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UNIVERSIDAD  TÉCNICA  DE  MANABÍ   FACULTAD  DE  CIENCIAS  INFORMÀTICAS            

CARRERA  DE  INGENIERÌA  EN  SISTEMAS  INFORMÀTICOS    

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

DIRECTOR DE PROYECTO Ing.  Mauro  Loor  .  Mgs.   INTEGRANTES Castro  León  William  Alberto   Zares  Màrquez  Rolando  Adrián   Zares  Márquez  Bladimir  Alexander   SEMESTRE ⁄PARALELO Cuarto  “B”   FECHA DE ENTREGA Miércoles  13  de  Noviembre  del  2013   PERÍODO ACADÉMICO Octubre  de  2013  -­‐  Marzo  de  2014  

  Forma profesionales investigadores en el campo de las Ciencias Informáticas, al servicio de la sociedad, que aporten con soluciones innovadoras al desarrollo tecnológico del país”

 

  I  

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ VISIÓN Ser institución universitaria, líder y referente de la educación superior en el Ecuador, promoviendo la creación, desarrollo, transmisión y difusión de la ciencia, la técnica y la cultura, con reconocimiento social y proyección regional y mundial.   MISIÓN Formar académicos, científicos y profesionales responsables, humanistas, éticos y solidarios, comprometidos con los objetivos del desarrollo nacional, que contribuyan a la solución de los problemas del país como universidad de docencia con investigación, capaces de generar y aplicar nuevos conocimientos, fomentando la promoción y difusión de los saberes y las culturas, previstos en la Constitución de la República del Ecuador.

FACULTAD DE CIENCIAS INFORMÁTICAS VISIÓN Ser una facultad líder que con integridad, transparencia y equidad forme profesionales capaces de desarrollar soluciones informáticas innovadoras, generadores de conocimientos e investigación permanente. MISIÓN Formar profesionales investigadores en el campo de las Ciencias Informáticas, al servicio de la sociedad, que aporten con soluciones innovadoras al desarrollo tecnológico del país.

 

II  

CERTIFICACIÓN DEL PROYECTO Yo, Ing. Mauro Loor, Docente de la asignatura de Arquitectura del computador en calidad de Director de Proyecto.

CERTIFICO Que el trabajo de investigación titulado ““Fortalecer el proceso de enseñanza - aprendizaje de la arquitectura del computador mediante el estudio de la evolución del mainboard en la línea del tiempo, a través de una vitrina expositora, periodo Octubre de 2013 - Marzo de 2014 ”es trabajo elaborado por los señores: Zares Márquez Rolando Adrián, Zares Márquez Bladimir Alexander, el mismo que cumple con los requisitos suficientes para ser considerado como trabajo de investigación para su futura sustentación final. Los autores intelectuales del presente trabajo de investigación documental y de campo, bajo mi tutoría, dejan constancia que están sustentada en principios éticos, además sus procesos creativos y de innovación.

Portoviejo, Enero del 2014

____________________________  

 

Ing. MAURO LOOR Mgs. SC DOCENTE

III  

Dedicatoria Dedicamos el presente trabajo de investigación: A Dios por mostrarnos día a día que con humildad, paciencia y sabiduría todo es posible. A nuestros padres y hermanos quienes con su amor, apoyo y comprensión incondicional nos llena de fuerzas. Al docente, Bendito sea tu trabajo una bella y noble misión, predicando con tu ejemplo a generación tras generación.

 

IV  

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR “4B”

Área de Hardware Trabajo de investigación Equipo de trabajo: Ing.  Mauro  Loor  Mg.  Sc.   DIRECTOR  DE  PROYECTO  

Bladimir    Alexander  Zares  Márquez   COLABORADOR  

Castro  León  William  Alberto                                                                                                Zares  Márquez  Rolando  Adrián                    COLABORADOR                                                                                                                                                      COLABORADOR

   

 

V  

       

                                                                  Libre, y para mi sagrado, es el derecho de pensar... La educación es fundamental para la felicidad social; es el principio en el que descansan la libertad y el engrandecimiento de los pueblos.

 

VI  

 

INTRODUCCIÓN    

La tecnología está presente en todo lo que nos rodea, desde nuestro trabajo, nuestra comunidad, nuestra familia, hasta nuestro hogar, en fin todo lo relacionado con la vida cotidiana. Sin embargo en el sector de la enseñanza, vemos que muchas escuelas hoy en día no tienen los recursos necesarios para integrar la tecnología en el ambiente del aprendizaje. Muchas están empezando a explorar el potencial tan grande que ofrece la tecnología para educar y aprender. Con el uso adecuado, la tecnología ayuda a los estudiantes a adquirir las habilidades necesarias para sobrevivir en una sociedad enfocada en el conocimiento tecnológico. El inicio de la informática como la conocemos hoy en día, lo podemos situar a finales de los años 40, principio de los 50. A la sazón, los computadores se construían utilizando dispositivos electromecánicos, como los relés, y dispositivos electrónicos básicos como las válvulas termoiónicas, las resistencias y los condensadores. No tenían pantalla, ni teclado, ni sistema operativo, y su programación se hacía a base de tarjetas perforadas o recableado las conexiones entre sus componentes.

Aquellos primeros colosos, como el Mark Y o el ENIAC; ocupaban toda una sala, pesaban varias toneladas y tardaban una decena de segundos al hacer una división. En los últimos 50 años la ciencia y la tecnología han hecho posible pasar de estos “gigantes” a los ordenadores de hoy en día, los cuales podemos coger con la palma de la mano y son capaces de realizar centenares de millones de operaciones por segundo. Este salto ha sido posible gracias al transistor, a los circuitos integrados y a los dispositivos de almacenamiento de datos magnético, sólidos y ópticos, el software nace en la década de 1950, como un complemento necesario al desarrollo del hardware (computadores). He aquí algunos hitos de la evolución que ha experimentado el hardware en 6 décadas.

La historia de las tarjetas madres comienza en 1947 cuando William Shockley, Walter Brattain y John Bardeen, científicos de los laboratorios Bell. Muestran su invento, el transistor amplificador de punto contacto, iniciando el desarrollo de la miniaturización de circuitos electrónicos. Dummer, un británico que en 1952 presentó sobre la utilización de un bloque de material sólido que puede ser utilizado para conectar componentes electrónicos sin cables de conexión en 1961 cuando Fairchild Semiconductor anuncia el primer circuito integrado, Con estos inventos se comienza a trabajar en la computadora con una tarjeta, como las que mencionamos a continuación estas en orden de evolución. Este proyecto tiene como finalidad realizar un recorrido por la evolución de la tarjeta madre , y así con la exposición se podrá admirar cómo ha evolucionado la construcción y fabricación de los circuitos electrónicos, los componentes del mainboard generalizando el estudio arquitectónico del computador con los otros equipos de investigación de la materia de Arquitectura del Computador, del paralelo “B”, cuarto semestre de la Facultad de Ciencias Informáticas de la Carrera de Ingeniería en Sistemas Informáticos de la Universidad Técnica de Manabí, periodo académico Octubre 2013 – Febrero 2014.

                           

 

8  

     

1. TEMA “Fortalecer el proceso de enseñanza - aprendizaje de la arquitectura del computador y sus características, mediante el estudio de la evolución del mainboard en la línea del tiempo, a través de una vitrina expositora en el laboratorio de Arquitectura del Computador del cuarto semestre paralelo B, en la Facultad de Ciencias Informáticas de la Carrera de Ingeniería en Sistemas, periodo Octubre 2013 – Marzo 2014. ”

 

9  

2. JUSTIFICACIÓN El presente trabajo fue escogido por el equipo de investigación con la ayuda del docente quien nos dio la apertura para enfocarnos en un tema de mucha importancia de la materia, se busca principalmente un aprendizaje significativo correspondiente al campo de las ciencias informáticas en conjunto con el área de hardware en este caso la arquitectura del computador ya que estos dos son muy importantes en la vida profesional del ingeniero en sistemas, la realización de la presente investigación está orientada a tener un enriquecimiento para cada uno de los expositores y que este sea transmitido conjuntamente al docente y a oyentes presentes así adquiriendo experiencia académica y profesional.

 

10  

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL ! Fortalecer el proceso de enseñanza y aprendizaje, en la Arquitectura del Computador, mediante la exposición practica y teórica

de

la

tarjeta

madre

(mainboard)

conociendo

sus

características en la evolución significativa de los avances tecnológicos.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ! Analizar cuál es el software más adecuado para verificar las características del mainboard que trae el computador. ! Exponer de manera practica las partes integradas que forman la placa base a través de una vitrina. ! Obtener una conclusión constructiva referente al tema de investigación e impartirla a los oyentes.

 

11  

4. MARCO TEORICO  

“La tecnología es el reflejo del fanatismo del hombre por sobrevivir”.  

4.1.

LA MAINBOARD

Es la parte principal de un computador ya que nos sirve de alojamiento de los demás componentes permitiendo que estos interactúen entre si y puedan realiza procesos. El software nace en la década de 1950, como un complemento necesario al desarrollo del hardware (computadores). He aquí algunos hitos de la evolución que ha experimentado el hardware en 6 décadas: "

Primera generación de computadoras (1941-1948): construidas con válvulas de vacío. Se caracterizaban por su gran tamaño y el gran consumo de energía. Ejemplo de ellas es la ENIAC: su arquitectura física se componía de 18.000 válvulas, un volumen de alrededor de 111 metros cúbicos (aproximadamente el tamaño de un autobús), unas 30 toneladas de peso y un consumo de 150.000 watios.

"

Segunda generación de computadoras (1948-1962): construidas con transistores. El cambio fundamental que originó la aparición del transistor fue que redujo en gran medida el tamaño de las computadoras. Por otra parte se multiplicó la velocidad de cálculo (próxima a los milisegundos), y se comenzaron a utilizar los procesos por lotes.

"

La tercera generación de computadoras (1962-1971): construidas con circuitos integrados. Con ellos no sólo se aumentó la miniaturización de los componentes, sino también su fiabilidad y velocidad de proceso, de modo que el tiempo de conmutación pasó a medirse en nanosegundos, esto es, milmillonésimas de segundo.

"

La

cuarta

generación

de

computadoras

(1971

a

1981):

computadoras con microprocesadores, chips de memoria, y microminiaturización.

Esta

generación

de

computadoras

caracterizó por grandes avances tecnológicos realizados.

 

12  

se

En un tiempo muy corto, en 1977 aparecen las primeras microcomputadoras entre las cuales, las más famosas fueron las fabricadas por Apple Computer, Radio Shack, Commodore Busíness Machines, e IBM que incluye un sistema operativo estandarizado, el MS- DOS. Dentro de las principales tecnologías de esta época se destacan: los procesadores 8088, Pentium, Pentium II, Pentium III y Celeron de Intel, así como Macintosh y las Power Macintosh. "

La quinta generación de computadoras (1982-1989): introducción a la inteligencia artificial. Las computadoras de esta generación contienen una gran cantidad de microprocesadores trabajando en paralelo y pueden reconocer voz e imágenes. También tienen la capacidad de comunicarse con un lenguaje natural y pueden ir tomando decisiones con base en procesos de aprendizaje fundamentados en sistemas expertos e inteligencia artificial.

"

La sexta generación de computadoras (1990 - 2010): estas computadoras cuentan con arquitecturas combinadas paralelo / vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar más de un millón de millones de operaciones aritméticas de punto flotante por segundo (teraflops); las redes de área mundial siguen creciendo utilizando medios de comunicación a través de fibras ópticas y satélites, con importantes anchos de banda.

 

Pese a la velocidad de evolución de las máquinas, no ha sido la ingeniería del hardware, sino la del software la que ha provocado más problemas en la construcción de sistemas TIC por el desbordamiento continuo de los plazos y costes, y la presencia de errores en las aplicaciones por esta razón han ido ganando importancia y mejorando el cuerpo del conocimiento las disciplinas de ingeniería del software y gestión1.                                                                                                                 1  LINKOGRAFÍA:     www.scrummanager.net/bok/index.php?title=Evolución_del_hardware  

 

13  

4.2.

PARTES DE LA TARJETA MADRE

FIGURA #1

• Bios • Ranuras PCI • Caché • Chipset • Conectores USB • Zócalo ZIP • Ranuras DIMM • Ranuras SIMM • Conector EIDE (disco duro) • Conector disquetera • Ranuras AGP • Ranuras ISA                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

FECHA  DE  CONSULTA:  22-­‐12-­‐2014  PUBLICADO  EL  5  DE  MARZO  DEL  2013  

 

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• Pila del sistema • Conector disquetera • Conector electrónico 4.2.1. BIOS (Basic Input Output Sistem), sistema básico de entrada-salida. Programa incorporado en un chip de la tarjeta madre que se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador

FIGURA #2

4.2.2. RANURAS PCI Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas.

FIGURA #3

 

15  

4.2.3. CACHÉ Es un tipo de memoria del ordenador; por tanto, en ella se guardarán datos que el ordenador necesita para trabajar.

FIGURA #4

4.2.4. CHIPSET es el conjunto de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador

FIGURA #5

4.2.5. USB Conectores usados para insertar dispositivos transportables

FIGURA #6

 

16  

4.2.6. ZÓCALO ZIF Es el lugar donde se aloja el procesador

FIGURA #7

 

4.2.7. SLOT DE EXPANSIÓN Son ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión

                                 

FIGURA #8

4.2.8. RANURAS DIMM Son ranuras de 168 contactos y 13 cm. de color negro.

 

 

17  

4.3.

RANURAS SIMM

Tienen 30 conectores, y meden 8,5 cm. En 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco.

FIGURA #10

 

4.4.

RANURAS AGP

Se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D,. ofrece 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm                                          

FIGURA #10

4.5.

RANURAS ISA

Son las más antiguas funcionan con 8 MHz sirve para conectar un módem o una tarjeta de sonido miden 14 cm y su color suele ser negro.

 

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4.6.

PILA

Se encarga de conservar los parámetros de la BIOS como la fecha y hora.

FIGURA #11

5. FORMATOS DE LA TARJETA MADRE 5.1.

PLACA MADRE A-TREND ATC6240 SLOT1

Intel 440BX basada en el chipset Intel 440BX, Puede permitir hasta 1Gb de memoria, Las frecuencias de reloj ofrecidas en la ATC6240 son bastante limitadas y usted puede elegir solamente entre 66Mhz y 100Mhz. Características Wake up on LAN, conectores PS2 de ratón y teclado, conectores USB, cabezal Irda TX/RX, cabezal SB-Link, power-on por teclado, Wake up on modem ring, Protección de CPU en sobre voltaje y monitoreo de hardware como opción son todas soportadas. 5.2.

FORMATO DE PLACA AT

Es el empleado por el IBM A y sus clones en formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x 11-13 pulgadas de profundo. Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que freía la placa al conectar indebidamente.

 

19  

5.3.

FORMATO DE PLACA BABY AT

 

IBM presenta en 1985 el formato Baby AT, que es funcionalmente equivalente a la AT, pero significativamente menor : 8,5 pulgadas de ancho y de 10 a 13 pulgadas de profundo. su menor tamaño favorece las cajas más pequeñas y facilita la ampliación, por lo que toda la industria se vuelca en él abandonando del AT. No obstante sigue heredando los problemas de diseño del AT, con la multitud de cables que dificultan la ventilación y con el micro alejado de la entrada de alimentación. Todo esto será resuelto por el formato ATX. 5.4.

FORMATO DE PLACA ATX

El formato ATX (Advanced Technology Extended') es presentado por Intel en 1995. con un tamaño de 12 pulgadas de ancho por 9,6 pulgadas de profundo, este formato disuelve todos los inconvenientes que perjudicaron a la Baby AT. Los puertos más habituales (impresora Centronics, RS-232 en formato DB-9, la toma de joystick/midi y de tarjeta de sonido, los puertos USB y RJ-45 (para red a 100) y en algunos casos incluso la salida de monitor VGA, se agrupan en el lado opuesto a los slots de ampliación. El puerto DIN 5 de teclado es sustituido por las tomas PS/2 de teclado y ratón llamadas así por introducirlas IBM en su gama de ordenadores PS/2 y rápidamente adoptada por todos los grandes fabricantes y situados en el mismo bloque. Todo esto conlleva el que muchas tarjetas necesarias se integren en al placa madre, bajando los costes y ventilación. Inmediatamente detrás se sitúa el zócalo o slot de procesador y las fijaciones del ventilador, al lado de la nueva conexión de fuente de alimentación que elimina el quemado accidental de la placa.  

5.5.

FORMATO DE PLACA MICROATX

El formato microATX también conocida como µATX es un formato de tarjeta madre pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF.

 

20  

5.6.

FORMATO DE PLACA LPX

 

Basada en un diseño de Western Digital, permite el uso de cajas más pequeñas en una placa ATX situando los slots de expansión en una placa especial llamada riser card que es una placa de expansión en sí misma, situada en un lateral de la placa base como puede verse en esta imagen. Este diseño sitúa a las placas de ampliación en paralelo con la placa madre en lugar de en perpendicular. Generalmente es usado sólo por grandes ensambladores como IBM, Compaq, HP o Desh, principalmente en sus equipos SFF (Small Form Format o cajas de formato pequeño). Por eso no suelen tener más de 3 slots cada uno2.

                                                                                                                2  LINKOGRAFÍA:  gloriaveliz2007.galeon.com  

FECHA  DE  CONSULTA:  22-­‐12-­‐2013  PUBLICADO  POR:  GLORIA  VELIZ    

 

21  

6. DURACIÓN DE PROYECTO FASE

DESDE

HASTA

ACTIVIDAD

"

Esta fase

se basa en la investigación

teoricamente fundamentada en la eleccion del del tema e importancia del mismo que sirva como aporte significativo de la F1

13-11-2013

23-11-2013

materia. "

Elaboración del informe a presentar como primer avance del proyecto para su revisión y posterior presentación (R1) por parte del docente guía del proyecto.

"

En esta F2 se efectuara la estructuración de la fundamentación conceptual del proyecto.

F2

30-11-2013

14-12-2013

"

Elaboración del informe a presentar como primer avance del proyecto para su revisión y posterior presentación (R2) por parte del docente guía del proyecto.

"

En esta fase F3 se realizara conjunto con los otros equipos de trabajo, la estanteria expositora de elementos que integran la computadora para llegar asi a cumplir los

F3

11-01-2014

25-01-2014

objetivos especificos del proyecto. "

Elaboración del informe a presentar como primer avance del proyecto para su revisión y posterior presentación (R2) por parte del docente guía del proyecto.

 

22  

7. CRONOGRAMA DE TRABAJO

8. RECURSOS A UTILIZAR 8.1. "

RECURSOS HUMANOS

Integrantes del equipo

8.2.

RECURSOS DE MATERIALES TECNOLÓGICOS

"

Un computador

"

Una impresora

"

El software Matlab

"

Internet

8.3. "

RECURSOS DE MATERIALES DE OFICINA

Resma de papel tamaño A4

8.4.

RECURSO ECONOMICO EN DOLARES 75 dolares

 

23  

9. BIBLIOGRAFÍA "

"

 

LINKOGRAFÍA:     www.scrummanager.net/bok/index.php?title=Evolución_del_hardwar e   FECHA  DE  CONSULTA:  22-­‐12-­‐2014  PUBLICADO  EL  5  DE  MARZO  DEL   2013   LINKOGRAFÍA:  gloriaveliz2007.galeon.com   FECHA  DE  CONSULTA:  22-­‐12-­‐2013  PUBLICADO  POR:  GLORIA  VELIZ  

24  

ANEXO

 

 

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DISEÑO  DE  LA  VITRINA  A  ELABORAR                  

 

  Materiales a utilizar: " " " "

Tablero MDF16 Vidrios en corte rectangular 20 x 30 cm Material informático reciclado de la FCI 2 Luminarias alógenas  

 

 

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