Memòria Secundària

La memòria secundària o auxiliar és un tipus d'emmagatzematge massiu permanent, o sigui, no volàtil, a diferència d'altres memòries com ara la RAM; però per altra banda poseeix major capacitat (en principi) que la memòria principal i és més lenta.

En aquesta imatge he separat els dispositius segons els seu tipus:

Magnètics:

És una tècnica que consisteix en l'aplicació de camps magnètics a certs materials capaços de reaccionar orientant-se en unes determinades posicions magnetitzades.

Òptics:

En els discos òptics la informació es graba de forma seqüèncial en una espiral que comença al centre del disc. A ḿes de la capacitat, aquests discos presenten ventatges com la fiabilitat, resistència a cops, brutícia i als efectes dels camps magnètics.

Elèctrics:

En el cas dels dispositius elèctrics, múltiples posicions de memòria són escrites o borrades en una mateixa operació mitjançant impulsos elèctrics.

En aquesta altre imatge els he separat segons si porten el lector incorporat o no:

Característiques de la memòria secundaria:

• Capacitat d'emmagatzemament gran.
• No perd la informació quan no rep alimentació.
• Altes velocitats de transferència d'informació.

Disc dur

Un disc dur (Hard Disk) és un dispositiu d'emmagatzematge magnètic de gran capacitat i permanent. En el seu interior hi trobarem les dades necessàries pel funcionament del PC (el sistema operatiu i els programes), i amb els arxius i la informació que l’usuari hi guarda.

El disc dur incorpora suport i lector, això és el que ha comportat que hagi evolucionat tant des del primer que hi va haver, ja que mentres la controladora s'entengui amb l'interfície de la placa és indiferent el func

ionament intern (tots són semblants).

Ens hem de fixar en si un HD disc és més bo que un altre segons la seva controladora, que és l'encarregada de controlar els elements mecànics i adaptar les dades per que arribin a l'interfície. I en altres factors com la capacitat per exemple, o a la velocitat en que va.

Un disc d'ur està format per:

• Plants on es guarden les dades: Són uns elements circulars de plàstic recoberts d'un material magnetitzable on es guarda la imformació.
• Braç mecànic: Col·loca els capçals sobre els cilindres corresponents. En l'exemple de més a baix n'hi ha 4, tots es mouen a l'hora i en cadascún hi ha un transtuctor d'E/L
• Capçals d'escriptura i lectura.
• Un motor que fa girar els plats.
• Un electroiman que mou els capçals
• La controladora (interfície amb l'ordinador, memòria catxé...).

  

El braç mecànic:

Com podem veure en aquesta imatge, a diferència del CD/DVD i

a similitud amb els disquets (lectora/escriptora), en el disc dur el braç mecànic es mou de forma semicircular. Recordem que en els CD/DVD ho fa de a dalt a baix.

Divisió d'un disc dur:

• Un disc dur està dividit en una sèrie de pistes i aquestes pistes agrupades en cilindres. Cada pista està dividida en un nombre de divisions (sectors). Els s ectors d'una pista són tots igual de tamany. A més, totes les pilstes tenen el mateix nombre de sectors. El sector es la zona on es guarda la imformació.
• A una agrupació de cilindres consecutius se l'hi hen diu "parcició".
• A una agrupació de sectors se l'hi hen diu "Cluster".

Procés de lectura/escriptura:

- Quan ordenem nosaltres o una aplicació que escrigui o llegeixi el disc dur, el sistema operatiu solicita que la controladora del disc dur mogui els capçals de lectura/escriptura fins a la taula de sistema d'arxius. Aquesta taula serveix per determinar en quina posició comença un arxiu en el disc o en quines parts del disc estan lliures per poder-hi escriure.

- Un cop sap on ha d'anar a llegir o escriure la imformació el disc dur comença un procés d'acceleració fins arribar a la velocitat de treball. Llavors, el braç mecànic col·loca els capçals en el cilindre i un impuls el·lèctric activa el capçal.

- El capçal comena a llegir / escriure la imformació. Per escriure es col·loca sobre un cilindre i es van emplenant les pistes del mateix cilindre. Això suposa únicament un impuls el·lèctric per activar el capçal corresponent a cada cara.

*Els moviments del braç (mecànic) relentitza motl el temps d'escriptura / lectura.

Característiques:

Un disc es pot dividir en moltes parcicions:
Les primàries permeten un sistema operatiu, com a màxim 4 primàries. Una primària es pot convertir a extesa i només hi pot haver una, però després aquesta permet parcicions lògiques. Una de les primàries ha de ser activa.
*Una partició és una divisió lògica del disc dur agrupant cilindres consecutius.

El MBR:
Són programes en codi màquina que serveixen per arrancar el disc dur. És lo primer que s'engega en un disc dur, va a la taula de particions i en busca l'activa, llavors li sedeix el control i el sistema d'arxius diu on estan els arxius d'arrencada, es carrega el S.O i tot seguit es carregen tots els discos que pot veure segons el seu format.

Tipos de disc dur (El que Canvia és la controladora):

IDE/ATA/PATA

· Més econòmic

· És la menys eficient
· És un estàndard a la placa amb 2 connectors i per cada connector dos discos (master i slave).
· No té connexió en calent (ho és un llapis USB p.ex)
· Només serveix per dispositius interns

SCSI (pronunciat "escasi")

· És més car
· Més eficient (molt professional)

· No és estàndard.
· 16 dispositius per connector
· Connexió en calent
· Podem trobar aquesta interfície en: DD, CD DVD, TMP, etc.

SATA (serial ATA)

· És menys car SCSI
· És eficient (professional)
· Serà un estàndard d'aquí poc
· Permet un dispositiu per connector
· Connexió en calent
· Podem trobar aquesta interfícien en: DD, CD DVD i dispositius externs.

La font d'alimentació

La font d'alimentació (energy supply) és el dispositiu que proporciona l'energia elèctrica a la resta dels dispositius de l'ordinador. Té dues funcions bàsiques: alimentació i ventilació.

Alimentació:

1. Transformar (baixar voltatge): durant aquesta etapa la font d'alimentació genera una tensió baixa però alterna gracies a un transformador.
   
2. Rectificar (corrent alterna a continua): A partir de la tensió baixa alterna de l'etapa anterior es genera una tensió del mateix voltatge però continua gràcies a uns díodes i uns condensadors.
   
3. Estabilitzar: La tensió resultant de l'etapa anterior té un voltatge que ens interessa però presenta petites variacions de voltatge que no la fan apte encara per alimentar. Durant aquesta etapa s'eliminaran les pujades i baixades de tensió obtinguen així una corrent continua. El component que realitza aquesta operació es diu regulador.

Ventilació:

El ventilador de la font d'alimentació actua com extractor, agafa l'aire de dins i l'expulsa a fora.



Característiques de la font d'alimentació:

Hi han dos formats, com ens podem imaginar, l'AT i l'ATX. La diferència estroba en els tipus de connectors

Caixa

La caixa és el contenidor dels components que formen el PC i el que ens proporciona els seu aspecte exterior.

Característiques d'una caixa:

Botons:

• Encesa/apagada
• Reset
• Turbo (actualment no s'hi troba) Fa uns 15 anys, les caixes tenien un botó de "turbo" que overclockejava el processador augmentant-li la corrent. L'usuari decidia quan activar-lo prement el botó. Mentre que el turbo actual(que Intel agregarà als Core i7 en un futur pròxim) serà automàtic, controlat per la procia CPU.

Leds:

• Power
• Hard Disc

Pantalla d'informació (no sempre):

• Temperatura
• Hora
• Ventilació (control dels ventiladors)

Badies:

• 3'5" -> Internes: disc dur, Externes: Lector de targes, adaptador USB...
• 5'25" -> Externes: CD/DVD, Disc Durs extraibles...

Tipues de caixa:

El tipus de cada model serà AT o ATX segons la placa base que farem servir.

• Sobre taula: Tenen forma horitzontal i estan pensats per situar el monitor a sobre.
• Minitorre i torre: Tenen forma vertical, la diferència entre ambdos és el tamany. Una caixa tipus torre disposa de més badies per instal·lar dispositius. Hi haurien altres tipus com ara la torre servidor que disposa de moltissimes badies, la macro torre i la micro torre.
  
• Berabone: És molt compacte i disopsa d'una sola badia per dispositius CD/DVD. Estan orientats al mercat domestic.

Ventilació:

• Tipus de ventiladors: ventiladors i extractors
• Posició de cada ventilador: Frontal, lateral, darrera i superior

Alimentació:

• Les caixes solen portar incorporades la font d'alimentació, que dóna corrent a tots els components de l'ordinador. Fes click aquí per saber més.
  

Aquí us deixo la imatge de la meva torre principal:

Com executa una instrucció el MP?

1. La UC llegeix la instrucció corresponent de la memòria.
2. La UC descomposa la instrucció: treu cadascuna de les parts del que està formada.
3. La UC agafa de la memòria el valor dels operans i els col·loca en els registres interns.
4. La UC ordena a UAL que faci l'operació.
5. La UAL fa l'operació. Agafa els operants dels registres i col·loca el resultat en un altre registre informant a la UC que ja ha acabat.
6. L'únitat de control (UC) agafa el resultat del registre i el col·loca a la posició de memòria corresponent.
   

He preparat un GIF animat perquè s'entenguin millor els conceptes (feu click a la imatge):

El Processador

El processador (Mp, microprocessador, CPU o UPC) és un xip que té un conjunt de transistors (milions) dintre d'una sola peça i integrats entre sí. Això és possible gràcies a l'escala d'integració.
El Processador s'encarrega de donar ordres i fer les operacions.


Els MP actuals segueixen el model de Von Neumann, els seus components principals són:

• UC (unitat de control): És el component encarregar de donar ordres. Ex: Li diu a la memòria que li envii la informació.
• UAL (unitat aritmeticològica): La UAL és l'encarregat de fer les operacions.
  
• Registres: Són unes memòries molt petites. La seva funció és emmagatzemar les dades amb que treballen la i la UC.
• Bus intern: En realitat és el bus més ràpid de tota la placa, però es diu que el més ràpid és el FSB(fontal site bus) ja que aquest només treballa amb el MP. S'encarrega de intercomunicar els altres components del processador.

Encapsolat:
El microprocessador va dins una carcassa que el protegeix i l'intercomunica amb la placa base a través de les pestanyes que té. Com es pot veure a la imatge, porta uns dissipadors que es calenta en comptes del processador i un ventilador a dalt per refredar-lo. Tot i que la millor manera de refrigerar seria mitjançant la refrigeració líquida.


El socket del processador:
El socket del processador no és res més que el lloc físic on connectarem el processador.

Tipus Encapsulat	Imatge encapsulat	Imatge Socket	Tipus socket
DIP			DIP
PGA			PGA ZIP
SEC			ZIP

El xipset

En les primeres plaques base hi havia uns xips encarregats de gestionar les comunicacions entre els diferents components de l'ordinador. Amb els anys, gracies a les millores en microelectrònica, aquests xips s'han anat substituint per un sol xip. D'aquí bé el nom de CHIPSET (conjunt de xips en englès).

El xipset és l'element més important de la placa base. Les seves funcions són:

1. Regular les comunicacions entre els dispositius: control de la memòria, control de l'interficie del teclat, control del rellotge del sistema, gestiona els canals DMA (accés directe a memòria), gestiona les interrupcions, controla els bussos del sistema i controla els ports de comunicació.
2. Definir les característiques del sistema (defineix els dispositius que es poden connectar a la placa base).
   

Com ja he mencionat abans, el xipset està format per un conjunt de xips. Aquest xips són el northbridge i el southbridge.

• El northbridge és el xip del xipset que s'encarrega de regular la informació entre els dispositius més ràpids
• El southbridge entre els dispositius no tant ràpids.

Aquí us deixo un diagrama d'exemple (feu click sobre la imatge per veure-la amb més detall):