La tarjeta principal, tarjeta madre o placa base,; es la tarjeta de circuitos impresos que sirve como medio de conexión entre los diferentes dispositivos del sistema, es decir Establece la conexión física para administrar, y controlar la energía eléctrica asi como establecer la comunicación de datos e información también realizar acciones de forma periódica o en un instante de tiempo prefijado ya que es necesario establecer la sincronía o coincidencia en el tiempo de las diferentes partes o funciones de un proceso. Para controlar y monitorear las diferentes tareas del sistema a través de sus procesos.
Formatos de tarjeta madre
1. Placa AT.
la tarjeta madre AT
se le denomina así debido a que corresponde al diseño de la tarjeta madre
original de la IBM AT, desarrollada en agosto de 1981 consta de un tamaño de 12
pulgadas (305mm) de ancho x 11-13 pulgadas de fondo.
El cual debido a su
gran tamaño se dificulta la colocación de nuevas unidades de disco. Además su
conector cuenta con un código de color para situar 4 cables negros en la zona
central con la fuente de alimentación, lo que conlleva fácilmente al error de
reconectarlos.
2. Placa Baby
AT.
Presentada por IBM
en 1985. Esta placa es análoga a la AT, pero de menor tamaño: 8,5 pulgadas de
ancho y de 10 a 13 pulgadas de fondo. Su menor tamaño facilita la ampliación,
por lo que obtiene buena respuesta por parte de los desarrolladores de
sistemas. Sin embargo, mantiene problemas similares a su antecesor ya que la
multitud de cables dificultan la ventilación y provocan calentamiento.
3. Placa ATX.
Desarrollada por
Intel en 1995. Con un tamaño de 12 pulgadas de ancho x 9,6 pulgadas de largo,
se les supone de más fácil ventilación y menos enredo de cables que las
Baby-AT, debido a la colocación de los conectores. Para ello, el
microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de
alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa. El
puerto DIN 5 de teclado se sustituye por las tomas PS/2 de teclado y ratón.
4. Placa LPX.
Basada en un diseño
de Western Digital, permite el uso de cajas más pequeñas en una placa ATX
situando las ranuras de expansión en una placa especial llamada Riser Card. Un
Riser Card es un adaptador para modificar 90 grados el ángulo de inserción de
una tarjeta externa, ya sea PCI, PCI-X.
Ranuras
de Expansión
Se trata de cada
uno de los conectores que tiene la tarjeta madre en los que se insertan las
tarjetas de expansión. Todas las ranuras están conectadas entre sí y un sistema
personal tiene entre ocho y doce ranuras las cuales sirven para aumentar la
capacidad de la computadora ya sea en la rapidez, gráficos y sonido etc.
Las ranuras de expansión se clasifican en:
1.
AGP. Accelerated Graphics Port (Puerto de Gráficos
Avanzados).
Fue creada con el
fin de mejorar el desempeño gráfico, actualmente está siendo reemplazado por el
slot PCI Express que es más potente, debido a su estructura sólo existe una
ranura localizada a un lado de las ranuras PCI.
AGP resulta idónea
para conectar una tarjeta aceleradora de gráficos en 3D
2.
ISA. Industry Standar Arquitecture. Estos puertos se
fabricaron hasta los primeros modelos del Pentium III, actualmente en desuso y
remplazados desde el año 2000 por el slot PCI Cada vez se utilizan menos debido
a que los dispositivos conectados en ella se
comunican por un bus muy lento.
3.
PCI. Peripheral Component Interconnect es
ideal para los procesadores Pentium y posteriores, son ranuras de expansión en
las que se puede conectar tarjetas de sonido, de vídeo, de red etc. el límite
práctico de número de ranuras es de 3 para no sobrecargar la capacidad de
transferencia del bus, que es de 133 megabytes por segundo y además ofrece una
comunicación más directa con el procesador.
4.
AMR. Audio Modem Riser. Ranura de expansión para instalar tarjetas de sonido o
módems lanzada en 1998, cuenta con 16 pines. Se dejó de instalar a partir de
Pentium IV y AMD, ya que en el momento de su lanzamiento la potencia de las
computadoras no era la adecuada para soportar esta carga.
5.
CNR. Communication and Network Riser. Se utiliza para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas LAN o
USB. Se introdujo en el 2000 por Intel en las tarjetas madres para procesadores
Pentium, ya que como se trató de un diseño propietario no se extendió más allá
de las tarjetas que incluían los chipsets de Intel.
6.
PCI-Express. El PCI Express desarrollado por un grupo de constructores de sistemas
personales y desarrolladores de periféricos iniciaron su distribución en
sistemas personales en 2004, se basa en un sistema de comunicación en serie
mucho más rápido.
Microprocesadores
El microprocesador, también denominado
unidad central de procesamiento (CPU), es un microchip que responde y procesa
las operaciones aritmético/lógicas y que hace funcionar una computadora.
Funciona como el cerebro de la computadora. Su forma física es la de un
cuadrado plano e instalados en un dispositivo denominado “Zócalo‟.
Partes de una tarjeta madre
1.
Zócalo. El zócalo es una matriz de
pequeñas depresiones ubicada en la tarjeta madre y donde encajan los pines del
microprocesador. Esta matriz permite la conexión entre el microprocesador y el
resto del equipo.
2.
Enfriamiento. Debido al trabajo a que se somete a un procesador, este genera grandes
cantidades de calor por lo que requiere de un sistema de ventilación o
enfriamiento que le permita trabajar en óptimas condiciones.
El
microprocesador está compuesto por:
Registros controlan
instrucciones en la ejecución, y manejan el direccionamiento de memoria.
Unidad o Sección de
control dirigen la secuencia de pasos de tal forma que la computadora lleve a cabo
un ciclo completo de ejecución de una instrucción.
Unidad o Sección
aritmético-lógica desarrolla todas las operaciones de cálculo aritmético
así como las comparaciones lógicas.
Unidad en Coma
Flotante cálcula operaciones
con muchos decimales, lo cual, permite
la manipulación numérica a través de diferentes tipos de códigos.
Los parámetros característicos que deben
considerarse en un microprocesador son: su ancho de bus (medido en bits), la
frecuencia de reloj a la que trabajan (medida en hertzios), y el tamaño de
memoria Caché (medido en kilobytes).
El
microprocesador tiene circuitos de almacenamiento (o memoria Caché) y puertos
de entrada/salida en el mismo circuito integrado.
Existen dos tipos de memoria Caché:
L1 o interna. La Caché de primer nivel contiene muy
pocos kilobytes, pueden ser 32 ó 64 Kb. Está situada dentro del propio
procesador y por tanto su acceso es aún más rápido.
L2
o externa. La memoria Caché L2 es ligeramente más lenta y con más
latencias que la L1, pero es más barata y de mayor cantidad de datos. Está
situada entre el procesador y la RAM. El tamaño de la memoria Caché L2 va de
256 kb y 8 Mb.
Chipset
El chipset está constituido por un conjunto de chips cuya tarea es la de
controlar funciones específicas de la computadora, tales como: la forma en que
interacciona el microprocesador con la memoria o la Caché, o el control de los
puertos y ranuras ISA, PCI, AGP y USB. El chipset está formado por 2 circuitos
auxiliares conectados al procesador principal.
Puente norte. Se utiliza como enlace entre el microprocesador y la memoria RAM, el puerto
gráfico AGP, y las comunicaciones con el puente sur.
Puente sur. Es el encargado de comunicar al procesador con el resto de los
periféricos. Controla los discos IDE, puertos USB, Firewire, SATA, RAID, ranuras:
PCI, AMR, CNR y puertos.
Memoria
Como su nombre lo indica la memoria es
un almacén interno del sistema computacional. Para guardar la información en la
memoria, el procesador enviará primero la dirección de los datos. En una
computadora básicamente se manejan dos tipos de memoria: la RAM (Random
Access Memory) y la ROM (Read Only Memory)
Memoria
RAM
La RAM o memoria de acceso aleatorio: es
la memoria principal de la computadora. El término RAM se refiere a memoria de
lectura y escritura; es decir, se puede tanto escribir datos en RAM como
leerlos de RAM.
La mayoría de la RAM es volátil, esto
significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su
contenido. Cuando los archivos dejan de usarse se regresan al sector de
almacenamiento o se eliminan.
Existen dos tipos de memoria RAM : RAM
dinámica (DRAM) RAM estática (SRAM)
La RAM dinámica es el tipo más común y necesita ser restaurada millones
de veces por segundo a través de cargas eléctricas.
La RAM estática no necesita ser restaurada, lo que la hace más rápida;
y esto es debido a que se encuentra construida por un elevado número de
transistores por bit, y como consecuencia es también más costosa que la DRAM.
Memoria
ROM
La ROM, también conocida como memoria
inalterable, es la memoria de la computadora en la cual se ha hecho un grabado
de datos con antelación. Una vez que los datos se hayan escrito sobre un chip
ROM, estos no pueden ser eliminados y pueden ser leídos únicamente.
La memoria ROM, a diferencia de la RAM,
conserva su contenido incluso cuando la computadora se apaga, es decir,
generalmente se refiere a la memoria ROM como permanente, mientras que a RAM
como volátil.
Variaciones
de la memoria ROM:
PROM o memoria inalterable
programable. PROM son manufacturadas como chips de memoria en blanco en la cual
se puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, no es
reutilizable para grabar algo más.
EPROM o memoria inalterable
programable borrable: Una memoria EPROM es una variación de la PROM que puede
ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta.
EEPROM o eléctricamente memoria
inalterable programable borrable: Una memoria EEPROM es una variación de la
PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica.
BIOS
La BIOS (Basic Input/Output System) es un software colocado en un chip que se encuentra integrado en las tarjetas madres de las computadoras y cuyo objetivo es el controlar sus dispositivos de Hardware para poder iniciar el Sistema Operativo Principal.
Unidades
de almacenamiento (Unidades Ópticas, Discos Duros, Discos Flexibles)
Discos Flexibles
La
unidad o lector de disco flexible es una unidad de lectura/escritura, con el
fin de optimizar los espacios de memoria internos de la PC. El lector se
instala, en las PC, en una unidad de 3 ½" que tienen reservado debajo de
la unidad de lectura/escritura de CD, DVD o Blu-ray.
Partes de Disquetes
Una funda plástica
rígida de cloruro de vinilo, Protector de la ranura de lectura escritura, Tres
ventanas. Para arrastrar o jalar el disco,para la sincronía. Y Lectura y
grabación.
Clip móvil para
protección contra escritura y borrado, Notificación de la densidad de
grabación, Etiqueta adherible con información específica del contenido del
disco.
Tipos de disquetes
Con
formato. La etiqueta del disco lo señala y se
encuentra listo para ser utilizado por el usuario.
Sin
formato. En este caso el sistema operativo
permite su formateo para su posterior utilización
La importancia de este medio de
almacenamiento es que permitía un acceso de información de gran rapidez, ya que
contaba con una velocidad de rotación de 300 rpm .
Disco
Duro
La unidad de Disco Duro de una PC es el
dispositivo donde se lleva a cabo el almacenamiento “permanente” de datos o
información, generalmente es utilizado como biblioteca, que permiten
desarrollar una tarea específica al usuario y guardar los resultados de ésta.
El disco duro utiliza para la grabación de datos un sistema basado en
magnetismo digital.
El disco duro se
encuentra conformado físicamente por:
1.
Cascara. La
carcasa conforma la cubierta externa y funciona como protector de los platos
metálicos y cabezales.
2.
Discos. Los
discos generalmente se encuentran fabricados de tres tipos de materiales como:
cerámica, vidrio o aluminio. Estos se encuentran con un revestimiento metálico
por ambas caras del disco, el cual permite su magnetización.
3.
Caras. A cada lado o superficie del disco se le denomina cara, es decir, un disco
se compone de 2 caras
4.
Cabezales. Los
cabezales, cuya función es la de la lectura/escritura de los datos, se
encuentran situados por encima y debajo de cada disco o plato. Es importante señalar
que los cabezales no tocan la superficie del disco ya que se encuentran arriba
de la superficie.
Características técnicas que se deben considerar en un
disco duro son:
1.
Capacidad de almacenamiento.
Básicamente se refiere a la cantidad de información que
puede almacenar. Esta capacidad se mide en Megabytes y Gigabytes.
2.
Velocidad
de rotación. Se denomina Rotación a la velocidad de
giro del disco duro, siempre se deberá considerar que a mayor velocidad de
rotación, existe impacto directo en la velocidad de transferencia de datos. La
velocidad se mide en revoluciones por minuto (RPM).
3.
Tiempo de
acceso. Es el tiempo promedio requerido por la
cabeza para acceder a los datos. Este tiempo se mide en milisegundos.
4.
Memoria
Caché. Esta memoria se encuentra incluida en la controladora interna del disco
duro, los discos duros almacenan en la Caché los datos contiguos, para
proporcionar un acceso más rápido sin tener que buscarlos.
5.
Tasa de
transferencia. Indica la cantidad de datos que puede leer o escribir en la parte más
externa del disco, en un periodo de un segundo. Esta velocidad se mide en Mega
bits por segundo.
6. Tipo de interfaz. Las
tarjetas madre integran un conector controlador de disco duro IDE, con bus PCI
con soporte de dos canales IDE, es decir, para controlar dos discos cada una,
lo que hace un total de cuatro.
Formato del disco
En la
parte lógica el disco duro se encuentra con un formato similar al del disquete,
es decir, en pistas, cilindros y sectores.
1. Pista. Corre a lo largo del
disco, también se dice que es una circunferencia dentro de una cara. La pista 0
está en el borde exterior.
2. Cilindro. Conjunto o total de pistas
en cada cara del disco
3. Sector. Divisiones
de una pista y van del centro a la orilla. El tamaño del sector no es fijo,
siendo el estándar actual 512 bytes.
Estructura Lógica
La estructura
lógica está formada básicamente por:
El sector de
arranque o Master Boot Record se encuentra en el primer
sector del disco duro y está localizado en la cara 0, cilindro 0, sector 1.
Este contiene un programa encargado de leer la tabla de particiones y ceder el
control al sector de arranque de la participación activa, en caso de que no
exista la participación activa, se envía un mensaje de error.
Espacio particionado. A las unidades lógicas
que están contenidas en unidades físicas se denominan particiones. Por lo que
una unidad física puede contener varias unidades lógicas o particiones.
Las particiones permiten la organización
de datos, a través de divisiones de tamaño fijo, ocupando un grupo de cilindros
contiguos y teniendo un sistema de archivos diferente, cada una de las
particiones.
Espacio no particionado. Se refiere al espacio no
accesible al disco y pendiente de alguna partición. Un disco duro debe contener
al menos una partición, pudiendo ser la totalidad del disco o sólo una parte.
Unidades Ópticas
La operación de todos los dispositivos
de almacenamiento óptico depende de la tecnología láser. Un láser es un rayo de
luz muy enfocado y muy controlado.
De hecho,
muchos discos ópticos de computadora pueden usarse para "tocar" datos
de computadora o música, dependiendo del software que se use con ellos.
Cuando la información se graba en un
medio óptico, un rayo láser quema una posición que guarda un 1 lógico y deja en
blanco una posición que guarda un 0 lógico. El láser es controlado por
elementos electrónicos que traducen los datos de computadora en las
instrucciones adecuadas de quemar y no quemar y que le dicen al mecanismo láser
donde poner los datos en el disco. Cuando se utiliza un disco láser en la
computadora, el dispositivo láser que está en el interior de la unidad produce
solamente la luz suficiente para leer los hoyos quemados en el disco, o para
posicionar con gran precisión la cabeza de lectura/escritura para la grabación
magnética convencional en el caso de las unidades magneto-ópticas.
Ventajas ópticas
La
ventaja más obvia de la tecnología óptica es la densidad de almacenamiento y la
integridad de los datos. Todavía se debe guardar y manejar cuidadosamente los
discos, pero el medio óptico es extremadamente durable y confiable bajo uso
normal. Debido a que la superficie del disco no es tocada por otra cosa a
excepción de la luz, y debido a que el medio en sí mismo no es afectado ni por
humedad ni por temperatura extrema la información escrita en un disco óptico
debe durar por lo menos mucho tiempo.
CD-ROM
Es un dispositivo capaz de leer datos
digitales almacenados en un disco compacto.
Al igual que en los lectores de discos
compactos musicales, el lector de CD-ROM utiliza una lente que emite un haz de
luz láser de baja frecuencia para leer los datos almacenados.
Velocidad: La velocidad de un
CD-ROM expresa realmente la tasa de transferencia de datos (DTR) y se suele
expresar con un número seguido del signo "X", es decir, 2X, 4X, 16X,
24X, etc.
Sin embargo, los fabricantes más serios
suelen añadir a esta cifra la palabra "MAX". Esto quiere decir que la
tasa de transferencia máxima que puede alcanzar el lector es, en el caso de un
24X, de 3600 KB/s
. Tiempo de acceso: Expresa la suma del tiempo medio necesario para mover la cabeza lectora
láser a la posición que ocupan los datos que estamos buscando y el tiempo
necesario para ajustar la velocidad de rotación para que los datos puedan ser
leídos. Se expresa en milisegundos.
Buffer o Caché: Los datos se almacenan en
la superficie del disco compacto en forma espiral, y una vez que la cabeza
lectora láser localiza los datos buscados, la Caché o buffer almacena los
siguientes bloques de datos contiguos que son susceptibles de ser requeridos,
reduciendo así el tiempo de búsqueda de los datos. la existencia de un buffer y
el tamaño de éste afecta de manera importante al rendimiento del lector de
CD-ROM
Compatibilidad: El mercado de los
lectores de CD-ROM está en constante evolución, lo que hace que constantemente
salgan al mercado nuevas tecnologías, como es el caso de los discos compactos
regrabables.
CD
Audio (el de los compact disk musicales)
CD-I (disco compacto interactivo)
Photo-CD (fotografías almacenadas en formato digital) CD-R (discos compactos grabados por el
usuario) CD-RW (disco compacto borrable
y regrabable).
Configuración de periféricos (Niveles de interrupción,
direcciones de E/S…)
En computación, un puerto es una forma
genérica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tipos de datos
pueden ser enviados y recibidos. Dicha interfaz puede ser física, o puede ser a
nivel software.
Puerto serie
Un puerto serie es una interfaz de
comunicaciones que recibe y envía información fuera de la computadora mediante
un determinado software de comunicación en donde la información es transmitida
bit a bit enviando un solo bit a la vez.
incluso
se han reemplazado puertos paralelos por puertos seriales como el USB, Firewire
o el Serial ATA (Serial Advanced Technology Attachment).
Puerto paralelo
Un puerto paralelo es una interfaz entre
la computadora y los periféricos conectados a ella, cuya principal característica
es que los bits de datos viajan juntos enviando un byte completo o más a la
vez. Un puerto paralelo sirve preferentemente para la impresora.
Puertos USB
El USB puede conectar periféricos como:
ratones, teclados, escáneres, cámaras digitales, impresoras, discos duros,
tarjetas de sonido y componentes de red. Para dispositivos multimedia como
escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de
conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha empezado
a desplazar a los puertos paralelos. Es totalmente Plug & Play, con sólo
conectar el dispositivo con la computadora encendida,
Tipos de Conectores de una PC:
