Tema
3: Componentes internos del ordenador
1. La placa base.
La placa base o madre es el elemento principal del ordenador; a ella se
conectan todos los demás dispositivos como pueden ser el disco duro, la memoria
o el microprocesador y hace que todos estos componentes funcionen en el equipo.
Físicamente es una placa de material sintético formada por circulitos
electrónicos en la que se hayan un conjunto de chips, el chips set, la bios,
los puertos del ratón y teclado, los conectores IDE, los zocalos del procesador,
los sócalos de memoria, los puertos paralelo y serie, etc.
A) Factores de forma de la placa base.
Hay una gran variedad de
formas, tamaños y tipos de placa base. El factor de forma determina el tamaño y
orientación de la placa base respecto a la caja, el tipo de fuente de alimentación,
los periféricos más necesario etc. Los más populares los estudiamos a
continuación:
-
AT
y baby AT: AT está basada en el PC AT de IBM. El único periférico integrado en
una placa AT es el conector del teclado.
Las placas bases baby AT
son más pequeñas que las AT y se llaman asi porque se montan en cajas AT. Son
las típicas de los ordenadores clónicos desde el 286 a los primeros pemtium. En
este tipo de placas es habitual el conector gordo para el teclado. Entre sus
inconvenientes cabe destaca que las actualizaciones de determinados componentes
obligan a desmontar gran parte de los ordenadores para llegar a ellos con
holgura.
-
ATX,
micro ATX y mini ATX.
Las placas ATX fueron
introducidas por intel 1995 y ofrecen mayores ventajas que las anteriores.
Ventajas:
·
Mejor
disposición de sus componentes.
·
Mejor
colocación de la CPU y de la memoria
lejos de las tarjetas de expansión y cerca del ventilador de la fuente
de alimentación.
·
Los
conectores de la fuente de alimentación tienen una sola pieza y un único
conector que además no se puede conectar incorrectamente.
·
Los
conectores para los dispositivos IDE y las disqueteras se sitúan más cerca
reduciendo la longitud de los cables.
Las placas mini ATX son
una versión reducida que la AT que mantienen la misma disposición de sus
componentes.
-
LPX
y NLX.
Este factor de forma lo
utilizan muchos equipos de marca para sobremesa. La mayoría de las placas
tienen integrados más periféricos de los habituales como por ejemplo el modem,
la tarjeta de red, la tarjeta de video, la tarjeta de sonido etc.
Los SLOTS para las
tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa base sino en un conector
especial en el que están pinchadas llamado riser card.
El factor de forma NLX es
similar al LPX. El objetivo de este factor de forma es facilitar la retirada y
sustitución de la placa base sin herramientas.
El principal problema de
estos formatos es su reducida capacidad y la dificultad de refrigerar
adecuadamente microprocesadores potentes.
-
BTX.
El factor de forma BTX
fue introducido por intel a finales de 2004 para intentar solucionar problemas
de refrigeración que tenían algunos procesadores pero tuvo muy poca aceptación
por parte de fabricantes de placas bases y de usuarios.
Los componentes se
colocan de forma diferente en las ATX con el fin de mejorar el flujo del aire.
La necesidad de este nuevo formato se debe a los altos niveles de calor que
llegan a alcanzar las cajas y las placas bases ATX ya que las CPUs actuales y
las tarjetas gráficas consumen cada vez más vatios. La nueva disposición de los
componentes permite a la CPU estar justo delante del ventilador y la tarjeta
gráfica también se colocará de forma que aproveche mejor el flujo del aire.
Este formato no ha
triunfado mucho debido a las restricciones de espacio.
-
WTX.
Este factor de forma fue
creado por intel en 1998 para servidores y estaciones de trabajo con múltiples
CPU y discos duros.
La placa base y la caja están estrechamente relacionados.
2. Componentes de la placa base.
Los principales componentes de una placa base son: zócalo de
microprocesador, que es el conector donde se inserta el microprocesador o CPU;
ranuras de memoria, que son los conectores donde se instala la memoria
principal del ordenador (bancos de memoria); conjunto de chips o chipsets, se
encarga de controlar muchas de las funciones que se llevan a cabo en el
ordenador, como por ejemplo, las transferencias de datos entre la memoria y la
CPU y los dispositivos periféricos; la bios, sistema básico de entrada/salida,
es un pequeño conjunto de programas almacenados en una memoria EPROM que
permiten que el sistema se comunique con los dispositivos durante el proceso de
arranque; ranura de expansión (slots), son las ranuras donde se introducen las
tarjetas de expansión; conectores externos, permiten que los dispositivos
externos se comuniquen con la CPU, como por ejemplo el teclado o el ratón;
conectores internos, son los conectores para los dispositivos internos, como el
disco duro, la unidad de DVD, etc; conectores de energía, es donde se conectan
los cables de la fuente de alimentación para que la base y el resto de los
componentes reciban la electricidad; la batería, gracias a ella se puede
almacenar la configuración del sistema usada durante la secuencia de arranque
del ordenador.
A) Zócalo del microprocesador.
Es el conector donde se
inserta el microprocesador.
Los tipos más comunes de
zócalos son:
-
ZIF:
En este tipo de zócalo el micro se inserta y se retira sin necesidad de hacer
presión, evitando que puedan doblar las patillas.
-
LGA:
En este tipo de zócalo los pines están en la placa base en lugar de en el
micro, mientras que en el micro hay contactos planos en su parte inferior lo
que permitirá un mejor sistema de distribución de energía y mayores velocidades
de bus.
B) Ranuras de memoria.
Estas ranuras constituyen
los conectores para la memoria principal del ordenador (RAM). La memoria RAM
está formada por varios chips soldados a unas placas que reciben el nombre de
módulo de memoria.
Los módulos más comunes son
los módulos DIMM de 13,3 centímetros de largo, existiendo:
-
DIMM
de 184 pines: Para memorias DDR.
-
DIMM
de 240 pines: Para memorias DDR2 o DDR3.
En placas bases más
antiguas (como las de los antiguos Pemtium) se pueden encontrar ranuras más
cortas (de unos 10 centimetros) que las ranuras DIMM y estos se llaman ranuras
SIMM.
C) Chipset.
El chipset es un conjunto
de circuitos lógicos que ayudan a que el procesador y los componentes del
ordenador se comuniquen con los dispositivos conectados a la placa base y los
controle. El chipset realiza las funciones siguientes: controla la transmisión
de datos, las instrucciones y las señales de control que fluyen entre la CPU y
el resto de los elementos del sistema y maneja la transferencia de datos entre
la CPU, la memoria y los dispositivos periféricos.
Actualmente se les pueden
identificar porque llevan el nombre del fabricante impreso, y algunos, un
disipador.
El chipset suele constar
de dos chips denominados northbridge y southbridge.
-
Northbridge:
Es el responsable de la conexión de la CPU con los componentes de alta
velocidad del sistema como son la memoria RAM, el bus AGP y el PCI express.
Controla las funciones de acceso desde/hacia el microprocesador, la memoria
RAM, el puerto AGP y las ranuras PCI express y las comunicaciones con el
southbridge. El chip northbridge controla las siguientes características del
sistema.
·
Tipo
de microprocesador que soporta la placa.
·
Número
de microprocesadores que soporta la placa.
·
Velocidad
del microprocesador.
·
Controlador
de memoria.
·
Velocidad
del bus frontal.
·
Tipo
y cantidad máxima de memoria RAM soportada, etc.
-
Southbridge: Es el responsable de la conexión de
la CPU con los componentes más lentos del sistema como por ejemplo los
dispositivos periféricos. Es southbridge no está conectado directamente a la
CPU sino que se comunica con ella a través del chip Northbridge.
El chip Southbridge en una placa
base actual ofrece las siguientes características:
·
Soporte para los buses de expansión como los PCI
o los ISA.
·
Controladoras de dispositivo: IDEE, SATA,
disquetera de red Ethernet y de sonido.
·
Control de puertos para periféricos: USB y
firewire.
·
Funciones de administración de energía.
·
Controlador del teclado, de interrupciones, etc.
D)
Los componentes integrados.
Las conexiones típicas de la interfaz de entrada/salida
integradas en las placas bases de los ordenadores actuales son las siguientes:
·
Puertos del teclado y del ratón.
·
Controlador de la disquetera.
·
Controlador IDEE, SATA: se utilizan para
conectar unidades de CD, DVD, etc.
·
Puertos de comunicación serie y paralelo.
·
Puertos USB.
·
Conectores de audio, video, modem y red.
El
inconveniente de que estos dispositivos estén integrados en la placa base es
que el fallo de uno de ellos puede obligar a cambiar la placa base.
E)
La Bios.
La bios (sistema básico de entrada/salida) es un
conjunto de programas elementales grabados en un chip de la placa base
denominado RM bios que se encarga de realizar las funciones necesarias para que
el ordenador arranque.
La bios es la responsable de la mayoría de los mensajes
que aparecen al encender el ordenador. La secuencia típica de mensajes es la
siguiente:
·
Mensajes de la bios de la tarjeta gráfica.
·
El nombre del fabricante de la bios y el número
de versión.
·
El tipo de microprocesador y su velocidad.
·
El test de memoria y su tamaño.
·
Mensajes de otros dispositivos como el disco
duro.
·
Mensaje indicando como acceder a la bios.
-
Proceso de arranque.
Los procesos que realiza la bios en el proceso de
arranque son los siguientes:
·
Lo primero que hace la bios es un chequeo de
todos los componentes del hardware. Si encuentra algún fallo avisa mediante un
mensaje en la pantalla o mediante pitidos de alarma.
·
Si el proceso post no encuentra problemas el
proceso de arranque continua. En este momento la bios que arranca el ordenador
busca la bios del adaptador de video y la inicia. La información sobre la
tarjeta de video se muestra en la pantalla del monitor.
·
Después de esto viene la información de la
propia bios, es decir, fabricante y versión de la bios.
·
La bios inicia una serie de pruebas del sistema
incluida la cantidad de memoria RAM detectada en el sistema. Los mensajes de
error aparecerán en pantalla.
·
A continuación la bios comprueba los
dispositivos que están activos con sus características: unidades de disco duro,
CD-ROM, etc.
·
Al final de la secuencia la bios presenta una
pantalla de resumen de datos. Ahora le toca trabajar al sistema operativo.
Para hacer que el sistema operativo comience a
ejecutarse la bios debe encontrarlo. Dentro de los datos de las CMOS se
encuentra un parámetro que indica las unidades de disco y el orden en que se
tiene que tener acceso a ellas para encontrar el sistema operativo.
La bios se puede modificar entrando en el Setup de la
bios; a esta utilidad se le conoce con el nombre de CMOS Setup Utility
(Programa de Ayudo de configuración de CMOS), ya que los parámetros de
configuración básica se escriben en una memoria CMOS. La CMOS se alimenta
permanentemente mediante una batería que tiene forma de botón; de este modo los
valores almacenados se mantienen incluso cuando se apaga el ordenador.
Otra de las funciones principales de la bios es el
soporte para manejar ciertos dispositivos de entrada/salida como son el
teclado, la pantalla, los puertos serie, o los controladores de disco. Para
acceder a la bios aparece un mensaje en la parte inferior de la pantalla cuando
aun no se ha arrancado el sistema operativo.
F)
Ranuras de expansión.
Son unas ranuras de plástico o Slots con conectores
eléctricos en las que se insertan las tarjetas de expansión como por ejemplo la
tarjeta gráfica, de sonido, de red, etc. Estas ranuras forman parte de un bus
que es el canal a través del cual se comunican los distintos dispositivos del
ordenador PCI/AGP.
-
AGP.
El puerto de gráficos acelerado fue desarrollado por
intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las
tarjetas graficas que usaban el bus PCI. La ranura AGP se utiliza
exclusivamente para conectar tarjetas gráficas y debido a su arquitectura solo
puede aparecer una en la placa base y solamente para pinchar tarjetas gráficas.
En el 2006 dieron paso a las PCI express que ofrecen
mejores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda, quedando
obsoletas las AGP.
-
PCI.
Las ranuras PCI (Interconexión de componentes periféricos)
aparecieron en los ordenadores en la década de 1990. Usan un bus local con una
capacidad de transferencia de datos de 133Mbps. En las ranuras PCI se conectan
dispositivos como la tarjeta de video, de sonido, de red, etc. Ofrecen la
capacidad de configuración automática plug and play que hace que su
configuración sea sencilla.
Generalmente las placas bases cuentan con al menos dos
o tres ranuras PCI identificables por su color blanco.
Las primeras versiones de PCI eran las PCI de 32 bits
que ofrecían tasas de transferencia de datos de 133Mbps. Pronto aparecieron
otras versiones mas rápidas como las PCI de 64 bits cuya tasa de transferencia
de datos era de unos 533Mbps.
G)
Conectores internos.
Aquí se incluyen conectores para dispositvos internos
como la disquetera, discos duros,… Algunos son:
·
Puerto IDEE o ATA paralelo
·
Puerto FDD para disquetera.
·
Puertos SATA o ATA serie.
Otros conectores internos son:
·
Los conectores para puertos USB adicionales. Los
puertos USB del panel frontal de la caja de acopla a estos conectores.
·
Para los indicadores del panel frontal de la
caja son: el botón de resel
·
El conector CD-IM para conectar el cable de
audio al CD o DVD.
·
Los conectores para ventiladores (como mínimo
debe de haber uno para la CPU).
·
Conectores para salida digital de sonido SPDIF.
El SPDIF es un formato estándar para archivos de transferencia de audio.
Permite transferir sonido de forma digital de un dispositivo a otro sin las
posibles pérdidas de calidad asociadas a las transmisiones analógicas.
También podemos encontrarnos en las placas bases más
modernas una serie de Jumpers que nos permitirán configurarla para que puedan
admitir dos tres o más tarjetas de video en los conectores PCI express; se trata
de los jumpers SLI. Por defecto están configurados para una tarjeta de video,
siendo importante consultar el manual de la placa base en el caso de que
queramos conectar más tarjetas.
-
Conectores de energía.
Estos conectores sirven para conectar los cables de la
fuente de alimentación a la placa base; de esta manera la placa base
suministrará la corriente a los componentes que se conectan a ella como el
microprocesador la memoria la tarjeta de expansión, los ventiladores, etc.
Algunos de ellos son el conector ATX de 12 voltios de 4
pines que se suele nombrar en las placas base como ATX_12v y el conector ATX de
24 pines.
H)
Conectores externos.
Para conectar los dispositivos periféricos al ordenador
se utilizan conectores. El conector esta en el extremo del cable adjunto al
dispositivo periférico. Se inserta dentro del puerto para hacer conexión entre
el ordenador y el periférico.
La mayoría de los ordenadores actuales incluye los
siguientes puertos de entrada salida que se utilizan para conectar dispositivos
periféricos al ordenador.
Dos puertos ps2 para conectar el ratón y el teclado, un
puerto serie, un pueto paralelo y dos o más puertos USB. Otros además incluyen
puerto firewire, puerto de juegos, conectores para altavoz y micrófono,
conector de red,, etc.
-
Puertos PS2 para teclado y ratón.
Se utiliza para conectar el teclado y el ratón. Los
ordenadores suslen presentar dos puertos PS2 idénticos que son fáciles de
identificar por el colos, el puerto de color verde es el de el ratón y el de
color lila del teclado. Se le llaman PS2 o MINI-dim.
-
Puertos serie.
Su nombre proviene de la forma en que se envían los
datos transmitiendo un bit tras otro en una serie. Eran usados para tareas con
pocas necesidades de transferencia de información. El dispositivo periférico
más utilizado para el puerto serie era el ratón aunque también se utilizaban
para conectar dispositivos lentos como los modem. Las placas actuales ya no
disponen de puerto serie ya que suelen utilizar el puerto USB que proporciona
más velocidad en la transferencia de datos. Tienen un conector macho de tipo D
de 9 o 25 pines.
El sistema operativo identifica los puertos serie como
puertos COM seguido de un número, que responde al número de puerto serie del
que se trata.
-
Puertos paralelo.
También se reconoce con el nombre LPT o puerto de
impresora. Recibe su nombre a la forma en que envían y reciben la información
ya que la información se envía de 8 en 8 bits en lugar de en un bits tras otra,
como ocurre en el los puertos serie. Esto hace que el puerto paralelo sea más
rápido que el puerto serie. Los puertos paralelo son conectores hembra DB-25.
Este puerto ha sido reemplazado por el puerto USB.
-
Puertos USB.
El bus serie universal o USB es un tipo de interfaz que
soporta dispositivos periféricos de baja velocidad como teclados o ratones y
dispositivos de una velocidad mayor como impresoras o cámaras digitales. Ha
terminado reemplazando a los puertos serie y paralelo de los ordenadores
personales.
El USB es también un puerto serie y al igual que este
transmite los datos de bit en bit peor los transmite más rápidamente que el
puerto serie. Las características que ofrece un puerto USB son las siguientes:
1 Proporcionan al ordenador capacidades plug and play para
los dispositivos externos.
2 Se pueden conectar dispositivos USB al ordenador sin
necesidad de reiniciarlo.
3 Hay una amplia variedad de dispositivos disponibles
(teclados ratones discos duros impresoras escáneres cámaras digitales etc).
En su versión inicial USB 1.1 alcanzaba velocidades de
transferencia de datos de 12 Mbps La versión USB 2.0 o también conocido como
USB de alta velocidad soporta velocidades de transferencia de datos de 480 Mbps
y es compatible con los dispositivos USB 1.1.
Los puertos y conectores USB son de dos tipos:
·
Puerto tipo A que son de tipo hembra y tienen
forma rectangular. A este puerto se conecta un conector macho de tipo A.
·
Puerto tipo B que se encuentra en los
dispositivos USB, son cuadrados y también de tipo hembra. A este puerto se
conecta un conector macho de tipo B.
Define las especificaciones para un bus serie de alta
velocidad para dispositivos que realmente funcionan a alta velocidad como las
cámaras de video o de fotos digitales. Firewire es una marca registrada por
Apple.
Comparten características con la interfaz USB, ambos
son buses de alta velocidad, plug and play, e intercambiables en caliente. Las
versiones mas recientes que se están desarrollando ofrecerán velocidades de 80
Mbps a 1,6 Gb/s.
-
Conectores de red.
Muchas placas bases actuales llevan integrada el
conector para conectar al ordenador a una red Ethernet; es una clavija similar
a la utilizada para el teléfono pero más ancha denominada RJ45.
-
Conectores de audio.
Son conectores MINI-Jack de 3,5 milímetros. Los mas
habituales son los de altavoces, entrada de línea y entrada del micrófono que
suelen estar codificados por colores, de color naranja salida de altavoces para
el canal central y subwofer, de color negro altavoces traaseros, de color verde
altavoces delanteros, de color gris altavoces laterales, de color rosa
micrófono.
En placas bases más modernas también se encuentran los
conectores S-.. redondos para cable coaccial o…
Se utilizan para conectar el PC a un sistema externo de
audio.
-
Puertos VGA/DVI.
Se utilizan para conectar el monitor al PC. Este puerto
viene a veces integrado en la placa base. Durante años se ha usado en conector
analógico o VGA de 15 pines. La conexión del monitor al ordenador se realiza
por medio del puerto de video DB-15. Los monitores CRT utilizan el conector
DB-15H de tipo analógico, sin embargo, los monitores LCD pueden aceptar
directamente la información en formato digital. Por este motivo aparece un tipo
de conector visual digital pensada para estos monitores.
-
Puerto e SATA o SATA externo.
Muchas placas bases actuales incluyen la conexión SATA
externa que nos permitirá conectar discos duros SATA sin necesidad de abrir el
ordenador y conectarlo a la placa base.
3. El procesador.
3. El procesador.
Es el componente
principal del ordenador dirige y controla todos los componentes, se
encarga de llevar a cabo las operaciones matemáticas y lógicas, y
decodifica y ejecuta las instrucciones de los programas cargados en
la memoria RAM.
Físicamente es un
circuito integrado o chip formado por millones de alimentos
electrónicos (casi todos transistores) integrados en una misma placa
de silicio. Puede tener varios tamaños dependiendo de la maquina
donde se va a colocar (ordenadores, electrodomésticos, etc).
En los ordenadores
antiguos el procesador venia soldado y no podía cambiarse por otro
más moderno. En la actualidad suelen tener forma de cuadrado o
rectángulo, y se conectan a un zócalo especial de la placa base
denominado Socket.
No hay comentarios:
Publicar un comentario