EJEMPLO DE UNA TARJETA MADRE O MAIN BOARDLa Tarjeta Madre contiene los componentes fundamentales de un sistema de computación. Esta placa contiene el microprocesador o chip, la memoria principal, la circuitería y el controlador y conector de bus.
Además, se alojan los conectores de tarjetas de expansión (zócalos o slots de expansión), que pueden ser de diversos tipos, como ISA, PCI, SCSI y AGP, entre otros. En ellos se pueden insertar tarjetas de expansión, como las de red, vídeo, audio u otras.
Aunque no se les considere explícitamente elementos esenciales de una placa base, también es bastante habitual que en ella se alojen componentes adicionales como chips y conectores para entrada y salida de vídeo y de sonido, conectores USB, puertos COM, LPT y conectores PS/2 para ratón y teclado, entre los más importantes.
Físicamente, se trata de una placa de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos componentes que se encuentran insertados o montados sobre la misma, los principales son:
• Microprocesador o Procesador: (CPU – Unidad de Procesamiento Central) el cerebro del computador montado sobre una pieza llamada zócalo o slot
• Memoria principal temporal: (RAM – Memoria de acceso aleatorio) montadas sobre las ranuras de memoria llamados generalmente bancos de memoria.
• Las ranuras de expansión: o slots donde se conectan las demás tarjetas que utilizará el computador como por ejemplo la tarjeta de video, sonido, modem, red, etc.
• Chips: como puede ser la BIOS, los Chipsets o contralodores.
Las tarjetas madres o motherboard existen en varias formas y con diversos conectores para dispositivos, periféricos, etc.
ATX
Son las más comunes y difundidas en el mercado, se puede decir que se están convirtiendo en un estándar y pueden llegar a ser las únicas en el mercado informático. Sus principales diferencias con las AT son las de mas fácil ventilación y menos enredo de cables, debido a la colocación de los conectores ya que el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa.
AT ó Baby-AT
Baby AT: Fue el estándar durante años , formato reducido del AT, y es incluso más habitual que el AT por adaptarse con mayor facilidad a cualquier caja, pero los componentes están más juntos, lo que hace que algunas veces las tarjetas de expansión largas tengan problemas. Poseían un conector eléctrico dividido en dos piezas a diferencias de las ATX que esta formado por una sola pieza mencionado anteriormente.
Conector de board AT
Diseños propietarios
Pese a la existencia de estos típicos y estándares modelos, los grandes fabricantes de ordenadores como IBM, Compaq, Dell, Hewlett-Packard, Sun Microsystems, etc. Sacan al mercado placas de tamaños y formas diferentes, ya sea por originalidad o simplemente porque los diseños existentes no se adaptan as sus necesidades. De cualquier modo, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos estas particulares placas, sobre todo desde la llegada de las placas ATX.
El microprocesador: (CPU) (siglas de C entral P rocessing U nit).
También llamada procesador, es el chip o el conjunto de chips que ejecuta instrucciones en datos, mandados por el software. La CPU o cerebro del PC se inserta en la placa base en un zócalo especial. Dependiendo de la marca y del modelo del procesador se debe adquirir la board para que sean compatibles. Cualquier placa base moderna soporta los procesadores de INTEL, pero no todas soportan el Pentium 233 MMX o el Pentium II 450. Otra cuestión muy diferente es el soporte de los procesadores de AMD o CYRIX, especialmente en sus últimas versiones (K6-2 de AMD, MII de Cyrix/IBM), es decir diferentes compañías desarrollan su propio zócalo para conectar su CPU.
Tipos de zócalo o socket:
PGA: Es un conector cuadrado, la cual tiene orificios muy pequeños en donde encajan los pines cuando se coloca el microprocesador a presión.
ZIF: (Zero Insertion Force – Cero fuerza de inserción) Eléctricamente es como un PGA, la diferencia es que posee un sistema mecánico que permite introducir el chip sin necesidad de presión alguna, eliminando la posibilidad de dañarlo, tanto al introducirlo como extraerlo.
Surgió en la época del 486 y sus distintas versiones (Socket's 3, 5 y 7, principalmente) se han utilizado hasta que apareció el Pentium II. Actualmente se fabrican tres tipos de zócalos ZIF:
- Socket 7: variante del Socket 7 que se caracteriza por poder usar velocidades de bus de hasta 100 MHz, que es el que utilizan los chips AMD K6-2.
- Socket 370 ó PGA 370: físicamente similar al anterior, pero incompatible con él por utilizar un bus distinto.
- Socket A: utilizado únicamente por algunos AMD K7 Athlon y por los AMD Duron.
Slot 1: Es un nuevo medio de montaje para chips. Físicamente muy distinto al anterior. Es una ranura muy similar a un conector PCI o ISA que tiene los contactos o conectores en forma de peine.
Slot A: La versión de AMD contra el Slot 1; físicamente ambos "slots" son iguales, pero son incompatibles ya que Intel no tubo ninguna intención de vender la idea y es utilizado únicamente por el AMD K7 Athlon.
Cabe anotar que las marcas más consolidadas en el mercado son Intel y AMD, siendo ambos fuertes competidores entre si. Intel maneja principalmente dos modelos de procesadores: Pentium y Celeron, siendo el uno más costoso que el otro (Esto se debe a la diferencia de cantidad de memoria caché que tienen). Al igual AMD maneja dos tipos o modelos de procesadores: Athlon y Duron. Al igual que Intel manejan una diferencia de precios entre los dos, es decir ambas compañías ofrecen un modelo costoso y otro de menor valor, esto previendo satisfacer el mercado adquisitivo. La calidad de ambas marcas y de cualquier modelo es muy buena, no se deben demeritar ninguno. Actualmente se viene presentando un aval de Microsoft para su sistema operativo Windows XP con las nuevas versiones de Athlon de AMD.
Otros: En ocasiones, no existe zócalo en absoluto, sino que el chip está soldado a la placa, en cuyo caso a veces resulta hasta difícil de reconocer. Es el caso de muchos 8086, 286 y 386SX ó bien se trata de chips antiguos como los 8086 ó 286, que tienen forma rectangular alargada parecida al del chip de la BIOS y pines ó patitas planas en vez de redondas, en este caso, el zócalo es asimismo rectangular, del modelo que se usa para multitud de chips electrónicos de todo tipo. Actualmente sé esta utilizando el Soket A similar al Zócalo 370 pero de menor tamaño es utilizado por los Pentium IV.
Enfriamiento
Los microprocesadores almacenan grande cantidades de calor, debido a los procesos y gran trabajo que este realiza, es por eso que necesitan un sistema de enfriamiento o refrigeración que permita mantener un nivel de calor óptimo para evitar así que se queme y este trabaje adecuadamente sin que se recaliente.
Ranuras de Memoria
Son los conectores donde se inserta la memoria principal de la PC, llamada RAM.
Estos conectores han ido variando en tamaño, capacidad y forma de conectarse, Este proceso ha seguido hasta llegar a los actuales módulos DIMM y RIMM de 168/184 contactos.
Chip BIOS / CMOS
La BIOS (Basic Input Output System – Sistema básico de entrada / salida) es un chip que incorpora un programa que se encarga de dar soporte al manejo de algunos dispositivos de entrada y salida. Físicamente es de forma rectangular y su conector muy sensible.
Además, el BIOS conserva ciertos parámetros como el tipo de algunos discos duros, la fecha y hora del sistema, etc. los cuales guarda en una memoria del tipo CMOS, de muy bajo consumo y que es mantenida con una pila cuando el sistema sin energía. Este programa puede actualizarse, mediante la extracción y sustitución del chip que es un método muy delicado o bien mediante software, aunque sólo en el caso de las llamadas Flash-BIOS.
Ranuras de expansión:
Son las ranuras donde se insertan las tarjetas de otros dispositivos como por ejemplo tarjetas de vídeo, sonido, módem, etc. Dependiendo la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño e incluso en distinto color.
ISA: Una de las primeras, funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una placa de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser generalmente negro.
Vesa Local Bus: empezaron a a usarse en los 486 y estos dejaron de ser comúnmente utilizados desde que el Pentium hizo su aparición, ya que fue un desarrollo a partir de ISA, que puede ofrecer unos 160 MB/s a un máximo de 40 MHz. eran muy largas de unos 22 cm, y su color suele ser negro con el final del conector en marrón u otro color.
PCI: es el estándar actual. Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y casi siempre son blancas.
AGP: actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm, se encuentra a un lado de las ranuras PCI, casi en la mitad de la tarjeta madre o principal.
La mayoría de las tarjetas madres o principales tienen más ranuras PCI, entre 5 y 6, excepto algunas tarjetas madre que tienen Una ya que manejan el sonido, video, módem y fax de forma integrada mediante chips. Generalmente tienen una ranura ISA por cuestiones de compatibilidad o emergencia y una ranura AGP. Algunas cuentan con una ranura adicional para el caché externo muy similar a las ranuras de AGP.
El Microprocesador
Unidad central de proceso (conocida por sus siglas en inglés, CPU), circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras. Generalmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos.
El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).
El microprocesador es un tipo de circuito integrado. Los circuitos integrados, también conocidos como microchips o chips, son circuitos electrónicos complejos y están formados por componentes microscopicos formados en una única pieza plana de un material conocido como semiconductor. Estos incorporan millones de transistores, además de otros componentes como resistencias, diodos, condensadores, etc. Todo ello a un tamaño aproximado de 4 x 4 centimetros, cuentan con muchos pines conectores y generalmente la placa es de color gris.
Un microprocesador consta de varias partes. La unidad aritmético-lógica (ALU, siglas en inglés) efectúa cálculos con números y toma decisiones lógicas; los registros son zonas de memoria especiales para almacenar información temporalmente; la unidad de control descodifica los programas; los buses transportan información digital a través del chip y de la computadora; la memoria local se emplea para los cómputos realizados en el mismo chip. Los microprocesadores más complejos contienen a menudo otras secciones; por ejemplo, secciones de memoria especializada denominadas memoria cache , que sirven para acelerar el acceso a los dispositivos externos de almacenamiento de datos. Los microprocesadores modernos funcionan con una anchura de bus de 64 bits (un bit es un dígito binario, una unidad de información que puede ser un uno o un cero): esto significa que pueden transmitirse simultáneamente 64 bits de datos.
Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa, lleva la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en la secuencia adecuada. La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual recupera la siguiente instrucción desde la memoria. En una secuencia típica, la CPU localiza la instrucción en el dispositivo de almacenamiento correspondiente. La instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el registro de instrucción. Entretanto, el contador de programa se incrementa en uno para prepararse para la siguiente instrucción. A continuación, la instrucción actual es analizada por un descodificador, que determina lo que hará la instrucción. Cualquier dato requerido por la instrucción es recuperado desde el dispositivo de almacenamiento correspondiente y se almacena en el registro de datos de la CPU. A continuación, la CPU ejecuta la instrucción, y los resultados se almacenan en otro registro o se copian en una dirección de memoria determinada.
Un cristal oscilante situado en el computador proporciona una señal de sincronización, o señal de reloj, para coordinar todas las actividades del microprocesador. La velocidad de reloj de los microprocesadores más avanzados es de unos 800 megahercios (MHz) —unos 800 millones de ciclos por segundo—, lo que permite ejecutar más de 1.000 millones de instrucciones cada segundo
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