ALEJANDRO VOLTA 4º AÑO

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1 ESCUELA TECNICA Nº 19 ALEJANDRO VOLTA TALLER DE HARDWARE 4º AÑO Rector: Lic. Gustavo Allevato Vicerector: Ing. Jorge Moliterno Jefe Gral. de Enseñanza Practica: Ing. Juan Carlos Scrocca Maestro: Fabricio Hernán Peri Alumno: División: Ciclo Lectivo:

2 Indice: Pag. 3 Pag. 3 Pag. 4 Pag. 4,5 Pag. 6 Pag. 6 Pag. 8 Pag. 9 Pag. 11 Pag. 12 Pag. 13 Pag. 14 Pag. 17 Pag. 21 Pag. 24 Pag. 26 Pag. 28 Pag. 29 Pag. 30 Pag. 33 Qué es una computadora? Conceptos Básicos. Hardware. Software. Historia de las Computadoras Personales. Funcionamiento Básico de una PC. Fuente de alimentación de PC. Tipos de Fuentes. Características de la AT. Características de la fuente ATX. Placa Madre o Mother Board. Factor de forma. Zócalos del Microprocesador. Zócalos del Microprocesador / INTEL. Zócalos del Microprocesador / AMD. Slots para tarjetas de Expansión. Ranuras de memoria. Chipset. BIOS. Memoria Caché. Conectores Externos. Conector eléctrico. 2

3 1. Qué es una computadora? Una computadora (del latín computare -calcular-), también denominada como ordenador o computador, es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, sorprendente rapidez, y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una múltiple variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas. 2. Conceptos Básicos HARDWARE (Hard = Duro, Ware = Herramienta): Dispositivo electrónico apto para interpretar y ejecutar comandos programados para operaciones de entrada y salida de datos, cálculo y lógica. En otras palabras se denomina hardware o soporte físico al conjunto de elementos materiales que componen un ordenador. En dicho conjunto se incluyen los dispositivos electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables, tarjetas, armarios o cajas, periféricos de todo tipo y otros elementos físicos. Toda computadora tiene componentes de hardware dedicados a las siguientes funciones: a- Dispositivos de Entrada. b- Dispositivos de Salida. c- Unidad Central de Procesamiento. d- Dispositivos de Almacenamiento. a- Dispositivos de Entrada: Son todos los elementos que permiten la unión del usuario con la unidad de procesamiento central y la memoria.: Entre estos tenemos el Teclado, Mouse, Joysticks, Escáner o digitalizador de imágenes, Dispositivos ópticos, Micrófonos. b- Dispositivos de Salida: Estos dispositivos permiten al usuario ver los resultados de los cálculos o de las manipulaciones de datos de la computadora. Los dispositivos de salida más común son el monitor, la impresora, el módem. c- Unidad Central de Procesamiento: Una unidad central de procesamiento (UCP o en ingles CPU) es una colección compleja de circuitos electrónicos, que interpreta y lleva a cabo las instrucciones de los programas. En la literatura técnica se la suele conocer con el término microprocesador (µp). En el lenguaje corriente se suele asociar el termino CPU al gabinete de la PC, incurriendo de esta forma en un error de concepto importante. d- Dispositivos de Almacenamiento: Con este término se designa a todos los elementos que permiten el almacenamiento de datos y posteriormente su lectura, en una computadora. Los principales dispositivos son: Memorias (RAM / ROM). Disco Duro o Rígido (Hard Disk). Disquettes 3 ½: (Floppy Disk). Disco ópticos (CD / DVD). 3

4 SOFTWARE (Soft = Blando, Ware = Herramienta): Es la parte lógica del ordenador, esto es el conjunto de instrucciones, programas, el cual permite el control y manejo del hardware para la realización de las tareas del ordenador, que son requeridas por el usuario. El software se puede presentar en dos formas: El código fuente escrito por personas. El código objeto usualmente en la forma de archivos binarios, ejecutables directamente en una arquitectura de ordenador determinada. Los programas que traducen el código fuente de los programas en ejecutables se llaman compiladores. Con lo que respecta a una computadora, el software que la conforma esta integrado por: El Sistema Operativo (S.O.): Es un software de sistema, es decir, un conjunto de programas de computadora destinado a permitir una administración eficaz de sus recursos. Un sistema operativo desempeña 5 funciones básicas en la operación de un sistema informático: suministro de interfaz al usuario, administración de recursos, administración de archivos, administración de tareas y servicio de soporte y utilidades. Ejemplos: Windows, Unix, Linux, etc. Los programas Utilitarios: Son aquellos que permiten realizar tareas específicas en una PC de acuerdo a las exigencias del usuario, como por ejemplo escribir un texto, escuchar música, retocar fotografías, etc. Ejemplos: Word, Excell, Winamp, Photo Shop, etc. 3. Historia de las Computadoras Personales 4

5 TABLA EVOLUTIVA DE LA COMPUTADORA Computadora PC Computadora PC Familia 386 Familia486 - XT AT Fecha de aparición 1981 (IBM) Microprocesador usado 8088 de Intel de Intel i386 de Intel y clones (Amd, Cyria, etc.) i486 de Intel y clones Bus Hasta16bits / 8bits Entre 16bits / 16bits Entre 32bits / 32bits Entre 32bits / 32bits Interno / Externo RAM típica Hasta 640KB Aprox. 1 a 2MB Entre 2 y 4MB Entre 8 y 16MB Instalada Dispositivo de 1 o 2 disqueteras de 5 Disco rígido 40Mb Disco rígido 120 a Disco rígido 528MB almacenamiento ¼, (360KB) disqueteras de 5 ¼ 300Mb y 1000MB lectora de (1.2MB) disquetera 3 ½ CD Tipo de monitor empleado Sistema Operativo típico Accesorios Comentarios adicionales TTI Monocromático - solo caracteres CGA gráficos sencillos max. 4 colores. EGA 16 Col. (1,4MB) VGA 256 colores (resolución 640X480 Px. DOS 1.0 a 3.3 DOS 4.0 DOS Win3.11, aparece Linux Modem300bps impresoras matriz de punto Punto de partida para la evolución posterior 1 tarjetas de sonido. Mouse Fijaciones en estándares de diseño Impresoras láser. Modem9600bps Internet sólo para expertos SVGA hasta colores 600X800 Px. DOS Win3.11 para grupos de trabajo MODEM bps. Popularización de Internet Multimedia. CD ROM. Parlantes TABLA EVOLUTIVA DE LA COMPUTADORA 5ª Generación 6ª Generación 7ª Generación Fecha de aparición Microprocesador usado Pentium, Pentium MMX de Intel. K5,K6 de AMD Pentium Pro, PentiumII, Pentium III. K6II,K6III de AMD Athlon, Duron de AMD. Pentium IV de Intel Bus Interno\externo Entre 32bits / 64bits Entre 32bits / 64bits Entre 32bits / 64bits RAM típica Instalada Entre 32Mb / 64 MB Entre 32Mb / 64 MB Entre 32Mb / 128Mb Dispositivo de almacenamiento Disco Rígido 2 a 4GB. Unidad removible ZIP, JAZ Disco Rígido 8 a 15GB. Grabadora de CD Disco Rígido 20 a 60GB. Lector DVD; Grabador de DVD. Tipo de monitor empleado Sistema operativo típico Accesorios Comentarios adicionales UVGA Resolución 1024X768 Pixels. 16 Millones de colores XGA Resolución 1200X1024 Pixeles. 16 Millones de colores Popularización de pantallas planas de LCD Windows 95 Windows 98; Windows ME Windows 2000; Windows XP Escáner, Impresoras a inyección de tinta. Modem 33,6Kbps Masificación de Internet. Correo Electrónico Modem 56Kbps. Cámara digital Chat Rooms Correo Electrónico Hardware para capturar y editar video Conversión de la PC, a centro de diversión, entretenimiento. 5

6 4. Funcionamiento Básico de una PC. Flujo de datos El mapa conceptual muestra, en forma básica, como funciona el flujo de los datos en una computadora, para luego convertirse en información útil para el usuario. Podemos notar que los datos comúnmente fluyen según esta secuencia: Existe también la entrada de datos directamente a la RAM, sin la intervención previa del microprocesador; este modo de acceso se denomina acceso directo a memoria (DMA). La memoria RAM está en constante comunicación con el microprocesador (en el diagrama, procesamiento), de forma mucho más rápida que cualquier otro dispositivo de almacenamiento. Finalmente la información (los datos procesados) es almacenada en algún disco, o bien, sale directamente de forma analógica o digital de la computadora, ya sea hacia el monitor, los altavoces la impresora o cualquier otro dispositivo que reciba y proyecte la información. 5. Partes constitutivas de una Computadora A- Fuente de alimentación de PC Funcionamiento de una fuente conmutada Debido a la continua integración de componentes y el afán de "empequeñecer todo" lo más posible, los transformadores de tensión siempre han sido los componentes pasivos más difíciles de acomodar dentro de los equipos electrónicos. Si se tiene alguna noción de electromagnetismo, se podrá comprender fácilmente el funcionamiento de uno de estos "monstruos de cobre y acero". 6

7 Básicamente constan de dos bobinas totalmente aisladas entre sí a través del cuerpo de hierro dulce, una llamada primaria y otra llamada secundaria. La primaria es la que recibe la corriente de entrada que proviene de la red y la induce electromagnéticamente a la secundaria que es la que entrega la tensión reducida y la intensidad aumentada al equipo eléctrico. Pues bien, en este fenómeno, interviene la frecuencia de entrada de la red, que doy por supuesto que todos saben que estamos hablando de corriente alterna. Esta frecuencia en nuestro país es de 50 Hertz (hz). Como la frecuencia de entrada es directamente proporcional a la intensidad de salida, se llegó a la conclusión de que aumentando la frecuencia de entrada de un transformador, este podía dar más intensidad de la nominal, con la consiguiente reducción de tamaño del mismo y así comenzaron a fabricarse las llamadas fuentes conmutadas que son la base de las fuentes de PC. La fuente conmutada consta de cinco bloques fundamentales: 1º El circuito rectificador de entrada, que consta de un conversor de alterna a continua básico (puente de diodos, filtro) y es el encargado de preparar la tensión al oscilador principal. 2º El circuito oscilador de frecuencia, que transforma los 50hz de la red en aproximadamente hz para entregárselos al transformador de corriente también llamado Chopper. 3º El transformador chopper, un transformador con varios bobinados para generar las diferentes tensiones de la fuente de alimentación. 4º Un circuito de rectificación por salida de cada bobinado del chopper, porque si recordamos, la corriente de entrada se rectifica para entregársela al oscilador de entrada, pero este le vuelve a entregar al chopper una onda que si bien no es senoidal, es parecida al diente de sierra con lo que no es válida para su uso sin volver a convertirla en continua. 5º Estabilizadores de tensión en cada salida para evitar que repercutan en el equipo las fluctuaciones de la red. 7

8 Tipos de Fuentes En los Computadoras Personales, dentro de los gabinetes, se pueden encontrar actualmente dos tipos de fuentes de alimentación, la fuente AT y la fuente ATX (AT extended). Las fuentes AT tienden a desaparecer del mercado, no existiendo casi ningún motherboard que las pueda utilizar en la actualidad. Características de la fuente AT: La fuente AT tiene tres tipos de conectores de salida: El primer tipo, del cual hay dos, que alimentan al motherboard. (conectores P8 y P9) Los dos tipos restantes, de los cuales hay una cantidad variable, son aquellos que se conectan a las unidades de discos, CD-ROM, disquetes, etc., vale decir que alimentan a los periféricos no enchufados en un slot del motherboard. La conexión al motherboard es a través de dos conectores de 6 pines cada uno, los cuales deben ir enchufados de modo que los cables negros de ambos queden unidos en el centro. Las tensiones presentes en estos dos conectores son las siguientes: 8

9 Conector P8 Nº de Pata Color del Tensión Cable 1 NARANJA PG 2 ROJO + 5 V DC 3 AMARILLO + 12 V DC 4 AZUL - 12 V DC 5 NEGRO TIERRA 6 NEGRO TIERRA Conector P9 Nº de Pata Color del Tensión Cable 1 NEGRO TIERRA 2 NEGRO TIERRA 3 BLANCO - 5 V DC 4 ROJO + 5 V DC 5 ROJO + 5 V DC 6 ROJO + 5 V DC Conector para disco o disquetera Nº de pata Color del Tensión Cable 1 ROJO + 5 V DC 2 NEGRO TIERRA 3 NEGRO TIERRA 4 AMARILLO + 12 V DC Notas 1. La tensión marcada como PG (Power Good /Cable Naranja) no es en realidad una tensión, sino una señal de control de la fuente que inhibe al motherboard hasta que las tensiones de la fuente se estabilizan, momento en el cual pasa a habilitar al motherboard. Esta señal cumple una función análoga a la del reset. 2. Para testear la fuente, en algunos casos es imprescindible que esta tenga alguna carga conectada, pues en caso contrario podría llegar a no encender. Como carga se puede utilizar un disco duro, el cual no es necesario que esté completamente operativo (un disco duro con gran cantidad de sectores dañados es una excelente opción). Si se reemplaza la fuente por una nueva, prestar especial atención a la posición del interruptor 220V-110V situado en la parte trasera de la misma, aunque en muchas de las fuentes no existe dicho conmutador (ya viene seteada para 220V). Características de la fuente ATX: La fuente ATX es muy similar a la AT, pero tiene una serie de diferencias, tanto en su funcionamiento como en los voltajes entregados al motherboard. Es de notarse que la fuente ATX es en realidad dos: una fuente principal, que corresponde a la vieja fuente AT (con algunos agregados), y una auxiliar. La principal diferencia en el funcionamiento se nota en el interruptor de encendido, que en vez de conectar y desconectar la alimentación de 220VAC, como hace el de la fuente AT, envía una señal (POWER ON / Cable Verde) a la fuente principal, indicándole que se encienda o apague, permaneciendo siempre 9

10 encendida la auxiliar, y siempre conectada la alimentación de 220VAC. El funcionamiento de este pulsador es muy similar al del botón de encendido del control remoto de un televisor. Para apagar el PC por medio de este pulsador es generalmente necesario mantenerlo apretado por 4 o 5 segundos, aunque esto depende de un seteo en el BIOS Setup. Aparte de esto, al darle a Windows la orden de apagar el sistema, éste le envía a la fuente la orden de apagarse automáticamente. Cuando el PC se apaga de esta forma, el motherboard queda alimentado por una tensión de 5VDC (STANDBY / Cable Violeta) suministrada por la fuente auxiliar, que mantiene activos los circuitos básicos para que el PC pueda arrancar al presionar el botón de encendido. Nuevamente recordamos la similitud con un televisor y su control remoto. En realidad no está apagado, sino en un modo llamado standby (en espera). Al trabajar con el motherboard de un PC con fuente ATX se debe desconectar el PC de la tensión de red (o sea desenchufarlo), pues se pueden producir serios daños a los componentes del mismo si se conectan o desconectan los mismos con la fuente en modo standby. Una notoria diferencia con las fuentes AT es que la mayoría de las fuentes ATX no disponen del conector de 220VAC de salida para conectar el monitor conmutado por el interruptor del PC. En las pocas fuentes que si lo poseen este conector está en paralelo con el conector de entrada, o sea que está siempre activo. Esto no representa un problema si se está utilizando un monitor moderno, pues estos se apagan automáticamente al dejar de recibir la señal de sincronismo desde el PC. En caso de usar un monitor que no disponga de esta facilidad se debe recordar apagarlo manualmente al apagar el PC. La fuente ATX entrega dos voltajes nuevos además de los entregados por la fuente AT. Estos son: una tensión de 5VDC que permanece activa cuando la fuente está en modo standby, llamada 5VSB ( 5 Volts Stand-By), y una tensión de 3.3 VDC (Cables Naranjas). Esta última permite simplificar el diseño del motherboard, ya que desde la familia de procesadores Pentium MMX, ya se usaba dicha tensión tanto para el CPU como para la memoria, lo que implicaba integrar al motherboard un regulador que entregaba 3.3V a partir de los 5V. En vez de utilizar dos conectores como la fuente AT, la ATX utiliza un único conector de 20 patas, que tiene guías para impedir su inserción incorrecta. El detalle del conector es el siguiente: 10

11 Nº de pata Color del Tensión Cable 1 NARANJA V DC 2 NARANJA V DC 3 NEGRO TIERRA 4 ROJO + 5 V DC 5 NEGRO TIERRA 6 ROJO + 5 V DC 7 NEGRO TIERRA 8 BLANCO Power Ok 9 VIOLETA + 5 V SB 10 AMARILLO + 12 V DC Nº de pata Color del Tensión Cable 11 NARANJA V DC 12 AZUL - 12 V DC 13 NEGRO TIERRA 14 VERDE PSON ( 0V ) 15 NEGRO TIERRA 16 NEGRO TIERRA 17 NEGRO TIERRA 18 BLANCO - 5 V DC 19 ROJO + 5 V DC 20 ROJO + 5 V DC NOTA: La señal Power Ok cumple la misma función que la señal Power Good en las fuentes AT. B- Placa Madre o Mother Board La placa madre es el principal componente de la PC, ya que es allí donde se realizan todas las transferencias de datos entre el microprocesador y los periféricos. Desde un punto de vista más real y concreto el Motherboard es una plaqueta de circuito impreso con componentes algunos integrados (chips) que cumplirán con el objetivo planteado anteriormente. Una placa base típica ofrece un aspecto similar al siguiente: Antes de comenzar con la explicación detallada de los principales componentes de la placa madre, daremos algunos conceptos importantes al respecto. 11

12 Factor de forma: Este indica cuales son las dimensiones físicas y el tamaño de la placa, lo que determina en que tipo de gabinete se usará. Este parámetro también establece el modo en que se ordenan espacialmente los diversos componentes (slots, banco de memoria, zócalo de microprocesador, conector IDE, etc.). FACTORES DE FORMA OBSOLETOS: Baby AT AT FACTORES MODERNOS: ATX Micro ATX Flex ATX El estándar más común es el ATX, que consiste en un Motherboard con un diseño físico específico. Otra de las consideraciones tenidas en cuenta en el desarrollo de esta placa fue la refrigeración. Generalmente, el conjunto de un mother y un gabinete ATX es más eficaz térmicamente, ya que hay una mayor circulación de aire entre el gabinete y el exterior. Además los conectores serie (COM1, COM2) y paralelo (LPT), de teclado, mouse (PS/2) y USB, están montados directamente en el Mother. Por eso, lo gabinetes ATX incluyen una abertura rectangular especial. Otra característica importante del ATX es la posibilidad de apagarse automáticamente. A continuación, en la figura siguiente, se muestra lo expresado anteriormente: 12

13 En un mother Micro-ATX se elimina cualquier espacio superfluo y los componentes están más amontonados. Esto hace que, si bien son más económicos, resulten algo incómodos a la hora de montar una PC. Una reciente modificación a la norma ATX es la versión 2.03, realizada por técnicos de Intel. Esta revisión específica agrega un nuevo conector de energía eléctrica para proveer de corriente extra a los motherboards utilizados con el chip Pentium 4. Para identificar una placa Baby-AT, lo mejor es observar el conector del teclado, que casi seguro que es una clavija DIN ancha, algo así: O bien mirar el conector que suministra la electricidad a la placa, que deberá estar dividido en dos piezas, cada una con 6 cables, con 4 cables negros (2 de cada una) en el centro. A continuación enunciaremos una lista de los principales componentes que el alumno necesita encontrar y reconocer en el Motherboard: SOCKET ( zócalo de microprocesador) CHIPSETS ( puente norte, puente sur) CONECTOR DE ALIMENTACIÓN ZOCALOS DE MEMORIA CONECTORES IDE (para Discos Rígidos, Lectoras de CD-ROM) CHIP BIOS SLOTS DE EXPANSION (para placas de video, sonido, modems, etc.) PILA CONECTORES DE GABINETE PUERTOS: PARALELO, SERIE, USB CONECTOR DE TECLADO Y MOUSE CONECTORES SATA (para Discos Rígidos) Componentes del Motherboard Estos son los principales elementos que conforman un motherboard: 1- Zócalo del procesador Es el lugar donde se inserta el Microprocesador. Puede variar según el tipo de procesador. Debido a la rápida evolución de los microprocesadores y a la manía de los fabricantes (sobre todo Intel) de cambiar el aspecto físico de los nuevos modelos. 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. O bien se trata de chips antiguos (esos 8086 o 286), que tienen forma rectangular alargada (parecida a la del chip de BIOS) y 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. Los zócalos más comunes que podemos encontrar para la conexión de un microprocesador son: PGA: es el modelo clásico, usado en el 386 y el 486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan las patitas del chip por pura presión. Según el chip, tiene más o menos agujeritos. 13

14 ZIF: Zero Insertion Force (socket), es decir, zócalo de fuerza de inserción nula. Eléctricamente es como un PGA, aunque gracias a un sistema mecánico permite introducir el micro sin necesidad de fuerza alguna. Apareció en la época del 486 y sus distintas versiones (sockets 3, 5 y 7, principalmente) se han utilizado hasta que apareció el Pentium II. Socket 3 Socket 5 Socket 7 A continuación enumeraremos los distintos sockets dependiendo de la plataforma a utilizar: INTEL Socket 8 µp Pentium Pro. Slot 1: Físicamente, no se parece a nada de lo anterior. En vez de un rectángulo con agujeritos para las patitas del chip, es un slot (ranura), una especie de conector alargado como los ISA o PCI. Slot de 242 contactos, de entre 1.3v y 3.3v. Este sistema fue utilizado solo en los Pentium II y, con un adaptador, en los primeros Pentium III. Slot 1. 14

15 Soportaba los siguientes procesadores: Pentium II (entre 233Mhz y 450Mhz), Celeron (entre 266Mhz y 433Mhz), Pentiun III Katmai (entre 450Mhz y 600Mhz) y Pentium III coppermine (estos con un adaptador) de entre 450Mhz y 1.133Mhz). Socket 370 A la derecha podemos ver dos tipos diferentes de Pentium III, a la izquierda un Coppermine y a la derecha un Taulatin. Es un socket de 370 pines, de entre 1.5v y 1.8v. Este socket sustituyó al Slot 1 para la utilización de Pentium III, ya que no necesitaba un adaptador especial para conectarlo y además es más rápido que dicho Slot. Procesadores que soporta: Celeron Mendocino entre 300Mhz y 500Mhz, Celeron y Pentium III Coppermine entre 533Mhz y 1.133Mhz, Celeron y Pentium III Tualatin entre 1.133Mh y 1.400Mh, así como los procesadores Cyrix III en sus diferentes modelos. 15

16 Socket 423. Socket de 423 pines, trabajando entre 1.0v y 1.85v, con una frecuencia entre 1.4Gh y 2Ghz. Fue el primer socket desarrollado para Pentium 4, pero pronto dejó de utilizarse (Intel fabricó procesadores P4 423 entre noviembre de 2000 y agosto de 2001) por las limitaciones que tenía, entre otras la de no soportar frecuencias de más de 2Ghz. Socket 478 Es un socket con 478 pines. Quizás el más conocido de todos, es identificable, además de por su reducido tamaño, por su característico sistema de anclaje del disipador. Soporta una amplísima gama de procesadores Intel de 32 bits, tanto Celeron como P4. Junto con el socket 370 es el que más tiempo ha estado en uso. De hecho todavía se utiliza y sigue habiendo procesadores a la venta para el (aunque solo de la gama Celeron). Imagen de un socket 478 y de su caraterístico soporte del disipador Socket 604 Empatillado de un Intel Xeon 16

17 Es un socket de 604 pines, con un FSB de 400, 533, 667 y 800Mhz. Se trata de un socket desarrollado exclusivamente para los procesadores de la gama Xeon (procesadores para servidores). Es muy frecuente que se trate de placas duales (es decir, con dos procesadores). Socket 775 La imagen anterior muestra un socket 775 con sus contactos de tipo bola. A la derecha, sistema de contactos de un procesador P Por primera vez se sustituye el sistema de pines (macho en el procesador y hembra en el socket) por el de contactos (LGA), bastante menos delicado que el anterior. Soporta toda la gama Intel de procesadores de 64 bits (Intel 64), tanto de un solo núcleo como de doble núcleo y los novísimos Quad de cuatro núcleos. AMD Socket Super 7 Basado en el socket 7 de Intel, se desarrolló para soportar un mayor índice de ciclos de reloj, así como para poder usar el nuevo puerto AGP. Es el primer socket desarrollado exclusivamente para procesadores AMD. Procesadores soportados: AMD K6-2 y K6-3 17

18 Slot A Es un slot de 242 contactos, entre 1.3v y 2.05 v. Soportaba procesadores de entre 500Mhz y 1.000Mhz. Aunque de aspecto idéntico al Slot 1, estos no son compatibles entre si, ya que las características de los mismos son diferentes. Socket A (o Socket 462) Es un socket de 462 pines, entre 1.1v y 2.05v. Bus de 100Mhz, 133Mhz, 166Mhz y 200Mhz (correspondientes a un FSB de 200, 266, 333 y 400 con bus de doble velocidad DDR). Socket muy utilizado por AMD, soportaba una gran variedad de procesadores Los procesadores que soporta son: AMD Duron (800 MHz MHz), AMD Sempron ( ), AMD Athlon (650 MHz MHz) y AMD Athlon XP ( ). Fue la primera plataforma que soportó un procesador de más de 1Ghz. 18

19 Socket 754. Es un socket con 754 pines, entre 0.80v y 1.55v, con un bus de 200Mhz y FSB de 800, soportando HyperTransport. Soporta módulos de memoria DDR, que es gestionada directamente por el procesador. Sustituyó al socket A, a fin de agilizar el tráfico de datos y dar soporte a los nuevos procesadores AMD de 64 bits reales (AMD64), conocidos también como AMD K8. A partir de este socket se abandonan las sujecciones del disipador directamente al socket, sustituyéndose estas por una estructora adosada a la placa base, como se puede observar en la imagen del socket AM2. Soporta procesadores AMD Sempron ( ) y AMD Athlon 64 ( ). Socket 940 Socket de 940 pines, entre 0.80v y 1.55v, con un bus de 200Mhz y FSB de 800 y 1Ghz, soportando HyperTransport. Soporta módulos de memoria DDR, que es gestionada directamente por el procesador. Este socket fue desarrollado para los procesadores AMD Opteron (para servidores) y para los primeros AMD 64 FX (los primeros dual core de alto rendimiento) Socket 939 Pines de un AMD Opteron Socket de 939 pines, entre 0.80v y 1.55v, con un bus de 200Mhz y FSB de 800 llegando a los 2Ghz, soportando HyperTransport. Soporta módulos de memoria DDR, que es gestionada directamente por el 19

20 procesador. Este socket soporta una amplia gama de procesadores, incluyendo ya toda la gama de procesadores de doble núcleo. La gama de procesadores soportados es la siguiente: AMD Sempron (a partir del 3000+), AMD Opteron (serie 1xxx), AMD 64, AMD 64 FX (FX 60) y AMD 64 X2. Socket AM2. Si lo comparamos con el 940, vemos claramente en la imagen, la diferente posición de los tetones de posicionamiento (pontos son pines en el interior del socket). También podemos observar en esta imagen la estructura de sujección del disipador. Es un socket de 940 pines, entre 0.80v y 1.55v, con un bus de 200Mhz y FSB de 800 llegando a los 2Ghz, soportando HyperTransport. Soporta módulos de memoria DDR2, que es gestionada directamente por el procesador. Los procesadores soportados son: AMD Sempron (núcleo Manila, en adelante), AMD 64 (núcleo Orleans, en adelante), AMD 64 X2 (núcleo Windsor, en adelante) y AMD 64 FX (núcleo Windsor, FX-62 en adelante). OJO: A pesar de ser también de 940 pines, no hay que confundir este socket con el 940, ya que son totalmente incompatibles. Socket F. Se trata de un socket desarrollado por AMD para la nueva generación de AMD Opteron (series 2000 (doble núcleo) y 8000 (de cuatro núcleos)) y FX (FX-7x) Quad (de cuatro núcleos). Al igual que el socket 775 de Intel es del tipo LGA, es decir, con contactos tipo bola en el socket y lisos en el procesador, pero en este caso es de 1207 contactos. 20

21 Resumiendo: 2- Slots para tarjetas de Expansión Son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso en distinto color. 21

22 Nota: La ranura ISA de 8 bits también fue conocida con el nombre de ranura XT. VLB es la sigla de la ranura Vesa Local Bus, que por lo general es de color marrón. Además de las ranuras presentadas en el cuadro anterior, no debemos olvidarnos de las nuevas tecnologías implementadas en ese campo. A continuación desarrollaremos dichas tecnologías: Ranuras AGP: Accelerated Graphics Port ( Puerto de Gráficos Acelerado, en ocasiones llamado Advanced Graphics Port, Puerto de Gráficos Avanzado) o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar solo placas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante separada del borde de la placa. Suele ser de color marrón. Frecuencia Bus Tasa AGP 66MHz 32 bits 266MB/seg AGP 2X 66MHz X 2 32 bits 533 MB/seg AGP 4X 66MHz X 4 32 bits 1GB/seg AGP 8X 66MHz X 8 32 bits 2.1 GB/seg 22

23 A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI y nvidia, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto. Slot AGP 4x 8x. Obsérvese que la pestaña de posicionamiento está en el extremo más alejado del borde de la placa base Actualmente el PCI Express está disponible en 6 formatos (x1 / x2 / x4 / x8 / 12x / x16) para los distintos anchos de banda. El PCI Express x2 está compuesto por dos lanes y el ancho de banda máximo es de 500MB/s para una dirección y de 1000MB/s para las dos direcciones. Tabla de ancho de banda del PCI Express El PCI Express x4 / x8 / x12 no están reservados para el mercado de los PC de sobremesa sino para el mercado de servidores. En el futuro estará disponible ancho de banda de Dual-direction. El PCI Express x16 se utiliza para sustituir a la actual interfaz VGA 8X. 23

24 Vista del PCI Express x1 y x16 El bus PCI Express está todavía en su infancia y el PCI aún se mantendrá un tiempo, mientras tanto podremos ver al PCI Express coexistir con el PCI en la placas base. 3- Ranuras de memoria Son los conectores de la memoria principal del ordenador. Los chips de RAM, antiguamente, se colocaban uno a uno sobre la placa, lo cual no era una buena idea debido al número de chips que podía llegar a ser necesario y a la delicadeza de los mismos; por ello, se agruparon varios chips de memoria soldados a una plaquita, dando lugar a lo que se conoce como módulo. Estos módulos han ido variando en tamaño, capacidad y forma de conectarse; al comienzo los había que se conectaban a la placa mediante unas patitas muy delicadas (primero fueron las DIP y luego las SIP), lo cual se desechó del todo hacia la época del 386 por los llamados módulos SIMM, que tienen los conectores sobre el borde del módulo. Los SIMMs originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm. Este proceso ha seguido hasta desembocar en los actuales módulos DIMM, de 168 contactos y 13 cm. 24

25 A continuación se presenta la evolución de las memorias RAM mas comunes, utilizadas en las PC : DRAM: Dinamic-RAM, o RAM a secas, ya que es "la original", y por tanto la más lenta (aunque recuerde: siempre es mejor tener la suficiente memoria que tener la más rápida, pero andar escasos).usada hasta la época del 386, su velocidad de refresco típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns. Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos. Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns. Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486). EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos). Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con refrescos de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168. SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron. PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y micros más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen. Físicamente presentadas en módulos DIMM de 168 contactos, de menos de 10 ns. PC133: o SDRAM de 133 MHz. Utilizada con microprocesadores Pentium III Coppermine (de 533 MHz o más). Físicamente presentadas en módulos DIMM de 168 contactos, de menos de 8 ns. DDR : Eso significa Double Data Rate (doble tasa de datos).esta tecnología transmite el doble de datos por ciclo de reloj que la SDRAM convencional. Así es que una memoria DDR 266,en realidad, funciona a 133MHz y realiza dos transferencias de datos por ciclo de reloj(133mhz x 2). La tecnología DDR utiliza un bus de datos de 64 bits, y un voltaje de 2,5V. Muchas placas base permiten utilizar estas memorias en dos modos de trabajo distintos: Single Memory Channel: Todos los módulos de memoria intercambian información con el bus a través de un sólo canal, para ello sólo es necesario introducir todos los módulos DIMM en el mismo banco de slots. Dual Memory Channel: Se reparten los módulos de memoria entre los dos bancos de slots diferenciados en la placa base, y pueden intercambiar datos con el bus a través de dos canales simultáneos, uno para cada banco. Algunas de las variantes que podemos encontrar son: Tipo Nombre Comercial Ancho de Banda DDR 200 PC ,6 GB/seg DDR 266 PC ,1 GB/seg DDR 333 PC ,66 GB/seg 25

26 DDR 400 PC ,2 GB/seg Módulo de memoria DDR Posteriormente en el año 2003 aparece la segunda generación de memorias DDR y fue denominada DDR2. Difieren en que la velocidad del bus de datos corre dos veces más rápido que las DDR, por lo que se consigue duplicar el rendimiento de procesamiento en la memoria. Otra gran ventaja que se logró con ésta memoria fue la disminución del consumo de energía, ya que la anterior DDR funciona con 2.5 V, mientras que las DDR 2 funcionan con 1.8 V. Las DDR 2 SDRAM son suministradas en tarjetas de memoria (módulos) DIMMs con 240 pines y una localización con una sola ranura. Nombre del estándar Velocidad del reloj Tiempo entre señales Módulo DDR 2 de 1 GB con disipador Velocidad del reloj de E/S Datos transferidos por segundo Nombre del módulo Máxima capacidad de transferencia DDR MHz 10 ns 400 MHz 400 millones PC MiB/s DDR MHz 7,5 ns 533 MHz 533 millones PC MiB/s DDR MHz 6 ns 667 MHz 667 millones PC2-5300¹ MiB/s DDR MHz 5 ns 800 MHz 800 millones PC MiB/s DDR MHz 3,75 ns MHz millones PC MiB/s Nota: DDR2-xxx indica la velocidad de reloj efectiva, mientras que PC2-xxxx indica el ancho de banda teórico. El ancho de banda se calcula multiplicando la velocidad de reloj E/S por ocho, ya que la DDR 2 (como la DDR) es una memoria de 64 bits, hay 8 bits en un byte, y 64 es 8 por 8 y por último por 2 (doble tasa de transferencia). 4- El Chipset El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB, etc. 26

27 Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar y el chipset apenas influía en el rendimiento del ordenador, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Pero los nuevos y muy complejos micros, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y periféricos que aparecen y desaparecen casi de mes en mes, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente. De la calidad y características del chipset dependerán: Obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador. Las posibilidades de actualización del ordenador. El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos. 27

28 El Chipset es un componente fundamental, ya que determina el rendimiento, la confiabilidad, y la versatilidad de una PC. Básicamente un Chipset está formado por dos Chips (ver fig. anterior) : A.- Es el más importante, y se denomina Puente Norte, y maneja el BUS del procesador, la memoria y el puerto AGP. La función principal de este Chip es la de controlar el funcionamiento y la frecuencia del BUS de dichos componentes. B.- Este Chip es el llamado Puente Sur, y controla los buses de entrada y salida de datos, para periféricos y dispositivos internos PCI e IDE. 5- B.I.O.S. Basic Input Output System La BIOS realmente no es sino un programa que se encarga de dar soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (Input- Output). Físicamente se localiza en un chip que suele tener forma rectangular, como el de la imagen. Además, la BIOS conserva ciertos parámetros como el tipo de disco duro, 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 ordenador está desconectado. La pila del ordenador, o más correctamente el acumulador, se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado, ya que se encarga de alimentar a la memoria CmosRAM. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora, etc. Se trata de un acumulador, pues se recarga cuando el ordenador está encendido. Sin embargo, con el paso de los años pierde poco a poco esta capacidad (como todas las baterías recargables) y llega un momento en que hay que cambiarla. Esto, que ocurre entre 2 y 6 años después de la compra del ordenador, puede vaticinarse observando si la hora del ordenador "se retrasa" más de lo normal. Para cambiarla, tome nota de todos los parámetros de la BIOS para reescribirlos luego, saque la pila (usualmente del tipo de botón grande o bien cilíndrica como la de la imagen), llévela a un negocio de electrónica y pida una exactamente igual. 28

29 Las BIOS pueden actualizarse bien mediante la extracción y sustitución del chip (método muy delicado) o bien mediante software, aunque sólo en el caso de las llamadas Flash-BIOS. Otras características vinculadas con el BIOS se muestran en el siguiente diagrama: 6- Memoria caché Se trata de un tipo de memoria muy rápida que se utiliza de puente entre el microprocesador y la memoria principal o RAM, de tal forma que los datos más utilizados puedan encontrarse antes, acelerando el rendimiento del ordenador. Se empezó a implantar en la época del 386, no siendo de uso general hasta la llegada de los 486. Su tamaño ha sido siempre relativamente reducido (como máximo 1 MB), tanto por cuestiones de diseño como por su alto precio, consecuencia directa de su gran velocidad. Este precio elevado hizo que incluso se llegara a vender un número considerable de placas base con cachés falsas, algo que afortunadamente en la actualidad es bastante inusual. La utilización de la memoria caché se describe a continuación: Acelerar el procesamiento de las instrucciones de memoria en la CPU. Los ordenadores tienden a utilizar las mismas instrucciones y (en menor medida), los mismos datos repetidamente, por ello la caché contiene las instrucciones más usadas. Por lo tanto, a mayor instrucciones y datos la CPU pueda obtener directamente de la memoria caché, tanto más rápido será el funcionamiento del ordenador. 29

30 La memoria caché se carga desde la RAM con los datos y/o instrucciones que ha buscado la CPU en las últimas operaciones. La CPU siempre busca primero la información en la caché, lo normal es que va encontrar ahí la mayoría de las veces, con lo que el acceso será muy rápido. Pero si no encuentra la información en la caché, se pierde un tiempo extra en acudir a la RAM y copiar dicha información en la caché para su disponibilidad. Como estos fallos ocurren con una frecuencia relativamente baja, el rendimiento mejora considerablemente, ya que la CPU accede más veces a la caché que a la RAM. En el siguiente diagrama se describe un proceso cuando la CPU requiere operación de lectura de una instrucción, para ello se presentan dos casos: También se la conoce como caché externa, secundaria o de segundo nivel (L2, level 2), para diferenciarla de la caché interna o de primer nivel que llevan todos los microprocesadores desde el 486 (excepto el 486SX y los primeros Celeron). Su presentación varía mucho: puede venir en varios chips o en un único chip, soldada a la placa base o en un zócalo especial (por ejemplo del tipo CELP) e incluso puede no estar en la placa base sino pertenecer al microprocesador, como en los Pentium II y los actuales. 7- Conectores externos Se trata de los conectores para periféricos externos, denominados también puertos: teclado, ratón, impresora... En las placas Baby-AT lo único que está en contacto con la placa son unos cables que la unen con los conectores en sí, que se sitúan en la carcasa, excepto el de teclado que sí está adherido a la propia placa. En las ATX los conectores están todos agrupados entorno al de teclado y soldados a la placa base. Los principales conectores son: 30

31 Puerto serie Estos puertos funcionan con un chip llamado UART, que es un controlador serie. El término serie quiere decir que la comunicación con este tipo de conector se realiza sólo en una dirección: o envío, o recepción de datos, pero no las dos al mismo tiempo, ya que envía los datos uno detrás de otro. Normalmente éstos suelen ser 2 en un placa base, y son denominados COM1 y COM2. A ellos pueden conectarse periféricos como ratones o módems. En las placas base antiguas el COM1 solía ser un puerto de 9 patillas o pin (cada uno de los contactos del conector) y el COM2 de 25. Hoy, las placas que llevan estos conectores suelen ser siempre de 9 patillas. Puerto paralelo Este tipo de puerto sirve para la conexión de periféricos, y ha sido ampliamente utilizado para conectar impresoras. Soporta la comunicación paralela, es decir, puede enviar datos simultáneamente, en grupos de hasta 8. Este tipo de conector es de 25 pin. Puerto PS/2 Una placa base suele contener dos, en los que se conectan el teclado y el ratón. Son conectores de tipo mini-din de seis patillas. Su nombre viene del uso que se le daba en los antiguos ordenadores de IBM PS/2 (Personal System/2). Puerto USB (Universal Serial Bus) Este tipo de puertos de gran velocidad son pequeños, con una forma alargada y estrecha. Permiten la conexión en "caliente" de dispositivos que soportan este estándar. Suministran al periférico de energía sin tener que estar conectado éste a la red eléctrica, permite un cableado de hasta 5 metros de longitud, y la conexión de hasta 126 dispositivos. IEEE 1394 o Firewire También conocido como i.link, es un interfaz que transmite datos a grandes velocidades. Tiene sus orígenes en la Apple Corporation, y fue convertido en un estándar en Llega a velocidades de transferencia de 400 Mbits por segundo. Puerto para juegos o MIDI A este puerto se conectan joysticks y mandos de juegos, aunque también permite la conexión de dispositivos de audio como teclados MIDI. Está situado en la tarjeta de sonido, y tiene 15 patillas. Conectores de audio minijack Pueden ir incluidos también en la placa base, y suelen ser estéreo, siendo los más habituales los de entrada y/o salida de línea, entrada de micrófono y salida de altavoces. Este tipo de conector es el estándar más extendido entre los dispositivos de audio portátiles (discmans, reproductores de mp3, grabadoras, etc.) y en ordenadores. 31

32 RCA audio No son tan comunes, pero si se utilizan en algunos casos. Estos conectores transmiten la señal de audio por dos canales que van separados (un conector diferente para cada uno). Cada uno de los conectores lleva un color: rojo o blanco. Habitualmente, se utilizan para equipos más grandes, como es la entrada auxiliar de una minicadena o un televisor. Además, este conector puede soprtar el tipo de salida digital S/PDIF, creado por Sony y Philips. En este caso, sólo habría un conector RCA, ya que la señal digital va por un solo canal. S/PDIF óptico Tipo de salida de audio digital. Como ya hemos explicado, este tipo de salida puede tener también un conector RCA. En este caso, la salida de la señal es óptica. RCA video También lo encontramos en la tarjeta gráfica; este conector lleva la señal de video compuesto. Suele ser de color amarillo para distinguirlo de los RCA de sonido. La calidad del video no es la óptima, ya que la información se envía en una sola señal analógica. Conector VGA. Es un conector estándar de la tarjeta gráfica, de 15 pines, y que se utiliza para conectar el monitor. Salida TV Este tipo de conector sirve para conectar a la televisión. Manda la señal S-video, además de la de sonido. Con este tipo de conector, la salida de video manda las señales de crominancia y luminancia por separado, por lo que la calidad del video es mejor que la salida de un conector RCA. Coaxial Es el tipo de conector para la antena de televisión. Aplicado a las comunicaciones, suele utilizarse con un cable híbrido de cable coaxial y fibra óptica, para la conexión a Internet via cable. También se usan conectores coaxiales para la salida BNC de monitores, que utilizan normalmente 5 cables: 3 para la señal de rojo, verde y azul, y dos para el sincronismo vertical y horizontal. Este tipo de salida suele estar reservada al ámbito profesional, ya que su coste es elevado. Scart o Euroconector Es el estándar más utilizado en vídeo y televisión domésticos. Se utiliza también como salida para los DVD domésticos. 32

33 DVI Es una salida de video digital, en la que la señal no pierde calidad, con lo que es perfecto para dispositivos que lo aceptan, ya que aprovechamos al máximo la calidad de la imagen digital. 8- Conector eléctrico Es donde se conectan los cables para que la placa base reciba la alimentación proporcionada por la fuente. En las placas Baby-AT los conectores son dos, si bien están uno junto al otro, mientras que en las ATX es único. Cuando se trata de conectores Baby-AT, deben disponerse de forma que los cuatro cables negros (2 de cada conector), que son las tierras, queden en el centro. El conector ATX suele tener formas rectangulares y trapezoidales alternadas en algunos de los pines de tal forma que sea imposible equivocar su orientación. 33