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La tarjeta madre es la parte principal de un computador ya que nos sirve de alojamiento de los demás componentes permitiendo que estos interactuen entre si y puedan realiza procesos. 

La tarjeta madre es escogida según nuestras necesidades. 

• Partes de la tarjeta madre: 

La placa madre contiene un cierto número de componentes integrados, lo que significa a su vez que éstos se hallan integrados a su circuito impreso:

• el chipset, un circuito que controla la mayoría de los recursos (incluso la interfaz de bus con el procesador, la memoria oculta y la memoria de acceso aleatorio, las tarjetas de expansión, etc.),
• el reloj y la pila CMOS,
• el BIOS,
• el bus del sistema y el bus de expansión.

De esta manera, las placas madre recientes incluyen, por lo general, numerosos dispositivos multimedia y de red integrados que pueden ser desactivados si es necesario:

• tarjeta de red integrada;
• tarjeta gráfica integrada;
• tarjeta de sonido integrada;
• controladores de discos duros actualizados.

El chipset

El chipset es un circuito electrónico cuya función consiste en coordinar la transferencia de datos entre los distintos componentes del ordenador (incluso el procesador y la memoria). Teniendo en cuenta que el chipset está integrado a la placa madre, resulta de suma importancia elegir una placa madre que incluya un chipset reciente para maximizar la capacidad de actualización del ordenador. 

Algunos chipsets pueden incluir un chip de gráficos o de audio, lo que significa que no es necesario instalar una tarjeta gráfica o de sonido. Sin embargo, en algunos casos se recomienda desactivarlas (cuando esto sea posible) en la configuración del BIOS e instalar tarjetas de expansión de alta calidad en las ranuras apropiadas.

El reloj y la pila CMOS

El reloj en tiempo real (o RTC) es un circuito cuya función es la de sincronizar las señales del sistema. Está constituido por un cristal que, cuando vibra, emite pulsos (denominados pulsos de temporizador) para mantener los elementos del sistema funcionando al mismo tiempo. La frecuencia del temporizador(expresada en MHz) no es más que el número de veces que el cristal vibra por segundo, es decir, el número de pulsos de temporizador por segundo. Cuanto más alta sea la frecuencia, mayor será la cantidad de información que el sistema pueda procesar. 

Cuando se apaga el ordenador, la fuente de alimentación deja inmediatamente de proporcionar electricidad a la placa madre. Al encender nuevamente el ordenador, el sistema continúa en hora. Un circuito electrónico denominado CMOS (Semiconductor de óxido metálico complementario), también llamado BIOS CMOS, conserva algunos datos del sistema, como la hora, la fecha del sistema y algunas configuraciones esenciales del sistema. 

El CMOS se alimenta de manera continua gracias a una pila (pila tipo botón) o bien a una pila ubicada en la placa madre. La información sobre el hardware en el ordenador (como el número de pistas o sectores en cada disco duro) se almacena directamente en el CMOS. Como el CMOS es un tipo de almacenamiento lento, en algunos casos, ciertos sistemas suelen proceder al copiado del contenido del CMOS en la memoria RAM (almacenamiento rápido); el término "memoria shadow" se utiliza para describir este proceso de copiado de información en la memoria RAM. 

El "semiconductor de óxido metálico complementario" es una tecnología de fabricación de transistores, la última de una extensa lista que incluye a su vez la TTL (lógica transistor-transistor), el TTLS (lógica transistor-transistor Schottky) (más rápido) o el NMOS (Semiconductor de óxido metálico de canal negativo) y el PMOS (Semiconductor de óxido metálico de canal positivo). 

El CMOS permite la ejecución de numerosos canales complementarios en un solo chip. A diferencia de TTL o TTLS, el CMOS es mucho más lento, pero reduce notoriamente el consumo de energía; esta es la razón por la que se utiliza como reloj de ordenadores alimentados a pilas. A veces, el término CMOS se utiliza erróneamente para hacer referencia a los relojes de ordenadores. 

Cuando la hora del ordenador se reinicia de manera continua o si el reloj se atrasa, generalmente sólo debe cambiarse la pila.

El BIOS

El BIOS (Sistema básico de entrada y salida) es el programa que se utiliza como interfaz entre el sistema operativo y la placa madre. El BIOS puede almacenarse en la memoria ROM (de sólo lectura, que se puede escribir únicamente) y utiliza los datos almacenados en el CMOS para buscar la configuración del hardware del sistema. 

El BIOS se puede configurar por medio de una interfaz (llamada Configuración del BIOS), a la que se accede al iniciarse el ordenador presionando una tecla (por lo general, la tecla Supr. En realidad, la configuración del BIOS se utiliza sólo como interfaz para configuración; los datos se almacenan en elCMOS. Para obtener más información, se aconseja consultar el manual de su placa madre).

Socket del procesador

El procesador (también denominado microprocesador) no es más que el cerebro del ordenador. Ejecuta programas a partir de un conjunto de instrucciones. El procesador se caracteriza por su frecuencia, es decir la velocidad con la cual ejecuta las distintas instrucciones. Esto significa que un procesador de 800 MHz puede realizar 800 millones de operaciones por segundo. 

La placa madre posee una ranura (a veces tiene varias en las placas madre de multiprocesadores) en la cual se inserta el procesador y que se denomina socket del procesador o ranura.

• Ranura: Se trata de un conector rectangular en el que se inserta un procesador de manera vertical.
• Socket: Además de resultar un término general, también se refiere más específicamente a un conector cuadrado con muchos conectores pequeños en los que se inserta directamente el procesador.

Dentro de estos dos grandes grupos, se utilizan diferentes versiones, según del tipo de procesador. Más allá del tipo de socket o ranura que se utilice, es esencial que el procesador se inerte con suavidad para que no se doble ninguna clavija (existen cientos de ellas). Para insertarlos con mayor facilidad, se ha creado un concepto llamado ZIF (Fuerza de inserción nula). Los sockets ZIF poseen una pequeña palanca que, cuando se levanta, permite insertar el procesador sin aplicar presión. Al bajarse, ésta mantiene el procesador en su lugar. 

Por lo general, el procesador posee algún tipo de dispositivo infalible con la forma de una esquina con muescas o marcas coloridas, que deben ser alineadas con las marcas respectivas del socket. 

Dado que el procesador emite calor, se hace necesario disiparlo afín de evitar que los circuitos se derritan. Esta es la razón por la que generalmente se monta sobre un disipador térmico (también llamado ventilador o radiador), hecho de un metal conductor del calor (cobre o aluminio) a fin de ampliar la superficie de transferencia de temperatura del procesador. El disipador térmico incluye una base en contacto con el procesador y aletas para aumentar la superficie de transferencia de calor. Por lo general, el enfriador está acompañado de un ventilador para mejorar la circulación de aire y la transferencia de calor. La unidad también incluye un ventilador que expulsa el aire caliente de la carcasa, dejando entrar el aire fresco del exterior.

Conectores de la RAM

La RAM (Memoria de acceso aleatorio) se utiliza para almacenar datos mientras se ejecuta el ordenador; sin embargo, los contenidos se eliminan al apagarse o reiniciarse el ordenador, a diferencia de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros, que mantienen la información de manera segura, incluso cuando el ordenador se encuentra apagado. Esta es la razón por la que la memoria RAM se conoce como "volátil". 

Entonces, ¿por qué debería uno utilizar la RAM, cuando los discos duros cuestan menos y posen una capacidad de almacenamiento similar? La respuesta es que la RAM es extremadamente rápida a comparación de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros. Tiene un tiempo de respuesta de alrededor de unas docenas de nanosegundos (cerca de 70 por DRAM, 60 por EDO RAM y 10 por SDRAM; sólo 6 ns por DDR SDRAM) a diferencia de unos pocos milisegundos en los discos duros. 

La memoria RAM se presenta en forma de módulos que se conectan en los conectores de la placa madre.

Ranuras de expansión

Las Ranuras de expansión son compartimientos en los que se puede insertar tarjetas de expansión. Éstas son tarjetas que ofrecen nuevas capacidades o mejoras en el rendimiento del ordenador. Existen varios tipos de ranuras:

• Ranuras ISA (Arquitectura estándar industrial): permiten insertar ranuras ISA. Las más lentas las de 16 bits.
• Ranuras VLB (Bus Local Vesa): este bus se utilizaba para instalar tarjetas gráficas.
• Ranuras PCI (Interconexión de componentes periféricos): se utilizan para conectar tarjetas PCI, que son mucho más rápidas que las tarjetas ISA y se ejecutan a 32 bits.
• Ranura AGP (Puerto gráfico acelerado): es un puerto rápido para tarjetas gráficas.
• Ranuras PCI Express (Interconexión de componentes periféricos rápida): es una arquitectura de bus más rápida que los buses AGP y PCI.
• Ranura AMR (Elevador de audio/módem): este tipo de ranuras se utiliza para conectar tarjetas miniatura construidas para PC.

Los conectores de entrada y salida

La placa madre contiene un cierto número de conectores de entrada/salida reagrupados en el panel trasero. 

La mayoría de las placas madre tienen los siguientes conectores:

• Un puerto serial que permite conectar periféricos antiguos;
• Un puerto paralelo para conectar impresoras antiguas;
• Puertos USB (1.1 de baja velocidad o 2.0 de alta velocidad) que permiten conectar periféricos más recientes;
• Conector RJ45 (denominado LAN o puerto Ethernet) que permiten conectar el ordenador a una red. Corresponde a una tarjeta de red integrada a la placa madre;
• Conector VGA (denominado SUB-D15) que permiten conectar el monitor. Este conector interactúa con la tarjeta gráfica integrada;
• Conectores de audio (línea de entrada, línea de salida y micrófono), que permiten conectar altavoces, o bien un sistema de sonido de alta fidelidad o un micrófono. Este conector interactúa con la tarjeta de sonido integrada.

Los zócalos de memoria

Como su propio nombre indica, son como los slots de expansión a las tarjetas controladoras. Los módulos de memoria (SDRAM, en nuestro caso) se insertan en estos zócalos para quedar conectados a la placa base.

Los jumpers

Son unos puentes que sirven, entre otras cosas, para configurar la velocidad de microprocesador, al igual que la de otros componentes de la placa base. Están formados por simples piececitas de plástico que “puentean” o unen varias patillas de un conector. La configuración para dichos jumpers viene reflejada en el manual de la placa base.

En nuestro caso, los distintos jumpers serían JP8 (para la velocidad de reloj), JP5 (para el voltaje), JP1 (para borrar la CMOS), JP4 (para el reloj SDRAM), etc.

Los microinterruptores

De la misma forma que los jumpers, sirven para configurar parámetros como la velocidad de algunos componentes de la placa, y se basan, como su propio nombre indica, en unos pequeños interruptores que pueden estar en posición ON u OFF según nuestros intereses. Al igual que los jumpers, necesitamos el manual de nuestra placa base para configurarlos correctamente.

Dos ejemplos de microinterruptores en nuestra placa base son SW1 (para el voltaje) y SW2 (para la velocidad de reloj). Es importante configurar de forma adecuada estos interruptores, pues la simple decisión de un ON o un OFF en uno de los microinterruptores podría “quemarnos” el microprocesador. Por ejemplo, con esta configuración, le indicaríamos al reloj que funcionase a 400 MHz (100x4) en un AMD K6-III:

Mientras que cambiando un solo microinterruptor (el 5, en este caso), estaríamos forzando al procesador a que trabajara a una velocidad de 450 MHz (100x4,5), con los posibles daños derivados del calentamiento inadecuado del procesador que ello conllevaría:

El microprocesador

Es el chip más importante del ordenador, y se encarga de procesar las instrucciones, llevar a cabo los cálculos y manejar el flujo de información. Hay varios tipos de microprocesadores, desde los antiguos 286, 386, 486 y Pentium hasta llegar a los más actuales Pentium II, Pentium III y el más reciente Pentium 4 de Intel, además de los K6, K6-II, K6-III, K7 y K8 de AMD, así como los procesadores fabricados por IBM y Cyrix, que son menos conocidos.

En cuanto a la relación física establecida entre el microprocesador y la placa base, éste puede unirse a la placa de distintas maneras:

• Soldado o integrado: unión antigua y utilizada hasta la aparición del 486

• Socket 7: sistema de unión entre el microprocesador y la placa mediante una palanca

• Slot 1: una especie de ranura de expansión, donde se encaja en microprocesador, como si se tratara de una tarjeta controladora más.

Remontándonos al apartado de la frecuencia base y el multiplicador, cabe destacar que los microprocesadores constan de dos velocidades. La velocidad interna es la velocidad real a la que funciona el microprocesador, mientras que la velocidad externa o de bus, es la velocidad con la que se comunican el microprocesador y la placa base.

La cifra por la que se multiplica la velocidad externa para dar la interna es el multiplicador, como ya dijimos antes.

Algo más sobre los Slots de expansión

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 tres tipos fundamentales de buses, que son los que se usan en las placas base que podemos encontrar en el mercado. Son el ISA (condenado a desaparecer), el PCI (marca la pauta del mercado), el USB (el más nuevo y rápido) y el AGP (para gráficos).

Bus XT / ISA

Apareció en el mercado hace bastante tiempo, y tiene un bus de datos de 16 bits, aunque es compatible con su antecesor (XT de IBM) de 8 bits, con la única diferencia de que el bus XT 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 (XT) o 98 (ISA) contactos.

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, lo que facilita en gran medida el trabajo de los diseñadores de placas base. 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.

Los puertos

Los puertos constituyen, por así decirlo, “el vínculo del ordenador con el mundo exterior”. Hablando algo más técnicamente, se puede decir que son los intermediarios que se encargan de facilitar el intercambio de información entre el ordenador y los periféricos externos. Actualmente los puertos vienen integrados en la placa base, pero en las algunos casos de placas base anteriores a Pentium, esto no sucedía así, y los puertos venían en tarjetas que se conectaban a los slots de expansión.

Puerto serie (COM)

Actualmente permiten velocidades de 115.200 bits por segundo. El uso más común del puerto serie es el ratón (sólo en casos antiguos) y el módem, aunque se tiende cada vez más a su desuso. Las placas base actuales disponen de dos puertos COM que salen al exterior a través de un conector para 9 pines.

Puerto paralelo (LPT)

Este puerto puede enviar hasta 8 bits de información en paralelo simultáneamente. Las placas base suelen llevar un puerto paralelo para un conector con 25 pines, donde pueden alcanzarse velocidades de transmisión de hasta 500 Kb por segundo. El puerto paralelo puede configurarse de cuatro modos, según las necesidades del usuario:

• SPP (Standard Parallel Port): puerto estándar / 500 Kb por segundo

• EPP (Enhanced Parallel Port): puerto extendido / 2 Mb por segundo

• ECP (Extended Capabilities Port): capacidades extendidas / 2,4 Mb por segundo

• ECP+EPP: como su nombre indica, la unión de ambos

Puerto USB (Universal Serial Bus)

Es un bus de cuatro hilos que puede transmitir y recibir datos a velocidades de hasta 12 Megabits por segundo y cuyas características más importantes son:

• Velocidades entre 1,5 Mbps y 12 Mbps
• Se pueden conectar hasta 127 dispositivos en línea
• Cada segmento de cable puede tener hasta 5 metros de longitud
• Utiliza un cable de 4 hilos (dos de alimentación y dos de señal)
• Se utiliza para dispositivos de baja velocidad (ratón, módem, webcam...)
• Son compatibles con Plug&Play
• Existen dispositivos HUB para conectar varios USB a una salida

Puerto IRDA

Se definió en 1994 para conectar un periférico de infrarrojos al ordenador. Basta conectar el periférico en línea con el puerto a una distancia menor a un metro. Aunque su velocidad máxima es de unos 4 Mbps bidireccional, emula a un puerto serie con una velocidad de 115.200 bps.