miércoles, 18 de marzo de 2020

PC Pentium 133 MHz - 8 MiB RAM - 1 GB Disco Duro

Después de años usando mi 386 a 25 MHz con 512 KiB de RAM pude comprar en 1996 un nuevo ordenador con procesador Pentium a 133 MHz, 8 MiB de RAM, disco duro de 1 GB y lector de CD-ROM 8x. Al igual que mi primer ordenador seguía teniendo arquitectura AT pero con algunas cosas nuevas como el bus PCI y la memoria EDO-RAM. Como sistema operativo tenía Windows 95.

Mas adelante le fui añadiendo tarjeta de sonido, grabadora de CDs y tarjeta de red. Cuando se le rompió la fuente de alimentación y empezó a fallar la disquetera puede sacar esas piezas de mi primer ordenador para arreglarlo.

Con el tiempo el lector de CD se rompió, le puse un lector de DVD que también se rompió y ahora mismo solo tiene la grabadora de CDs. En la siguiente foto del frontal se puede ver que además de la grabadora de CDs tiene dos disqueteras de 3½ pulgadas, una de ellas, la de color más oscuro, de mi primer ordenador.

La carcasa sigue teniendo botón turbo y una pequeña pantalla para mostrar la velocidad aunque en este ordenador no se usaban. Debía ser un modelo de carcasa diseñada para ordenadores con procesador 486, el anterior al Pentium.

Para el encendido sigue habiendo un interruptor directamente conectado a la fuente de alimentación AT en lugar de un pulsador que informe al sistema operativo de que se quiere apagar el ordenador. Al igual que en ordenadores anteriores y posteriores tiene indicadores de encendido (POWER) y actividad del disco duro (H. DISK) además de un botón "RESET" para reiniciar.

Desde el interior se puede ver como el interruptor está conectado a la fuente de alimentación AT mediante un cable de cuatro hilos.

Los botones e indicadores del frontal se conectan a la placa base.

En la parte de atrás se puede ver el conector DIN-5 para el teclado AT y la fuente de alimentación con la entrada de corriente y una salida para alimentar a un monitor. No tiene más entradas o salidas integradas.

Para cualquier otro tipo de conexión son necesarias tarjetas de ampliación o adaptadores para sacar puertos internos. El ordenador tiene actualmente las siguientes tarjetas y entradas y salidas:


La tapadera de la carcasa es de una sola pieza a diferencia de las carcasas actuales que suelen tener una tapadera a cada lado independiente, por lo que para abrir el ordenador hay que quitar los tornillos de los dos lados. Es prácticamente igual que la carcasa de mi primer ordenador.

El interior es muy similar a los ordenadores actuales, con alojamiento para la fuente de alimentación, anclaje de la placa base, aberturas para tarjetas de ampliación o bahías para discos duros, unidades de CD/DVD o disqueteras.

Otro problema que tenía la carcasa es que para poder acceder a los tornillos del disco duro del lado de la placa era necesario quitar la bandeja de la placa, para lo que además había que quitar las tarjetas de ampliación.


Esa construcción permitía tener una carcasa más pequeña pero era muy laborioso el cambio de discos duros o disqueteras.

La placa base no tiene ninguna inscripción con el modelo o fabricante pero al iniciar el ordenador el BIOS muestra el código "i430fx-2a59cf54c-00". Buscando ese código en internet encontré que el modelo de la placa es M507 y fue vendida por muchas marcas.

En la foto anterior de la placa, arriba a la izquierda, se encuentra el procesador debajo de un pequeño disipador de calor con ventilador. El ventilador toma la corriente de un conector molex, no hay una toma dedicada en la placa.

A diferencia de mi 386 este procesador ya se calienta bastante y necesita algo de refrigeración, aunque mucho menos que los procesadores actuales. Sería equivalente a los procesadores para portátiles de hoy día.

El procesador es un Pentium a 133 MHz. Tiene arquitectura de 32 bits, bus de datos de 64 bits y bus de direcciones de 32 bits que le permite direccionar hasta 4 GiB de RAM. No necesita coprocesador matemático porque ya tiene integradas todas las instrucciones necesarias para operaciones de coma flotante.

El procesador está conectado a un zócalo Socket 7 en la placa, lo que permite cambiarlo fácilmente si fuera necesario.

El procesador recibe una frecuencia de 66,5 MHz del generador de reloj ICS9159C-02CW28. La frecuencia interna del procesador es el doble, 133 MHz. El generador utiliza como frecuencia de referencia un cristal de cuarzo de 14,318 MHz, la misma frecuencia usada por los PCs desde el IBM 5150. El generador puede crear frecuencias de 50, 60 y 66,5 MHz según configuración mediante jumpers en la placa base. Para crear la frecuencia de 66,5 MHz del procesador divide 65 entre 7, lo multiplica por la frecuencia de referencia y lo divide entre dos, dando como resultado 66,476 MHz, redondeando 66,5 MHz (65 / 7 x 14,318 MHz / 2 = 66,476 MHz ≃ 66,5 MHz). Esa frecuencia la divide entre dos para crear la frecuencia del bus de datos (66,476 MHz / 2 = 33,238 MHz ≃ 33 MHz). El generador también da otras frecuencias como 24 MHz para el controlador de unidad de disquetes, 12 MHz para el teclado o la propia frecuencia de referencia.

La arquitectura de la placa se basa en el nuevo bus PCI (Peripheral Component Interconnect) aunque se sigue manteniendo compatibilidad con el bus ISA e incluso el número de ranuras ISA es mayor al número de ranuras PCI. PCI puede tener 32 o 64 bits, las ranuras de esta placa son de 32 bits.

La placa cuenta con el grupo de chips Intel 430FX (Triton) que interconecta los diferentes componentes del sistema y está compuesto por cuatro chips:

  • Un controlador de sistema SB82437FX66 y dos SB82438FX que ofrecen funciones de puente norte como controlador de bus, controlador de memoria y caché de segundo nivel para el procesador.
  • Un chip SB82371FB que integra funciones de puente sur:
    • Controlador PCI e ISA
    • Puente entre PCI e ISA
    • Controlador ATA/IDE
    • Temporizador Intel 8254
    • 2 controladores de interrupciones Intel 8259
    • 2 controladores DMA Intel 8237
    • Controlador de interrupciones I/O APIC
    • Controlador USB
    • Sistema de gestión de energía

El chip SB82437FX66 y los dos SB82438FX permiten utilizar hasta 128 MiB del nuevo tipo de memoria EDO RAM (Extended Data Output RAM)


Además permiten tener una memoria caché de segundo nivel para el procesador. En la placa, al lado del procesador se puede ver una ranura con el módulo de memoria caché de 256 KiB.


La placa cuenta con cuatro ranuras de memoria para módulos SIMM de 72 contactos.

Originalmente el ordenador tenía dos módulos de 4 MiB. Cada módulo tenía dos chips de 2 MiB. En total 2 módulos x 2 chips x 2 MiB = 8 MiB. Más adelante le añadí dos módulos de 16 MiB. Cada módulo tenía 8 chips de 2 MiB. 2 módulos x 8 chips x 2 MiB = 32 MiB. Junto a los 8 MiB anteriores hacían 40 MiB.

Por último he cambiado todos los módulos por cuatro de 32 MiB para alcanzar el máximo que permite el controlador de memoria. Aunque el procesador permite direccionar hasta 4 GiB de memoria el controlador solo permite 128 MiB. Cada módulo tiene 16 chips de 2 MiB, 8 por cada lado. 4 módulos x 16 chips x 2 MiB = 128 MiB.

Al comprar los módulos tuve que tener en cuenta que el controlador de memoria solo permite que los chips de memoria de los módulos sean de un máximo de 4 MiB. Es lo que se conoce como densidad de memoria. Por ejemplo un modulo de 32 MiB puede estar compuesto por 4 chips de 8 MiB o por 16 chips de 2 MiB. A menos chips de mayor tamaño más densidad y es posible que el controlador de memoria no lo permita.

Al lado de las memorias se encuentra el conector para la fuente de alimentación AT donde se conectan dos conectores de seis contactos.

El circuito integrado SB82371FB integra sistemas compatibles con la arquitectura AT como el temporizador Intel 8254 o el bus ISA y nuevos sistemas como el controlador de interrupciones I/O APIC y el controlador ATA/IDE.

Mediante el chip SB82371FB la placa base permite conectar hasta cuatro discos duros o unidades de CD/DVD, tres tarjetas PCI 32 bits y cuatro tarjetas ISA 16 bits.

Al lado de las ranuras para la memoria se encuentra el puerto para disqueteras, un puerto paralelo y dos puertos ATA/IDE. En cada puerto ATA/IDE se pueden conectar dos discos duros o unidades CD/DVD.

El puerto de disquetera y el puerto paralelo de la izquierda están controlados por el chip super I/O UMC UM8663BF.

Este chip también se utiliza junto con dos circuitos integrados DS14185WM para controlar dos puertos serie al lado del conector DIN de 5 pines del teclado.

Al tener la placa controladores de disco y puertos ya no es necesario tener una tarjeta de ampliación con estás funciones y queda libre una ranura para otro tipo de tarjeta. Los puertos serie y paralelo se sacan al exterior por dos aberturas para tarjetas mediante dos adaptadores.

El adaptador de puertos serie cuenta con una conexión de 25 pines y otra de 9.

El adaptador de puerto paralelo tiene una conexión de 25 pines.

El reloj en tiempo real es un chip ALi M5818, un clon del Motorola MC146818 como el usado en el IBM 5170.

El controlador del teclado es un chip Bestkey 9605M-3-H. Parece ser un chip compatible con el microcontrolador Intel 8042 usado en la arquitectura AT.

El ordenador tiene un BIOS de la empresa Award Software con soporte para todas las tecnologías que incluye la placa.

Al igual que mi primer ordenador tiene el programa de configuración integrado y se puede acceder a él presionando la tecla "Suprimir" al inicio del ordenador. Es mucho más cómodo que tener que usar un programa en un disquete como en el IBM 5170 o accionar interruptores DIP en la placa como en el IBM 5150. El programa permite configurar los chips de la placa y modificar parámetros de por ejemplo la memoria DRAM, el bus PCI, los puertos serie o la gestión de energía.

El reloj en tiempo real (RTC) y el BIOS se alimentan de una pila CR2032 como las placas actuales.

A continuación se muestra una imagen donde se indica la posición de los componentes principales.

El ordenador tiene un disco duro ATA/IDE en el que se indica que tiene 1081 MB. En relación al tamaño de los disco duros hay que distinguir entre las unidades decimales y binarias. Por ejemplo entre los megabytes y mebibytes. El megabyte es 106 (1000000 bytes = 1000 KB) y el mebibyte 220 (1048576 bytes = 1024 KiB).

Normalmente se suelen utilizar los prefijos decimales como "mega" tanto para valores decimales como binarios, creando confusión. Además dependiendo del ámbito se suele usar un sistema u otro.

Para la memoria se utilizan unidades binarias como el gibibyte (GiB) porque la capacidad de un chip de memoria está definida por una potencia de 2. Si un chip usa direcciones de 10 bits para acceder a los datos y en cada dirección tiene un byte, su capacidad será de 210 = 1024 bytes.

En el caso de los discos duro se usan unidades decimales porque su capacidad no es una potencia de dos ya que depende del número de sectores que tenga el disco. Desde el sistema operativo se puede ver que este disco duro tiene 2.114.180 sectores de 512 bytes, lo que hace un total de 1.082.460.160 bytes.

Si el número de bytes lo dividimos entre 1000 dos veces para hallar el número de megabytes nos da 1082,46 MB, si lo dividimos dos veces entre 1024 para hallar los mebibytes nos da 1032,31 MiB. Están más cerca los megabytes pero no son exactamente 1081, no se por qué pondrían esa cifra en la etiqueta. Quizás descontaban un megabyte por el espacio usado para el sector de arranque y tabla de particiones.

De una forma u otra se puede ver que su capacidad no es potencia de 2 o múltiplo de potencia de 2 como por ejemplo 1024 (210 ) y 3072 (1024 x 3). Por lo tanto es más fácil utilizar unidades decimales.

En la etiqueta del disco además del tamaño de 1081 MB se indica que tiene 16 cabezas, 2097 cilindros por cabeza y 63 sectores por cilindro. Esto es solo una adaptación para guardar compatibilidad con sistemas antiguos que necesiten acceder al disco mediante el direccionamiento CHS (Cylinder/Head/Sector) (Cilindro/Cabeza/Sector). El disco duro usa el nuevo sistema LBA (Logical Block Addressing) (Direccionamiento de Bloque Lógico) que no necesita conocer la estructura interna del disco.

En el lado derecho de la etiqueta también se puede ver como configurar el disco para ser maestro o esclavo dentro del puerto ATA/IDE.

En la siguiente foto se puede ver la parte de atrás con la conexión ATA/IDE y un cable. Al lado derecho se encuentra una conexión molex para la alimentación.

Los cables y conectores tienen tres métodos para que el conector hembra no se conecte al revés:

  • El primer hilo del cable es de color rojo y normalmente se conecta junto a la conexión de alimentación.
  • El conector hembra del cable tiene en un lado un trozo de plástico que sobresale y encaja en la muesca de algunos conectores macho como los de la placa base.
  • El conector macho del disco duro no tiene el pin 20. Este pin no se usa y su ausencia sirve para que un conector hembra con ese pin tapado solo pueda encajar en la posición correcta

Para poder intercambiar información fácilmente con otros sistemas, antes de que las conexiones a internet fueran algo masivo, seguía teniendo una disquetera de 3½. Con el tiempo comenzó a fallar y tuve que usar la de mi primer ordenador.

Las bahías de disquetera vacías se tapaban con una tapa que simulaba el frontal de una disquetera.

Por la parte de atrás de la disquetera se puede ver el conector de 34 pines. A la izquierda se encuentra una conexión de 4 pines para la alimentación.

Por la parte de abajo se puede ver el circuito electrónico que controla el giro y la lectura del disco.

Permitía leer y escribir discos de 720 KiB y 1440 KiB. Exteriormente se los diferencia porque los de 1440 KiB tienen una muesca en el lado derecho.

Ambos tipos de disco tienen otra muesca en el lado izquierdo que cuando está destapada indica a la disquetera que está prohibida la escritura. En la siguiente foto se pueden ver las dos caras del disco. Por la parte de atrás se puede mover un trozo de plástico para tapar la muesca.

En comparación con los discos anteriores de 5¼ pulgadas se puede ver que a estos se les ha añadido una tapa de metal protectora a la abertura de lectura y escritura que la disquetera corre cuando se introduce el disco. Por la parte de atrás se puede ver como también se ha añadido un circulo de metal al centro para que la disquetera pueda girar el disco.

En la siguiente foto del interior del disco se puede ver el disco flexible de material magnético donde se graban los datos y en cada uno de los lados de la carcasa el papel de protección para evitar que el disco se ralle al girar.

También se puede ver la tapa de la abertura de lectura y escritura, el muelle que hace que la tapa vuelva a la posición de cerrado y el trozo de plástico que sirve para cerrar la muesca de prohibición de escritura.

Al contrario que con los discos duros, con los disquetes se solía usar la unidad binaria kibibyte (KiB). Los discos magnéticos de los disquetes de 720 KiB se escriben por las 2 caras, cada cara tiene 80 pistas y cada pista 9 sectores. En total tiene 2 x 80 x 9 = 1440 sectores. Cada sector tiene 512 bytes, por lo que en total tiene 1440 x 512 = 737280 bytes = 720 KiB. Los discos de 1440 KiB tienen el doble de sectores por lo que su tamaño es el doble (720 KiB x 2 = 1440 KiB).

Con otras unidades como los mebibytes (MiB) ya no salen números tan exactos, por eso con los disquetes de 1440 KiB sucede algo curioso que muestra la gran confusión que puede haber entre unidades decimales y binarias. Estos discos se comercializaban como de "1,44 MB" pero los cálculos no salen. Si dividimos el número de bytes dos veces entre 1024 para hallar los mebibytes nos salen 1,40625 MiB. Si lo dividimos dos veces entre 1000 para hallar los megabytes nos sale 1,474559 MB. Ni usando unidades decimales o binarias salen los 1,44 MB.

La única forma de llegar a 1,44 MB es dividir entre 1024 y luego entre 1000 o viceversa mezclando unidades decimales y binarias, lo que no tiene ningún sentido. Supongo que se dividió el numero de bytes entre 1024 para sacar el número de KiB (1474560 bytes / 1024 = 1440 KiB) y a partir de ese número se saco erróneamente el 1,44 dividiendo entre 1000.

El teclado utiliza el protocolo AT y se conecta a un DIN de cinco pines. Es prácticamente igual al de mi primer ordenador pero ya se le han añadido las teclas de Windows y Menú, sumando en total 105 teclas como los usados normalmente hoy día.

El ratón no tenía botón central o rueda y detectaba el movimiento mediante una bola que sobresale por debajo del ratón y al rodar mueve un eje horizontal y otro vertical. Como era común que entrara mucha suciedad en el hueco donde estaba la bola, se podía quitar la pequeña tapadera por donde sobresalía para poder limpiar los mecanismos. El ratón tiene una placa con un circuito electrónico que detecta las pulsaciones de los botones, los movimientos de la bola y se comunica con el ordenador.

Tenía una tarjeta gráfica PCI, el ordenador aún no tenía puerto AGP o PCIe. Utilizaba el sistema VGA con conector DE-15. Estaba basada en el chipset SIS 6202.

Mas adelante tuve que cambiarla porque no había drivers para Linux. Compré otra PCI con chipset S3 Virge DX que me permitió usar gestores de ventanas como Window Maker o escritorios como Gnome y KDE.

Al poco de tener el ordenador eché en falta capacidades de audio así que compré una tarjeta de sonido Creative Sound Blaster AWE32 que se conectaba al bus ISA. Además de entrada de micrófono y salida para altavoces tenía un puerto de juegos al que conectar joysticks o instrumentos MIDI. En el interior se podía conectar un dispositivo IDE y un cable de audio de una unidad de CD.

Cuando me compré otro ordenador quise conectarlos en red, así que tuve que comprar una tarjeta de red. Antes de comprarla me aseguré de que tuviera drivers para Linux. Al final compré una tarjeta PCI de la marca TP-Link con chipset RTL8139B de Realtek.

Aunque ya no use normalmente este ordenador hace pocos años le añadí una tarjeta con puertos USB para poder usar un ratón USB y conectar pendrives ya que el ratón y la disquetera originales ya no funcionan. El estándar PCI sigue permitiendo ampliar el equipo después de décadas.

Para volver a poner en funcionamiento el ordenador y como el disco duro ya tampoco funciona compré un adaptador compact flash -> IDE y una tarjeta compact flash de 8 GB para poder instalar una distribución de Linux actual.


El adaptador con la tarjeta conectada se conecta al puerto IDE y el ordenador lo detecta como un disco duro IDE. Para la alimentación se le conecta un conector de cuatro pines de disquetera.

Con 128 MiB de RAM, disco duro de 8 GB y puertos USB está el ordenador como nuevo, listo para instalar Linux desde un pendrive. Al iniciar el ordenador se produce el chequeo de la memoria y muestra que hay 131072 KiB = 128 MiB. A continuación se muestra la información del sistema. Aparece que tiene un disco duro de 7987 MB y usa el sistema LBA. Podemos ver que al igual que con el disco duro la capacidad de la memoria flash no es potencia de 2, se mide con una unidad decimal y cuando se dice que tiene 8 GB es un redondeo.

Si durante el inicio se presiona la tecla "Suprimir" se entra en la configuración del BIOS, donde se puede ver la configuración de los dos puertos ATA/IDE con sus discos maestros y esclavos conectados. Cada disco se puede configurar para usar el sistema LBA o CHS si lo permiten. También se puede configurar la fecha, la hora, el tipo de disquetera y tarjeta de video. Cuando utilicé este ordenador para probar el monitor monocromo de mi primer ordenador lo configuré como "Mono".

La placa base solo permitía iniciar el sistema operativo desde el disco duro o disquete. Para instalar un sistema operativo desde un CD/DVD o ahora desde un pendrive USB es necesario arrancar con un disquete que a su vez inicie el CD/DVD o pendrive USB.

Windows 95, el sistema operativo que tenía originalmente este ordenador, utilizaba un disquete de arranque que iniciaba el ordenador y permitia ejecutar el programa de instalación del CD.

Para instalar Linux utilicé un disquete con el gestor de arranque Plop Boot Manager. Pude instalar Linux desde un pendrive sin ningún problema y utilizarlo con la línea de comandos y con un gestor de ventanas ligero. Después de eso solo faltaba apagarlo. Como la fuente de alimentación es AT y tiene un interruptor, el sistema operativo no puede apagar el ordenador, solo te informa de que ha terminado y puedes apagar tú accionando el interruptor.

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