8 La placa madre. Microprocesador (CPU)

Transcripción

1 Guía práctica para manejar y reparar la computadora 8 La placa madre La placa madre (motherboard), o placa base, es la tarjeta principal del sistema (systemboard). Contiene la CPU, el BIOS, la memoria, el chipset (circuitos integrados de soporte para la CPU), el reloj (clock), los buses de conexión, conectores para las unidades de disco, conectores para tarjetas de expansión (audio, módem, red, vídeo, televisión, etc.) y puertos para teclado, ratón, palanca de juegos. Microprocesador (CPU) En los años 1950 se usó el término CPU (Central Processing Unit) para referirse a una caja que contenía circuitos con válvulas electrónicas para procesar datos. Actualmente esta función se ha implementado en un chip o pastilla de material semiconductor, denominado procesador (processor) o microprocesador. 95

2 Aurelio Mejía Mesa El microprocesador es el componente crítico que determina la capacidad de proceso de la computadora: coordina las operaciones de los dispositivos del hardware y las instrucciones del software según la lógica prevista por el programador. Lee las instrucciones de los programas que han sido cargados de la unidad de disco en la memoria RAM y las va procesando de una en una a muy alta velocidad, haciendo las operaciones aritméticas (sumas, divisiones, etc.) y lógicas (comparaciones para mayor que, menor que, igual a, diferente de, etc.) que se requieran. Puesto que permanentemente se le hacen mejoras tecnológicas, es imposible indicar en un resumen sus diferentes formas, tamaños y características. Cada caso específico se deberá consultar en Internet o en el catálogo con las especificaciones del fabricante. Chipset Después del microprocesador, el chipset es el conjunto (set) de chips que determinan la calidad y eficiencia de una placa madre, pues se encargan de controlar la forma como interacciona el microprocesador con la memoria, con los puertos de entrada y salida, con el vídeo, con los buses PCI, AGP, USB, etc. El chipset se identifica usualmente por las iniciales de la compañía fabricante. Los más conocidos son VIA, SIS, Intel, ALI, VLSI y ETEQ. 96

3 Guía práctica para manejar y reparar la computadora Bus del sistema Se llama bus al medio utilizado para transportar personas, a las barras de cobre que conducen electricidad en una subestación eléctrica, y a los alambres que comunican los datos y señales de control entre dispositivos de una computadora. Cuando se trata de las delgadas pistas o cintas de cobre impresas en la placa madre, se les denomina bus del sistema (system bus). Se llama ancho de bus a la cantidad máxima de bits que se pueden transmitir a la vez por cada ciclo de reloj. Así, por ejemplo, con un bus de 8 líneas se pueden enviar paralelamente 8 bits (esto permite hasta 256 combinaciones de unos y ceros). Puesto que la cantidad de los caracteres del alfabeto, los símbolos matemáticos y algunos elementos gráficos no superan esta cifra, se adoptó 8 bits como el ancho estándar para el bus de datos de los primeros computadores PC y XT, en los cuales se transmitía un carácter (8 bits) por cada pulsación del reloj lógico (bus clock). Algunos procesadores actuales manejan internamente un bus de 32 bits pero se El bus del sistema está formado bási- comunican con los dispositivos externos camente por el bus de datos (data bus), mediante un bus de datos de 64 bits (enel bus de direcciones (address bus) y el vían o reciben 8 caracteres a la vez por bus de control. cada pulsación del reloj). Ancho de bus En un instante dado, una línea puede tener señal eléctrica o estar apagada, lo cual, en términos informáticos, quiere decir que tiene capacidad para representar 2 bits: el bit 0 (apagado o bajo nivel) y el bit 1 (encendido o nivel alto). Con dos líneas se pueden indicar hasta 4 bits: 00, 01, 10 y 11. Con tres líneas se logran 8 bits (la cantidad se duplica con respecto a dos líneas). Con cuatro, las combinaciones de unos y ceros pueden ser hasta16, y así sucesivamente, multiplicando por 2 cada vez que agregamos otra línea o bit. Los buses de datos, direcciones y control recorren todos los componentes alojados sobre la placa madre y llegan hasta el microprocesador. Tales buses se prolongan hasta el exterior de la placa madre mediante los denominados buses o slots de expansión. Bus serie y bus paralelo Bus serie (serial) quiere decir que los bits de datos se transmiten secuencialmente uno después del otro por un solo cable conductor en cada ciclo del reloj de transferencia, como las balas por el cañón de una metralleta. 97

4 Aurelio Mejía Mesa Bus paralelo (parallel) significa que los bits se transmiten simultáneamente por tandas por varios conductores paralelos, como salen los caballos del partidor en las carreras del hipódromo. Puertos Puerto es un lugar en la costa, en las orillas de un río o en una ciudad, utilizado para realizar operaciones de carga, así como embarque y desembarco de pasajeros mediante embarcaciones o aviones. ble un bit tras otro en cada ciclo de reloj, mientras que para hacerlo por un puerto paralelo basta un solo ciclo de transferencia para enviar los mismos 8 bits simultáneamente por 8 cables, lo cual hace que el paralelo sea un puerto mucho más rápido que el serial. La mayoría de puertos serial COM son capaces de ofrecer relaciones de transferencia de hasta 115 kbps (kilobits por segundo), mientras que un puerto paralelo normal LPT alcanza velocidades entre 50 y 100 kilobytes por segundo. Es importante destacar que los puertos serie son bidireccionales (full-duplex), lo que les permite enviar y recibir información simultáneamente. Por ello, realmente tienen dos cables dedicados al intercambio de información: uno para enviar datos y otro para recibirlos. Los puertos paralelos actuales también son bidireccionales, lo cual los posibilita para recibir señales procedentes de la impresora, como alarma por atranque de papel o falta de tinta. Además del puerto paralelo estándar, En las computadoras se llama puertos existe también el puerto EPP (Enhanced I/O (Input/Output - Entrada/Salida) a los Parallel Port), que permite enviar entre conectores utilizados para la comunica- 500 KB y 2 MB de datos por segundo. ción con el mundo exterior. El puerto es serial si corresponde a un bus serial, y pa- Los conectores para ralelo cuando comunica con un bus parale- puerto serial estándar lo. Los puertos paralelo se conocen como se llamaron DB-9 (de LPTx y los serial como COMx (donde 9 pines o terminales) la x indica el número de puerto). y DB-25 (de 25 pines). El primero se configu- Para enviar una palabra digital de 8 bits raba usualmente como por un puerto serial, se enviará por un ca- COM1, y se utilizaba 98

5 para el ratón. El conector clásico para el puerto paralelo estándar, fue el llamado Centronics, de 36 terminales, usado para conexión de impresoras. Actualmente estos puertos han sido reemplazados por puertos USB. Direcciones de entrada y salida Las direcciones I/O (Entrada/Salida) son rangos de direcciones de memoria que la CPU tiene definidas para recibir y pasar información a los dispositivos o los puertos de comunicación. Así como la CPU puede leer y escribir en la direcciones de memoria RAM, también puede leer y escribir en las direcciones de I/O. A cada dispositivo se le asigna una determinada dirección comprendida dentro de un cierto rango. Haciendo una comparación con los apartados postales para el correo en una urbanización cerrada, es como si se le asignase una cierta cantidad de casillas consecutivas al conjunto residencial, quedando a elección del administrador elegir cuál casilla corresponde a cada casa. La dirección de puerto no puede ser utilizada por ningún otro Guía práctica para manejar y reparar la computadora Los puertos I/O se parecen a las direcciones de memoria. Sin embargo, sus datos se pueden leer o escribir no sólo por la CPU sino también por dispositivos que se acoplan externamente al computador. Además de servir para entrada y salida de datos del sistema, los puertos también se usan para configurar, controlar y conseguir información acerca del estado de las partes de la máquina (hardware). Por ejemplo, un puerto serial tiene una dirección I/O que se usa para leer y escribir datos, y tiene otra que se utiliza para definir la velocidad de transferencia, la longitud de la palabra (word length), la paridad y otras características. Otras direcciones se pueden usar para averiguar si hay un dispositivo conectado en el otro extremo del cable, o si ha sido recibido un carácter que fue transmitido desde otro lugar. Normalmente, un programa de bajo nivel, tal como el BIOS del sistema, maneja la configuración de los puertos, los controla y administra su estado. Lo único que los usuarios deben hacer es escribir al dispositivo o leer datos de éste. La transferencia de datos hacia o desdispositivo, así como las cartas dirigidas de los puertos I/O se parece bastante a la a alguien no pueden ser colocadas en un relacionada con la memoria RAM. Para apartado postal ajeno. la salida, la CPU coloca las direcciones en el bus de direcciones y el byte de datos El microprocesador envía datos o infor- en el bus de datos. A continuación activa mación de control a un puerto determinado con voltaje la línea IOW (I/O Write) del especificando su número, y éste responde bus de control para indicar a todos los elepasando al bus de datos la información mentos de entrada y salida (I/O) unidos al de su estado o el byte que tenga. bus que desea escribir (write) a un puer- 99

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