de las tarjetas de expansión: I/O, DMA, IRQ, RAM, ROM.

4.- Instalación de tarjetas en el PC. Solución de conflictos.

5.- Instalación y configuración de la placa base.

6.- Sistemas Plug’N’Play (PNP).

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1.- Introducción.

• Instalación de tarjetas en PC necesaria para:– Reemplazar tarjetas averiadas.– Sustituir por otra de mejores prestaciones.– Instalar un nuevo periférico.

• Instalación: 3 pasos:– Configuración de la tarjeta (evitar conflictos).– Instalación física.– Test.

• Dificultades en la instalación de tarjetas de expansión:– Falta documentación de la tarjeta.– Falta documentación del PC (y otras tarjetas).

Importancia de la documentación.

• Documentación:– Recursos de las tarjetas (I/O, DMA, IRQ, RAM, ROM).– Posibles configuraciones.– Cómo se configuran.

• Objetivo: instalación sin conflictos; ejemplos.

2.- Configuración de nuevas tarjetas de expansión.• Tarjetas de fábrica funcionales; a veces no funcionan.

¿Por qué? Conflictos con otras tarjetas.

• Configuración consiste en: – Resolver conflictos con otras tarjetas.– Proporcionar software (BIOS o drivers).

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• Métodos de configuración (ventajas e inconvenientes):– Jumpers: S / O 1:2 / 2:3.– Conmutadores DIP: Rocker/Silde. On/Off Open/Close 0/1.– Software.– Plug’N’Play.

• Parametros configurables:• LPT1 / LPT2 / LPT3.

• COM1 / COM2.

• Cantidad de memoria en la tarjeta.

• Recursos: I/O, DMA, IRQ, RAM y ROM.

Estos parámetros son causas potenciales de conflictos.

• Ejemplos de conflictos:– Instalamos modem y no funciona. Además el ratón

tampoco. Conflicto con puertos serie. Solución.– Instalamos tarjeta de sonido y funciona, pero cuando

imprimimos algo se cae el sistema. Posiblemente conflicto IRQ7. Solución.

– Instalamos tarjeta ethernet y no funciona. Ponemos otra. Comprobamos conflictos.... No funciona. Posiblemente problema con memoria ROM. Conflicto con otras tarjetas o con manager de memoria (emm386.exe). Solución.

• Causas de conflictos:– No puede haber 2 tarjetas de video. Conflicto RAM.– No puede haber dos COM1 o dos LPT1.– Las tarjetas no pueden compartir recursos.

• Si hay un conflicto, ninguna funciona.

• Si instalamos una tarjeta y no funciona, buscar si hay algo más que no funcione. No está estropeada. Ayuda a resolver el conflicto.

• Ser metódicos. Instrucciones. Anotar configuración.

68

3.- Recursos de tarjetas de expansión.

• 5 tipos de recursos:– Direcciones I/O: direcciones de entrada y salida para

comunicación entre placa base y tarjeta.– Canales DMA: para acelerar transferencia de datos entre

tarjeta y RAM.– Niveles IRQ: interrupciones para reclamar la atención de la

CPU.– ROM: software de bajo nivel, que tiene que ser

direccionado.– RAM (o buffers): memoria para guardar datos

temporalmente. Tiene que ser direccionada.

• Comunicación CPU-RAM. Buses de datos/direcciones.

• Comunicación CPU-tarjetas: Bus de datos y dir. I/O.• 4096 MB direcciones de memoria RAM

• 64 K direcciones I/O (suficientes)

• Direcciones típicas:– Chips en la placa base: Controlador DMA, controlador IRQ,

controlador de teclado, etc: entre 0000 y 00FF.– COM1: 03F8-03FF– COM2: 02F8-02FF– LPT1: 0378-037F– Algunos, direcciones I/O configurables. Otros direcciones

fijadas por especificaciones.

3.1.- Direcciones de entrada/salida (I/O).

69

• Conflictos direcciones I/O:– Las direcciones I/O identifican a los periféricos.– La CPU no lee del teclado sino de I/O 64.– Si configuramos una tarjeta con I/O 64, no funciona ni la

tarjeta ni el teclado.– Conflicto I/O entre MIDI y tarjeta de red. La CPU envia un

comando a la tarjeta de RED:• No funciona MIDI (no entiende el comando).

• No funciona red (no llega con bastante potencia).

– Solución de conflictos: cambiar la configuración para que las direcciones I/O no se solapen. Instrucciones.

– Si no es posible resolver conflicto, no se puede usar.

• Conflictos con buses 1K y 64K I/O:– 256 primeras I/O 0000-00FF: placa base.– Hasta 1K bus ISA: 0100-03FF.– Buses MCA, EISA, VESA, PCI: 64K: 0100-FFFF.

• Conflictos posibles cuando tenemos bus 64K y bus 1K I/O.

3.2.- Canales DMA (Direct Memory Access).

• Acceso a datos: transferencia de datos periférico-RAM.

• Mecanismos de transferencia:– Programmed Input Output (PIO). Mediante CPU.– Direct Memory Access (DMA). Sin CPU.

• Acceso DMA: Canal DMA– Solicitud (Request) DMA-Req– Aceptación (Acknowledge) DMA-Ack

• XT: Controlador DMA 8237. 4 canales DMA.

• A partir de AT y bus ISA, 8 canales DMA.

70

• Usos habituales de DMA:– DMA 0: refresco de memoria en PCs antiguos. Libre.– DMA 1: HD en PCs antiguos. Libre.– DMA 2: FDD siempre.– DMA 3 en adelante: Libre.– Las tarjetas de sonido suelen requerir 2 DMAs.

• Conflictos DMA: si dos periféricos tienen el mismo canal DMA: conflicto en la transferencia de datos.

• ¿DMA o PIO? Problema de DMA (8MHz). Por encima de 25 MHz, PIO es más rápido.

• Bus Mastering: DMA entre tarjetas (sin pasar por RAM).– Util para transferencia HD-red.– Disponible en EISA, MCA, PCI.

3.3.- Interrupciones (IRQ).

• Atención de la CPU (velocidad periféricos):– Polling (escrutando): la CPU espera respuesta. Típico de

MSDOS.– IRQ: La CPU se dedica a otras cosas y el periférico

reclama atención. Típico en sistemas multitarea.– Ejemplos: impresora, HD.

• Funcionamiento IRQ:– Chip 8259 (Priorized Interrupt Controller PIC).– 8 interrupciones priorizadas (IRQ0-IRQ7).– Solicitud / atención de interrupciones. Rutina de servicio a

interrupción.– Ejemplo: HD nuevos con IRQ14 y PIO.

• IRQ en XT y en AT. IRQ2 IRQ9.

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• Asignación IRQs:IRQ0 timer IRQ8 Reloj

IRQ1 teclado IRQ9 Cascada IRQ2

IRQ2 Cascada IRQ9 IRQ10 Libre

IRQ3 COM2/COM4 IRQ11 Libre

IRQ4 COM1/COM3 IRQ12 Puerto ratón

IRQ5 LPT2 (Libre) IRQ13 Coprocesador

IRQ6 Floppy (FDD) IRQ14 HD (nuevos)

IRQ7 LPT1 IRQ15 Libre

• Conflictos en IRQ: se confunden las rutinas de atención a periféricos.

• Conflictos COM1/COM3 COM2/COM4. No se pueden usar simultáneamente: conflicto IRQ. (MCA, EISA, PCI).

3.4.- Direcciones ROM y RAM.

• Finalidad ROM RAM en tarjetas (software de bajo nivel y datos).

• Direccionamiento de ROM y RAM.

• Conflictos en ROM-RAM.

• Tarjetas con ROM:– Video, HD, LAN, Sonido, LIM, BIOS.

• Tarjetas con RAM:– Video, LAN...

• Conflictos ROM RAM en tarjetas de 8 / 16 bits.– Transferencias de 8 y de 16 bits.– Proceso de transferencia:

• Aviso, ¿respuesta? Transferencia de 8 o de 16. Conflictos.

• Instrucciones y configuración.

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4.1.- Configuración de las tarjetas.

• Ejemplo de configuración:– Sound Blaster 16 bits (jumpers + software)– SCSI Adaptec 1542 (jumpers + software)– Ethernet Intel Ether-Express (software)

• Primer paso es estudiar los recursos necesarios y cómo se pueden configurar sin conflictos.

4.- Instalación de tarjetas en el PC. Solución de conflictos.

Tarjeta I/O IRQ DMA RAM ROMSB 220-233

240-253260-273280.293300-301330-331201

25710

0,1,35,6,7

---- ----

SCSI 130-133134-137230-233234-237330-333334-337

9101112

5 ---- C8000CC000D0000D4000D8000DC000

Ethernet 300-30F310-31F370-3FF200-20F210-21F270-27F

591011

---- varios(ocional)

varios(opcional)

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• Sound Blaster:– I/O para AD/DA (jumper), MIDI (jumper) y juego (jumper)– 1 IRQ, 2 DMA (por software).– Plan de instalación:

• Seleccionamos recursos. Instrucciones.

• Configuramos jumpers. Instrucciones.

• Instalamos tarjeta y software. Install.exe.

• Configuración software. Sbconfig.exe.

• Rearrancamos.

• SCSI:– I/O y ROM con interruptores DIP (instrucciones):

• 1 terminador; 5 floppy.

• 2,3,4 para I/O.

• 6,7,8 para ROM.

– Instalamos tarjeta. Instalamos software. Install.exe.– Seleccionamos IRQ. El DMA no se puede elegir.– Rearrancamos y funciona.

• Ethernet:– Se configura por software. I/O, IRQ, ROM, RAM.– Instrucciones: ROM sólo necesaria si se va a arrancar el

PC desde red. RAM para “RAM buffering” en lugar de I/O. Fuentes potenciales de conflictos y no son necesarias.

– Set-up manual / automático. Mejor manual. IRQ. I/O.– Se rearranca y funciona.

• Importante: escribir la configuración en una hoja de papel y dejarla junto a los disquetes e instrucciones cerca del PC o en un sobre pegado a la caja.

74

4.2.- Instalación de las tarjetas.

• Colocar tarjeta nueva:1 Apagar ordenador.

2 Quitar tapa.

3 Quitar protector de tarjeta.

4 Colocarla en la ranura sin tocar contactos.

5 Atornillarla.

6 Cerrar el ordenador. Conectar periférico. Encender. Test.

7 Guardar protector.

• Retirar tarjeta:1 Buscar protector

2 Apagar. Desconectar perifericos. Quitar tapa.

3 Quitar tornillo de tarjeta.

4 Extraer la tarjeta sin tocar conectores.

5 Colocar el protector en la ranura.

6 Cerrar la caja.

7 Encender el PC. Test.

• Si se pone o se quita memoria: configurar placa base?

• ¿Qué ranura de expansión hay que usar?– Da igual.– Excepciones (XT).

• Requerimientos de potencia.– Dispositivos alimentados por la fuente de alimentación.– Problemas si se pide potencia excesiva:

• Avería.

• Tensión incorrecta.

– Consumo de cada tarjeta. Instrucciones. Calor.• Cuanto más gasta más se calienta (refrigerar).

• Cuanto más se calienta más gasta (alimentación).

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• Es otra tarjeta y tambien debe ser configurada. Configuración para que sepa qué tiene conectado.

Memoria Coprocesador

Cache Adaptador de video

HD Teclado

FD etc...

• Configuración mediante jumpers, interruptores DIP o software (chip de memoria CMOS).

5.- Instalación y configuración de la placa base.

5.1. Configuración de placas XT. DIP.

• IBM PC y XT: configuración con 2 bloques de 8 interruptores DIP:

• Coprocesador (yes/no)2

• Floppies (no/1/2/3/4) 1,7,8

• Monitor (no/tipo) 5,6

• RAM (entre 16K y 640K) 3,4,9,10....16

• Más adelante autochequeo de memoria y solo 8 interruptores.

5.2. Configuración de placas AT. CMOS.• AT: un interruptor para tipo de monitor. Resto de

configuración software. Se guarda en una memoria: el chip CMOS.

• Memoria volátil. Requiere batería. Se integra junto a reloj-calendario. 64B. I/O 70-71.

• Luego, CMOS de más memoria.

76

• Configuración del sistema:• Programa en disquete.

• Programa en BIOS (del / ctr-alt-esc / ctr-alt-ins / ctr-alt-ret ...).

• Placas MCA - EISA: un poco especial (disquete).

• Placas PCI: configuración automática PNP.

• ¿Qué hay que configurar?– Básico: fecha/hora, FDD, HD, Memoria, Display, Teclado.– Avanzado (específico de placa): velocidad bus, velocidad

acceso memoria, num.lock, passwd, power management...

• Cambio de batería.– Sustituir. Desoldar. Externa. Interna CMOS. EEPROM y

FlashRAM.

5.3. Configuración de placas MCA y EISA.

• Placas MCA. Configuración software de tarjetas.• Disquete. Reference Disk (RD). RD-backup (para escribir).

• Tarjetas con discos con ficheros ADF (Adapter Definition File).

• Se copian *.ADF a RD-backup. Se arranca con RD-backup y se selecciona autoconfigurar.

• Placas EISA. Configuración software de tarjetas.• Procedimiento similar. Ficheros *.CFG.

• Bus EISA compatible con ISA. Tarjetas ISA no son configurables software. Configurarlas hardware, crear ficheros CFG para éstas, para especificar los recursos que utilizan y evitar conflictos.

• En EISA, primero se configuran las tarjetas y luego se instalan en las ranuras de expansión.

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• Configuración software sin disquetes (información en las tarjetas). Se configura automáticamente. Instalar y usar.

• Desarrollado en 1993 por Microsoft, Intel y Compaq.

• Requerimientos:• Placa compatible PNP.

• BIOS compatible PNP: 16KB de flash RAM. BIOS con rutina “configuration manager”.

• Sistema operativo compatible PNP.

• Tarjetas compatibles PNP.

• Problemas al principio: Las tarjetas venían sin software para configurar PNP. Problemas de compatibilidad. No había acceso a recursos de la tarjeta y había conflictos frecuentemente. (“plug and pray”).

• ¿Qué hace PNP? Cada vez que arranca el sistema...• Reconoce cada tarjeta que hay en el sistema.

• Pregunta qué recursos requiere.

• Pregunta qué valores son posibles para los recursos.

• Configura las tarjetas evitando colisiones.

• Busca y configura los drivers para hacer funcionar las tarjetas.

– Cuando instalamos nueva tarjeta pueden cambiar los recursos de las existentes.

– Windows95 y superiores controlan los recursos.

• Compatibilidad: Placas con buses PCI y MCA, EISA o ISA: pueden ponerse tarjetas no-PNP. Hay que configurarlas a mano y después hay que evitar que el sistema PNP utilice sus recursos. Soluciones:

• Ficheros *.INI: IRQEXCLUDE / MEMEXCLUDE / IOEXCLUDE

• ISA Configuration Utility; EISA Conf. Util.; MCA Config. Util.

6.- Sistemas Plug-aNd-Play (PNP).

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Tema 6: Avería y reparación del PC.

1.- Introducción.

2.- Reglas generales de reparación.

3.- Reparación del PC en 7 pasos.

1.- Introducción.

• A pesar del mantenimiento preventivo, el PC se avería.

• ¿Qué hacer? Dos posibilidades: – Solución rápida. Intuición. Probar cosas. No perder tiempo

tomando notas. Experimentar.– Seguir procedimiento ordenado, repetitivo, metódico, paso

a paso y anotándolo todo.

• Consecuencias:– El primer método conduce a cometer errores, probar cosas

varias veces, agravar la avería, etc.– El segundo permite ahorrar tiempo, adquirir experiencia, y

caso de no ser posible la reparación, no agravar el problema.

• Reglas para afrontar la reparación del PC, metódica y sistemáticamente.

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1.- Confiar en el éxito.

2.- Escribir todo lo que se hace.

3.- Hacer primero lo fácil.

4.- Rearrancar e intentarlo de nuevo.

5.- Simplificar la configuración y rearrancar.

6.- Diagramas de conexiones físicas y lógicas.

7.- Separar en componentes y chequear cada uno.

8.- No asumir que algo está bien. Comprobar.

9.- Desconfiar de la documentación.

10.- Observar todos los signos.

– Ser metódico. Poner esta lista en lugar visible antes de empezar a reparar.

2.- Reglas generales para la reparación del PC.

1.- Confiar en el éxito.– Confiar en el método y en el éxito de la reparación. Ser

metódico conduce al éxito.– Tener clara la peor situación posible. No agravar.– No ponerse nervioso; no saltarse pasos; no probar cosas...

es peligroso: eso conduce a romper más el PC.– El éxito es un hábito.

2.- Escribir todo lo que se hace.– No documentar da problemas.

• No se documenta porque parece fácil de solucionar.

• No se documenta porque es tan grave que no se olvidará.

– No documentar conduce a probar cosas sin orden.– Escribir ayuda a ser metódico, a mantener la calma, a

pensar, y a repararlo todo.

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3.- Hacer primero lo fácil.– Pereza planificada.

• Perezoso inexperto: Rapidez (actua sin pensar; no toma notas; sustituye cosas; intuición).

• Perezoso experto: No hace nada (piensa: si se hacen cosas sin pensar se complica todo más). Analizar el problema. ¿Qué puede fallar? Comprobar todo empezando por lo fácil.

– Ejemplo: Fallo en monitor. (Pantalla, tarjeta, cable, placa base). Empezar comprobando el cable.

4.- Rearrancar y empezar de nuevo.– Fluctuaciones de corriente: pueden afectar a estado de las

memorias y alterar algunos bits.– Solución: rearrancar y se cargan los programas de nuevo.

Precauciones con ficheros sin cerrar (clusters perdidos).

5.- Simplificar la configuración y rearrancar.– En el PC instalados:

• Periféricos (vídeo, ratón, teclado, sonido, midi, red, modem...).

• Programas (salva pantallas, aplicaciones, programas residentes, aplicaciones en background, drivers...).

– Rearrancar con menos hardware/software para localizar el origen del problema.

– DOS 6.x F5 se salta autoexec.bat config.sys.– Windows F8 arranque en modo a prueba de fallos.

6.- Diagrama con conexiones físicas-lógicas.– Ayuda a ser perezoso (a no actuar antes de tiempo, a

ordenar por orden de simplicidad posibles orígenes del problema). Ayuda a analizar el problema.

usuario

aplicacion

placa base

controladora

LPT1

cable

printerprinter

drivers

81

7.- Separar el sistema en componentes y comprobarlos por separado.

– Tipos de problemas:• Hardware.

• Software.

• Usuario.

– Aislar el problema y comprobar por separado. Empezar por lo más sencillo (usuario, software, hardware).

– Software: reinstalar. Hardware: sustituir.

8.- No asumir que algo está bien sin antes comprobarlo.

– Cada una de las piezas puede ser el origen del problema.– Comprobar antes de descartar una posibilidad.

9.- Desconfiar de la documentación (a veces miente).– Se apuntan prestaciones que no tienen.– Cambian versiones: no coincide el producto con

documentación.– Traducciones.– Instrucciones referidas a grupo de dispositivos.

10.- Observar todos los signos.– Observar antes de proponer una teoría. Emitir una teoría

limita (uno se ve forzado a comprobarla).– Pereza: observar cuesta menos que comprobar teorías.– Que hacer ante la pregunta ¿qué crees que está pasando?

• Esto debe ser.....

• No lo se; no tengo información suficiente.

82

3.- Reparación del PC en 7 pasos.

• Algoritmo de reparación en 7 pasos:– basado en la experiencia (dónde suele estar el problema),– basado en la regla de “lo fácil primero”.

1.- “Reparar al usuario”.

2.- Comprobar que todo está correctamente enchufado.

3.- Comprobar el software.

4.- Comprobar qué se está haciendo distinto.

5.- Chequear las señales externas. Estudiarlas.

6.- Ejecutar programas de diagnóstico.

...... y si aun no hemos solucionado el problema......

7.- Desensamblar el PC, limpiar conectores y reensamblarlo.

1.- “Reparar al usuario”.– Estadística (USA) 93.3% de errores asociados a errores

del operador.• Errores del usuario > 90%

• Problemas software < 10%

• Problemas hardware < 1%

– Problemas típicos de los usuarios:• No leen los mensajes de error y automatizan la interacción.

• Inexperiencia. Los manuales les resultan difíciles de entender.

• No leen los manuales.

• Lenguaje utilizado confuso; traducciones malas: (“press any key”; “inserte disco y cierre la puerta”; copy the floppy”).

– Usuarios a la defensiva frente a técnicos. Dificulta la reparación.

– ¿Cómo conseguir más información? Psicología:• Formular preguntas adecuadamente.

• Asociación problema/solución.

• Refuerzo positivo/refuerzo negativo.

– ¿Qué es peligroso? ¿Cómo aprender?

83

2.- Comprobar que todo está correctamente enchufado.– Alimentación de la red. Enchufar otras cosas.– Conectores de tarjetas. Enchufados en su sitio. Bien

conectados.– Atornillar tarjetas y conectores.– Cables por el suelo.

3.- Comprobar software.– Origen de problemas software:

• Operador (software mal instalado; cerrar mal el sistema...).

• Conflictos controladoras / programas residentes.

• Software mal hecho.

• Drivers no depurados

• Software que requiere hardware no presente.

– Drivers y DLLs. Aplicaciones

Sistema Operativo

DLL

VDD

Hardware

• Problemas de estabilidad causados por los drivers. Precauciones.

• Problemas software asociados a DLLs. Prevención y soluciones.

– Programas residentes (TSR).• Se usan en DOS (no en Windows). “Multitarea”.

• After-dark; sidekick; disk-cache; LAN; virus....

• Se instalan con “autoexec.bat”.

• Toman el control mediante: teclas; calendario; tarjeta red...

• Conflictos entre TSRs. Disk-cache.

• Inestabilidad software en MSDOS: rearrancar sin TSRs.

84

– Software mal terminado.• Al concluir un programa debe dejar el sistema como estaba.

Algunos programas son poco cuidadosos:

Dejan cambiados los colores del display.

Deshabilitan Ctrol-Alt-Del.

Alteran parámetros controladoras.

No resetean la impresora despues de usarla.

• Programas que no cuentan con quedarse sin memoria o sin disco.

• Solución: habitualmente rearrancar.

– Errores software relacionados con hardware.• Software que trata de acceder a hardware inexistente o

deshabilitado. (Aviso o time-out).

• Hardware típicamente no presente:

Impresora Tipo de impresora

Impresora off-line Tipo monitor (gráfico/mono)

Velocidad de CPU Memoria

Chequeo POST con discos apagados

4.- Comprobar qué se está haciendo distinto.– Un programa que antes funcionaba, ahora no. Hay algo

distinto. Comprobar:• ¿Hay hardware distinto? ¿Conflictos?

• ¿Se ha instalado más memoria?

• ¿Nuevo software? (drivers, DLLs, SO actualizado, etc.).

• ¿TSRs en autoexec.bat?¿Drivers en config.sys? ¿Virus?

• ¿Cambios configuración sistema (CMOS)?

5.- Comprobar signos externos.• Leds: ¿cómo se encienden y se apagan?

• Ruidos: chequeo de memoria, bips, ventiladores, HD, CDROM, FDD, printer....

• Conectores.

• Interruptores DIP, jumpers....

– Familiarizarse con los signos y observar cambios. Ayuda a localizar el origen del problema.

85

6.- Ejecutar programas de diagnóstico.– Sirven para comprobar que todo va bien. Sólo detectan

algunos fallos.– Programas del fabricante: integrados en BIOS y

ejecutados en POST (Power-On-Self-Test):Registros microprocesador Check Sum ROM

Chips DMA, IRQ, timing Adaptador de video

Adaptadores presentes Test de memoria

Chequeo teclado Drives (FCC, HD, CDROM)

Puertos Control al Master Boot Record

– Mensajes de error: texto o códigos numéricos:• 101: IRQ controller failure.

• 102: timer failure.

• 109: DMA controller failure.

• 201: Memory failure.

• 301: KBD failure

........

– Programas de diagnóstico comerciales:• Inventario de dispositivos en el PC (¿falta algo?).

• Burn-in: chequeo continuo durante días.

• Diagnóstico de recursos de tarjetas (I/O, IRQ, DMA, RAM, ROM) y detección de colisiones.

• Diagnóstico del hardware.

• Set-up: opciones de configuración.

• BIOS con salida detallada.

7.- Desensamblar, limpiar y reensamblar el PC.– Si y sólo si no queda más remedio.– Desensamblar, limpiar conectores y reensamblar.– Chips soldados y en socket. Cuidados.– No forzar chips soldados; no forzar chips en socket; no

forzar tarjetas; no tocar contactos.– (Sólo en raras ocasiones el hardware está averiado).

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Tema 7: Desensamblar el PC.

1.- Introducción.

2.- Herramientas para reparación del PC.

3.- Reglas para desensamblar el PC.

4.- Reensamblar el PC.

5.- Arquitecturas peculiares.

6.- Resumen de reglas para desensamblar.

1.- Introducción.

• Mantener y reparar el PC requiere:– Conocer las piezas.– Conocer cómo montarlas y desmontarlas.

• Este capítulo dedicado a cómo se desensambla y se reensambla el PC. Precauciones.

• Operación de reparación y mantenimiento: desensamblado, limpieza y reensamblado.

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• Destornilladores:– Philips, planos o allen.– Destornillador de clip. Magnético. Eléctrico.– Distintos tamaños.– No forzarlos.– Ojo a las garantías.

• Banda antiestática. Alfombras antiestáticas. Conexión.

• Buscapolos, polímetro.

• Linterna, espejo, lupa.

• Pinzas extractoras, pinzas, alicates pequeños.

• Extractores de chips PGA y PLCC.

• Herramientas a evitar: insertores/extractores de DIP.

2.- Herramientas para la reparación del PC.

3.- Reglas para desensamblar el PC.

3.1.- Abrir el PC:– ¿Seguro que es necesario? (¿Fallo dentro del PC o fallo

de otro tipo?. ¿Está en garantía?).– Sitio adecuado para abrir el PC. Espacio. Elect. estática.– Organizar piezas (cajas para tornillos).– Back-up de BIOS. Configuración básica / opciones

avanzadas.– Proteger HD. Back-up. Apacar cabezas.– Apagar PC y periféricos. No desenchufar.– Quitar monitor.– Quitar tapa. Tornillos. Cables. (Sobremesa, torre, minitorre

y microtorre).

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3.2.- Diagrama:– Tocar fuente de alimentación enchufada.– Diagrama de cada conexión antes de quitar nada.

• Al desenchufar todo es obvio.

• Al enchufar, no.

• Se pierde tiempo haciendo diagramas. Se pierde más no haciéndolos.

• Utilizar rotulador para marcar.

– Cables planos (COM, LPT, FDD, HD, CDROM, etc.)• No poner al revés. Consecuencias. Marcas.

• No confundir de periférico.

• Diagramas. Marcar.

– Colocación de conectores y tarjetas.• Conectores de tarjetas que se pueden confundir.

• Colocación de tarjetas en las ranuras. Limitaciones. Anotar.

– Placa base: conexiones.

3.3.- Extraer las tarjetas.– Quitar cables (diagrama).– Quitar tornillo.– Extraer suavemente. No doblar. No tocar conectores.– Identificar la tarjeta. Configuración hard (diagrama).– Identificar donde va pinchada (diagrama).

3.4.- Extraer discos (FDD, HD, CDROM, tapes).– Tornillos en el chasis. Retenes.– Alimentación (conector Molex / Berg).– Conectores de datos. (diagrama).

• FDD: 34 contactos.

• Tape: 34 / 50 contactos.

• CDROM: 40 / 50 contactos.

• HD: 34+20 / 40 / 50 contactos.

89

3.5.- Quitar la fuente de alimentación:– Conector alimentación de la placa base (diagrama).– Interruptor AC (diagrama).– Tornillos. extracción.

3.6.- Quitar la placa base.– Quitar conectores (diagrama). Key-lock, speaker, TB-SW,

TB-Led, batería, reset.– Quitar tornillos.– Deslizar en dirección opuesta a fuente de alimentación. No

quitar los separadores. No forzar. No doblar.

4.- Reensamblar el PC.

• Tranquilidad. Tomarse el timpo necesario. Diagramas.

• Cables planos. Mucho cuidado.

• Errores comunes:– Se olvida alimentar algo.– Placa base mal asentada (separadores mal colocados).– Cables de datos al revés.– Tarjetas con pistas rotas.– Cables llavados por sitios inadecuados.– Se olvidan conectores de placa base.– Se arranca y no funciona: don’t panic!!!. Revisarlo todo.

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6.- Resumen de reglas para desensamblar.

• Clónicos AT, ATX.

• PS2 de sobremesa o de torre.

• Back-plane.

• Olivetti.

• Placas base con todo integrado.

5.- Arquitecturas peculiares.

1.- ¿Es necesario?

2.- Contar con espacio suficiente.

3.- Cuidados del disco duro.

4.- Back-up CMOS, DIP, jumpers.

5.- Diagramas de todo lo que se toque....

6.- Cuidado al retirar la tapa (cables).

7.- No forzar las piezas.

8.- Tener las piezas organizadas.

91

Tema 8: Reparación de tarjetas y chips.

1.- Introducción.

2.- ¿Reparar o sustituir?

3.- Identificación de la avería. Proceso de arranque del PC.

4.- Identificación y sustitución de chips averiados.

1.- Introducción.

• Hasta ahora hemos visto:– Cómo evitar problemas: mantenimiento preventivo.– Qué hacer si hay problemas: usuario, conexiones,

software, elementos instalados... Desensamblar.

• ¿Si aun persiste el problema? Avería en tarjeta o chip.– Identificar tarjeta o chip averiado.– Solucionar la avería:

• Reparación a nivel de tarjeta o de chip.

• Reparación o sustitución (pros y contras).

• Objetivo del tema: – Identificación de tarjetas y chips averiados.– Evaluar cuándo reparar o sustituir.

92

• ¿Qué es reparar una tarjeta?– Identificar componentes defectuosos: resistencias,

condensadores, diodos, transistores, chips, conectores, pistas, soldaduras, interruptores....

– Cambiar los componentes que están mal. Elementos en zócalos y elementos soldados.

• ¿Qué es reparar un chip?– No hace buen contacto (zócalo, soldadura).– No funciona correctamente: cambiarlo.

• ¿Reparar o sustituir? En general sustituir.– Tarjetas baratas: más barato y cómodo sustituir. Ejemplo.– Tarjetas caras: demasiado caro reparar. Ejemplo.

• Aspectos a tener en cuenta antes de reparar:– Tarjetas de 2 o de 4 capas de pistas.– Chips en zócalo, soldados, montaje de superficie.– Chips con numeración estándar o específicos.

• Reparaciones fáciles de abordar:– Chips defectuosos en zócalo.– Pistas rotas (una vez identificadas) en tarjetas de 2 capas.– Soldaduras sueltas.– Sustitución de chips soldados (poner zócalo).

• Arquitectura y reparación:– PC clónicos: modulares, con tarjetas compatibles, con

chips estandar bien etiquetados... Fáciles de reparar.– PC de grandes marcas: placas con todo integrado,

montaje de superficie, chips reetiquetados o “privados”... Difíciles de reparar (a veces imposible).

2.- ¿Reparar o sustituir?

93

3.- Identificación de la avería. Proceso de arranque del PC.

3.1.- Hacer funcionar un PC que no arranca:

• Si tenemos 2 PC idénticos....– Suponemos que sólo hay una cosa que no funciona.– Sustituimos cada una de las tarjetas una por una. Tras

cada sustitución, rearrancar, tomar notas, y ver cuál arranca.

– Cuando sustituimos la tarjeta averiada, se delata.– Precauciones con la placa base y la fuente de

alimentación: Una fuente en mal estado puede romper una placa base (no conectar una placa nueva a una fuente sospechosa).

– Una controladora averiada puede romper el teclado.

• Si sólo tenemos un ordenador:– Dejamos en configuración mínima.– Arrancamos y tomamos notas.– Si arranca bien, apagamos, conectamos una tarjeta y

rearrancamos. Tomamos notas. Si arranca bien, apagamos, conectamos otra tarjeta.....

– Cuando lleguemos a la tarjeta mala, se delata.

• Identificación: difícil. Ser metódico.– Se han seguido los pasos 1-7 de “avería y reparación PC”.– Si el PC puede arrancar:

• Programas de diagnóstico.

• Descartar problemas de incompatibilidad.

– Si arranca y no es incompatibilidad, sustituir tarjeta.– ¿Y si no arranca? Hacer que arranque.....

94

1.- Fuente de alimentación, placa base y altavoz.• Ventilador: ¿funciona? (fuente rota, ventilador roto, cortocirc.).

• Polímetro: ¿funciona la fuente? (fuente rota, cortocircuito).

• Reset a placa: click altavoz: ¿se oye?

• Chequeo BIOS: no hay tarjeta de video: 1 bip largo / 2 cortos.

– Si llegamos a los pitidos, funciona el altavoz, la fuente y la placa base (al menos para hacer funcionar la BIOS).

– Si no: 3 sospechosos. Sustituir altavoz, fuente y placa. Anotar siempre y ayudarse de polímetro.

2.- Añadimos la tarjeta de video y rearrancamos.• Si no arranca: fallo en tarjeta de vídeo.

• Si arranca: mensajes de error en pantalla y pitidos: “falta teclado y discos” con un “bip” ó “301 601” con un bip.

3.- Añadimos teclado y rearrancamos.• Si no arranca: fallo de teclado o de controladora (placa base).

• Si arranca: error en pantalla y pitidos: “falta disco”.

4.- Seguimos añadiendo tarjetas.... Observamos y anotamos.

• Es conveniente probar esto con ordenadores sanos para familiarizarse con los signos que indican que todo funciona correctamente.

• Es frecuente que se averíe el ordenador, hagamos el chequeo este y que despues de añadir todos los elementos el sistema funciona correctamente. Causas:

– Paso 7 de “avería y reparación del PC”.– Las tarjetas fallan cuando se calientan.

95

3.2.- Proceso de arranque del PC.

• Importante conocerlo para:– Familiarizarse con signos del PC al arrancar. Signos de

buen o de mal funcionamiento (dependen de la BIOS).– Conocer posibles causas de error.

• El arranque del PC tiene 3 pasos:– Alimentación y arranque del hardware.– La CPU ejecuta un programa en la BIOS: Powe On Self

Test (POST).– La BIOS carga en la RAM el sistema operativo y le pasa el

control.

• Elementos necesarios para el arranque:– Potencia en la fuente de alimentación.– Circuitos básicos de la placa base en buen estado.– Sistema operativo en disco de modo que la BIOS lo pueda

cargar.

• BIOS (ROM): tiene 2 tipos de programas:– Programas de bajo nivel para acceder a hardware básico

(estos programas son llamados continuamente).– Programa de arranque del PC: POST y carga S.O.

• Comprueba qué hardware hay en el sistema.

• Chequeo básico del hardware.

• Detección de otras BIOS en el sistema (de otras tarjetas).

• Ejecutar BIOS de otras tarjetas (inicialización).

• Cargar S.O. en la RAM.

• Pasar el control al S.O.

– Importancia del POST: la CPU no sabe hacer nada.

96

• ¿Cómo toma el control la BIOS?– Las CPUs de INTEL empiezan a ejecutar la instrucción en

la dirección de memoria FFFF:0000 (FFFF0), es decir, en el byte 16 por debajo del primer MB.

– La ROM se direcciona en los ultimos 64KB del primer MB (entre las direcciones F0000 y FFFFF equivalente al rango F000:0000 a F000:FFFF).

– Al arrancar, la CPU empieza a ejecutar una instrucción de la BIOS y a partir de ahí la BIOS proporciona instrucciones a la CPU hasta que termina de cargar el S.O.

• ¿Qué hace la BIOS durante el arranque?– Chequeo de memoria baja para poder trabajar (escribir sus

datos en sus programas). Si hay errores en los primeros 64KB de RAM, no pasa de aquí.

– Identificación de otras BIOS: chequea las direcciones del área reservada hasta encontrar la etiqueta 55 AA. Típico: tarjeta de vídeo, tarjeta de red, etc.

– Cuando encuentra una BIOS, le pasa el control para que se inicialicen.

• Tarjeta de video: resetea la pantalla, pone informacion, etc.

• Tarjeta de red: mensaje en pantalla, dirección de tarjeta en pantalla, difusión de dirección en la red...

• Esto ocurre antes de la inicialización y chequeo del hardware de la placa base. Si falla, se bloquea aquí.

– Inventario y test del sistema. La BIOS retoma el control:• Test de memoria. Errores de paridad?

• Test controladora teclado. Hay teclado?

• Test de controladoras de discos.... Hay controladora?

• Problemas de BIOS no compatibles con dispositivos.

– Lectura de chip CMOS y configuración del sistema.• Tipos de disco, display, teclado... Adavanced set up.

– Carga S.O. (secuencia de arranque A: C: D: ).

97

• ¿Cómo se carga el S.O.?– Si se arranca desde disco duro: MBR-DBR.

• La BIOS carga el sector 0,0,0: “Master Boot Record” (MBR). Carga 512 bytes en RAM.

• Le pasa el control a MBR en RAM. Contiene un programa y la “tabla de particiones”.

• El programa localiza una partición de arranque. Carga el primer sector de esa partición (sector de arranque) y lo ejecuta (le pasa el control). El sector de arranque de MSDOS es el “Dos Boot Record” (DBR).

• Si la BIOS no puede cargar el MBR, se bloquea sin mensaje.

• Si el MBR no puede encontrar DBR o no puede cargarlo, “Missing Operating System”.

• Virus en MBR. Arranque con disquete.

– Si se arranca desde disquete: directamente DBR.– Dos Boot Record:

• Programa que busca ficheros IO.SYS y MSDOS.SYS en RAM y le pasa el control al programa IO.SYS.

• Si no puede “Non-system disk; insert boot disk and press...”

– IO.SYS:• Programa que chequea que han sido cargados correctamente

IO.SYS y MSDOS.SYS.

• Carga y ejecuta CONFIG.SYS (interpreta cada línea):

• CONFIG.SYS: Buffers, files, stack, last drive... Carga drivers. Puede haber problemas con drivers.... Arranque paso a paso.

• Carga el shell (intérprete de comandos) COMMAND.COM. Error si hay conflictos con versión. Pasa el control al COMMAND.COM.

– COMMAND.COM:• Carga y ejecuta (interpreta líneas) el AUTOEXEC.BAT.

• Usualmente AUTOEXEC.BAT carga TSR’s. Posibles problemas. Arranque paso a paso.

• Pasa el control al usuario.

98

3.3.- Problemas típicos en el arranque del PC.

• Problemas que detienen la carga del S.O.:– Disco mal instalado, mal configurado, mal formateado, mal

cableado....– Sistema operativo mal instalado.– Drivers defectuosos, erróneos o conflictivos.– TSRs mal instalados o defectuosos.

• Problemas relativos al hardware:– Teclado (tema sobre teclado):

• Desenchufado.

• Interruptor AT-XT.

• Tecla atrapada, teclado sucio.

– Monitor:• Comprobar secuencia de arranque con “dir a:”

– La luz de la disquetera no se apaga:• Disquetera con cable al reves.

• Se intenta cargar un programa demasiado grande.

– Errores de memoria (tema sobre memorias).– Problemas en las tarjetas:

• Chips en zócalos sueltos por tensiones térmicas.

• Soldaduras sueltas por tensiones térmicas.

• Componente “autococido”.

• Pistas en tarjetas rotas.

• Suciedad: cuando se calienta falla.

• Conectores oxidados.

• Incompatibilidad RF o EM.

99

4.- Identificación y sustitución de chips averiados.

4.1.- Identificación del chip averiado:– Indicación expresa del fabricante.– Test software (si el chip averiado no impide que el sistema

arranque...). Típicamente permite detectar chips de memoria averiados.

– Test de temperatura.• Temperatura típica: templado. Cuanto más grande, mayor

temperatura.

• Muy frío: no funciona. Muy caliente, roto o a punto de morir.

• Chips que fallan cuando alcanzan una cierta temperatura: Son los más difíciles de detectar. Secador. Radiador. Termómetro digital IR.

• Tarjeta averiada: la cambiamos.

• Reparación de tarjetas (sustitución de chips) en raras ocasiones:

– Chips de memoria, ROM, CPU, procesadores en tarjetas, coprocesadores.

– Zócalo, soldados, superficie, tarjetas de 4 capas.

4.2.- Etiquetas en chips:– Numeración: 7400, 8088, 80387, etc.– Prefijos: fabricante: WD, DM....– Sufijos: AN (DIP, Normal) AS (DIP, Militar) Versión,

fecha, número de serie. B8544. 8088-1.– Etiquetas encriptadas.

100

4.3.- Soldar y desoldar:– Soldar en un PC es complicado. Requiere experiencia.– Calentar piezas antes de soldar.– Estaño fino, soldador de 40-60W, punta fina.– No calentar mucho los chips. Se dañan.

• Soldar patillas alternas.

• Paciencia.

• Sumideros de calor (alicates de punta fina).

– Utilizar herramientas para fijar tarjetas.– Cuidado con tarjetas de 4 capas.– Cuidado con orientación de componentes.

4.4.- Zócalos de chips:– Ventajas:

• Sustitución de chip sencilla.

• No se calienta el chip cuando se instala.

– Inconvenientes:• Precio.

– Recomendación: cuando se sustituye un chip sin zócalo, poner un zócalo.

– Colocarlo correctamente. Si se coloca al revés se daña.– Marcas en chips DIP, PLCC, PGA. Numeración.

1

2

3

4

5

6

12

11

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9

8

7

101

Tema 9: Memorias semiconductoras.

1.- Introducción.

2.- Tipos de memoria. Memoria estática y dinámica.

3.- Combinación de distintos tipos de memoria.

4.- Bancos de memoria.

5.- Errores y averías en la memoria. Tests de memoria.

1.- Introducción.

• Chips de memoria: suelen ser de los más fáciles de sustituir:

– Reparación.– Ampliación.

• PCs antiguos: muchos chips de memoria en zócalos.

• PCs modernos: módulos SIMM.

• Cómo se organiza la memoria en los PCs. Rendimiento, limitaciones, etc.

• Errores y averías relacionados con la memoria y soluciones.

102

• Organización y empaquetamiento:– Chips DIP (Dual Inline Package).– Chips SIPP (Single Inline Pin Package).– SIMM (Single Inline Memory Module): 30 o 72 contactos.– Tarjetas PCMCIA (portátiles).– Tarjetas de expansión “privadas”.– DIMM (Dual Inline Memory Module): 128 contactos.

• Velocidad de acceso: 70, 60, 50... ns.

• Tamaño: 16 KB...1MB..... 32 MB.... 128 MB....

2.- Tipos de memoria. Memoria estática y memoria dinámica.

2.1.- Organización de la memoria:– SIPP en desuso.– Chips DIP.

• Chips de Nx1 bits (16 kb, 64 kb, 256 kb, 1024 kb).

• Chips de Nx4 bits (nybble) (64 kNyb, 256 kNyb, 1024 kNyb).

• Un chip de 64 kNyb equivale a 4 de 64 kb (no a 1 de 256 kb).

– Agrupación de chips en bancos y módulos SIMM:• Bancos de 9 chips (8+1 para paridad).

• Bancos de 9 chips y de 3 chips.

• Módulos SIMM de 30 contactos: 9 bits de datos. (3/9 chips).

• Módulos SIMM de 72 contactos: 36 bits de datos. (9 chips).

• Módulos DIMM de 128 contactos: 72 bits de datos.

103

2.2.- Memoria estática y memoria dinámica:– Velocidad del CPU y velocidad de acceso a memoria:

• 8 MHz: acceso en 125 ns

• 12 MHz: acceso en 83 ns

• 16 Mhz: acceso en 62 ns (1993)

• 150 Mhz: acceso en 6.67 ns (?)

• 1 GHz: acceso en 1 ns (????).

– Memoria dinámica/estática: precio y velocidad.– Memoria estática SRAM:

• Contruida a partir de 6 transistores/bit. Cara. Factor 10 DRAM.

• Rápida. Factor 6 DRAM.

• Estática. No necesita refresco.

– Memoria dinámica DRAM:• 1 transistor y 1 condensdor por bit. Barata.

• Lenta. Tiempo para direccionamiento y carga de dato.

• Dinámica: el condensador se descarga. Refresco.

• Direcciones organizadas en filas y columnas. Memoria paginada.

– Precio de memoria del PC: 20% - 30% del precio del PC.

3.- Combinaciones de distintos tipos de memoria.

• ¿Cómo tener memoria rápida a precio asequible?– Todo SRAM: caro. Poca memoria.– Todo DRAM: lento.– DRAM con un poco de SRAM: memoria caché.– Fast Page Mode.

104

3.1.- Sistemas con DRAM únicamente: Wait States.– La CPU espera respuesta de RAM en 2 ciclos de reloj.– Tiempo asociado a distintas velocidades:

3.2.- Sistemas con SRAM y DRAM: Caché.– Idea: combinar un poco de SRAM rápida (cara) con mucha

DRAM barata (lenta).– En caché: copia de parte DRAM de modo que la mayor

parte posible de los accesos se hagan a la caché.– Controladora de caché:

• “Predice” qué área de memoria va a necesitar la CPU.

• La copia a la caché (bloque se 4KB).

• Cuando la CPU solicita un dato a RAM, lo busca en caché.

• Si está: acceso rápido. Si no: acceso lento.

• Escritura en RAM.

– Eficiencia de caché:• Eficiencia del software (pocos saltos).

• Eficiencia de la controladora.

• Número de aplicaciones.

• Tamaño de la caché.

freq 1 ciclo 2 ciclos 3 ciclos 4 ciclos

25MHz 40 ns 80 ns 120 ns 160 ns

33MHz 30 ns 60 ns 90 ns 120 ns

40MHz 25 ns 50 ns 75 ns 100 ns

50MHz 20 ns 40 ns 60 ns 80 ns

66 MHz 15 ns 30 ns 45 ns 60 ns

100 MHz 10 ns 20 ns 30 ns 40 ns

– ¿Cómo hacer funcionar la placa base a 66 MHz con DRAM de 60 ns? Estados de espera o W.S. Cuando la CPU pide un dato, se le hace esperar 4 ciclos de reloj.

– Resultado: CPU desaprovechada.

105

– Eficiencia típica: 80-99% de los accesos a memoria a través de la caché. Acelera notablemente el acceso a memoria.

– Cantidad de memoria caché recomendable:• Entre 1/128 y 1/64 de volumen de DRAM.

• 64 MB de DRAM: 512 KB - 1024 KB de caché.

• 16 MB de DRAM: 256 KB de caché.

3.3.- Fast Page Mode.– Solución alternativa (o complementaria) para acelerar el

acceso a DRAM: paginación rapida.• Organización de direcciones en filas y columnas.

• Acceso a filas (páginas) lento.

• Dentro de una fila, acceso a columnas muy rápido.

• “Static Column RAM”

– Eficiente pues los accesos a memoria suelen requerir direcciones contiguas.

• Fast page mode RAM 50 ns / 30 ns / 33 MHz

• Extended data out RAM (EDO) 50 ns / 20 ns / 50 MHz

• Burst EDO RAM 50 ns / 15 ns / 66 MHz

4.- Bancos de memoria.

• Organización de la memoria en el PC en “bancos”.

• El tamaño de los bancos depende de CPU / placa base:– 8088 / 80188 : 8 bits– 8086 / 80286 / 80386 SX: 16 bits– 80386 / 80486: 32 bits– Pentium: 64 bits

106

– Elementos de memoria:• Chips 1 bit; chips 1 nybble; SIMM de 30 contactos; SIMM de

72 contacos; DIMM de 128 contacos.

• Bus de 8 bits: un acceso a memoria proporciona 8 bits a la vez. Por ejemplo, para 256 KB:

a) 8+1 chips de 256 K x 1bit.

b) 2 chips de 256 K x 4 bits y 1 chip de 256 K x 1 bit.

c) 1 módulo SIMM de 30 contactos y 256 K direcciones.

d) NO VALE: 2 chips de 1024 K x 1 bit.

• Un banco de memoria es un conjunto de chips de memoria que alimentan el bus de datos de la CPU.

– Bancos en PC de 8 bits: 8+1 bits:

CPU 8088

comparador

data path

0 1 2 3 4 5 6 7 P

dire

ccio

ne

s

banco de memoria

ROM

Banco 0

Banco 1

Banco 2

Banco 3

CPU y copr.Slots expans.

0 1 2 3 4 5 6 7 P0 1 2 3 4 5 6 7 P

• Bit extra para chequeo de paridad.

• En primeros PC, hileras de 9 chips.

• Hileras de 3 chips.

• SIMM de 30 contactos con 9 chips / 3 chips.

• No tiene sentido SIMM de 72 contactos.

107

– Bancos en PC de 16 bits: 16 +2 bits:• Cada banco: 18 chips de un bit o 4 nybbles + 2 bits.

• Chips en placa base: 2 hileras cada banco.

• SIMM de 30 contactos: 2 módulos cada banco (iguales).

• Módulos “privados” de 16 bits (PS/2 de IBM).

– Bancos en PC de 32 bits: 32 + 4 bits:• 4 módulos SIMM de 30 contactos (iguales).

• 1 módulo SIMM de 72 contactos.

– Bancos en PC de 64 bits: 64 + 8 bits:• 2 módulos SIMM de 72 contactos.

• 1 módulo DIMM de 128 contactos.

– Ranuras para módulos de memoria: posibilidad de expansión de memoria. Importancia de ampliación de memoria. Aprovechar la existente.

– Precio de la memoria. Fluctuaciones de mercado. Precio de la memoria y del PC. Chips sin paridad.

5.- Errores y averías en las memorias. Tests de memorias.

• Evolución de memoria:– 1984 XT: hasta 90 chips en zócalos. Muchos errores.

Mensajes de error detallados.– 1999 Pentium: 1 o 2 módulos. Pocos errores (tests de

calidad en fabricación). Mensajes poco detallados.

• Detección de errores en memoria:– Programas de diagnóstico.– POST.– Errores de paridad en mitad de aplicacion.– Errores que impiden arranque.

108

5.1.- Errores de memoria en el POST del 8088:

• Errores por mala configuración de cantidad de memoria:– Parity check 1: se bloquea y no arranca.– Considera que no dispone de la memoria mal configurada.

• Chips averiados: – Mensaje (texto o “201”) e indicador chip averiado.– 1020 201 10000 20 201 10000 0020 201

• 10: se refiere al banco (banco lógico).

• 20: el chip.

• 201: “hay un error de memoria”.

– Interpretación de mensajes de error en 8088 de 64 KB:

00 01 02 04 08 10 20 40 80

00: direcciones 00000-03FFF

04 : direcciones 04000-07FFF

08 : direcciones 08000-0BFFF

0C : direcciones 0C000-0FFFF

Bit (chip)Bancos (de 16 KB)

0C 01 201: A04 40 201: B

B

A

Ejemplos:

– Interpretación de mensajes de error en 8088 de 256 KB:

00 01 02 04 08 10 20 40 80

00: direcciones 00000-0FFFF

10 : direcciones 10000-1FFFF

20 : direcciones 20000-2FFFF

30 : direcciones 30000-3FFFF

Bit (chip)Bancos (de 64 KB)

10 01 201: A20 20 201: B

B

A

Ejemplos:

109

5.2.- Errores de memoria en ordenadores de 16 bits:– 2 bancos de 18 chips: 18 de 64 K y 18 de 256 K:

– Interpretación de mensajes de error en 8088 de 640 KB:

00 01 02 04 08 10 20 40 80

00: direcciones 00000-3FFFF

40 : direcciones 40000-7FFFF

80 : direcciones 80000-8FFFF

90 : direcciones 90000-9FFFF

Bit (chip)Bancos (2 x 256 y 2 x 64 KB)

30000 02 201: A60000 20 201: B

B

A

Ejemplos:

– Errores en tarjetas:• Se refieren a direcciones que no corresponden a RAM.

• Parity check 2.

• En sistema de 256 KB:“40 FF 201 parity check 2”

– En algunos clónicos con 640 KB, los bancos aparecen invertidos: 64, 64, 256, 256. No suelen indicar el chip (hay que probar todos los chips del banco).

00 01 02 04 08 10 20 40 80

Bytes: 0, 2, 4, .... 128K-2

Bytes: 1, 3, 5, .... 128K-1

Bytes: 128K, 128K+2,.... 640K-2

Bytes: 128K+1, 128K+3,... 640K-1

Bit (chip)Bancos (1 x 128 y 1 x 512 KB)

1100:0002 Error en byte 1100260000 00 08 201: Banco log. 60, bit 08 de byte “low”

Ejemplos:

110

5.3.- Falsos errores de memoria:– Fallos en la alimentación:

• Tensión en la red baja: refresco insuficiente.

• Picos de tensión. Cambian estados de bits.

• Fuente de tensión insuficiente. HD.

– Electricidad estática.– RFI, EMI, radiactividad.– Diagnóstico:

• Siempre falla la misma dirección: problema en RAM.

• El problema cada vez en una dirección.

– Mezcla de chips o de SIMM distintos en el mismo banco.– Chips y SIMM mal colocados.

• Errores en PCs con SIMM:– Poca información (error de memoria).– Cambiar el módulo de memoria completo.

5.4.- Tests de memorias:– Test de paridad (byte a byte).– Errores de direccionamiento. Tests.– Errores de difusión de carga: contagio de “ceros” y “unos”.

Tests.

5.5.- Instalación de memorias:– Corriente estática.– Destornillador mejor que extractor de chips (DIP).– Modulos SIMM: garras de plástico o metálicas.

111

Tema 10: La fuente de alimentación.

1.- Introducción.

2.- Conexiones de la fuente de alimentación.

3.- Mantenimiento de la fuente de alimentación.

4.- Ahorro de energía.

5.- Averías y reparación de la fuente de alimentación.

6.- Protección de la fuente frente a problemas de alimentación externos.

1.- Introducción.

• Fuente de alimentación para conversion AC/DC.

• Tipos de fuentes: lineales y conmutadas. Funcionamiento. Diferencias. Fuentes en PC.

• Importancia de la fuente en el PC. Alimentación. Protección. Ventilador.

• Peligros de la fuente de alimentación: puntos peligrosos; transitorio de encendido.

112

• Rango V / I de la fuente de alimentación (polímetro):

Línea Rango V Rango I Resistencia

+ 12 + 8.5 ... + 12.6 V 0 ... 2 A > 6 Ohm

- 12 - 8.5 ... - 12.6 V 0 ... 0.25 A > 48 Ohm

+ 5 + 2.4 ... + 5.2 V 2.3 ... 7 A > 0.8 Ohm

- 5 - 4.5 ... - 5.4 V 0 ... 0.3 A > 48 Ohm

• Otros conectores:– Interruptor de encendido.– Conectores Molex (HD, CDROM).– Conectores Berg (FDD).

• Alimentación placa base con dos conectores: P8 P9.– Solo admite una posición. Si nos equivocamos, se rompe.

2.- Conexiones de la fuente de alimentación.

P8 P9+5 +5 +5 -5 0 0 0 0 -12 +12 +5 PG

1 Naranja P.G.2 Rojo + 53 Amarillo + 124 Azul -125 Negro GND6 Negro GND7 Negro GND8 Negro GND9 Blanco - 510 Rojo + 511 Rojo + 512 Rojo + 5

113

• Piezas móviles: interruptor y ventilador. Limpiar ventilador e interior con aire a presión, lejos del PC.

• Atención al ventilador. Si falla, averías seguras.

• Evitar abrir la fuente de alimentación: peligroso.

3.- Mantenimiento de la fuente de alimentación.

• Necesidad de ahorro de energía. PCs “verdes”.

• Componentes cada vez con menos consumo.

• Medidas para ahorro de energía:– Chips a baja tensión: 3.3 - 2.4 V. P=V2R– Chips a menor frecuencia en modo de reposo.– Circuitos que se desconectan: LPT, Serie, HDD, Video,

LAN, etc.

• Pantallas: consumen el 60-70% de la energía del PC. Pantallas que se desconectan; pantallas LCD (10 W) frente a CRT (100 W).

• Apagar los HD no es conveniente....

• Periféricos externos que se puedan desconectar.

4.- Ahorro de energía.

114

• ¿Qué hacer si no funciona la fuente de alimentación?– Comprobar que hay tensión en el enchufe y medirla.– Comprobar cables.– Comprobar si llega tensión a la fuente.

• ¿Funciona el ventilador?

• ¿Se oye “clic” en altavoz al encender?

– Si no funciona la fuente:• Quitar los tornillos que la fijan al chasis.

• Desenchufar conectores.

• Colocar una fuente nueva.

• Antes de arrancar, reducir el sistema al mínimo.

5.- Avería y reparación de la fuente de alimentación.

• Los problemas de alimentación externos dan lugar a:– Bloqueo del ordenador mientras realiza operaciones.– Errores aleatorios en memoria.– Pérdida de datos del HD.– Chips dañados en las tarjetas.– Ruido en la transmisión de datos, errores en periféricos.

• Problemas ocasionados por:– Funcionamiento incorrecto de la fuente: picos, rizado, baja

potencia....– Tensión de la red incorrecta: picos, oleadas, sobre o baja

tensión, cortes de alimentación.

6.- Protección de la fuente frente a problemas de alimentación externos.

115

• Prevención de problemas de la red de alimentación:– Revisar enchufe de la pared. ¿Tiene alimentación?

¿Puede ser apagado accidentalmente?– Revisar equipos enchufados a la misma línea. Mucho

consumo; motores grandes; calefactores....– Todos los periféricos con tierra común.– Protección contra problemas de alimentación:

• picos

• oleadas

• subidas o bajadas de tensión

• cortes

• Protección contra sobretensiones y picos de tensión:– Bases de corriente con dispositivo de protección.

• Efectivo pero de un solo uso. No se puede comprobar. No están bien calibrados.

– Estabilizador de tensión.

• Subidas y bajadas de tensión:– Las absorbe la fuente de alimentación pero sufre.– Tolerancia de la fuente a alimentación externa.

• Cortes de tensión: producen muchos daños:– SPS (Standby Power Suply). Tiempo de conmutación.– UPS (Uninterruptible Power Suply). Precio.

Picos y olas Subidas/bajadas Cortes

Base SI (1 uso) NO NO

Estabilizador SI SI NO

SPS NO NO SI

UPS SI SI SI

116

Tema 11: El disco duro.

1.- Introducción.

2.- Parámetros característicos del disco duro.

3.- Tipos de disco. Tipos de interface.

4.- Instalación y configuración del disco duro.

5.- Formateo del disco duro. Particiones.

1.- Introducción.

• El disco duro es una de las piezas más importantes. Almacenamiento de datos y programas.

• Esencial tenerla en cuenta en el mantenimiento.

• Sistema de disco duro:– Disco duro.– Interface.

• Objetivo del tema:– Conocer cómo funciona, partes, tipos de disco.– Interfaces.– Instalación, formateo, particionamiento.

• Próximos temas: Organización lógica, mantenimiento preventivo y reparación.

117

2.- Parámetros característicos del disco duro.

2.1.- Geometría del disco duro: cabezas, pistas, cilindros y sectores.

• Los datos en el disco duro están organizados en sectores: grupos de 512 bytes = 0.5 KB.

– Un disco duro tiene varios discos.– Cada disco tiene dos caras y cada cara una cabeza.– Cada cara organizada en pistas (anillos concéntricos).– Cada pista está dividida en sectores.– Un sector es la unidad mínima de datos que puede leerse.

01234567

0 1 2 3 4

1

2

3

4

56

7

89

cabezas pistas (cilindros) sectores

Las pistas “n” de todas las caras constituyen el cilindro “n”.

• Capacidad de los discos:– Ejemplo: 8 x 5 x 9 x 0.5 KB = 180 KB– Floppy de doble cara, 40 cilindros, 9 sectores:

2 x 40 x 9 x 0.5 KB = 360 KB– Disco duro de 4 cabezas, 305 cilindros, 17 sectores:

4 x 305 x 17 x 0.5 KB = 10370 KB = 10.12 MB

– Disco duro de 16 cabezas, 2448 cilindros, 63 sectores:

16 x 2448 x 63 x 0.5 KB = 1204 MB = 1.2 GB

118

• Concepto de “cilindro”:– Las cabezas juntas. Un motor las mueve todas a la vez.– Mover cabezas (cambiar de pista) es lento.– Datos organizados por sectores, cabezas, pistas: hasta

que no se llena “un cilindro” no se pasa al siguiente.

• Problema de superficie de las pistas internas:– Sectores en primeras pistas excesivamente grandes.– “Zone Bit Recording” número de sectores variable.– Precompensación de escritura: WPCOM.– Escritura con baja corriente: LZONE.

2.2.- Rendimiento de los discos duros.

• Dos factores:– ¿Cuánto tarda en localizar un sector?– ¿Cuánto tarda en transferirlo?

• ¿Cuánto tarda en localizar un sector?• Mover cabezas al sector correspondiente: “seek time”.

• Esperar a que llegue el sector solicitado: “rotational latency period”.

– Seek entre pistas alejadas: 8-10 ms (1/3 de superficie).– Seek entre pistas consecutivas más rápido (1-2 ms).– Rotational Latency Period: 1/2 vuelta.

• 3600 rpm: 0.5 x 60 seg / 3600 = 8.33 ms

• 7200 rpm: 0.5 x 60 seg / 7200 = 4.17 ms

• Mecanismos de posicionamiento de cabezas:• Band-stepper: banda metálica flexible + motor paso a paso.

• Voice-coil: electroimán y muelle, servo, mecanismo de control.

– Aparcado de cabezas, calibrado, duración y velocidad.

119

• Tasa de transferencia (una vez localizado el sector):– 3600 rpm, 17 sectores:

60 vuelt/seg x 17 sect/vuelt x 0.5 KB/sect = 510 KB/seg– Problema: tiene que dar tiempo a:

• Leer datos + ECC (Error Correction Code).

• Determinar si hay errores y corregirlos. (Controladora).

• Transferencia de datos al sistema. Nuevo chequeo de datos.

• Confirmación de datos correctos. El sistema pide el siguiente sector.

• Mientras tanto el disco ha girado y han avanzado algunos sectores.... Hay que esperar una vuelta completa. Resultado: ¡¡¡se tardan 18 vueltas en leer 17 sectores!!!

60 x 17 x 0.5 KB/seg / 18 = 28.3 KB/seg

– Solución: Interleaving. Durante el formateo a bajo nivel se “intercalan” sectores entre sectores consecutivos:

12

3

4

5

6

7

89

17

16

15

14

13

12

1110

110

2

11

3

12

4

135

9

17

8

16

7

15

614

Interleaving 1:1 Interleaving 1:2

17

13

2

8

14

3

915

12

6

17

11

5

16

104

114

10

6

2

15

11

73

5

9

13

17

4

8

1216

Interleaving 1:3 Interleaving 1:4

120

– El factor de interleaving se establece en el formateo a bajo nivel (sirve para poner en el disco marcas de los sectores).

– Valor óptimo: depende del tiempo que tardan la controladora y la BIOS en preparar un sector.

Sector preparado en 2.8 ms

Disco a 3600 rpm con 17 sectores:

1 vuelta: 16.7 ms

1 sector: 0.98 ms

Interleaving óptimo: 1:3 (170 KB/seg)

– La caché de disco y las controladoras rápidas han hecho que el factor de interleaving sea 1:1.

• Desplazamiento de sectores (sector skew):– Sectores en pistas consecutivas desplazados para

compensar el tiempo que tarda en posicionarse la cabeza de una pista a la siguiente:

Desplazamiento de cabeza: 1.5 ms.

En este periodo pasa 1.4 sectores.

En pistas consecutivas, desplazamos 2 sectores para optimizar la transferencia:

Interl. OK No OK

1:1 (1 v) 510 KB/seg (18 v) 28.3 KB/seg

1:2 (2 v) 255 KB/seg (19 v) 26.8 KB/seg

1:3 (3 v) 170 KB/seg (20 v) 25.5 KB/seg

1:4 (4 v) 128 KB/seg (21 v) 24.2 KB/seg

171

2

3

15 16

17

1

121

• Longitud máxima de ráfagas de errores corregibles con ECC:

– IBM AT: 5 bits– Clónicos AT: 11 bits– Pentium: 70 bits

• ¿Cómo conseguir una buena tasa de transferencia de datos?

– Discos con caché en disco (para poder manejar varios sectores a la vez: algunos KB / cabeza) 64 KB.

– Interface de disco: IDE, EIDE, SCSI.– Bus: ISA, VESA, PCI.

2.3.- Limitaciones en el tamaño de los discos.

• Elementos involucrados:– Disco, interface, BIOS, Sistema Operativo.

• Limitaciones de MSDOS a 504 MB. ¿Por qué?– Interfaces: los actuales son capaces de direccionar 4G

sectores (¡¡2 TB!!).– Controladoras originales: 16 cabezas. Se hizo estándar y

no se suelen hacer discos con más de 16 cabezas.– Programa en BIOS para acceder a disco:

Registro CL de 8 bits para identificar sector: 256 valores

Registro CH de 8 bits para identificar pista: 256 valores

Registro DH de 8 bits para identificar cabeza: 256 valores

• Esto permite trabajar con discos de hasta:

256 x 256 x 256 x 512 B = 8 GB

• Pero están mal organizados: Si el disco es de 16 cabezas y 64 sectores sólo se pueden direccionar:

64 x 16 x 256 x 512 B = 128 MB

122

– Reorganización de registros CL, CH, DH en BIOS:Registro CL de 6 bits para identificar sector: 63 valores

Registro CH de 12 bits para identificar pista: 1024 valores

Registro DH de 8 bits para identificar cabeza: 256 valores

• Si el disco es de 16 cabezas y 63 sectores se pueden direccionar: 63 x 16 x 1024 x 512 B = 504 MB

• Discos de más de 504 MB:

– Utilización de driver:• Programa en el disco duro. Particiones.

• Programa en ROM del disco duro.

– “Traducción de sectores”: en lugar de identificar el sector con 3 valores (cabeza, cilindro, sector), se utiliza un único valor para identificar todos los sectores: notación lineal.

– Reorganización lógica de sectores: Logical Block Addressig (LBA). Es otra forma de traducción de sectores en la que se utiliza un número de cabezas “lógico” mayor al número “físico”, y un número de cilindros “lógico” menor que el número “físico”. Hay BIOS que soportan LBA.

– Problemas con programas de formateo a bajo nivel.

123

3.- Tipos de disco y de interfaces.

3.1.- Tipos de disco.– Geometría: cabezas, cilindros, sectores; capacidad.– Zone Bit Recording, precompensación, corriente reducida.– Mecanismo de movimiento de cabezas.– Método de escritura de datos. Conversión de bits a

polarización magnética.– Rendimiento:

• Seek time (posicionamiento de cabezas).

• Rotational latency time (posicionamiento de sector).

• Data transfer rate (tasa de transferencia de datos).

– Tipo de interface: ST-506, ESDI, SCSI, IDE, EIDE.

3.2.- Tipos de interface.

• Controladoras y adaptadores.

• Características:– Interleave factor.– Logical Block Addressing y Sector Translation.– BIOS en la controladora.– Caché de disco: para acelerar transferencia o para

almacenar temporalmente ficheros.– Número de bits erróneos consecutivos que corrigen los

ECC.– Conexión entre el interface y el bus del sistema:

• ISA, EISA, MCA, PCCard, VESA, PCI, LPT.

124

Interface ST-506:– Shugart Technologies ST-506/412. Controladora HD.– Tarjeta ST-506 en bus ISA. Dos cables al HD:

• 20 líneas de datos.

• 34 líneas de control.

– Transferencia hasta 7.5 Mb/s.– Discos de hasta 16 cabezas.– Movimiento de cabezas paso a paso (lento).– Transferencia HD-controladora ruidosa. (ECC y separación

de datos)

Interface ESDI (Enhanced Small Device Interface):– Versión mejorada de ST-506:

• Hasta 256 cabezas; hasta 24 Mb/s.

• Separación de datos y ECC en disco: menos problemas de ruido.

• Datos de configuración en el disco. Facilita la configuración.

SCSI (Small Computer System Interface):– Interface para otras cosas además de HD.– Es un adaptador (no controladora). Permite adaptar hasta

7 dispositivos.– SCSI-3: hasta 24 MB/seg.– Pocas ventajas si sólo tenemos un dispositivo:

• Las prestaciones dependen del disco y la controladora.

• Estamos intercalando otro interface.

– Muchas ventajas cuando tenemos varios dispositivos:• Administra el acceso al bus.

• Ahorra ranuras de expansión.

• Ordenadores multitarea.

125

Interface IDE: (Integrated Drive Electronics)– 1986, Western Digital y Compaq.– IDE es un adaptador. Controladora integrada con HD.– La controladora de un disco IDE convierte los datos al

formato del bus ISA. El adaptador le da acceso al BUS.• Tarjeta multifunción y cable de 40 líneas.

• Cable de 40 líneas desde placa base.

– Problemas (primeras versiones): • Es difícil acceder a la controladora para formatear a bajo

nivel.

• Problemas para trabajar con discos de más de 504 MB.

Interface EIDE (Enhanced IDE):– El adaptador incorpora LBA (permite trabajar con discos de

más de 504 MB).– Permite acceso al disco mediante PIO o DMA.– Competidor de SCSI: permite conectar otros dispositivos.– Un disco EIDE necesita un adaptador EIDE (si no,

perdemos prestaciones).– EIDE es P’N’P (debería serlo) y estar conectado al bus PCI

(no al ISA).

4.- Instalación y configuración del disco duro.

• Operación habitual en mantenimiento de equipos:– Para tener más espacio en disco (siempre se acaba).– Manteniendo el disco antiguo.

• Pasos distintos según discos:– IDE, EIDE– SCSI– ST-506 ESDI

126

• Pasos a seguir:– Preparar hardware: disco, interface, placa base

(compatibles), y cables correspondientes.– Preparar información sobre configuración.– Colocar los jumpers adecuadamente.– Instalar (alimentación, datos, control, terminador...).– Configurar la CMOS para que la BIOS pueda trabajar.– Formateo a bajo nivel (si es necesario).– Particionamiento.– Formateo de alto nivel.

4.1.- Preparación de hardware compatible.– Bus adecuado: PCI.– Interface adecuado: SCSI o EIDE.– No merece la pena mantener el disco viejo IDE sobre bus

ISA poniendo el disco nuevo en IDE sobre bus ISA...– A ser posible, instalar fuera del PC.

4.2.- Preparar información sobre configuración.• Geometría: cilindros, cabezas, sectores. (Todos salvo SCSI).• Write precompensation. (Todos salvo SCSI).• Reduced Write Cylinder. (Sólo ST-506).• Tabla de pistas malas. (Sólo ST-506 y ESDI).• Jumpers de identificación. (Todos salvo IDE, EIDE).• Terminador. (Todos salvo IDE, EIDE).• Jumpers master/slave. (Sólo IDE, EIDE).

• Jumpers de identificación (a veces interruptores):– Drive Select en ST-506 y ESDI: DS0, DS1, DS2, DS3– Ident. en SCSI: Id0, Id1..... Id6.

127

• Jumpers master/slave:– IDE y EIDE soporta 2 controladoras. Una master y otra

slave.– Mientras una está activa, la otra desconectada

eléctricamente.– El mejor disco-controladora debe ponerse como master (si

se puede).

• Terminadores:– Control de acceso a buses:

• Buses tri-estado: 0, 1, alta impedancia (desconectado): Ejemplos: ISA, PCI, VESA, ..., IDE, EIDE. Todos los dispositivos desconectados salvo uno.

• Buses “open-colector”: para cada línea hace falta una resistencia al final del bus. Todos los dispositivos a 0 salvo el activo. Es necesaria la resistencia al final del bus. “Terminador”: la resistencia al final del bus.

– Normalmente un solo disco. Viene con su terminador. Si añadimos otro disco, debemos quitar el terminador del dispositivo que no está al final de la línea.

– Tipos de terminadores: “chips”, “conectores”.

• Tabla de “pistas malas”:– Es normal que haya pistas en mal estado. Lo raro es que

no haya pistas en mal estado.– En ST-506 y ESDI: el fabricante las apunta en papel.– En IDE, EIDE y SCSI: el fabricante hace el control de

calidad y cuando formatea a bajo nivel los discos duros usa la tabla de pistas malas que ha obtenido.

128

4.3.- Cableado, ajuste de jumpers y terminador.– IDE/EIDE:

• Seleccionar master/slave.

• Cables de 40 líneas. Cables con 2 o 3 conectores. Posición.

• Alimentación.

• No hay terminador.

– SCSI:• Identificación de drive con jumper (o interruptor).

• Cable de datos (50 o 68 líneas). ¿Varios conectores?

• Terminador: uno y solo uno. En el último dispositivo SCSI.

• Alimentación.

– ST-506/ESDI:• Identificación de drive con jumper (o interruptor).

• Terminador en el último.

• Alimentación.

• Cable de datos: 20 líneas.

• Cable de control: 34 líneas. Cables con 25-29 cruzados: permiten configurar dos discos como DS0.

4.4.- Configuración de la CMOS.– Necesidad de programas en la BIOS para utilizar el disco.– Información específica sobre HD en CMOS.– Ordenadores XT (sin CMOS):

• Información en la controladora. Controladoras para un tipo de disco. Controladoras para varios tipos de disco.

– Configuración de disco en CMOS:• Listas de tipos de HD: 14, 25, 47 tipos.

• Disco de tipo 47: definido por usuario.

– ¿Qué hacer si no podemos “definir” nuestro tipo de HD y ningún tipo definido coincide?

• Si no está formateado a bajo nivel: no esceder C/H/S. WPrec.

• Si está formateado a bajo nivel y tiene tabla de partición.

• Si no funciona: poner otra BIOS.

129

5.- Formateo del disco duro.

• Más complicado que en floppy (para poner varios S.O.).

• Consta de 3 fases:– Formateo a bajo nivel.– Particionamiento.– Formateo a alto nivel.

5.1.- Formateo a bajo nivel.– Consiste en poner marcas para identificar los sectores.

• Se ponen las marcas.

• Se hace interleaving y desplazamiento de sectores entre pistas si es necesario.

• Se rellenan los sectores con el caracter 229 (sigma).

– Usualmente realizado por el fabricante. Sobre todo en discos SCSI, IDE, EIDE.

– Muy importante hacerlo en ST-506, ESDI:• Para acomodar la controladora al disco duro.

• Ajuste óptimo del factor de interleaving.

• Para refrescar las marcas de los sectores.

– Inusual en SCSI, IDE, EIDE:• Controladora y disco en un dispositivo.

• Identificadores de sector “más fuertes” (20 años).

• Interleaving ya es óptimo.

• Usualmente no se puede... el formateo físico o a bajo nivel, o no hace nada, o simplemente borra los sectores.

– ¿Cómo formatear a bajo nivel?• ¿Programas genéricos o específicos?

• Programas específicos en disquete o en ROM de la controladora (ejecuar con “debug”).

• Genéricos: Disk Manager....

130

5.2.- Particionamiento del disco duro.– Importante para poder poner varios sistemas en un disco

duro. En 1983 IBM saca disco de 10 MB con 2 particiones de 5 MB: DOS y XENIX.

– Mecanismo de arranque: MBR y tabla de particiones. Particiones de arranque con sistemas operativos. Particiones de datos.

– Programa para hacer particiones: fdisk. DOS no puede usar un disco mientras no haya sido particionado. Al menos una partición.

– Particiones eficientes:• S.O. FAT 16: Los datos en DOS agrupados en clusters. El

tamaño del cluster depende del tamaño de la partición:– hasta 128 MB clusters de 2 KB– hasta 256 MB clusters de 4 KB– hasta 512 MB clusters de 8 KB– hasta 1 GB clusters de 16 KB– hasta 2 GB clusters de 32 KB– más de 2 GB clusters de 64 KB

• Si se hacen particiones muy grandes y se guardan ficheros chicos, se desperdicia mucho espacio. Solución: partición de ficheros grandes y partición de ficheros chicos.

• Muchas particiones es poco aconsejable.

• FAT 32: Clusters de 4 KB en particiones de hasta 8 GB.

• Particiones y sistemas operativos como Windows.

– Particionamiento con fdisk:• Menú inicial: crear partición; hacer activa; borrar partición;

mirar tabla de particiones.

• Crear partición: primaria, extendida, o unidad lógica en extendida.

• Activar la partición.

– Back-up de la tabla de particiones: esencial.

131

5.3.- Formateo de unidades lógicas.– Format d: Format c:Format c: /s– Prepara 4 de las 5 áreas esenciales en los discos de DOS:

• Master Boot Record (MBR) ya esta preparado por fdisk.– contiene tabla de particiones– a veces información sobre el disco duro– está en el sector 0,0,1

• Dos Boot Record (DBR):– está en sector 0,1,1 (cilindro 0, cabeza 1, sector 1)– contiene programa para arranque– contiene un puntero a la FAT

• File Allocation Table (FAT):– desde el sector 0,1,2 en adelante....– dos copias de la FAT– tabla indicando qué clusters corresponden a qué ficheros– En FAT 12 bits 6 KB cada copia– En FAT 16 bits 128 KB cada copia– En FAT 32 bits tiene otra estructura para no tener

limitaciones

• Directorio raíz:– base de la estructura de directorios– situado inmediatamente detrás de la FAT– en FAT-12 podemos poner en este directorio hasta 128 entradas– en FAT-16 hasta 512 entradas– en FAT-32 número ilimitado

• Área de datos de usuario:– lo primero que tiene si es de arranque es IO.SYS, MSDOS.SYS y

COMMAND.COM– ficheros, directorios.....

– El formateo de alto nivel crea el DBR, FAT, directorio raíz y si seleccionamos instalación del sistema, algunos directorios en el área de datos.

– El formateo a alto nivel no borra los datos. Se pueden recuperar.

132

Tema 12: Organización lógica del disco duro.

1.- Introducción.

2.- Sectores absolutos y sectores DOS.

3.- Clusters.

4.- Dos Boot Record.

5.- La FAT y el directorio raíz.

6.- Subdirectorios.

7.- Estructura lógica del disco duro.

1.- Introducción.

• Reparación: conocer organización hardware/software.

• ¿Cómo se organizan los datos en el disco?– Depende del Sistema Operativo.– Papel del S.O.:

• Organización de datos en dispositivos.

• Todos los programas ven la misma estructura de archivos.

• Organización del disco duro por DOS.

• Permite: mantenimiento y reparación.

133

Master Boot Record (MBR) - PT

Dos Boot Record (DBR)BIOS Param. Block (BPB)

FAT 1 - FAT 2 - Root Directory

Área de datos (clusters)

Dos Boot Record (DBR)BIOS Param. Block (BPB)

FAT 1 - FAT 2 - Root Directory

Área de datos (clusters)

Extended Partition Table (EPT)

Dos Boot Record (DBR)BIOS Param. Block (BPB)

FAT 1 - FAT 2 - Root Directory

Área de datos (clusters)

Extended Partition Table (EPT)

PT

Par

ticio

n P

rimar

iaP

artic

ion

Ext

endi

da

PT

Par

ticio

n P

rimar

iaP

artic

ion

Ext

endi

da

Par

ticio

n P

rimar

iaP

T

1ª

Par

ticio

n:

C:\

1ª

Par

ticio

n:

D:\

1ª

Par

ticio

n:

E:\

134

2.- Sectores absolutos y sectores DOS.• Disco duro organizado en sectores: 512 B

• Denominación de sectores (por BIOS y controladora): cilindro, cabeza y sector: C/H/S

• Sectores numerados por DOS en cada partición. Identificación vectorial (no 3-D).

• Conversión de sectores absolutos a sectores DOS:– C0/H0/S0 : sector donde está el DBR de la partición.

– NS ; NH : núm. de sectores/pista y núm. de cabezas.

– SDOS = NS NH (C - C0) + NS (H - H0) + (S - S0 )

• Conversión de sectores DOS a sectores absolutos:– S = (S0 + SDOS) % NS

– Aux = (S0 + SDOS) / NS + H0

– H = Aux % NH

– C = Aux / NH + C0

• Ejemplo:– NS = 63; NH = 16;

– C0 / H0 / S0 = 100 / 4 / 1;

– ¿Cuál es el sector DOS asociado a C/H/S 107 / 3 / 3 ?SDOS = 63 x 16 x (107 - 100) + 63 (3 - 4) + (3 - 1) = 6995

– ¿Cuál es el sector absoluto asociado al sector DOS 6995?S = (1 + 6995) % 63 = 3

Aux = (1 + 6995) / 63 + 4 = 115

H = 115 % 16 = 3

C = 115 / 16 + 100 = 107

C/H/S = 107 / 3 / 3

• El sector DOS núm. 0 contiene el DBR.

• Sectores en DOS agrupados en “clusters”:– Para hacer el disco más manejable para MSDOS.– Cada cluster son varios sectores.

135

3.- Clusters.• Disquetes de 3 1/2:

– 1.44 MB: 1 sector por cluster. Clusters de 0.5 KB– 720 KB: 2 sectores por cluster. Clusters de 1 KB.

• Discos duros:– FAT 12:

• Hasta 16 MB 8 sect/cluster 4 KB

– FAT 16:• Hasta 128 MB 4 sect/cluster 2 KB

• Hasta 256 MB 8 sect/cluster 4 KB

• Hasta 512 MB 16 sect/cluster 8 KB

• Hasta 1 GB 32 sect/cluster 16 KB

• Hasta 2 GB 64 sect/cluster 32 KB

• Hasta 4 GB 128 sect/cluster 64 KB

– FAT 32:• Hasta 2TB 4 sect/cluster 2 KB

• ¿Qué ocurre cuando escribimos un fichero de 1 byte?

• ¿Cómo optimizar las particiones en sistemas FAT 16?

• Numeración de los clusters.

4.- Dos Boot Record.• Primer sector de una partición DOS. Sector 0.

• Contiene:– Programa para arranque del S.O. DOS.– BIOS Parameters Block: información sobre partición:

• Número de FAT.

• Tamaño de FAT.

• Número de sectores por cluster.

• Partición activada para arrancar?....

136

5.- La FAT y el directorio raíz.

• FAT: File Allocation Table:– Tabla con una entrada para cada cluster.– A cada cluster se le hace corresponder un valor:

• 0: indica que está libre.

• FFF8 a FFFF: EOF (fin de fichero).

• FFF7: BAD (cluster defectuoso).

• Otro valor: Siguiente cluster en el fichero.

• Directorio raíz (root directory):– Tabla con los ficheros que hay en el directorio raíz.– Para cada fichero tenemos un campo de 32 bytes:

• Nombre y extensión 11 bytes.

• Atributos del fichero 1 byte.

• Fecha última modif. 2 bytes.

• Hora última modif. 2 bytes.

• Primer cluster 2 bytes.

• Tamaño en bytes 4 bytes.

• Libres (futuro) 10 bytes.

• Ejemplo de directorio raíz y FAT (clusters de 2 KB):

Nombre.ext atrib fecha hora primer cluster tamaño..... Ficheros ....HOLA.DAT --- --- --- 40 11200..... Mas ficheros....

..... .....39 EOF40 4141 4242 4443 BAD44 102.... .....102 103103 EOF104 0

137

• Tipos de FAT:– FAT 12:

• HD con menos de 16 MB (también en floppies).

• Cada entrada de la FAT son 12 bits.

• Pueden direccionarse hasta 4096 clusters de 4KB (16MB).

• Cada FAT ocupa 4096 x 12 bits = 6KB = 12 sectores.

• Directorio raíz tiene 128 entradas de 32 bytes.

– FAT 16:• HD desde 16 MB hasta 4 GB.

• Cada entrada de la FAT son 16 bits.

• Pueden direccionarse hasta 64 K clusters de tamaño variable (¡¡¡hasta de 64 KB !!!).

• Cada FAT ocupa 128 KB.

• Directorio raíz tiene 512 entradas de 32 bytes.

– FAT 32:• HD hasta 2 TB.

• Cada entrada de la FAT son 32 bits.

• Pueden direccionarse hasta 4 G clusters de 2 KB.

• La FAT tiene tamaño variable (¡¡no es de 16 GB!!).

• El directorio raíz no está limitado y es de tamaño variable.

• Las entradas de directorio están ampliadas: Nombre de hasta 256 caracteres, propietario, permisos, etc....

• Después de las dos copias de la FAT y del directorio raíz vienen los clusters (numerados a partir del 2) que contienen los datos de usuario.

• La FAT y el directorio raíz se preparan cuando se formatea el disco.

• Escritura de un fichero (edlin, edit...).

• Lectura de un fichero (type).

• Borrado de un fichero (del).

• Escritura de un directorio (sub-directorio) (mkdir).

138

6.- Subdirectorios.– Los sub-directorios son ficheros con marca especial de

“directorio” en el campo de “atributos”.– Estos ficheros tienen entradas de 32 bytes similares a las

del directorio raíz. – El número de entradas no está limitado (porque el tamaño

del “fichero” de sub-directorio no está limitado).– Los sub-directorios tienen dos entradas especiales:

• directorio actual: ‘.’

• directorio padre: ‘..’

– Ejemplo de sub-directorio:

Nombre.ext atrib fecha hora primer cluster tamaño. Direc fecha hora 56 1024.. Direc fecha hora 20 256HOLA.DAT File fecha hora 140 11200Varios Direc fecha hora 150 64..... Más ficheros......... Más ficheros....

7.- Estructura lógica del disco duro.

• MBR y tabla de particiones.

• Partición primaria: DBR, FATs, Root, ficheros.

• Partición extendida:– Tabla de particiones extendida.– Particion primaria: DBR, FATs, Root, ficheros.– Partición extendida:

• Tabla de particiones extendida.

• Partición primaria: DBR, FATs, Root, ficheros.

............

139

Tema 13: Mantenimiento preventivo del disco duro.

1.- Introducción.

2.- Mantenimiento preventivo del hardware.

3.- Mantenimiento preventivo del software.

4.- Copias de seguridad.

5.- Virus. Detección y eliminación.

1.- Introducción.

• Mejor evitar problemas que tener que resolverlos.

• El disco duro es una pieza esencial. Contiene todo el trabajo. Es vital proteger el disco duro (los datos).

• Mantenimiento preventivo:– Mantenimiento hardware: evitar que el HD se rompa.– Mantenimiento software: evitar que se dañen las áreas

más importantes para preservar los datos.– Copias de seguridad.

• Reparación: recuperar datos / dispositivo.

• Virus.

• Los discos duros no son eternos.

140

2.- Mantenimiento preventivo del hardware.

• Lo esencial visto en “mantenimiento preventivo del PC”:– Dejar el PC siempre encendido (si es posible).– Evitar problemas de alimentación. UPS.– Temperatura, polvo, humo, vibraciones, condensaciones....– Aparcar cabezas.

• Aparcado con “park”. Timepark.

• Aparcado automático.

– Montarlo correctamente.• Formateo a bajo nivel en la posición de trabajo.

• Formateo a bajo nivel a temperatura de trabajo.

– Formateo a bajo nivel en ST-506 y ESDI.• Para corregir desajustes de cabezas.

• Para evitar el desvanecimiento de las marcas de sectores.

• Evitar formateo “no destructivo”.

– Ruidos en el HD.• Ruido de motor.

• Ruido de cabezas.

– Cache de disco.• Acelera acceso a disco.

• Reduce trabajo de las cabezas.

• No podemos arreglarlo: hay que cuidarlo.– No se puede abrir (muerte rápida y segura si se abre).– El polvo raya las cabezas. 0.3 - 0.6 micras entre cabezas y

superficie del disco.– Velocidad del disco - cabeza: 50-80 km/h.

141

3.- Mantenimiento preventivo del software.

• Realizar copias de seguridad de datos del disco esenciales para su mantenimiento y reparación:

– Configuración y tipo de disco (cuando se configura el HD):• Numero de C/H/S, Wprecom, Lcyl, ECClength....

• No solo “tipo”. Depende de la BIOS.

– MBR (cuando se establece la tabla de particiones):• Debug y programa en ensamblador; Norton; Pctools....

• Aprender a hacer back-up y recuperación.

– DBR (cuando se formatea el HD):• (Similar a MBR)....

– FAT y directorio raíz (diariamente):• Esta información es esencial para encontrar los ficheros.

• Un error en un sector afecta a un trozo de fichero. Un error en la FAT o en el directorio raíz puede hacer que no podamos leer nada del disco. Las cabezas pasan tiempo sobre la FAT...

• La FAT y directorio raíz permiten recuperar ficheros borrados.

– Datos de usuario:• Conviene hacer copias de seguridad periódicamente.

• Prevención del formateo accidental:– Label– Esconder “format” y hacer macro.

• Análisis de superficie (al menos anual). – Problemas de superficie en discos duros. Control de

calidad.– Problemas de lectura no reportados por el sistema:

• Problemas que resuelve la controladora.

• Problemas que resuelve la BIOS y DOS ignora.

– Análisis de superficie; FAT; tabla de sectores defectuosos.

142

4.- Copias de seguridad.

• Evita problemas de todo tipo:– Hardware que falla.– Software que falla.– Problemas de alimentación.– Errores de usuario.– Virus.

• Métodos de back-up:– “Nunca me va a pasar”. “Lo que tengo no es importante”.– Disquetes.– Dispositivos de almacenamiento masivo:

• CDROM.

• CDROM regrabable.

• Cintas.

• Servidores de disco en LAN.

• Estrategia:– Preparar disquetes de arranque. Comprobar arranque.– Guardar siempre varias generaciones de back-up.

• Defragmentación del disco duro (mensual).– ¿Qué es defragmentar?– Ventajas:

• Quita trabajo de lectura al HD: alarga la vida útil del HD.

• Acelera la lectura de datos.

• Facilita la recuperación de ficheros.

• Utilizar las opciones de verificación: “copy /v”.– Comprueba que los ficheros copiados son legibles.

143

5.- Virus: detección y eliminación.

• Virus: un competidor humano competente. Difícil.

• La mejor solución es realizar backup regularmente guardando varias generaciones:

– Minimiza los efectos de los virus.– Ayuda a identificar ficheros que contienen virus.

5.1.- Tipos de virus.– Gusanos, caballos de Troya y bombas. – Blindados y mutantes.– ¿Dónde se instalan?

• MBR, DBR.

• Archivos ejecutables: *.com *.exe.

• Otros archivos: *.dll macros, etc.

– ¿Cómo se activan?• A través de elementos que “toman el control” (DBR,

ejecutable que es ejecutado, etc), toman el control.

• Suelen instalar un programa residente.

• Suelen interceptar actividad de antivirus.

• Detectan lectura-escritura en FD y lo infectan.

• Se propagan a otros ficheros infectables.

• Esperan a determinados eventos para hacerse notar.

– ¿Qué hacen?• Gusanos: hacen crecer y crecer los ficheros.

• Hacen que todo vaya más lento.

• Mensajes en la pantalla, letras que se caen, zona en negro....

• Borrar MBR, DBR, FAT, directorio raíz o todo el HD....

• “No apague el PC o se borrarán todos sus datos”.....

– ¿Cómo se propagan? ¿Cómo infectan?• A través de transferencia de ficheros.

• Infectan cuando se le pasa el control a un fichero infectado.

144

5.2.- Antivirus.– Dos estrategias para detectar elementos infectados:

• Buscar patrones de virus (de virus conocidos) en los ficheros que pudieran tomar el control.

• Analizar cambios en los ficheros que pudieran tomar el control (CRC). Independiente del tipo de virus.

– Necesidad de actualizar los antivirus. Bases de datos con patrones de nuevos virus.

– Necesidad de actualizar bases de datos de CRC de los ficheros ejecutables.

5.3.- Prevención contra virus.– Realizar regularmente copias de seguridad de MBR, DBR,

FAT, directorio raíz y ficheros de usuario.– Instalar antivirus y mantenerlos actualizados.– Acostumbrarse a no dejar discos en la disquetera.

Desactivar arranque desde disquetera.– Vigilar el software que se instala. Evitar software pirata.– Preparar disco de arranque con antivirus. Proteger los

discos contra escritura.

5.4.- Solución de problemas con virus.– Si se detecta la presencia de un virus:

• Mantener la calma.

• Apagar el ordenador. Rearrancar en frío con un disquete de arranque con antivirus protegido contra escritura.

• Desinfectar DBR, MBR y ejecutables.

• Verificar MBR y DBR con la copia de seguridad.

• No permitir que el antivirus “recupere ejecutables infectados”. Reinstalar el software correspondiente o copiar los ficheros infectados del back-up.

• Vigilar todos los disquetes de alrededor como “posiblemente infectados.

145

Tema 14: Recuperación de datos y reparación del

disco duro.

1.- Introducción.

2.- Mensajes de error.

3.- Recuperación de datos borrados.

4.- Recuperación de un disco averiado.

1.- Introducción.

• Objetivos:– Recuperación de datos.– Rearrancar el HD, al menos para recuperar datos.– Hacer que el HD vuelva a ser funcional.

• El back-up es esencial.

• Muchas veces se pueden recuperar datos borrados:– Copia de la FAT actualizada.– Disco poco fragmentado.

• Problemas del disco:– Hardware (controladora, motor... Sectores defectuosos...)– Software: errores en MBR, DBR, inconsistencias FAT...

146

2.- Mensajes de error.

• Cuando hay problemas con disco, análisis del disco (sin escribir nada) con chkdsk o con scandisk.

• Dos tipos de análisis:– De superficie: se comprueba qué clusters se pueden leer

sin problema.– Estándar: Se verifican FAT y estructura de directorios para

identificar posibles inconsistencias.

• Mensajes de error (inconsistencias en FAT).

• Organización de FAT. Lectura y borrado de ficheros.

2.1.- Clusters perdidos.– Son clusters que no están asociados a ningún fichero. Son

“ficheros sin nombre”.– Se debe a interrupción durante proceso de escritura o

ficheros temporales mal borrados.– Solución: ponerle nombre o poner “libres” los clusters.

2.2.- Subdirectorio inválido.– Son subdirectorios que no tienen las entradas “.” y “..”.– Se puede deber a que a un fichero de datos se le haya

puesto accidentalmente atributos de directorio o a que se hayan dañado algunas entradas del directorio.

– Solución: arreglar el directorio (poner “.” y “..”) o convertirlo en fichero.

2.3.- Errores de localización de clusters.– La cadena de clusters tiene un número de bytes menor del

especificado en el directorio. Se han perdido clusters.– Solución: Cambiar la entrada del directorio.

147

2.4.- Cluster inválido.– En la cadena de clusters asociados a un fichero alguno

tiene una marca de “libre” o de “malo” antes de llegar al EOF.

– Esto da lugar a una combinación de problemas de clusters perdidos (los posteriores) y problemas de localización de clusters (faltan para completar el tamaño del fichero).

– Solución: editar la FAT.

2.5.- Cadenas de clusters cruzadas.– Se produce cuando hay clusters que están asociados

simultáneamente a dos o más ficheros.– Suele deberse a escritura simultánea de ficheros por dos

aplicaciones mal depuradas en sistemas multitarea.– Solución: editar la FAT y buscar la solución más

razonable.

3.- Recuperación de datos borrados.

• Cuando borramos un fichero:– Se “anula” la entrada en el directorio poniendo un carácter

especial en el primer carácter del nombre.– Se ponen “libres” todos los clusters que ocupaba.– No se borran los clusters.....

• Cuando formateamos un disco:– Se borra las copias de la FAT.– Se borra el directorio raíz.– No se borran los clusters.....

148

3.1.- Reparación de ficheros borrados.– Norma básica: no escribir nada en el disco.– Editar el directorio y activar la entrada.– Editar la FAT y activar los N clusters libres a partir del

primer cluster del fichero.– Si el disco esta poco fragmentado, recuperación fácil.– Si disponemos de una copia reciente de la FAT, trivial.– Si se ha escrito un fichero, puede estar parcialmente

borrado. Puede recuperarse una parte.

3.2.- Reparación de discos formateados.– Si tenemos copia de la FAT: unformat.– Extracción de ficheros con copia de la FAT.– Si no hay copia de la FAT, se pueden localizar los

subdirectorios y a partir de ellos localizar los ficheros (si el disco está poco fragmentado).

4.- Recuperación de un disco averiado.

4.1.- Sectores dañados:– Errores en la superficie del disco: no podemos leer un

fichero porque hay sectores defectuosos.– Editamos con DiskEdit y copiamos los clusters asociados

al fichero. Podremos recuperar la mayor parte del fichero (salvo a lo sumo un sector).

– Si el fichero es muy largo:• Análisis de superficie. Identificar clusters defectuosos.

• Editar la FAT y preparar ficheros con los clusters buenos.

• Editar el cluster dañado para extraer los sectores buenos.

• Reconstruir todo lo que se pueda.

149

– No desfragmentar ni “reparar” con scandisk (porque “arreglará” el fichero dejando libres los clusters sanos y marcando defectuoso el malo).

– Copy con “ignorar” copia lo que puede del fichero (se salta los clusters defectuosos).

– Xcopy hace copias con la misma estructura física. Se salta pistas donde hay clusters que no se pueden leer.

– Cuando se manipula la FAT, recordar que hay dos copias.– Marcar los sectores malos en la FAT y formateo a bajo

nivel.

4.2.- Sectores de MBR o DBR dañados.– MBR dañado: formateo a bajo nivel. Reeditar tabla de

particiones. Si podemos leer el disco duro, extraer todo.– Si el cilindro 0 está dañado, disco inservible.– DBR dañado: Se puede desplazar haciendo una partición

pequeña y colocando la primera partición DOS en una zona sin problemas en las pistas.

4.3.- Recuperación de un disco averiado (datos).– Arrancar de disquete. (SO y utilidades básicas).– ¿Hay acceso a C:\ ? Sacar datos....– No hay acceso: leemos MBR (con FDISK). ¿Detecta HD? – Si no lo detecta buscar problema hardware:

• Set-up, temperatura, condensaciones, cables, giro de disco y movimiento de cabezas, chips, controladora....

– Si lo detecta, verificamos que sea consistente. Recuperamos MBR de back-up.

– Verificamos DBR.– Una vez accedido, verificamos FAT y directorio raíz.– Recuperamos datos. ¿Reutilizar disco?

• Si no podemos extraer los datos, existen compañías que se dedica al rescate de datos de HDs. Caro.

150

Tema 15: Instalación y reparación de unidades de

disco flexible.

1.- Introducción.

2.- Mantenimiento preventivo.

3.- Instalación de una disquetera.

4.- Averías de la disquetera.

5.- El futuro de las unidades de disquete.

1.- Introducción.

• La disquetera en los PCs:– PCs sin disquetera ni HD (ROM con BASIC; cassettes).– PCs con disquetera sin HD. SO en disquetes.– PCs con HD y disquetera. Instalación de programas.– La época del CD-ROM. Disquetera para transferir datos.– Unidad ZIP; CD-ROM grabables; unidad de cinta; la red.

• Sistema de discos flexibles:– Disquete: lámina de plastico con óxido de hierro. Limpiador

de algodón y protector. Protector escritura. Vida: 3-4 años.– Disquetera: compatible (tamaño y capacidad de disquete).– Controladora (tarjeta; tarjeta multifunción; placa base).– Cable (34 líneas, 3 conectores: controladora, B:, A:).

151

2.- Mantenimiento preventivo.

• Antes se utilizaban mucho y se averiaban con frecuencia. Ahora se usan poco y se averían menos.

• Mantenimiento:– Limpieza de cabezas: sólo si hay muchos fallos. Puede

desalinear las cabezas. Evitar productos abrasivos.– Cuidados con las cabezas en discos de 5.25 (protector).– Cuidados de los disquetes (imanes, sol, no tocar,

temperatura y condensaciones).– Cuidados generales de la disquetera: polvo, humo,

temperatura interna, cambios de temperatura.– Software de test de disqueteras. Chequeo periódico.– Ahora se usa poco: conviene probar a fondo mientras está

en garantía.

• Extracción de disquetera: conexión de datos; conexión de alimentación; tornillos que la fijan.

• Instalación de disquetera:– Terminador: si hay dos disqueteras debemos quitar un

terminador (si no se daña la controladora).– Seleccionar driver: Disk Select: DS1 ó DS0. – Cables con vuelta: se seleccionan ambos como DS1.– Conectar alimentación y cable de datos.– Configuración de jumpers.

3.- Instalación de una disquetera.

152

4.- Reparación de averías en la disquetera.

• Debido a su naturaleza mecánica, muchas averías.

4.1.- Disquete que no puede leerse.– “Sector no encontrado” o “Fallo general leyendo...”.– Reintentar.– Sacar disquete y volver a meterlo (centrado).– Probar disquete en otro equipo. ¿Tipo de disquetera?.

¿Alineamiento de cabezas?.– Recuperación de sectores (como en HD).

4.2.- La disquetera no funciona.– Problema detectado en el POST: set-up; problema en

controladora; problema en disquetera; cable roto.– No problema en POST:

• Probar otro disquete.

• Limpiar cabezas.

• Formatear disquete y leer con otra disquetera. ¿Cabezas mal alineadas? Software para detectarlo.

• Problemas de giro (5v/seg tolerancia 1%).

• No formatea: Desmontar y limpiar. Programa de test (TestDrive por ejemplo). Sustituir componentes.

4.3.- Problemas aleatorios en la disquetera.– Posiblemente problemas de alimentación (cambiamos la

disquetera, la controladora y el cable y persisten....).

153

5.- El futuro de los disquetes.

• Escalada de capacidad y velocidad de transferencia:– 360 KB, 720 KB, 1.2 MB, 1.44 MB, 2.88 MB.– Cada vez mejor tecnología: mayor precisión, menos

desajustes, menos averías....

• Límite de precisión posicionamiento de cabezas: Salto de motor paso a paso a servo no se dio en disquete.

• Demanda de capacidad creció demasiado rápidamente (instalación de programas mediante CD-ROM).

• El último intento de mejorar el floppy es el de 2.88 MB:80 x 18 x 2 x 0.5KB 1.44 KB

80 x 36 x 2 x 0.5 KB 2.88 MB

• Superfloppies:– Discos especiales (caros).– Mecanismos de lectura-escritura magneto-ópticos.– Posicionamiento de cabezas con servo.– Capacidad: 10 - 20 - .... 150 MB– Transferencia a 200 - 500 KB/S– Interfaces SCSI - LPT ...– Competición con CD-ROM grabable / regrabable y

unidades de cinta.

• Los superfloppies no se estandarizan. Los CD-ROM y los floppies de 1.44 si se han hecho estándar.

154

Tema 16: Dispositivos SCSI.

1.- Introducción.

2.- El sistema SCSI.

3.- Instalación física.

4.- Instalación software.

1.- Introducción.

• Al principio, cada dispositivo su controladora. Muchos dispositivos suponía muchas tarjetas.

• Solución: el fabricante pone el dispositivo y la controladora en el juntos.

• Problema: ¿la controladora con qué bus se debe comunicar?.

• Solución: adaptadores (interfaz intermedio). SCSI (Small Computer Systems Interface) es un adaptador.

• Ventajas de SCSI (o de IDE):– Cableado controladora-dispositivo más corto: menos ruido.– Controladora y dispositivo perfectamente adaptados.– Fáciles de configurar. Pocas tarjetas.– Dispositivos sirven para muchas arquitecturas.– SCSI soporta: HD, tapes, printers, CDROM, grabadoras

CD, scanners, etc.

155

2.- El sistema SCSI.

• El estándar SCSI:– Aparece en 1984 por Shugart-tech (Seagate) SCSI-1.

Luego SCSI-2 (estándar) y luego SCSI-3.– Cables: hasta 6 metros cableado simple o 25 balanceado.– Identificadores: ID0, ID1, .... ID7. (SCSI-3 hasta 32).– El adaptador es un dispositivo SCSI. Necesita ID.– Terminadores: resistencias en los extremos de la línea

SCSI. Terminadores activos y pasivos.

Placabase

Adapt.SCSI

Cont.1

Cont.2

Cont.3

Dev. 1 Dev. 2 Dev. 3

Bus SCSI

terminadoresBus PCI

• Elementos sistema SCSI:– Host adapter: compatible bus del sistema y con el estándar

SCSI de los periféricos. Driver adecuado.– Periféricos: usan estándar SCSI común. 2 conectores.

Terminadores. Identificación. Paridad. Driver. El host-adapter es uno más.

– Cableado: diferentes según estándar (50 pines, 68 pines). Balanceado o no balanceado. Tipos de conectores. Longitud.

– Terminadores. Activos y pasivos. Integrados o “de conector”.

– Drivers de los dispositivos SCSI. BIOS.

156

3.- Instalación física.

3.1.- Host adapter.– En algunos ordenadores, integrado en placa base.– Elegir uno compatible con bus del PC (PCI mejor que ISA).– Emulación SCSI con LPT. Tarjetas SCSI que se ponen en

LPT.– Configuración: I/O, IRQ, DMA, ROM.

3.2.- Identificadores SCSI.– 8 dispositivos en SCSI-1 y 2; 32 dispositivos en SCSI-3.– ID7 para host adapter; ID0 ID1 para HD (por software).– Otras limitaciones (documentación) CDROM: ID5.– Comunicación entre dispositivos: target - initiator.

3.3.- Paridad.– Para detección de errores (debe estar igual en todos).– Si se puede, activar. CDROM SCSI en Windows exige

paridad activada.

3.4.- Cableado.– Centronics, mini-D (HP) o cable plano. De 50 o de 68.– Cable gordo/fino (balanceado).

3.5.- Terminadores.– Tener clara la línea SCSI. Terminar los extremos. – Cada elemento debe tener 2 cables o cable + terminador.

3.6.- Problemas típicos de instalación.– Drivers. Software de diagnóstico.– Problemas con cables (longitud; mezclados balanceados y

no balanceados).– Identificadores (los de rueda a veces fallan).– Conflictos entre dispositivos SCSI o de la tarjeta.

157

4.- Instalación software.

• Filosofía instalación de software para optimizar compatibilidad (drivers de dispositivos estándar):

Sistema operativo

Driver adaptador

Driver disposit.

Dispositivo

Driver disposit.

Dispositivo

Driver disposit.

Dispositivo

Interfaceestándar

• Stándar:– ASPI: Advanced SCSI Programming Interface (frecuente).– CAM: Common Access Method (menos común).

• El driver del host adapter tiene que ser totalmente compatible con el sistema operativo.

• Los discos SCSI incorporan BIOS con drivers para poder arrancar.

158

Tema 17: Reparación de impresoras.

1.- Introducción.

2.- Componentes de la impresora.

3.- Mantenimiento.

4.- Problemas comunes.

5.- La impresora láser.

2.- Componentes de la impresora.

• Problemas con impresoras: muchas piezas móviles.

• Muchos modelos de impresoras. Muy diferentes unas de otras.

• Problemas típicos:– Usuario; software; limpieza; configuración.

1.- Introducción.

• Driver (software para utilizarla).

• Controlador-interface (usualmente LPT o COM).

• Impresora:– De impacto (margarita o agujas).– Chorro de tinta.– Láser.

159

3.- Mantenimiento.

• Manual de mantenimiento.

• Lubricar piezas.

• Impresoras con cabeza móvil (margarita, aguja y chorro de tinta): banda de arrastre de cabeza.

– Impresoras de margarita (ya casi no existen):• Sustitución de margaritas.

• Bandas de arrastre de cabeza.

• Cinta de tinta.

• Lubricado de piezas móviles.

– Impresoras de aguja (comercios):• Bandas de posicionamiento de cabeza. Lubricado.

• Cinta de tinta.

• Sustitución de cabezas. Termosensores en cabezas.

• Rodillos de arrastre de papel.

– Impresoras de chorro de tinta:• Banda de posicionamiento de cabezas.

• Cartucho de tinta: limpieza y sustitución.

• Rodillos de arrastre de papel.

– Impresoras láser (impresión masiva):• Limpieza: particulas de papel y de tóner.

• Sustitución de tóner. Sustitución de rodillo fotosensible. Kit de limpieza y mantenimiento.

160

4.- Problemas comunes y su resolución.

• Si hay problemas al imprimir:– Comprobar conexiones.– Puerto colgado: rearrancar impresora o PC.– Imprimir página de prueba en modo test de impresora.– Imprimir página de prueba desde el PC.– Comprobar que la configuración software es correcta:

• Impresora seleccionada.

• Driver adecuado.

– Reemplazar cable; comprobar puerto; reemplazar impresora.

• Cuidado con la longitud del cable y el ruido eléctrico:– 2 o 3 metros en cable LPT.– Hasta 20 metros en cable serie (si hay poco ruido).

• Interruptores de configuración de la impresora:– Emulación de impresoras HP.– Selección de idioma y de fuentes.– Configuración transmisión serie si es COM (n bits, paridad,

bits de stop, velocidad de transmisión).

• Problemas software:– Drivers: algunos dan problemas (versión sist. operativo).– Programas que acceden directamente a la impresora.

Algunos mal depurados y dabn problemas con algunas impresoras.

161

5.- La impresora láser.

• Es un ordenador de propósito específico:– Placa base (circuito impreso).– Microprocesador (Motorola 68000, 68030,...).– ROM (fuentes, programas; ampliable).– RAM (módulos SIMM; 2, 4, 8MB...).– Puertos, I/O, bus, BIOS con programas...– Display, teclado, mecanismo de configuración....

• Funcionamiento:– Tambor fotosensible (en el cartucho de tóner):

• Limpieza del tambor (quitar restos de tóner).

• Eliminación de carga estática.

• Carga de superficie del tambor (-6 kV).

• Supresión de carga estática con láser (-100 V).

• Se deposita tóner en zonas de -100 V: imagen en rodillo.

• Transferencia de tóner al papel.

– Rodillos para fijar tóner al papel. Fijado térmico.– Diodo láser: se enciende y se apaga. Resolución: 300 /

600 dpi. Sincronización de movimiento de rodillos y láser.– Alimentación de papel. Alineado de papel y rodillo.

• Mantenimiento:– El tambor fotosensible es la pieza que mas sufre. Se

sustituye cada vez que se cambia el tóner. – Ojo a los cartuchos reciclados: el tambor fotosensible debe

ser nuevo.– Problemas: tóner viejo (poco tóner); rodillo dañado; papel

malo o húmedo; rodillos de alimentación y arrastre de papel gastados o sucios.

– Limpieza de partículas de papel y toner.

162

Tema 18: Mantenimiento y reparación de otros periféricos.

1.- Introducción.

2.- Modem y puerto serie.

3.- Teclados y ratones.

4.- Tarjeta de video.

5.- Tarjeta de sonido.

6.- Unidad de CD-ROM.

• Mantenimiento y reparación de principales elementos del PC ya se ha visto: placa base, tarjetas, discos, etc.

• Este tema dedicado a otros periféricos: – Funcionamiento básico.– Mantenimiento.– Solución de problemas comunes.

1.- Introducción.

163

2.- Modems y puerto serie.• Modem utiliza usualmente el puerto serie.

• Puerto serie: – UART (Universal Asynchronous Receiver Transmiter).

• 8250 (1 byte de buffer; 100 ns acceso). (Nat. Semiconductor).

• 16450 (1 byte de buffer; 20 ns acceso). (Nat. Semiconductor).

• 16550 (16 bytes buffer; 20 ns accespo). (Nat. Semiconductor).

– Conector RS232, DB9 o DB25. Muchas posibles configuraciones. 2 lineas de datos y varias de control.

• Modem: Comunica línea telefónica con RS232.– Modem programables: programación de configuración

puerto serie y velocidad de transmisión.– Software de comunicación: configuración y uso del

modem, transferencia de datos y ficheros, etc.

• Cuidados y mantenimiento:– Línea telefónica ruidosa: desacoplador de línea telefónica.– Configuración: seleccionar parametros de la transmisión

serie: paridad (no, par, impar), n bits (7 u 8), bit de stop (1, 2 o 1.5), local echo (on off), velocidad de transmisión.

– Conflictos recursos del puerto serie (interrupciones y I/O).

• Tipos de teclado:– 83, 101, 105 teclas... Tec. numéricas, cursores, F1 ... F12.– XT (controladora en teclado) AT (controladora en placa

base). Conmutador modo AT-XT.– Contactos teclado: interruptores y capacitivos.– Conector: DIN y mini-DIN.

• Mantenimiento del teclado:– No coer ni beber cerca. Protector.– Limpieza periódica. Orden de las teclas.

3.- Teclado y ratón.

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• Problemas del teclado:– Mal enchufado. Enchufado en sitio incorrecto.– Problemas en una tecla o en muchas teclas. Contactos.– Cable de teclado roto por dentro.– Problemas del teclado y de la controladora.

• Tipos de ratón:– Mecánicos (de bola) y ópticos (alfombra red). Sensores.– Serie (DB9), PS/2, Microsoft (mini-DIN). IRQ.

• Mantenimiento y problemas habituales del ratón:– Limpieza periódica (2 veces al año).– Problemas por conflictos, limpieza y cables-conectores.

• Display: modo principal de comunicación PC-usuario.– Debe ser confortable, rápido. – Tamaño de teclado, resolución, colores.

• Elementos involucrados:– CPU.– Bus.– Tarjeta de vídeo: memoria RAM de vídeo; chip de vídeo;

conversor D/A; ROM.– Monitor.

4.- Tarjeta de vídeo.

cpuChipvideo

DAC

monitorrom

Placabase

Ram devídeo

bus

Tarjeta de vídeo

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• Importancia del bus: 1280x1024 4 bytes, 72 frames/seg requiere 377 MB/s. Ideal: PCI 66 MHz.

• Memoria de las tarjetas de vídeo:– Cantidad: relacionada con la resolución. 256 K.... 4 MB.– Memorias de doble puerto (VRAM).– Window RAM (WRAM): para operaciones de bloque.– Apertura de video: ideal toda direccionada por CPU.

• Video chip: – Lee datos de RAM vídeo; los convierte en imagen digital.– Frame-buffer chip: la imagen digital está en la memoria.– Aceleradoras gráficas:

• Bit-map block transfer: bitblt (bit-blitting).

• Figuras geométricas. Figuras 3-D.

• Digital to Analog Converter:– Transforma la imagen digital en señal de vídeo.

• Características tarjetas de vídeo:– Resolución y número de colores (memoria):

• 320x200; 640x480; 800x600; 1024x768; 1280x1024.

• Colores: 16, 256, 32K, 64K, 16M.

• Memoria: 64K, 256K, 512K, 1M, 2M, 4M....

– Frecuencia de refresco: 43 Hz (inaceptable); 60 Hz; 72 Hz.

• Monitor: debe soportar resolución y frec. de refresco:– Frecuencia de refresco y frecuencia de sinc. horizontal.– Tamaño del pixel (dot pitch) y resolución. Coherentes.– Tamaño del monitor.– Monitores multiresolución: Detectan frecuencuias de

refresco y sinc. horizontal. No necesitan ajustar tamaño.

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• Problemas usuales:– Monitor no encendido o sin brillo-contraste.– Mal conectado; conectores sueltos.– Selección de conmutadores para tipo de display-monitor.– Escribiendo letras negras sobre fondo negro: rearrancar.– Pitidos del altavoz: fallo en tarjeta de vídeo.– ¿Funciona el resto del PC? (Dir a:\).– Sustituir monitor, cable, tarjeta de vídeo.

• Funciones: AD/DA y MIDI. Usos: – Grabar sonido, reproducir sonido y sintetizar sonido.

• Aspecto esencial conversión AD/DA: rango de frecuencias de muestreo y niveles de muestreo. 8 bits y 16 bits.

• Para MIDI: bancos de instrumentos, pistas, etc.

• Importancia de altavoces y micrófonos.

• Recursos: I/O, IRQ, DMA.

• Problemas típicos:– Conflictos de recursos.– Conexiones.– Altavoces enchufados.– Canales desactivados software.

• Cable audio del CDROM.

5.- Tarjetas de sonido.

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6.- Unidades de CD-ROM.• CDROM esencial para instalación de programas.

• Grabadoras de CDROM, CDs grabables/regrabables:– Transporte de datos, backup, multimedia, etc.

• Anatomía de un CD:– 330.000 sectores en una pista espiral.– Información (bits): agujeros en una lámina de alumnio.– Lectura con láser. Refleja-no refleja.– Modo de datos: ECC: 2048 bytes de datos + 288 de ECC.– Modo vídeo - audio sin ECC.

• Rendimiento lector CD:– 1x: 150 KB/s 600 ms acceso.– 6x: 900 KB/s 145 ms acceso.– 50x: 7.5 MB/s 90 ms acceso.– HD típico: 25 MB/s 8 ms acceso.– Se suele cachear la estructura de directorios.

• Interfaces para CDROM:– IDE, SCSI, privados.

• Instalación física:– Instalar tarjeta (si es IDE o SCSI ya instalada).– Instalar unidad.– Cable de alimentación y de datos.– Instalar los drivers.– Conectar conector de audio a tarjeta de sonido.

• Cuidados de los CDs:– Limpieza radial con paño seco.– No tocar superficie y evitar temperaturas extremas.– Colocar los CDs centrados en la unidad de CDROM.