Componentes de una Placa Base

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

• Conectores de alimentación de energía eléctrica.

• Zócalo/s de CPU (monoprocesador o multiprocesador).

• Chipset.

• Conectores de datos

• Ranuras de RAM, AGP Y PCI

Conectores de alimentación de energía eléctrica.

Zócalo/s de CPU (monoprocesador o multiprocesador).

CPU(UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO)

• Se compone de lo siguiente:· Memoria· Unidad aritmética lógica· Unidad o procesador de control

Memoria Central• La memoria central o simplemente memoria (interna o principal) se utiliza para almacenar

información. En general, la información almacenada en memoria puede ser de dos tipos: las instrucciones de un programa y los datos con los que se operan las instrucciones.

Por ejemplo: Para que un programa se pueda ejecutar debe ser situado en la memoria, en una operación denominada carga (load) del programa.

• La unidad elemental de memoria se llama byte(octeto). Un byte tiene la capacidad de almacenar un carácter de información, y está formado por un conjunto de unidades más pequeñas de almacenamiento denominadas bits, que son dígitos binarios (0 ó 1). Generalmente se acepta que un byte contiene ocho bits. Por consiguiente, si se desea almacenar la frase

Hola a todos

• La computadora utilizara exactamente 12 bytes consecutivos de memoria. Obsérvese que además de las letras, existen dos espacios en blanco (un espacio es un carácter que emplea también un byte).

• Los datos numéricos ocupan 2,4 e incluso 8 bytes consecutivos, dependiendo del tipo de dato numérico.

Memoria Central

• Existen dos conceptos importantes asociados a cada byte o posición de memoria: su dirección y contenido. Cada celda o byte tiene asociada una única dirección que indica su posición relativa en memoria mediante la cual se puede acceder a la posición para almacenar o recuperar información. La información almacenada en una posición de memoria es su contenido.

• El contenido de estas direcciones o posiciones de memoria se llaman palabras, de modo que existen palabras de 8,16,32, y 64 bits. Por consiguiente, si trabaja con una máquina de 32 bits, es decir, 32 dígitos, bien ceros o unos.

• Siempre que una nueva información se almacena en una posición, se destruye (desaparece) cualquier información que en ella hubiera y no se puede recuperar. La dirección es permanente y única, el contenido puede cambiar mientras se ejecuta un programa.

UAL(UNIDAD ARITMETICA LOGICA)

• La unidad aritmetica logica opera los datos que recibe siguiendo las indicaciones por la unidad de control. Esta unidad puede realizar operaciones aritmeticas logicas

UNIDAD DE CONTROL (La unidad que va decidir controlar)

• La unidad de control es el autentico cerebro que controla y coordina el funcionamiento de la computadora.A raíz de la interpretación de las instrucciones que integran el programa esta unidad genera el conjunto de ordenes elementales necesarias para que se realice la tarea necesitada.

Chipset.

Serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica, unidad de almacenamiento secundario, etcétera).Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur (southbridge). El primero gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico. El reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.

Conectores de datos

Ranuras RAM, AGP Y PCI

Nota AGP: Teóricamente, las Placas y Ranuras AGP8X pueden manejar datos a una velocidad ocho veces superior a la frecuencia normal del bus AGP (60MHz x 8 = 533MHz).

Otros componentes importantes:• La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante

(como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.

• La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.

• El BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), o registradas en un disco duro o un dispositivo de estado sólido, cuando arranca el sistema operativo.

BIOS• Actualmente, las computadoras modernas sustituyen el MBR por

la GPT (Tabla de particiones GUID (GPT) es un estándar para la colocación de la tabla de particiones en un disco duro físico. Es parte del estándar Extensible Firmware Interface (EFI) propuesto por Intel para reemplazar el viejo BIOS del PC, heredada del IBM PC original.

• La GPT sustituye al Master Boot Record (MBR) usado con el BIOS.)y el BIOS por Extensible Firmware Interface.( Interfaz Extensible del Firmware, Extensible Firmware Interface (EFI), es una especificación desarrollada por Intel dirigida a reemplazar la antigua interfaz del estándar IBM PC ROM BIOS, e interactúa como puente entre el sistema operativo y el firmware base)

Funciones del BIOS• a)  Proceso de arranque de la computadora.

• b)  Verificación (test), durante el proceso de arranque, del buen estado de los componentes hardware. El programa encargado se denomina POST ( Power On Self Test ).

• c)  Configuración y catalogación automáticas de los diversos componentes hardware.

• d)  Configuración manual (a petición del usuario) de los componentes hardware. El programa encargado se denomina Setup y se accede a él pulsando, durante el proceso de arranque, alguna de las siguientes teclas:  <Supr>, <F1>, <F2>, <Esc>, …

• e) Gestión de las operaciones de E/S más elementales, para lo cual almacena cierto número de drivers. El BIOS colabora, pues, con el Sistema Operativo en la gestión de la E/S.

• El BIOS incorpora una pequeña memoria ROM, que registra principalmente:el programa de inicio de la computadora, los programas POST y Setup,la configuración actual de los componentes hardware y los ya referidos drivers básicos de E/S.

Otro componentes

• El bus frontal (en inglés front-side bus o FSB, también llamado bus interno): conecta el microprocesador al chipset. Está cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.

• El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.

• El bus de expansión (también llamado bus E/S): une el microprocesador a los conectores de entrada/salida y a las ranuras de expansión.

• FSB(Front side Bus). Es el bus que utilizaban procesadores como los Core 2 Duo o los Atom. Se llama bus por que todos los dispositivos de la placa base pueden acceder a la vez a él. Es un bus paralelo con lo cual cada uno de los elementos conectados tiene que esperar a que los otros acaben sus comunicaciones para poder usarlo. Como puedes imaginar no es un diseño muy inteligente. En cuanto las necesidades de velocidad de las memorias RAM y de las tarjetas gráficas discretas empezaron a subir las caídas de rendimiento debidas a cuellos de botellas están casi aseguradas.

• HyperTransport. Lo puedes encontrar tanto en quipos de AMD, como de Nvidia, o Apple. AMD decide incluir el controlador de memoria dentro del chip y debido a esto descarga el bus de un gran trasiego de información. Este elemento es una de las razones por las cuales los procesadores Athlon fueron durante unos años los reyes en prestaciones.

• DMI(Direct Media Interface). Es la respuesta de Intel al Hypertransport de AMD. Ha estado presente en varias versiones de los procesadores del fabricante. En principio conectaba el controlador de memoria con la parte del chipset encargado de comunicarse con los otros elementos de la placa base. Cuando Intel integra el controlador en el procesador se encarga de conectar este a esa parte del chipset al que están conectados todos los dispositivos. En los procesadores más modernos y por lo tanto que tienen un mayor número de elementos integrados en la CPU, las necesidades de este enlace en cuanto a velocidad son menores, y por lo tanto su importancia en las prestaciones decrece.

• QPI(Quick Path Interconnet). Surge para cubrir básicamente dos tipos de configuraciones. La de los equipos para entusiastas, que utilizan varias tarjetas graficas y en los cuales el controlador PCIe no esta dentro del procesador, y la que nos encontramos cuando nos encontramos con varios procesadores en la misma placa base. Para esto, se hace necesario tener un gran ancho de banda de salida desde la CPU.

• FDI(Flexible Display Interface). Este enlace surge del hecho de tener una tarjeta gráfica integrada en el propio procesador. Ahora necesitamos llevar los gráficos desde ese elemento a la pantalla. Obviamente, el procesador no tiene una conexión HDMI o VGA ya que esta la proporciona la placa base. Este enlace lleva esos datos desde el procesador hasta las partes del chipset encargadas de darte este servicio.

Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99; estos conectores incluyen: Los puertos serie, para conectar dispositivos antiguos.

Los puertos paralelos, para la conexión de impresoras antiguas.

Los puertos PS/2 para conectar teclado y ratón; estas interfaces tienden a ser sustituidas por USB.

Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo, para conectar diferentes periféricos, como por ejemplo: mouse, teclado, memoria USB, teléfonos inteligentes, impresoras.

Los conectores RJ-45, para conectarse a una red informática.

Los conectores VGA, DVI, HDMI o DisplayPort para la conexión del monitor de computadora o proyector de vídeo.

Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros (HDD),dispositivos de estado sólido (SDD) y unidades de disco óptico.

Los conectores jacks de audio, para conectar dispositivos de audio

Interruptor DIP

Un DIP se trata de un conjunto de interruptores eléctricos que se presenta en un formato encapsulado (en lo que se denomina Dual In-line Package), la totalidad del paquete de interruptores se puede también referir como interruptor DIP en singular.UsosLos interruptores DIP permiten al usuario configurar un circuito impreso para un tipo particular de computadora o de uso específico. Las instrucciones de instalación deben decir perfectamente cómo fijar los interruptores del DIP. Los interruptores DIP son siempre interruptores de tipo palanca, en los cuales los centrales tienen dos posiciones posibles "ON" o "OFF" (en vez de por intervalos) y generalmente se puede ver los números 1 y 0.Una de las ventajas históricas del Macintosh sobre el PC es que permitía la configuración de los circuitos incorporando comandos del software en vez de fijar los interruptores DIP. Sin embargo, los nuevos estándares plug and play hicieron que los interruptores DIP se volvieran obsoletos en las PC modernas.

Jumper

• Es un elemento que permite interconectar dos terminales de manera temporal sin tener que efectuar una operación que requiera una herramienta adicional. Dicha unión de terminales cierra el circuito eléctrico del que forma parte.

• El modo de funcionamiento del dispositivo, que es lo opuesto a la configuración por software, donde de distinto modo se llega al mismo resultado: cambiar la configuración, o modo de operación del dispositivo.

• Sin los jumpers, los discos duros, las unidades de discos ópticos o las disqueteras, no funcionarían porque no tendrían definido el rol de cada uno ("maestro" o "esclavo").

Tipos de Memorias

• Memoria ROM ("Read Only Memory"): almacena las características básicas del equipo en el que está instalado, así como el software para reconocer algunos otros que no vienen integrados en la tarjeta principal como el teclado, el monitor CRT, la pantalla LCD, disqueteras, la memoria RAM, etc. Esta memoria se encuentra alimentada de manera constante por una batería que se encuentra instalada en la tarjeta principal.

• CMOS: proviene de las siglas de ("Complementary Metal Oxide Semiconductor") ó semiconductor complementario óxido-metálico. Es el tipo de material con el que está basada la fabricación de un circuito especial llamado del mismo nombre "CMOS", el cuál tiene la característica de consumir un nivel muy bajo de energía eléctrica cuando está en reposo. En este material esta basada la construcción de la memoria ROM.

Hay actualmente 3 tipos principales:

• Memorias PROM: son las siglas de ("Programable Read Only Memory") ó memoria programable de sólo lectura. Esta memoria permite una única programación con un programador PROM, una vez concluida esta equivale a una ROM.

• Memorias EPROM: son las siglas de ("Erasable Programable Read Only Memory") ó memoria borrable y programable de sólo lectura. Es una variante que permite el borrado por medio de rayos ultravioleta sobre una ventana que tiene el circuito integrado y la reprogramación electrónica por medio de un programador PROM.

• Memorias EEPROM: son las siglas de ("Electrically Erasable Programable Read Only Memory") ó memoria eléctricamente borrable y programable de sólo lectura. Es la variante que permite alterar el contenido mediante señales eléctricas sin necesidad de programadores o borradores. Este tipo de memorias se pueden actualizar con un software de la misma computadora.

Ubicación espacial de la memoria ROM

• La memoria ROM se puede localizar de muy diferentes formas, tamaños y lugares dentro de la tarjeta principal. Sin embargo es importante destacar que la mayor parte de las veces se localiza cerca de la batería y junto a la ROM se encontrará un "jumper", ó algunos "microswitches" para reiniciarla.

• Al apagarse la computadora, todos los elementos dejan de recibir el suministro de corriente excepto la memoria ROM, la cuál continúa alimentándose de electricidad por medio de una batería montada en la tarjeta principal, por ello es que se sigue conservando la fecha y horas actuales aunque el equipo esté apagado.

Reinicio de una memoria ROM / Respaldo de una memoria ROM

La memoria ROM cuenta con una pequeña memoria CMOS que guarda las configuraciones que hace el usuario, y para mantener alimentada esta última, la tarjeta principal integra una batería.

Memoria RAM

• Memoria RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatoria): es una memoria basada en capacitores, por lo que es relativamente lenta. Se encarga de almacenar de manera temporal la información que el sistema necesite guardar para su correcto funcionamiento

Tipos de Memorias RAM

MEMORIA DIMM (sigla en inglés de dual in-line memory module, traducible como «módulo de memoria con contactos duales»)

Este tipo de memoria es obsoleto.

Para identificarla: cuenta con dos ranuras algo separadas en la parte inferior.

La capacidad va de 32 MB, 64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB. Las maquinas que utilizan este tipo de memorias suelen ser Intel Pentium ll o Intel Pentium III

Este tipo de máquinas tienen un límite escalables de 768 MB en Intel Pentium ll o 1GB en Intel Pentium lll. Es necesario recordar que a lo máximo que podemos instalar es Windows XP y que este sistema solo utiliza un mínimo de 128 o un máximo de 512 MB para su correcto funcionamiento y el excedente de memoria en la mayoría de las ocasiones son desperdiciados. Al adquirir una nueva memoria es necesario que cuente con el mismo bus (frecuencia) que la que tiene tu computadora.

MEMORIAS RIMM(Rambus In-line Memory Module(Módulo de Memoria en Línea

Rambus))

• Solo funciona en pares, y necesitan ser de la misma capacidad para funcionar. También son conocidas como espejo ya que necesitan otra memoria de igual valor para funcionar. Fueron creadas en un inicio para maquinas Intel Pentium IV.

• Al igual que las memorias DIMM estas tienen dos ranuras en la parte inferior con la diferencia de que estas están bastante juntas y más al centro. La capacidad es de 64 MB, 128 MB, 256 MB. El tipo de sistema que podemos colocar a este tipo de máquinas es Windows XP ya que por funcionar en par solo podemos colocar un máximo de 512 MB en la mayoría de las maquinas.

DDR(Double Data Rate = Doble taza de Transferencia de Datos)

• Son módulos de memoria RAM compuestos por memorias sincrónicas (SDRAM), disponibles en encapsulado DIMM, que permite la transferencia de datos por dos canales distintos simultáneamente en un mismo ciclo de reloj. Para identificar este tipo de memoria es que cuentan con una sola ranura. (También denominado cielos por segundo o frecuencia, este término hace referencia a la velocidad del procesador incorporado en la CPU del ordenador, y se mide en megaherzios (MHz). A mayor índice de frecuencia, más rápido es el procesador y, en consecuencia, el ordenador)

• Las capacidades van desde 128 MB, 256 MB, 512 MB y 1 GB. • Las PC’S que utilizan este tipo de memoria se le pueden colocar un

máximo de 2 GB de memoria en total, ya que solo cuentan con dos slots para colocar memorias. Ademas podemos instalar Windows XP, Windows 7 a 32bits(X86)

• Hay que recordar que Windows 7 y 8 necesita un mínimo de 1 GB de memorias y necesariamente 2 GB. Por ultimo mencionaremos que los tipos de sistema que podemos cargar con esta memoria es de

DDR 2• Para identificar este tipo de memoria basta con ver que tiene chip´s en

ambos lados de la memoria y el tamaño de estos se reduce a comparación del modelo anterior.

• También podemos ver que la ranura de esta memoria se encuentra casi en el centro de la memoria

• Las capacidades son 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, y 4 GigaBytes (GB). En este tipo de máquinas podemos colocar un máximo de 4 Gb de RAM con algunas excepciones, siendo con esta característica y dependiendo el procesador buenas candidatas a S.O. de 64 bits

• El tipo de máquinas que usan estas memorias son Pentium 4, Core 2 Duo, Core 2 Quad y Core Quad y en procesadores de la familia AMD tenemos AMD sepron, Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64X2 Dual Core

DDR 3

• Las capacidades de esta memoria son 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB y 32 Gb

• Este tipo de memorias las podemos encontrar en máquinas de la familia Intel i5 e i7 y AMD® Phenom, AMD® FX-74.

DDR 4

• Samsung acaba de anunciar que está produciendo en serie sus módulos de memorias RAM DDR4 con capacidad de 16 y 32 GB. De cualquier forma, desde hace ya más de un año se conocían datos sobre la posible producción de estas memorias en su variable de 16 GB, pero ahora se confirma que también se están produciendo en 32 GB.

• Por su parte, la compañía surcoreana ha confirmado que estos módulos aguantarán velocidades de transferencia de hasta 2667 Mbps y que los chips de memoria de 4GB DDR4 utilizados para la composición de los mismos, consumirán hasta un 30 por ciento menos de energía que sus homónimos.

Tipo de ranura Imagen

DDR3

DDR2

RIMM (se usan en algunos servidores básicamente)

DDR (Actualmente descontinuado)

DIMM (Actualmente descontinuado)

SIMM (Actualmente descontinuado)

SIP (Actualmente descontinuado)

TSOP (Actualmente descontinuado)

Conectores

Puertos Usos Imagen

USB / USB 3.0

Conectar teclados, cámaras digitales, impresoras, etc. y las nuevas tecnologías basadas en laversión USB 3.0.

eSATA Conexión de diversos dispositivos, principalmente adaptadores para unidades de estado sólido y/o discos duros externos

FireWire Conexión de diversos dispositivos para captura de video y discos duros de escritorio

Optical S/PDIF / RCA S/PDIF

Permiten la conexión de cable especializado que transmite sonido por medio de cable de fibra óptica y el conector S/PDIF interno, pudiendo ser de tipo RCA ó totalmente óptico

RJ45 Para la red de área local (tarjeta de red integrada), soportando hasta 1000 Mbps / 1 Gbps)

Jack 3.5 mm. Para conectar bocinas y audífonos (tarjeta de sonido integrada).

DisplayPort Para la conexión de pantallas de nueva generación

DisplayPort Para la conexión de pantallas de nueva generación

HDMI Conectar proyectores, pantallas LCD, (tarjeta de video integrada).

DVI Conectar proyectores, pantallas LCD, (tarjeta de video integrada).

VGA Conectar proyectores, monitores CRT y pantallas LCD, (tarjeta de video integrada / OnBoard).

COM Conectar módem externo, ratón (Mouse), Dispositivos PDA, etc.

LPT Conectar impresoras y ciertos tipos de unidades de disco externas (paulatinamente se han dejado de integrar en las MB).

PS/2 Conexión para ratón y teclado (paulatinamente se han dejado de integrar en las MB).

Estándar 99• Fue una especificación para las PC desarrolladas en conjunto por Intel en

1998. Su objetivo era fomentar la estandarización del hardware de PC para ayudar a la compatibilidad de Windows. Definió las especificaciones mínimas de hardware para los diferentes tipos de PC (ej. oficina, entretenimiento) que, para ese entonces, eran típicamente (ej. CPU de 300 MHz con RAM de 64 MiB en el PC de entretenimiento).

• Definio el código de color para varios tipos estándares de enchufes y conectores usados en las PC. Debido a que muchos de los conectores se veían muy similares, particularmente a un usuario de PC principiante, esto hizo mucho más fácil conectar los periféricos con los puertos correctos en una PC. Este código de color fue adoptado gradualmente por casi todos los fabricantes de PC, tarjetas madres y periféricos.

Color Función Conector

Teclado y mouse

Verde mouse PS/2 / dispositivo apuntador mini-DIN de 6pines

Púrpura teclado PS/2 mini-DIN de 6 pines

Puertos de Entrada/Salida

Negro Puerto USB USB tipo A

Gris Firewire / IEEE 1394

FireWire 400 de 6 pines

Magenta Puerto paralelo D de 25 pines

Verde azulado o turquesa

Puerto serie D de 9 pines

Tarjeta de video

Azul VGA análogo 15-pin VGA

Blanco Monitor digital DVI

Amarillo S-Video

mini-DIN de 4 pines