Placa base
La placa base como su
propio nombre indica, es la “base” de todos los componentes del ordenador. Una
primera distinción la tenemos en el formato de la placa, es decir, en sus
propiedades físicas. Dicho parámetro está directamente relacionado con la caja,
o sea, la carcasa del ordenador. Hay dos grandes estándares: ATX y Baby AT.
Formato ATX
Las nuevas placas ATX tienen un tamaño de 305 x 244
milímetros, es decir, que una de sus principales innovaciones lo constituye la
relación de forma, lo que permitiría la instalación de más componentes de cara
a ampliar las posibilidades de los equipos, permitiendo incluso una doble capa
de puertos de expansión si fuera necesario
A - Conector de entrada telefónica
B - Conector Wave Table
C - Conector de CD-Audio
D - 256kB Pipe Line Burst nivel 2
E - Puerto audio y joystick
F - Conector VGA
G - Ratón y teclado PS/2
H - Puerto serie
I - Zócalo para Pentium
J- Zócalo VRM
K - 82437FX Controlador de sistema (TSC)
L - Conector de alimentación primario
M - 82438FX Data Path (TDP)
N - Bancos de memoria SIMM
O - Regulador de voltaje CPU 3.3v
P - Interface PCI - IDE
Q - Regulador de voltaje
R -
Conector Floppy
S -
Conector E/S
T- Conector de video
U - Controlador gráfico S3 Trío PCI
V - Banco de memoria de vídeo
W - Jumper de configuración
X - Controlador National PC87306 I/O
Y - Controlador ventilador auxiliar
Z - Pila del reloj
AA - Acelerador 82371FB PCI ISA/IDE (PIIX)
BB - 4
slots PCI CC - 3 slots ISA
DD -
Crystal CS4232 audio, OPL3 synthesizer
El formato ATX se ha pensado (al igual que el Baby-AT) para
que los conectores de expansión se sitúen sobre la propia placa, con lo que los
equipos seguirán teniendo un tamaño similar al de los actuales, aunque para
discos más compactos también se ha definido una versión más reducida denominada
mini-ATX (de unos 280 por 204 milímetros).
Eso en cualquiera de ambos se permite la utilización de
hasta 7 ranuras de expansión de tipo ISA o PCI, localizadas en la parte
izquierda de la placa, mientras que el zócalo del procesador se ha desplazado a
la parte posterior derecha junto a la fuente de alimentación (que también se ha
visto renovada).
De esta forma los elementos de refrigeración dejan de ser un
obstáculo, al mismo tiempo que el micro se beneficia del flujo de aire
adicional que representa el ventilador de la fuente.
El nuevo formato también permite que elementos como los
zócalos de memoria queden ahora más accesibles, al tiempo que reduce la
cantidad de cables presentes en interior del equipo, al situar los conectores
de las controladoras de disco justo debajo de las unidades de almacenamiento.
Esto tiene la ventaja añadida de eliminar el peligro de
interferencias, algo que será más probable a medida que aumenten las
frecuencias de funcionamiento de los nuevos micros.
Uno de los cambios mas visibles en el diseño ATX es el
cambio de dos conectores de alimentación por uno, influenciado por el nuevo
diseño de las fuentes de alimentación.
'Placa base'
Formato Baby-AT
La especificación Baby-AT es esencialmente la misma que la
de la placa del IBM XT, con modificaciones en la posición de los agujeros de
los tornillos para poder encajar en una carcasa de tipo AT. Virtualmente todas
las placas AT y Baby-AT usan el mismo conector para el teclado (DIN de 5 pins).
Las placas Baby-AT encajan en todo tipo de carcasas excepto en las de perfil
bajo o extrafinas.
'Placa base'
Diseño placa Baby-AT
Este formato debe su éxito a la flexibilidad de su diseño,
aunque dicha flexibilidad sea así mismo su principal fuente de problemas, por
ejemplo, las ranuras de expansión se sitúan generalmente en la parte posterior
izquierda de la placa colocando el microprocesador justo frente a las mismas.
Esto era perfectamente válido cuando los chips aún eran lentos y disipaban poco
calor, pero el aumento de velocidad de los mismos obligó posteriormente a la
incorporación de componentes capaces de refrigerarlos en lo posible. Tales
componentes suelen dificultar la instalación de las tarjetas de expansión más
largas, bloqueando algunos de los slots.
O peor aún. El mantenimiento o actualización de determinados
componentes se convierte poco menos que en un castigo cuando es preciso
desmontar medio ordenador hasta que se puede llegar a ellos con holgura. Es lo
que sucede, generalmente, con los zócalos de memoria, que se encuentran tapados
por una maraña de cables y fajas o, incluso, por las propias unidades de
almacenamiento (disqueteras o discos duros)
A - Interfaces PCI IDE
B - Controlador National 87306 I/O
C - Conector de alimentación primario
D - Banco de memoria SIMM
E - 82438FX
Data Path (TDP)
F - Puerto paralelo
G - Conector disquetera
H - 256KB cache secundaria
I - 82437FX controlador de sistema (TSC)
J - Zócalo para Pentium
K- Regulador de voltaje CPU
L - Conectores de E/S
M - Conector Auxiliar
N - 82371FB PCI ISA/IDE Accelerator (PIIX)
O - Battery
for the Real-time clock
P - Four
ISA expansion connectors
Q - BIOS
recovery boot jumper
R - Flash
EEPROM for system BIOS
S - Three
PCI expansion connectors
T - 3.3
volt power connector for PCI
U - Serial
port connectors
V - AT
Keyboard Connector
Por si esto no fuera suficiente, el propio diseño Baby-AT
dificulta la integración de componentes adicionales, como controladora gráfica,
controladora de sonido o soporte para red local, aunque en los últimos tiempos
los fabricantes parecen haberse enfrentado con éxito a dicho problema, si bien
en algunas ocasiones nos encontramos con placas que dan extraños errores de
comportamiento frente a determinados programas o sistemas operativos.
La segunda distinción la haremos por el zócalo de la CPU,
así como los tipos de procesador que soporte y
Procesadores mas actuales.
Gama Pentium: Classic, MMX, Pro, PII, Celeron, Xeon, PIII,
PIV.
K5, K6,
K6-II, K6-III, K/, Athlon.
6x86,
6x86MX, MII, Media GX
Winchip C6,
Winchip2, Winchip3
la cantidad de ellos. Tenemos el estándar Tipo 4 o 5 para
Pentium, el tipo 7 para Pentium y MMX, el Super 7 para los nuevos procesadores
con bus a 100 Mhz, el tipo 8 para Pentium Pro, el Slot 1 para el Pentium II y el Celeron, y el Slot 2
para los Xeon. Estos son los más conocidos.
La siguiente distinción la haremos a partir del chipset que
utilicen:
Los más populares son los de Intel. Estos están directamente
relacionados con los procesadores que soportan, así tenemos que para el Pentium
están los modelos FX, HX, VX y TX. Para Pentium PRO los GX, KX y FX. Para
Pentium II y sus derivados, además del FX, los LX, BX, EX, GX y NX. Para Pentium MMX se recomienda el
TX, aunque es soportado por los del Pentium 'Classic'.
También existen placas que usan como chipset el de otros
fabricantes como VIA, SiS, UMC o Ali (Acer).
El siguiente parámetro es el tipo de bus. Hoy en día el
auténtico protagonista es el estándar PCI de 32 bits en su revisión 2.1, pero
también es importante contar con alguna ranura ISA de 16 bits, pues algunos
dispositivos como módems internos y tarjetas de sonido todavía no se han adaptado
a este estándar, debido básicamente a que no aprovechan las posibilidades de
ancho de banda que éste posee. También existe un PCI de 64 bits, aunque de
momento no está muy visto en el mundo PC.
Otros tipos de bus son el ISA de 8 bits, no usado ya por ser
compatible con el de 16 bits, el EISA, usado en algunas máquinas servidoras
sobre todo de Compaq, el VL-Bus, de moda en casi todos los 486, o el MCA, el
famoso bus microcanal en sus versiones de 16 y 32 bits patrocinado por IBM en
sus modelos PS/2.
Otra característica importante es el formato y cantidad de
zócalos de memoria que admite. En parte viene determinado por el chipset que
utiliza. La más recomendable es la DIMM en formato SDRAM y como mínimo 3
zócalos. En el caso de módulos SIMM de 72 contactos el mínimo es de 6 (recordad
que van de 2 en 2).
Memorias'Placa base'
Hemos de distinguir entre la memoria principal, la memoria
caché, y la memoria de video. La primera se emplea para poder ejecutar mayores
y más programas al mismo tiempo, la segunda para acelerar los procesos de la
C.P.U, y la tercera nos permite visualizar modos de mayor resolución y con más
colores en el monitor, así como almacenar más texturas en tarjetas 3D.
Memoria principal:
La primera distinción que debemos realizar es el formato
físico, cuyo parámetro más importante es el número de contactos (ó pins).
Hoy en día podemos encontrarlas de 30 contactos (8 bits) y
que miden unos 9 cm., 72 (32 bits) y con una longitud de casi 11cm., y 168 (64
bits) y casi 13 cm. Las dos primeras reciben el nombre de SIMM y funcionan a
5V, y la última es conocida como DIMM y puede trabajar a 3,3V ó a 5V,
dependiendo del tipo.
La siguiente distinción por orden de importancia sería el
tipo, en orden a su antigüedad, esta puede ser DRAM, Fast Page (o FPM), EDO ó
SDRAM. Es importante consultar el manual de la placa base para saber que tipos
soporta.
El tipo SDRAM sólo se encuentra en formato DIMM, y es la que
más dolores de cabeza nos puede causar, ya que puede ser Buffered o Unbuffered,
y trabajar a 3,3 o a 5V. Además, no todas las placas base soportan todas estas
combinaciones, algunas por ejemplo sólo soportan módulos de 3,3V.
Afortunadamente, hay una muesca en estas memorias que impide conectar un módulo
en un zócalo para el que no ha sido diseñado.
Otra característica importante es la paridad, esta
característica actualmente está en desuso, pero puede ser fuente de problemas,
ya que algunas placas no soportan esta característica, mientras otras (pocas)
sólo funcionan con ella. Saber si un módulo posee o no paridad es relativamente
fácil, basta con contar el número de chips (circuitos integrados) que hay en el
circuito impreso. Si es impar entonces es memoria con paridad.
Por último nos queda comentar el tiempo de acceso, éste
cuanto más pequeño sea, mejor.
Si hablamos de módulos SIMM, dependiendo de su antigüedad,
son normales tiempos de 80, 70, 60 ó incluso 50 ns. En las memorias DIMM SDRAM,
suelen ser habituales tiempos de alrededor de 10 ns.
También es importante señalar la máxima frecuencia a la que
pueden trabajar. En este aspecto se debe recordar que el único diseño capaz de
trabajar a 100 Mhz es el tipo SDRAM.
En cuanto a capacidades las más habituales son las de 256Kb,
1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128Mb, aunque no todas pueden estar soportadas por
nuestra placa base, por ejemplo los módulos de 2 Mb no suelen ser habituales, y
los de 256Kb y 1Mb sólo están en formato de 30 pins., y los módulos DIMM
empiezan a partir de 16 Mb.
También hay que entender que el bus de datos del procesador
debe coincidir con el de la memoria, y en el caso de que no sea así, esta se
organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria de
módulos hasta llegar al ancho buscado.
Por tanto el ordenador sólo trabaja con bancos completos, y
éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad.
Módulos por banco
Procesador
bus de datos
SIMM 30
pins (8 bits)
SIMM 72
pins (32 bits)
DIMM (64
bits)
386/486
32 bits
4 (4 x 8 =
32)
1
N/A*
Pentium/P.Pro
64 bits
N/A*
2 (2 x 32 = 64)
1
* No Aplicable
Por último, en las placas basadas en socket 7 y super 7,
también debemos tener en cuenta la memoria caché. Normalmente está directamente
soldada a la placa base y en cantidades de 512 o 1024 Kb. Para saber más sobre
ella acuda a la sección de memorias.
Memoria caché:
La memoria caché de segundo nivel (L2) es una memoria muy
rápida llamada SRAM (RAM estática) que se coloca entre la memoria principal y
la CPU y que almacena los últimos datos transferidos. El procesador, como en
los casos de caché de disco, primero consulta a dicha memoria intermedia para
ver si la información que busca está allí, en caso afirmativo podemos trabajar
con ella sin tener que esperar a la más lenta memoria principal.
Dicha memoria solo se usa como caché debido a que su
fabricación es muy cara y se emplea en módulos de poca capacidad como 256 ó 512
Kb. No hay que confundir nunca la memoria de segundo nivel con la de primer
nivel (L1) ya que esta suele ir integrada dentro del procesador, y suele ser de
menor capacidad, aunque evidentemente dispone de un acceso mucho más rápido por
parte de la CPU.
Su implementación en la placa base puede ser o bien colocar
los chips directamente en ella, mediante zócalos o con soldadura directa, o en
unos módulos parecidos a los SIMM's llamados COAST, de más fácil actualización.
ATX:
El estándar ATX es el más moderno y el que mayores ventajas
ofrece. Está promovido por Intel, aunque es una especificación abierta, que
puede ser usada por cualquier fabricante sin necesidad de pagar royalties. La
versión utilizada actualmente es la 2.01.
Entre las ventajas de la placa cabe mencionar una mejor
disposición de sus componentes, conseguida básicamente girándola 90 grados.
Permite que la colocación de la CPU no moleste a las tarjetas de expansión, por
largas que sean. Otra ventaja es un sólo conector de alimentación, que además
no se puede montar al revés.
La memoria está colocada en un lugar más accesible.
La CPU está colocada al lado de la F.A. (Fuente de
Alimentación) para recibir aire fresco de su ventilador.
Los conectores para los dispositivos IDE y disqueteras
quedan más cerca, reduciendo la longitud de los cables y estorbando menos la
circulación del aire en el interior de la caja.
Además de todas estas ventajas dicho estándar nos da la
posibilidad de integrar en la placa base dispositivos como la tarjeta de video
o la tarjeta de sonido, pero sacando los conectores directamente de la placa,
dándonos un diseño más compacto, y sin necesidad de perder ranuras de
expansión.
Así podemos tener integrados los conectores para teclado y
ratón tipo PS/2, serie, paralelo o USB que son habituales en estas placas, pero
también para VGA, altavoces, micrófono, etc... sin apenas sacrificar espacio.
'Placa base'
U.S.B.
Desde que nació el PC de la mano de IBM., por motivos de
compatibilidad, algunas de sus características han permanecido inalterables al
paso del tiempo.
Conectores como el de la salida paralelo (o Centronics), la
salida serie (RS-232) o el conector del teclado han sufrido muy pocas
variaciones.
Si bien es cierto que estos conectores todavía hoy cumplen
su función correctamente en casos como la conexión de un teclado, un ratón o un
modem, se han quedado ya desfasados cuando tratamos de conectar dispositivos
más rápidos como por ejemplo una cámara
de video digital.
USB nace como un estándar de entrada / salida de velocidad
media-alta que va a permitir conectar dispositivos que hasta ahora requerían de
una tarjeta especial para sacarles todo el rendimiento, lo que ocasionaba un
encarecimiento del producto además de ser productos propietarios ya que
obligaban a adquirir una tarjeta para cada dispositivo.
Pero además, USB nos proporciona un único conector para
solventar casi todos los problemas de comunicación con el exterior, pudiéndose
formar una auténtica red de periféricos de hasta 127 elementos.
Mediante un par de conectores USB que ya hoy en día son
estándar en todas las placas base, y en el espacio que hoy ocupa un sólo
conector serie de 9 pines nos va a permitir conectar todos los dispositivos que
tengamos, desde el teclado al modem, pasando por ratones, impresoras,
altavoces, monitores, scaners, cámaras digitales, de video, plotters, etc...
sin necesidad de que nuestro PC disponga de un conector dedicado para cada uno
de estos elementos, permitiendo ahorrar espacio y dinero.
Al igual que las tarjeta ISA tienden a desaparecer, todos
los conectores anteriormente citados también desaparecerán de nuestro
ordenador, eliminando además la necesidad de contar en la placa base o en una
tarjeta de expansión los correspondientes controladores para dispositivos
serie, paralelo, ratón PS/2, joystick, etc...
Como se puede ver, realmente es un estándar que es necesario
para facilitarnos la vida, ya que además cuenta con la famosa característica
PnP (Plug and Play) y la facilidad de conexión "en caliente", es
decir, que se pueden conectar y desconectar los periféricos sin necesidad de
reiniciar el ordenador.
Otras características que también deberemos saber son:
Dos velocidades de acceso, una baja de 1,5 Mbps para
dispositivos lentos como pueden ser joysticks o teclados y otra alta de 12 Mbps
para los dispositivos que necesiten mayor ancho de banda.
Topología en estrella, lo que implica la necesidad de
dispositivos tipo "hub" que centralicen las conexiones, aunque en
algunos dispositivos como teclados y monitores ya se implementa esta
característica, lo que permite tener un sólo conector al PC, y desde estos
dispositivos sacar conexiones adicionales.
Por ejemplo en los teclados USB se suele implementar una
conexión adicional para el ratón, o incluso otras para joystick, etc.. y en los
monitores varias salidas para el modem, los altavoces...
Permite suministrar energía eléctrica a dispositivos que no
tengan un alto consumo y que no estén a más de 5 metros, lo que elimina la
necesidad de conectar dichos periféricos a la red eléctrica, con sus
correspondientes fuentes de alimentación, como ahora ocurre por ejemplo con los
módems externos.
En los ordenadores Mac más modernos (como el iMAC) también
están implementados dichos conectores,
lo que da una idea de su estandarización, y redundará en favor de una mayor
gama de productos y mejor competitividad.
Si trabajamos bajo Windows necesitaremos como mínimo la
versión OSR 2.1 del Windows 95 para que reconozca los dispositivos.
Baby AT:
Este formato está basado en el original del IBM PC-AT, pero
de dimensiones más reducidas gracias a la mayor integración en los componentes
de hoy en día, pero físicamente compatible con aquel.
Aún hoy en día es el más extendido. En este tipo de placas
es habitual el conector para el teclado 'gordo'
Entre sus ventajas cabe destacar el mejor precio tanto de
éstas como de las cajas que las soportan, aunque esta ventaja desaparecerá a
medida que se vaya popularizando su contrincante.
Leyendo las ventajas de las placas ATX se pueden entrever
los inconvenientes de dicha arquitectura.
Las placas base constan de un gran número de componentes, a
continuación definiré los componentes comunes a la mayoría de ellas
anteriormente comentados de forma superficial.
LA BIOS
Las siglas BIOS corresponden a (Basic Input Output System,
Sistema de entrada / salida básico).
Es una memoria ROM, EPROM o FLASH la cual contiene las
rutinas de más bajo nivel que hace posible que el ordenador pueda arrancar,
controlando el teclado, el disco y la disquetera permite pasar el control al
sistema operativo.
Además, la BIOS se apoya en otra memoria, la CMOS (llamada
así porque suele estar hecha con esta tecnología), que almacena todos los datos
propios de la configuración del ordenador, como pueden ser los discos duros que
tenemos instalados, número de cabezas, cilindros, número y tipo de disqueteras,
la fecha, hora, etc..., así como otros parámetros necesarios para el correcto
funcionamiento del ordenador.
Además, la BIOS contiene el programa de configuración, es
decir, los menús y pantallas que aparecen cuando accedemos a los parámetros del
sistema.
Hay muchos tipos de BIOS y podemos encontrar de diferentes
números de pins (24, 28, 32).
Pila de la BIOS: Esta memoria está alimentada constantemente
por una batería, de modo que, una vez apaguemos el ordenador no se pierdan
todos esos datos que nuestro ordenador necesita para funcionar.
Actualmente todas las placas vienen con una pila tipo botón,
la cual tiene una duración de unos 4 ó 5 años (aproximadamente), y es muy fácil
de reemplazar.
reloj / OSCILADOR
El microprocesador está conectado a una oscilador que genera
impulsos (señales eléctricas) igualmente espaciados en el tiempo (a intervalos
constantes de tiempo), y que se suele conocer como reloj. Estos impulsos forman
una señal, que permite regular los instantes exactos en los que debe comenzar y
finalizar el trabajo de un componente.. Esta será emitida por el reloj a una
determinada frecuencia base. La frecuencia se mide en megahercios (MHz o
millones de ciclos por segundo). El microprocesador recibe dicha señal y la
divide para obtener otra señal con la frecuencia a la que el microprocesador es
capaz de trabajar. Esta nuevas señal marca el ritmo con el cual se ejecutan
todas las tareas.
Por ejemplo, el 8088 funciona a 4,77 Mhz, que es un tercio
de la frecuencia base del reloj que usa, que es de 14,31818 Mhz.
Los más modernos microprocesadores alcanzan velocidades de
cientos de MHz (300 Mhz alcanza el Pentium II, es decir, 300x106 Hz, lo que
significa que el reloj genera 300 millón de pulsos por segundo, lo que
suponiendo que cada instrucción a realizar por el microprocesador necesitara un
ciclo de reloj, se podrían realizar 300 millones de instrucciones por segundo).
JUMPERS (PUENTES)
Como su nombre indica son unos puentes que sirven para
configurar la velocidad del microprocesador al igual que la de otros
componentes de la placa base, la configuración de dichos jumpers viene en el
libro de la placa base.
'Placa base'
CONECTOR DE ALIMENTACIÓN
Sirve para que la fuente de alimentación pueda suministrar
energía a la placa base, y de ahí, a todos los demás componentes de nuestro
ordenador.
CHIPSET
El Chipset de la placa base es la pieza fundamental a la
hora de definir las características de un sistema. Los chipset son un conjunto
de chips que actúan de interconexión entre el microprocesador y el resto de los
elementos y da nombre a la placa base.
Estos circuitos ayudan al microprocesador a acceder a la
memoria, slots de expansión, discos...
Su función principal es de servir como medio de comunicación
entre el microprocesador y el resto de componentes de la placa base.
Aquí tenemos un esquema de cómo funcionarían los chipset.
Estos chips vienen soldados a la placa base. En el mercado
hay distintas marcas de fabricantes de Chipset, pero el principal fabricante es
Intel. Existe una amplia gama de chipset para cada tipo de micro y de bus.
ZÓCALO
El zócalo para el microprocesador es la ubicación situada en
la placa base para fijar a este. Podemos encontrar tres tipos básicos de
zócalos:
Para la clase 486 y overdrive tanto en formato zif como no
zif.
Zif para Pentium y Pentium MMX denominado socket 7, y el zif
para Pentium pro denominado Socket 8.
Zócalo slot 1 para Pentium 2 y Pentium 3.
MICROPROCESADOR
El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro
del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior
existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación
permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip, estos suelen tener
forma de cuadrado o rectángulo negro, y como se ha dicho anteriormente, va en
su zócalo correspondiente según el modelo del microprocesador o soldados en la
placa base.
La velocidad del micro se mide en megahercios aunque esto es
solo una medida de la fuerza bruta del micro. Debido a la dificultad de
fabricar componentes electrónicos que funciones a inmensas velocidades a
megahercios es muy complejo, todos los micros tienen dos velocidades:
Velocidad interna: la velocidad a la que funciona el micro
internamente(300, 450, 500 Mhz...)
Velocidad externa o de bus: o también “FBS”, la velocidad
con la que se comunica el micro y la placa base.
La cifra por la que se multiplica la velocidad externa o de
la placa para dar la interna o del micro es el multiplicador; por ejemplo, un
Pentium III a 450 MHz utiliza una velocidad de bus de 100 MHz y un
multiplicador 4,5x.
Partes de un microprocesador
El encapsulado: es el plástico que rodea a la oblea de
silicio en si, para protegerla para que no se deteriore y permitir el enlace
con los componentes externos que lo acoplarán a su zócalo.
La memoria caché: una memoria ultrarrápida que sirve al
micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en
las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el
tiempo de espera.
Es lo que se conoce como caché de primer nivel; es decir, la
que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Todos los
micros tipo Intel desde el 486 tienen esta memoria, también llamada caché
interna.
El coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU
(Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada
en esa clase de cálculos matemáticos; también puede estar en el exterior del
micro, en otro chip.
ZÓCALOS DE MEMORIA
Como su propio nombre indica, son como los slots de
expansión a las tarjetas controladoras. Los módulos de memoria se insertan en
estas ranuras para quedar conectados a la placa base.
MEMORIAS
'Placa base'
RAM (Random Acces Memory, memoria de acceso aleatorio):
Memoria de almacenamiento primario. Almacena temporalmente
instrucciones de programa y datos. El computador divide un chip de RAM en
varias localidades de igual tamaño. Estas localidades de memoria tienen una
dirección única, de manera que el computador pueda distinguirlas cuando se le
ordena que guarde o recupere información. Puede almacenarse un trozo de
información en cualquier localidad de la RAM tomada al azar y el computador
puede recuperarlo rápidamente si se le indica hacerlo. De ahí proviene el nombre
de memoria de acceso aleatorio. La información almacenada en la RAM no es más
que un patrón de corriente eléctrica que fluye por circuitos microscópicos en
chips de silicio. Es una memoria volátil, ya que la información que contiene no
se conserva de manera permanente. Si se interrumpe la energía, dicha
información se pierde. La RAM no tiene partes móviles; al no tener un
movimiento mecánico, se puede tener acceso a los datos de la RAM a velocidades
electrónicas o aproximadamente a la velocidad de la luz. La RAM ofrece al
procesador un almacenamiento temporal para programas y datos.
'Placa base'
Todos los programas y datos se deben transferir a la RAM
desde un dispositivo de entrada o del almacenamiento secundario antes de que se
puedan ejecutar los programas o procesar los datos. El
espacio de la RAM es siempre escaso, por eso, después de que
se haya ejecutado un programa, se libera.
Tipos básicos de módulos de memoria:
La DRAM en general no se compra en CHIPS, sino en módulos de
memoria empaquetados en dos formatos básicos SIMM y DIMM que contienen 8, 16,
32, 64 o 128 MB cada uno. Estos módulos se introducen es ranuras (slots) en la
placa base.
Memoria
SIMM (Single in line Memory Module)
Usualmente son ocho o nueve, chips DIP fabricados con tecnología
DRAM y soldados en una tarjeta pequeña de circuito impreso.
El borde inferior de esta tarjeta posee contactos, que
encajan perfectamente en zócalos (slots) especialmente diseñados para este tipo
de módulos ubicados sobre la placa madre.
En las primeras PC se usaban SIMM de 32 pines que
proporcionaban cada uno 8 bits, por lo que debían ser usadas en pares en las PC
de 16 bits (hasta 386SX) y en grupos de a cuatro en las de 32 bits (4 x 8 = 32
bits), pero con las 486 desaparecieron, en favor de los módulos de 72.
Memoria
DIM(Dual In line Memory Module)
Tienen 168 pines y en las Pentium se pueden usar de solos
porque tienen 32 bits.
Es posible combinar módulos SIMM y DIMM en una placa madre,
pero bajo ciertas condiciones especiales. Un par de SIMM de 72 pines iguales
(es decir de 8, 16 o 32 MB) deberán estar instalados en la ranura (slot) 2 y un
DIMM de la misma velocidad en su ranura respectiva, además el voltaje deberá
ser de 3.3 V y no 5 V como se usa normalmente en los SIMM.
ROM (Read Only Memory, memoria sólo de lectura):
Es una memoria no volátil, porque el computador puede leer
información de ella pero nunca escribir información nueva. Todas las
computadoras cuentan con dispositivos de ROM que contienen las instrucciones de
arranque y otra información crítica. La información en la ROM se graba
permanentemente cuando nace el computador, pero no hay manera de reemplazarla a
menos que se reemplace el chip de ROM.
Memoria PROM (Programmable read only memory, memoria de sólo
lectura programable):
Es la ROM en la que el usuario puede cargar programas y
datos de solo lectura que una vez cargados rara vez o nunca se cambian.
Memoria EPROM:
Es la ROM que se puede borrar mediante luz. Eléctricamente
programable pero no eléctricamente borrable.
Podríamos decir que es de una sola grabación como la PROM.
Memoria EEPROM:
Es la ROM eléctricamente programable y eléctricamente
borrable. Se puede regrabar infinitamente.
Es como la FLASH.
Memoria FLASH:
Es un tipo de PROM que el usuario puede regrabar y alterar
fácilmente a su criterio.
Memoria CACHÉ:
Se usa para facilitar una transferencia aún más rápida de
instrucciones y datos al procesador; es decir que se usa para mejorar el caudal
de proceso (velocidad con que un sistema de computación puede realizar el
trabajo). Al igual que la RAM, el caché es un área de almacenamiento de alta
velocidad para las instrucciones de los programas y los datos, pero es 10 veces
más rápida que la RAM y mucho más cara. Con sólo una fracción de la capacidad
de la RAM, la memoria caché sólo contiene las instrucciones y los datos que es
probable que el procesador requiera enseguida.
SLOTS/BUSES
Los distintos dispositivos electrónicos de la placa base,
así como las tarjetas controladoras (tarjeta gráfica, módem, etc) se comunican
a través de los buses, que son una serie de hilos que permiten conectar uno o
más componentes entre sí. Se puede decir que los slots o ranuras de expansión
son el final de los buses, es decir, donde se conectan las tarjetas. En la
actualidad, existen varios tipos fundamentales de buses, que son los que se
usan en las placas base que podemos encontrar en el mercado. Son el ISA (cada
vez más desfasado), el PCI (marca la pauta del mercado), el USB (el más nuevo y
rápido) y el AGP (para gráficos).
Bus ISA
Apareció en el mercado hace bastante tiempo, y tiene un bus
de datos de 16 bits, aunque es compatible con su antecesor de 8 bits, con la
única diferencia de que el bus ISA de 8 bits era síncrono, por lo tanto, las
viejas tarjetas de 8 bits pueden funcionar en buses ISA de 16 bits sin ningún
problema. De todas formas, las tarjetas de 16 bits son considerablemente más
rápidas que las otras, ya que transfieren la misma cantidad de datos que las de
8 bits, pero en la mitad de tiempo. Además de ampliarse el bus de datos de 8
bits a 16 bits también se amplió el bus de direcciones a 24 bits y se aumentó
la velocidad de cada una de las señales de frecuencia. Este bus tiene 62
contactos (8 bits) o 98 contactos (16 bits).
Bus VESA
Es un bus desarrollado por un organismo de estandarización
de dispositivos de vídeo quién lo presentó como el primer tipo de bus local. Se
le llamo VESA LOCAL BUS (VLB). Este tipo de bus revolucionó el mercado ya que
permitía una velocidad de 33 Mhz pudiéndose alcanzar una máxima de 50 Mhz y su
ancho de banda es de 32 bits (aunque en su especificación 2.0 se alcanzan los
64 bits).
En el año 1992 se presentó un nuevo bus local el PCI, que
aunque no mejoró el rendimiento del VLB, superó las carencias que presentaba
este bus que estaba orientado al diseño de los procesadores 80486.
Bus PCI
(Peripheral Component Interconnect)
Es un bus que fue desarrollado por Intel y que fue creado
especialmente para el procesador Pentium, además, es compatible con el estándar
Plug&Play y tiene una anchura de bus de 64 bits. Este bus es independiente
de la CPU, ya que depende de un controlador de bus PCI. Por ello es posible instalarlo
en sistemas que no estén basados en el procesador Intel (AMD, Macintosh, etc).
Las tarjetas de expansión PCI trabajan eficientemente en todos los sistemas,
por lo que pueden ser intercambiadas a gusto del usuario. A pesar de que el bus
PCI es el “presente”, por llamarlo de alguna manera, sigue habiendo buses y
tarjetas de expansión ISA, ya que no todas las tarjetas necesitan los ratios de
transferencia que ofrece PCI; sin embargo, las tarjetas SCSI, tarjetas de red,
módems internos, etc. se han decantado cada vez más fuertemente hacia el bus
PCI. Este bus consta de 124 contactos (32 bits) o de 188 contactos (64 bits).
Bus AGP
(Accelerated Graphics Port)
La tecnología AGP, creada por Intel, y de reciente
aparición, tiene como objetivo fundamental el nacimiento de un nuevo tipo de
PC, en el que se preste especial atención a dos facetas: gráficos y
conectividad. La especificación AGP se basa en la PCI 2.1 de 66 MHz, y añade
tres características nuevas a ésta para incrementar su rendimiento: nueva tecnología
de lectura / escritura, demultiplexado de datos y direcciones en el propio bus
e incremento de la velocidad hasta los 100 MHz (lo que supondría unos ratios de
transferencia de unos 800 Mb/s, 4 veces mayores que los alcanzados por PCI).
Además, como el bus AGP es exclusivo para el apartado gráfico, no tiene que
compartir su ancho de banda con otros componentes, como sí sucede en el caso
del PCI.
PUERTOS
Los puertos son la relación del ordenador con el exterior,
se encargan de facilitar el intercambio de información entre el ordenador y la
periferia. Su función consiste en posibilitar la transmisión de datos entre dos
sistemas distintos.
Los puertos los podemos tener ya integrados en la placa base
como ya vienen actualmente, pero en las placas ase anteriores a Pentium o los
últimos 486, no venían integrados en la placa base.
Los puertos serie COM1 y COM2
Permiten velocidades de hasta 115.200 bits/s.
El uso más común del puerto serie es el ratón o el módem, la
razón de esto es porque un puerto serie no es un modo eficiente de transmitir,
ya que la información la envía en serie, un bit de información tras de otro,
este tipo de transferencia tan lenta está bien para dispositivos de baja
velocidad hasta los 115.200 bits/s.
El ordenador dispone de dos puertos serie, uno de 9 pines
(COM1) y otro de 25 pines (COM2) en el caso de placas AT, y dos COM1 en el caso
de placas ATX, que salen al exterior a través de un conector de 9 y 25 pines
respectivamente.
Puerto Paralelo LPT
Puede enviar hasta 8 bits de información en paralelo
simultáneamente. Las placas base o en el caso de tarjetas controladoras suelen
llevar un puerto paralelo, que es un conector hembra de 25 agujeros, donde
pueden alcanzarse velocidades de transmisión de hasta 500 Kbytes por segundo.
'Placa base'
'Placa base'
Puerto USB (bus serie universal)
Es un bus de cuatro hilos y puede trasmitir / recibir a
velocidades de hasta 12 Mbits/s y sus características más relevantes son:
Velocidades de hasta 1´5 Mbps y hasta 12 Mbps.
Se pueden conectar hasta 127 dispositivos.
Cada segmento de cable puede tener hasta 5 metros.
Utiliza un cable de 4 hilos: dos de alimentación y dos de
señal.
Se utiliza para dispositivos de baja velocidad: teclado,
ratón, impresora y módem.
Son completamente Plug&Play, en el caso de Windows 98 no
es necesario reiniciar el equipo, solo hay que conectarlo y reconoce el
dispositivo.
Existen dispositivos HUB para conectar varios USB a una
salida.
'Placa base'
El puerto IRDA
Se definió en 1994, para conectar un periférico de
infrarrojos basta en colocarlo en línea con el puerto IRDA a una distancia
menor a un metro, así se comunicarán los equipos sin necesidad de cables. La
velocidad máxima es de unos 4 Mbytes/s bidireccional, aunque emula a un puerto
serie teniendo una velocidad de 115.200 bits/s.
DISCO DURO
'Placa base'
Los discos duros constituyen la unidad de almacenamiento
principal del ordenador, donde se almacenan permanentemente una gran cantidad
de datos y programas. Constituyen la memoria de almacenamiento masivo.
Esta información que almacena no puede ser procesada
directamente por el microprocesador sino que, en un paso previo, deben
transferirse a la memoria centrar (RAM) donde pueden manejarse.
Las unidades de los discos duros contienen 2 o más discos
(platillos) apilados sobre un eje central y aislados completamente del
exterior. Las primeras y antiguas unidades almacenaban del orden de 10 a 20
Mbytes y las actuales pues cada vez aumentan más pero no bajan de los 4 Gbytes.
Todo disco duro esta compuesto por uno o varios discos
magnéticos (también llamados platos magnéticos), una o varias cabezas
lectoras/grabadoras, un motor de giro y una circuitería interna que manipula
estos elementos.
Suponiendo que los discos duros solamente tuviesen un solo
disco magnético y dos cabezas, su funcionamiento sería similar al de un
disquete. Al encender el equipo, la corriente de 12 voltios que le suministra
la fuente de alimentación del PC hace girar el motor de giro del plato
magnético y posiciona las cabezas justo al principio de éste. Es básicamente
igual que cuando colocamos un disco en el tocadiscos de la cadena de música y
colocamos la aguja en el comienzo de su superficie. En el momento en el que el
PC necesitar realizar cualquier operación de lectura o escritura, envía la
orden a la circuitería del disco duro, la cual mueve las cabezas al lugar
exacto donde se encuentra la información a recuperar o, en caso de tener que
grabar algo, mueve las cabezas al lugar del disco duro donde hay espacio libre
disponible.
DISQUETERA
Refiriéndonos exclusivamente al mundo del PC, en las
unidades de disquete sólo han existido dos formatos físicos considerados como
estándar el de 5 1/4 y el de 3 1/2.
En formato de 5 1/4, el IBM PC original sólo contaba con
unidades de 160 Kb., esto era debido a que dichas unidades sólo aprovechaban
una cara de los disquetes. Luego, con la incorporación del PC XT vinieron las
unidades de doble cara con una capacidad de 360 Kb.(DD o doble densidad), y más
tarde, con el AT, la unidad de alta densidad (HD) y 1,2 Mb.
El formato de 3 1/2 IBM lo impuso en sus modelos PS/2. Para
la gama 8086 las de 720 Kb. (DD o doble densidad) y para el resto las de 1,44
Mb. (HD o alta densidad) que son las que hoy todavía perduran.
En este mismo formato, también surgió un nuevo modelo de
2,88 Mb. (EHD o Extra alta densidad), pero no consiguió cuajar.
Estos son los más comunes y baratos, cuyas características
se describen en la siguiente tabla:
TIPO DE DISCO
DOBLE DENSIDAD Kb
ALTA DENSIDAD Mb
'Placa base'
5 ¼"
360
1.2
'Placa base'
3 ½"
720
1.4
LECTOR DE CD
'Placa base'
El disco compacto digital, llamado CD-ROM en informática,
por aquello de que su información esta memorizada para lectura solamente (Read
Only Memory), es un dispositivo metálico recubierto de plástico transparente,
de 12 centímetros de diámetro, usado para reproducir música y datos de
computador por medio de un fino rayo de luz láser. Aunque musicalmente se
utiliza para almacenar una pocas canciones, para un total de 72 minutos de
reproducción, la verdad es que en dicho disco se puede almacenar muchísima mas
información, tanto como el equivalente a una enciclopedia de mas de 26 tomos,
con texto, fotos, voces, etc.
Un disco CD-ROM puede almacenar 650 MB de datos digitales
(aproximadamente 450 disquetes de 1,44 MB) y hasta mas del doble si comprimimos
la información. En CD-ROM se consiguen actualmente los programas para
computador que son muy extensos, además de juegos animados, bases de datos
medicas, etc.
También se consiguen discos CD en blanco para ser grabados
por el usuario con cualquier tipo de información, incluyendo música. Para ello
se requiere tener un aparato grabador de CD´s, el cual se conecta al
computador. Es muy similar al lector de CD, pero lo que varia es el
precio.
El microprocesador que decodifica los impulsos eléctricos es
la diferencia principal entre los reproductores de compactos de música y datos.
Los CD´s de audio convierten la información digital que esta guardada en el
disco en señales analógicas para que las procese un amplificador estéreo. En
este esquema se permite algo de imprecisión, debido a que seria virtualmente
imposible oírla en la música. Sin embargo, los CD-ROM no pueden tolerar ninguna
imprecisión. Cada bit de datos debe ser leído exactamente como esta. Por ésta
razón, los CD-ROM tienen una gran cantidad de información ECC adicional escrita
en el disco. El ECC puede usarse para detectar y corregir la mayoría de los
errores pequeños, mejorando la confiabilidad y precisión a niveles que son
aceptables para el almacenamiento de datos.
Las unidades de CD-ROM trabajan de la siguiente manera:
1. El diodo láser emite un rayo infrarrojo de baja energía
hacia un espejo.
2. El servomotor, bajo el mando del microprocesador, coloca
al rayo en la pista correcta del CD-ROM moviendo el espejo.
3. Cuando el rayo llega al disco, la luz refractada es
recolectada y enfocada por medio del primer lente que esta bajo el plato, es
reflejada en el espejo y enviada hacia el divisor de rayo.
4. El divisor de rayo dirige la luz láser que regresa hacia
otro lente de enfoque.
5. El ultimo lente dirige el rayo de luz hacia un foto
detector que convierte la luz en impulsos eléctricos.
6. Estos impulsos son decodificados por el microprocesador y
enviados a la computadora como datos.
Los huecos que fueron grabados en el CD-ROM varían en
longitud. El rayo de luz reflejado cambia de intensidad cuando cruza de una
área de valle a un área de hueco. La señal eléctrica correspondiente del foto
detector varia con la intensidad de la luz reflejada. Los bits de datos son
leídos como las transiciones entre señales altas y bajas, que son grabadas
físicamente al inicio ya la final de cada área de hueco.
Debido a que un solo error de bit puede ser desastroso en un
archivo de programas o de datos, se utilizaban amplio algoritmos de detección y
corrección de errores. Estas rutinas permiten que la probabilidad de un error
no detectado sea menor de 1 en 1025. En términos más físicos, esto significa que
podría haber solo un error no detectado en 2 cuatrillones de discos.
TARJETAS DE SONIDO
'Placa base'
En un principio, las tarjetas de sonido en el mercado se
utilizaban solo para juegos. Diversas compañías incluyendo AdLib y Creative
Labs introdujeron productos finales de los ochenta. En 1989, Creative Labs
presentó el Game Blaster, que proporcionaba sonido estéreo a unos cuantos
juegos de computadora. La pregunta de muchos era "¿Por qué pagar 100
dólares por una tarjeta que agrega sonido a un juego de 50?" Y más
importante aun, como en ese tiempo no existían estándares de sonido, una
tarjeta de sonido determinada podía ser inútil para otros juegos.
Unos meses después de liberar Game Blaster, Creative Labs
anunció la tarjeta de sonido Sound Blaster. Esta tarjeta era compatible con la
tarjeta de sonido AdLib y con la propia tarjeta Game Blaster de Creative Labs.
Incluía una entrada para micrófono y una interfaz MIDI para conectar un
sintetizador a la PC. Por fin, la tarjeta de sonido tenia usos distintos a los
de los juegos.
Se demostró que la tarjeta de sonido tenia muchos usos, de
los cuales se mencionan:
*Agregar sonido estéreo a programas de entretenimiento
(juegos).
*Aumentar la efectividad del software educativo, en
particular para los niños pequeños.
*Incorporar efectos de sonido a presentaciones de negocios y
software de capacitación.
*Crear música por medio de hardware y software
especializado.
*Agregar anotaciones de voz en los archivos.
*Agregar efectos de sonido a eventos del sistema operativos
*Habilitar una PC para que lea.
*Habilitar el uso de la PC por individuos discapacitados.
*Reproducir CD´s.
Aunque las dos funciones principales de estas tarjetas son
la generación o reproducción de sonido y la entrada o grabación del mismo. Para
reproducir sonidos, las tarjetas incluyen un chip sintetizador que genera ondas
musicales. Este sintetizador solía emplear la tecnología FM, que emula el
sonido de instrumentos reales mediante pura programación; sin embargo, una
técnica relativamente reciente ha eclipsado a la síntesis FM, y es la síntesis
por tabla de ondas (WaveTable). En WaveTable se usan grabaciones de
instrumentos reales, produciéndose un gran salto en calidad de la reproducción,
ya que se pasa de simular artificialmente un sonido a emitir uno real. Las
tarjetas que usan esta técnica suelen incluir una memoria ROM donde almacenan
dichos "samples"; normalmente se incluyen zócalos SIMM para añadir
memoria a la tarjeta, de modo que se nos permita incorporar más instrumentos a
la misma.
Una buena tarjeta de sonido, además de incluir la tecnología
WaveTable, debe permitir que se añada la mayor cantidad posible de memoria.
Algunos modelos admiten hasta 28 Megas de RAM (cuanta más, mejor).
Efectos:
Una tarjeta de sonido también es capaz de manipular las
formas de onda definidas; para ello emplea un chip DSP (Digital Signal
Processor, Procesador Digital de Señales), que le permite obtener efectos de eco,
reverberación, coros, etc. Las más avanzadas incluyen funciones ASP (Advanced
Signal Processor, Procesador de Señal Avanzado), que amplía considerablemente
la complejidad de los efectos. Por lo que a mayor variedad de efectos, más
posibilidades ofrecerá la tarjeta.
TARJETAS GRÁFICAS
'Placa base'
Una tarjeta de video proporciona las señales que operan tu
monitor. Con los sistemas PS/2 introducidos en 1987, IBM desarrolló nuevos
estándares de video que han superado a los antiguos en cuanto a popularidad y
soporte.
Las tarjetas de video siguen algunos de los diferentes
estándares de la industria:
*MDA: Adaptador de pantalla monocromática.
*CGA: Adaptador de gráficos a color.
*MCGA: Arreglo grafico multicolor.
*EGA: Adaptador de gráficos ampliado.
*VGA: Matriz de gráficos de video.
*XGA: Arreglo de gráficos extendido.
*Aceleradores 3D: Acelerador de gráficos a tercera
dimensión.
Estos adaptadores y estándares de video son manejados por
prácticamente todos los computadores. También se están desarrollando otros
sistemas dentro de los estándares de facto. Por ejemplo, el SVGA ofrece
diferentes resoluciones de distintos distribuidores, aunque la resolución de
1.024 x 768 se esta convirtiendo en la resolución estándar para realizar
trabajo detallado. Para trabajar con esta resolución se debe tener un monitor
con tamaño mínimo de 14´(pulgadas).
La mayoría de los monitores de microcomputadores manejan por
lo menos un estándar de video, permitiéndole operarlos con tarjetas de video y
software que sean compatibles con el estándar. Por ejemplo, un monitor que
maneja VGA podría operar con tarjetas de video y software VGA.
Memoria de video:
Una tarjeta de video depende de la memoria para dibujar la
pantalla. A menudo puedes seccionar cuanta memoria deseas en tu tarjeta de
video. La mayoría de las tarjetas de video vienen por lo menos 4 MB y por lo
regular tienen 8 MB. Agregar más memoria no acelera tu tarjeta de video; en vez
de ello, permite que la tarjeta genere más colores y resoluciones más altas.
Historia de las placas base.
Las placas bases cambian para adaptarse a los nuevos
procesadores, nuevos buses, nuevos tipos de memoria, nuevos tipos de discos
duros... resumiendo cada vez que uno de los componentes del ordenador sufre
alguna mejora, el cambio debe ser reflejado en la placa base. Es por esta razón
que los chipsets se van modernizando.
Evolución de las placas por componentes:
BUSES
Bus
Año
Clock
Ciclos Datos
ISA-16
1984
8 Mhz
2
Microchannel
1987
10 Mhz
1
PCI
1992
33 Mhz
1
PCMCIA
10 Mhz
1
VLB
1991
33 Mhz
1
AGP 2X
1996
66 Mhz
(Dual Clocked)
1
AGP 4X
66 Mhz
(Quad Clocked)
1
USB
Bus
Ancho
Máximo ancho de banda teórico
Chipsets que lo soportan
ISA-16
16 bit
8 Mb/Seg
Todos
Microchannel
32 bit
40 Mb/Seg
Algunos IBM antiguos
PCI
32 bit
132 Mb/Seg
FX, VX, HX, TX, LX, BX, serie i8XX, Via-KX, Via-KT,
Via-Apollo...
PCMCIA
16 bit
20 Mb/Seg
Portátiles
VLB
16 bit
132 Mb/Seg
Destinados a i486
AGP 2X
32 bit
528 Mb/Seg
LX (1x), BX
(2x) en adelante
AGP 4X
32 bit
1056 Mb/Seg
Serie i8XX,
Apollo Pro, KX, KT,...
USB
1 bit
1,5 Mb/Seg
Para el futuro nos esperan las placas bi-procesador, con la
llegada de chipsets como el 760 de AMD. La introducción de la memoria DDR-SDRAM
que duplica el ancho de banda de la memoria SDRAM también aportará movimiento
en el mundo de la RAM, de hecho las tarjetas gráficas son el campo de prueba
para la memoria RAM y las GeForce 1 ó 2 llevan memoria DDR en sus versiones más
potentes. En el apartado de discos duros también llegarán novedades como el
Serial-ATA. También llegarán chipsets con cada vez más funciones integradas
como el sonido, la VGA...
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