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Mantenimiento y Reparación de
Computadoras
Arquitectura y funciones de la
Motherboard
Buses
Son el conjunto de líneas o caminos por los cuales los datos
fluyen internamente de una parte a otra de la computadora
(CPU, disco duro, memoria). Puede decirse que en las
computadoras modernas hay muchos buses, por ejemplo
entre los
puertos IDE y los drives, entre una placa Aceleradora de
video y la memoria Ram, entre el modem y el Chipset, etc.
Pero Los
buses básicos son: a) el bus interno (bus de datos), o sea el
que comunica los diferentes componentes con la CPU y la
memoria RAM, formado por los hilos conductores que
vemos en el circuito impreso de la placa, y el bus de
direcciones.
IDE
TIPOS DE BUSES
El puerto IDE (Integrated device
Electronics) o ATA (Advanced
Technology Attachment)
controla los dispositivos de
almacenamiento masivo de
datos, como los discos duros y
ATAPI (Advanced Technology
Attachment Packet Interface) y
además añade dispositivos
como las unidades CD-ROM.
•
•
PUERTO SATA (Serial ATA)
Serial ATA es el nuevo estándar de conexión de
discos duros. Hasta hace
relativamente poco tiempo, en el mercado del
consumo se hacía uso del puerto IDE
en los estándares ATA (también llamado Pararell
ATA), del que existen variedades de
hasta 133MBytes/seg teóricos.
Dicho tipo de conexión consiste en unas fajas
planas (de 40 u 80 hilos, dependiendo
de las especificaciones de ATA) a las cuales se
pueden conectar hasta dos discos
duros (o unidades ópticas).
•
Serial ATA, la nueva tecnología, es totalmente
compatible con la anterior, de
manera que no habrá problemas de
compatibilidad con los sistemas operativos. De
hecho se pueden encontrar conversores con el
formato antiguo, ya que no solo se
trata de un cambio en el formato de los
conectores, sino también en el tipo de
puerto (mientras que un puerto IDE trabaja
como un puerto Paralelo, SATA es un
tipo de puerto Serie).
TIPOS DE BUSES
TIPOS DE BUSES
• PCI
• (Peripheral Component
Interconnect). Estándar que
especifica un tipo de bus de una
computadora para adjuntar
dispositivos periféricos a la placa
madre. Esos
dispositivos pueden ser:
• 1. Un circuito integrado
incorporado dentro de la placa
madre.
• 2. Una tarjeta de expansión que
encaja en un socket (ranura) de
la placa madre.
• El Chipset.
• Un elemento importante en las motherboards es un
conjunto de componentes electrónicos (chips) conocido
como Chipset. Su
• función básica es la de trabajar como una interface entre
los componentes que constituyen una motherboard.
Muchos grandes
• fabricantes de hardware entre los que se cuentan Intel, Via,
Sis, etc., crean chipsets para que otros manufactureros los
• integren en sus motherboards (Asus, PC Chips, Soyo, etc.).
• Los chipsets no son solamente utiles para motherboards,
los hay tambien para placas de video y modems.
Los puertos.
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Todo punto de contacto entre la motherboard y un elemento externo a ella se considera un puerto.
En sistemas es común
confundir el término puerto con bus. Es menester aclarar en aras del buen trato técnico, que el
puerto respecto del bus, es la
TERMINACION del mismo, o dicho en otras palabras: el conector que le permite a un dispositivo
conectarse a un bus
determinado.
Los puertos transmiten información a la velocidad del bus al que pertenecen. Eso nos obliga a
estudiar realmente el bus para
comprender la tecnología en un determinado caso.
Actualmente existen puertos internos y externos en los PCs. Los puertos IDE (IDE0 e IDE1) que
constituyen un canal de
comunicación entre dispositivos IDE como discos duros y unidades ópticas (CD-ROM, DVD, CD-RW,
etc.), son un ejemplo de
puerto interno. Otro ejemplo lo representa el puerto AGP (slot para placas de video avanzado).
Por otra parte los puertos PS/2 (conexión para mouse y teclados), USB (conexión para impresoras,
cámaras, escáneres, etc.),
RJ45 (conexión de red), son ejemplos de puertos externos.
Puerto USB
• Significa "Universal Serial Bus" o línea serial
universal de transporte de datos. Es un conector
que permite la transmisión de datos entre un
dispositivo externo y la computadora. Usos
específicos de USB: Conexión de toda una gama
de periféricos basados en esta tecnología
(scanner, cámaras fotográficas, teclados y
ratones, impresoras, medios de almacenamiento
externos como discos duros y memorias,
teléfonos móviles, sistemas de adquisición de
datos como tarjetas de captura de vídeo, etc)
Puertos para impresoras:
• soportan solamente la conexión de
impresoras y Plotters
• Se le llama así debido al nombre de la
empresa que desarrolló la primera impresora
de matriz de puntos: "Centronics
Corporation". Es un conector con 36 pines,
totalmente adaptado al puerto paralelo LPT.
Se encuentra instalado en los dispositivos,
principalmente impresoras y escáneres.
Puertos PS/2
• Estos puertos PS/2 o miniDIN son los sustitutos de los
puertos DIN que anteriormente atendían al teclado y al
ratón y están presentes en casi todas las motherboard
de las computadoras convencionales. Usos específicos
del Puerto PS/2: Para la interface de teclado y ratón.
• Estructuras de los pines
• De sus 6 pines solo se usan 4, a saber un pin para los 5
vcd que alimentará el dispositivo, la tierra eléctrica, un
pin por el que viajan los datos (data) y un pin para el
pulso del reloj (clock) que lo sincroniza con el chipset
de la placa madre.
Puerto VGA
• Las siglas VGA proviene de "Video Graphics Array ó
Video Graphics Adapter", lo que traducido significa
arreglo gráfico de video o adaptador gráfico de video.
Se trata de un puerto que se encarga de enviar las
señales referentes a los gráficos desde la computadora
hasta el monitor o una pantalla para que sean
mostrados al usuario. Usos específicos del Puerto
VGA:
• Se puede encontrar integrado en la motherboard,
tarjetas de video y en tarjetas aceleradoras de gráficos
con el uso específico de enviar señales de video al
monitor.
Partes de la Motherboard
Que es un disco duro?
Para entender que es un disco duro y cual es su mecánica de
funcionamiento, veamos la siguiente descripción: imagina
varios platos de metal sujetos por un eje central. Entre cada
plato, leyendo cada cara (cara superior = cara 0 y cara
inferior = cara 1), existe un brazo con una bobina en su
extremo
que emite pulsos magnéticos. Los platos giran a 5600,
7200 o 10000 revoluciones por minuto, en el sentido
contrario a
las manecillas del reloj. Las cabezas de lectura o sea las
bobinas en los extremos de los brazos, emiten pulsos
eléctricos
moviéndose desde el borde hacia el centro y viceversa.
El disco duro
El movimiento genera circunferencias con datos, llamadas pistas
o tracks (cada pista a su vez se considera como un
conjunto de segmentos llamados sectores o clusters). Cada cara
de un plato tiene una pista 0,1,2,3 ..... n pistas.
Cada pista está geométricamente encima de su homóloga, en la
cara opuesta de cada plato. Si nos ubicamos encima de
una pista, geométricamente lo estamos haciendo sobre todas las
pistas que tienen el mismo número a través de todas las
caras y platos. Esa forma de ver las pistas se llama cilindro. Por
tanto un cilindro es el conjunto de pistas con la misma
ubicación pero en una cara distinta (Ejemplo: cilindro 3 = pista 3 de la
cara 0 + pista 3 de la cara 1 + pista 3 de la cara 2,
etc.).
El Microprocesador
El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro de la computadora. Es un chip, un tipo de
componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores,
cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
Los micros, como los llamaremos en adelante, suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro, y
van o bien sobre un elemento llamado zócalo (socket en inglés) o soldados en el board, en el caso del
Pentium II, metidos dentro de una especie de cartucho que se conecta al mother board (aunque el chip
en sí está soldado en el interior de dicho cartucho).
A veces al micro se le denomina "la CPU" (Central Process Unit, Unidad Central de Proceso), aunque
este término tiene cierta ambigüedad, pues también puede referirse a toda la caja que contiene al
mother board, el micro, las tarjetas y el resto de los circuitos principales de la computadora.
La velocidad de un micro se mide en megahercios (MHz), aunque esto es sólo una medida de la fuerza
bruta del micro; un micro simple y anticuado a 200 MHz puede ser mucho más lento que uno más
complejo y moderno (con más transistores, mejor organizado...) que vaya a "sólo" 150 MHz. Es lo
mismo que ocurre con los motores de coche: un motor americano de los años 60 puede tener 5.000
cm3, pero no tiene nada que hacer contra un multiválvula actual de "sólo" 2.000 cm3.
El Microprocesador
Vista de un Microprocesador Pentium III del
fabricante INTEL, con su disipador de calor.
Vista superior de un Microprocesador de Intel:
Pentium III
Bancos de memoria RAM de una motherboard
moderna de tipo ATX. La tecnologia utilizada
es para memoria DDR.
Modulo de memoria Ram tipo DIMM para
trabajo con un bus PC 100
Tipos de Memorias
• La memoria es un componente esencial en los
ordenadores. Aunque, habitualmente, se asocia la
memoria del ordenador con la memoria principal
(RAM) esto no es correcto.
En un ordenador hay varias memorias, de diferentes
tipos y con distintas
funciones: memoria RAM, memoria cache, memoria
ROM, etc., y, además, hay que tener en cuenta que
prácticamente todos los dispositivos del ordenador
llevan incorporada una memoria propia: las
impresoras, las
tarjetas de video, el propio microprocesador, el disco
duro...
La Memoria RAM
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La Memoria memoria RAM es un componente imprescindible para el ordenador.
Su función consiste en tener preparadas las instrucciones y los datos para que la
CPU pueda procesarlos, y en almacenar temporalmente el resultado de las
operaciones realizadas por la CPU.
La memoria RAM (Random Access Memory) es una memoria de acceso
aleatorio (la información no se distribuye en ella de forma secuencial), en la que se
puede leer y escribir información; además, es volátil, por lo que se pierde su
contenido al apagar el ordenador.
La memoria RAM se asemeja a un panel constituido por un conjunto de sillas,
denominadas posiciones de memoria, en las que se almacenan los datos. El
microprocesador debe saber exactamente la posición en memoria de cada dato,
por lo que las posiciones están identificadas por un número denominado dirección
de memoria. Cada posición de memoria almacena un byte, lo que hace pensar en
la gran cantidad de posiciones que serán necesarias para poder almacenar
instrucciones y datos; por otra pane, tanto las aplicaciones como algunos de los
nuevos sistemas operativos requieren una gran
cantidad de memoria, siendo necesario disponer de, como mínimo, 1 GB.
Módulos de Memoria RAM
Desde hace ya tiempo, es muy fácil ampliar la cantidad de memoria RAM
de un ordenador; basta con comprar módulos de memoria y conectarlos
en los correspondientes zócalos de la placa madre.
Los módulos de memoria se clasifican según su tipo de conector
Módulos SIMM
SIMM (siglas de Single In-line Memory
Module), es un tipo de encapsulado
consistente en una pequeña placa de circuito
impreso que almacena chips de memoria, y
que se inserta en un zócalo SIMM en la placa
base. Los contactos en ambas caras son
redundantes, lo que es la mayor diferencia
respecto de sus sucesores los DIMMs. Estos
módulos, ya en desuso, tenian 30 ó 72
contactos. Su capacidad de almacenaje era
baja (1, 4, 8... 64 MB), y su tiempo de acceso
era muy elevado respecto a los actuales. Se
encuentran en desuso.
Módulos DIMM
DIMM son las siglas de «Dual In-line Memory
Module» y que podemos traducir como
Módulo de Memoria lineal doble. Las
memorias DIMM comenzaron a reemplazar a
las SIMMs como el tipo predominante de
memoria cuando los microprocesadores Intel
Pentium dominaron el mercado, estos
módulos son más alargados, cuentan con 168
contactos y dos ranuras para guiar su
colocación. Su capacidad es elevada (128 MB,
256 MB...).
Los módulos DIMM son reconocibles
externamente por poseer sus contactos (o
pines) separados en ambos lados, a diferencia
de los SIMM que poseen los contactos de
modo que los de un lado están unidos con los
del otro.
Un DIMM puede comunicarse con el PC a 64
bits (y algunos a 72 bits) en vez de los 32 bits
de los SIMMs.
Módulos DDR
DDR, Double Data Rate, significa memoria de doble tasa de transferencia de
datos en castellano. Son módulos compuestos por memorias síncronas
(SDRAM), disponibles en encapsulado DIMM, que permite la transferencia
de datos por dos canales distintos simultáneamente en un mismo ciclo de
reloj, estos módulos son los utilizados actualmente; tienen 184 contactos y
una unica ranura de colocación. Su capacidad es elevada (256 MB, 512 MB,
1 GB...).
No hay diferencia arquitectónica entre los DDR SDRAM diseñados para
diversas frecuencias de reloj, por ejemplo, el PC-1600 (diseñado para correr
a 100 MHz) y el PC-2100 (diseñado para correr a 133 MHz). El número
simplemente señala la velocidad en la cual el chip está garantizado para
funcionar.
Módulos RIMM
RIMM, acrónimo de Rambus Inline Memory Module, designa a los
módulos de memoria RAM que utilizan una tecnología denominada
RDRAM, estos módulos tienen el mismo número de contactos que los
módulos DIMM, pero son específicos para las memorias Rambus RAM.
Los módulos RIMM RDRAM cuentan con 184 pins y debido a sus altas
frecuencias de trabajo requieren de difusores de calor consistentes en
una placa metálica que recubre los chips del módulo. Se basan en un
bus de datos de 16 bits. Se encuentran en desuso.
Módulos DDR2
Las memorias DDR2 son una mejora de las memorias DDR (Double Data Rate), que
permiten que los búferes de entrada/salida trabajen al doble de la frecuencia del
núcleo, permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro
transferencias. Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es
decir 2 de ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el
ancho de banda potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM
tradicional (si una DDR a 200 MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2
por esos mismos 200 MHz reales entrega 800 MHz nominales). Este sistema
funciona debido a que dentro de las memorias hay un pequeño buffer que es el
que guarda la información para luego transmitirla fuera del modulo de memoria,
este buffer en el caso de la DDR convencional trabajaba tomando los 2 bits para
transmitirlos en 1 sólo ciclo, lo que aumenta la frecuencia final. En las DDR2, el
buffer almacena 4 bits para luego enviarlos, lo que a su vez redobla la frecuencia
nominal sin necesidad de aumentar la frecuencia real de los módulos de memoria.
Módulos SDRAM
SDR SDRAM (del inglés, Single Data Rate Synchronous Dynamic Random
Access Memory, es decir, memoria RAM dinámica de acceso síncrono de tasa
de datos simple). Se comercializó en módulos de 32, 64, 128, 256 y 512 Mb, y
con frecuencias de reloj que oscilaban entre los 66 y los 133 MHz. Se
popularizaron con el nombre de SDRAM, las memorias DDR también son
SDRAM.
La diferencia principal radica en que este tipo de memoria se conecta al reloj
del sistema y está diseñada para ser capaz de leer o escribir a un ciclo de reloj
por acceso, es decir, sin estados de espera intermedios. Este tipo de memoria
incluye tecnología que permite que la mitad del módulo empiece un acceso
mientras la otra mitad está terminando el anterior.
Para funcionar a toda su velocidad, una memoria SDR requiere una caché con
velocidad suficiente como para no desperdiciar su potencial.
Memoria Caché
La memoria cache es un tipo de memoria RAM
mucho más rápida que la convencional. Como
cualquier memoria RAM, su misión es
almacenar información, pero, en este caso, la
memoria cache dispondrá de las instrucciones
o los datos que acaba de utilizar, o vaya a
utilizar, el microprocesador. Esta memoria está
situada entre el microprocesador y la memoria
RAM, para agilizar la transferencia de
información entre ellos.
Existen dos tipos de memoria cache: la
denominada cach externa o de Segundo nivel
(L2), situada en la placa base y descrita
anteriormente, y la cache interna o de primer
nivel (L1) que está situada en el interior del
micro y es aún más cara que la externa, motivo
por el que la cantidad es menor.
Memoria Virtual
Todos los sistemas operativos utilizan parte del
disco duro para simular memoria RAM y
aumentar así la memoria total del ordenador.
A esta memoria se la conoce, genéricamente,
como memoria virtual, aunque, dependiendo
del sistema operativo, se la puede denominar
con otro nombre; por ejemplo, memoria de
intercambio swap en Linux. Lógicamente, la
memoria virtual es mucho más lenta que la
memoria RAM (puesto que está en un disco
duro), por lo que interesa que el sistema la
utilice poco. Si la cantidad de memoria RAM
del ordenador es elevada, el sistema operativo
utilizará poco la memoria virtual.
Memoria ROM-BIOS
Este tipo de memoria, denominada ROM (Read Only Memory), es solo de
lectura, es decir, no se puede escribir en ella. Contiene información grabada por
el fabricante, que no desaparece al desconectar el ordenador.
La BIOS (Basic Input Output System), que es una memoria ROM, es
imprescindible para la puesta en funcionamiento del ordenador, ya que contiene
instrucciones para realizar el chequeo inicial del equipo, además de datos
técnicos de los componentes más elementales conectados en el sistema.
Cuando se arranca un ordenador, la BIOS chequea, en este orden, los siguientes
componentes: la CPU, el bus de sistema para comprobar que todos los
periféricos funcionan correctamente, el reloj del sistema, la memoria RAM, el
teclado y las unidades de disco. La información obtenida se compara con la
almacenada en la memoria CMOS, detectando cualquier cambio en los
componentes o configuración del sistema. Si el resultado del chequeo es
correcto, comenzará a cargarse el sistema operativo; en caso contrario, el
sistema emitirá un pitido e informará del problema.
Memoria RAM-CMOS
La RAM CMOS (Complementary Metal Oxido
Semiconductor Random Access Memory) es
una cantidad de memonia incorporada en un
chip de la placa base cuya funcion es
almacenar parte de la configuracion del
sistema: información del reloj (fecha y hora) y
datos de configuración de los periféricos no
controlados ni chequeados por la BIOS.
Al tratarse de una memoria RAM, y puesto que
contiene información que no debe eliminarse
al apagar el ordenador, la memonia CMOS está
alimentada constantemente por una pila o
batería.