conectores internes y puertos externos del ordenador
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Conectores internos y puertos del ordenador
1. La placa base
Es el elemento principal del ordenador, donde se alojan todos los componentes
eléctricos, conectores y zócalos. Y donde se instalan los componentes como la
memoria RAM y el microprocesador.
1.1 Factores de forma de la placa base:
Es un estándar que define las características físicas de una placa base. Como pueden
ser
- La forma de la placa base (cuadrada o rectangular).
- Dimensiones exactas (ancho y largo).
- Posición de los anclajes (ubicación de los tornillos).
- Área de situación de los componentes (microprocesador, puertos, etc.).
- La forma física de la fuente de alimentación.
1.2 Factores de forma más conocidos:
ATX:
o Tiene 2 versiones reducidas: Mini-ATX y Micro-ATX
LPX
NLX
BTX
WTX
Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX
2. Componentes de la placa base
2.1 Zócalos del microprocesador: es donde se instala el microprocesador. Los
tipos más comunes son.
PGA: Zócalo con pines hembra, el microprocesador entra a presión en él.
ZIF (Zero Insertion Force): Tiene una palanca que permite que el
microprocesador sea anclado y quitado fácilmente.
LGA (Lan Grid Array): los pines machos están en el zócalo, y los pines hembra en
el microprocesador, a modo de pequeñas superficies de contacto.
El Microprocesador: controla y dirige los componentes de la placa base y
ejecuta las instrucciones de los programas. Los microprocesadores posteriores a
la arquitectura de Von Newman tenían la siguiente estructura:
Unidad de
control
Unidad de
decodificador
Unidad
aritmético-lógica
FPU (Unidad de
coma flotante)
CACHE INTERNA DE NIVEL 1 – L1
BSB (Bus posterior)
CACHE INTERNA DE NIVEL 2 – L2
FSB (Bus frontal)
Bus de dirección Bus de datos
La cache de nivel 1-L1 y nivel 2- L2 son memorias de alta velocidad integradas
en el microprocesador. En estas memorias el microprocesador almacena la
información que usa con mayor frecuencia, así puede ejecutar los programas
con mayor rapidez.
Actualmente los microprocesadores incorporan memoria cache L3, que
permiten almacenas más órdenes ejecutadas por el microprocesador pero es
más lenta.
- El bus frontal (FSB): Memoria cache L2, comunica al microprocesador con
la placa base y tiene un ancho de banda de 64 bits.
- El bus posterior (BSB): Memoria cache L1 conecta al microprocesador con
la memoria cache de nivel 2- L2.
Bus de control
ESTRUCTURA DEL
MICROPROCESADOR
Hoy en día los procesadores tiene arquitectura multinucleo (2 o más núcleos)
que aumentan el rendimiento del microprocesador incluso trabajando a
velocidades de reloj más bajas.
Características importantes de un microprocesador:
a) La velocidad: se mide en GHZ, y existen 2 velocidades:
Interna: es la velocidad a la que realmente trabaja un microprocesador.
Externa: velocidad a la que un microprocesador se comunica con la placa
base. En los microprocesadores con bus frontal, esta velocidad es menor
a la velocidad interna.
b) Memoria cache: hoy en día los microprocesadores tiene memoria cache
L1, L2 y L3.
c) Alimentación del microprocesador: existen 2 tensiones de alimentación.
Tensión interna o voltaje del núcleo: trabaja a 1,8v o 2,4v.
Tensión externa o voltaje E/S: permite al microprocesador comunicarse
con la placa base, suele trabajar a 3,3v
d) Las instrucciones específicas: conjunto de instrucciones que usan
matemática matricial, para soportar tecnología multimedia y 3D.
e) Arquitectura: actualmente son de 32 o 64 bits.
Se refiere al número de bits con los que trabaja los registros internos del
microprocesador.
2.2 Las ranuras de memoria RAM o bancos de memoria
Es el conector donde se inserta la memoria RAM.
La memoria RAM: son pequeños circuitos impresos denominados módulos de memoria.
Los parámetros más importantes de la memoria RAM son:
a) Velocidad: Se mide en Mhz, se refiere a la velocidad de reloj que puede soportar.
b) Ancho de banda o tasa de trasferencia: es la máxima cantidad de información que puede trasmitir esa memoria por segundo. Se mide en MBps y GBps.
c) Dual Channel: permite acceder a dos memorias a la vez, de dos canales independientes, con ello se consigue duplicar el ancho de banda.
d) Tiempo de acceso: es el tiempo que tarda el microprocesador en acceder a la memoria, se mide en nano segundos.
e) Latencia: es el retardo producido por los componentes al acceder a esta.
f) ECC (Error Checking and Correction): es un mecanismo que usan las memorias para detectar errores producidos en el proceso de almacenamiento. Son memorias más lentas, pero seguras.
Tipos de módulos de memoria RAM:
a) PSRAM: utilizada en dispositivos móviles.
b) VRAM: utilizada en tarjetas gráficas.
c) DRAM: existen varios tipos:
SDRAM: PC66, PC100, PC133
DDR-SDRAM: ej: PC-3200
DDR2-SDRAM:ej: PC2-3527
DDR3-SDRAM: ej: PC3-5453
DDR4-SDRAM: ej: PC4-5475
d) GDDR5: utilizada en tarjetas gráficas.
2.3 Ranuras de Expansión:
Son conectores de plástico, donde se insertan las tarjetas de expansión, como
por ejemplo la tarjeta de red o sonido.
Tipos de ranuras:
Ranura AGP: se utiliza exclusivamente para el soporte de gráficos. Existen
diferentes versiones del bus AGP, pero no son compatibles ya que trabajan a
diferentes tensiones.
Esta ranura suele ser de color marrón, esta ranura está más alejada del borde de
la placa base.
Compite actualmente en el mercado contra:
Ranura PCI: este bus permite una velocidad de transferencia de 133MBps.
Permite configuración Plug and Play, además permite que el dispostivo que
trabaje con este bus tenga acceso directo a memoria (DMA). En los ordenadores
portátiles se trabaja con la ranura PCMCIA. El color de la ranura suele ser
blanca.
Ranura PCI Express:
- Se puede llevar en aplicaciones que tengan mucho ancho de banda, por
ello está sustituyendo a los AGP.
- Cada ranura PCI Express dispone de enlaces punto a punto llamados
Lanes, para comunicarse con el microprocesador. Dando lugar a
configuraciones PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x.
- Cada Lane emplea 2 hilos para transferir en cada sentido, y trasmitir 10
bits de información que solo 8 son datos, por lo que la velocidad efectiva
de transferencia es del 80% del total.
- Los dispositivos PCI Express se pueden conectar al PC sin tener que
apagarlo.
- Las ranuras son más grandes mientras más Lanes tengan.
2.4 El chipset:
Es un conjunto de chips que permiten al microprocesador comunicarse con los
otros componentes de la placa base.
Realiza las siguientes funciones:
- Gestiona la comunicación de datos entre el microprocesador, la memoria
RAM y periféricos.
- Controla la comunicación del microprocesador con el resto de
componentes de la placa base.
- Da soporte a los buses de expansión y otros como por ejemplo, el AGP y
USB.
Los procesadores multinucleo están formado principalmente por dos chips
que son el puente norte (northbridge) y el puente sur (southbridge).
- Northbridge: conecta el bus frontal del microprocesador con los
componentes de alta velocidad, como la RAM y los buses AGP y PCIe.
Tiene las siguientes funciones:
Da soporte a una determinada familia del microprocesador,
porque fija la velocidad del bus frontal.
Gestiona el tipo y características de la memoria RAM.
Soporta las comunicaciones entre el microprocesador, la RAM y
los buses AGP y PCIe.
Soporta sistemas de ahorro de energía.
A veces integra un controlador gráfico.
- Southbridge: conecta al microprocesador con los componentes más
lentos.
Tiene las siguientes funciones:
Da soporte a los buses PCI e ISA.
Da soporte a los puertos USB, Firewire, Infrarojo, etc.
Da soporte a dispositivos ATA y SATA. También a la tarjeta de red y
sonido.
Da soporte al teclado. Gestiona interrupciones y controla el acceso
directo a memoria (DMA)
Realiza funciones de administración de energía.
A veces incorpora un controlador USB, la tarjeta de red y la de
sonido.
En las arquitecturas multinucleo en las que el microprocesador tiene un bus
dedicado para la comunicación con la RAM, está formado por un solo chip
principalmente.
2.5 La BIOS:
Es un chip de tipo ROM, por eso recibe el nombre de ROMBIOS.
Contiene un pequeño programa que ejecuta los dispositivos conectados al
ordenador durante el arranque y da soporte a determinados dispositivos de
entrada/salida (ejemplo: teclado, ratón.)
La configuración de la BIOS se almacena en una memoria de tipo CMOS que
tiene una pila, que mantiene al reloj en tiempo real (RTC)
Cuando un ordenador arranca lo primero que se inicia es la BIOS de la tarjeta
gráfica, que es independiente de la otra que hay en la placa base.
El resto del proceso de arranque es el siguiente:
a) Se carga el programa de la BIOS en memoria para ser ejecutado, además
se cargan los programas para acceder a diferentes dispositivos como el
teclado, ratón, etc.
b) Se genera la tabla de vector de interrupción, en la cual se indica la
dirección de comienzo de las rutinas de interrupción, que deben
ejecutarse cada vez que uno de los dispositivos requiera la atención del
microprocesador.
c) La BIOS chequea el hardware en el proceso conocido como POST:
a. Ajusta los parámetros de configuración del microprocesador.
(velocidad del bus, voltaje, etc.).
b. Identifica a la memoria RAM y ajusta sus parámetros de
configuración.
c. Comprueba la conexión con el teclado, tarjeta gráfica, etc.
d. Configura dispositivos integrados (SATA, USB, etc.).
Como resultado del POST se muestras los siguientes mensajes:
1. Mensaje de la BIOS de la tarjeta gráfica.
2. Nombre, fabricante y versión de la BIOS.
3. Tipo de microprocesador y su velocidad.
4. Tipo y tamaño de la memoria RAM.
5. Mensaje para permitir el acceso a la configuración de la BIOS.
6. Configura el disco duro y CD/DVD.
7. Muestra errores si los a detectado o la perdida de la configuración
de la BIOS.
8. Inicia otros dispositivos PLUG and PLAY, SATA, SCSI y RAID.
9. Muestra un texto resumen con la configuración detectada. Si hay
errores aparecen en el listado de códigos de error del POST.
d) La BIOS da el control al sistema operativo, permitiendo arrancar desde un
CD, USB o red local. El orden de arranque se puede configurar en la BIOS.
Este proceso se denomina arranque en frio.
En cambio si el ordenador estuviera encendido y le damos al botón de
RESET, este arranque se le denomina en caliente. En el cual no se realiza
el POST.
PUERTOS EXTERNOS
Puerto PS/2: Conecta el ratón o el teclado. Hay dos colores, el violeta es donde se
conecta el teclado y el verde donde se conecta el ratón. Actualmente solo hay un
puerto que tiene los 2 colores, porque podemos conectar el ratón o el teclado, o
ambos a la vez con la ayuda de una Y.
Puerto Serie: Envían y reciben la información Bit a Bit. Los conectores empleados son
DB-09M y DB-25M.El sistema operativo los identifica como puertos COM. (Ejemplo:
COM1, COM2…).
Puerto Paralelo: Los Bits se entregan de ocho en ocho, trasportándose a la vez. Sirve
para conectar impresoras (conector Centronics), unidades externas de CD/DVD,
unidades ZIP, etc. Su conector se denomina DB-25H.
Puerto USB:
Características:
- Es un puerto Plug and Play.
- El cable puede tener una longitud máxima de 5 metros y en los USB 3.1 3
metros según la situación.
- Podemos tener hasta 127 dispositivos USB, pero al ordenar se conectan
directamente solo 5 o 6.
- Puede alimentar dispositivos externos que trabajen a 5v y hasta 500mA y en los
USB 3.1 alimenta a 5v y hasta 900mA.
- Los USB utilizan la topología Tiered Star, que permiten conectar hasta 7 niveles
de HUB de USB (un HUB conectado a otro HUB y así sucesivamente).
Permite conectar varios dispositivos externos a la vez, como ratone, teclados, discos
duros externos, teléfonos, etc.
USB 1.1 (de velocidad completa): Velocidad de trasferencia de datos de 12
Mbps.
USB 2.0 (de alta velocidad): Velocidad de transferencia de datos de 480 Mbps.
USB 3.0 (de súper velocidad): Velocidad de transferencia de datos de 5 Gbps. Es
compatible con el bus 2.0. Pero un bus 2.0 no es compatible con 3.0.
USB 3.1 (de súper velocidad mejorada): Velocidad de transferencia de datos de
10 Gbps.
USB Next: velocidad de transferencia de hasta 60Gbps. Es inalámbrico.
Hay 2 tipos de conectores USB (A y B):
Actualmente hay una versión de USB reversible, a partir del USB 3.1 que se le conoce
como USB tipo C.
Puerto IEEE1394 O Firewall: es un bus serie. Plug and Play.
Puerto de red local: para Ethernet. Conector RJ45. Tiene diodos led como indicadores.
Puerto de video: denominados VGA, DVI, HDMI, DisplayPort y MinidisplayPort.
4 pines 6 pines 9 pines (Apple)
VGA DVI DisplayPort miniDisplayPort HDMI
Puertos de audio analogico: sirven para conectar microfonos, auriculares y equipos de
sonido analogico.
También hay otros tipos de conectores de entrada digital de sonido. Se denominan
S/PDIF, que usan conectores RCA (cable coaxial) y Toslink (cable Fibra óptica)
Puerto eSATA: para conectores sata externos. (Discos duras, CD/DVD, Blu-ray, etc.).
También hay conectores denominados eSATAp que combina un conector SATA y USB.
Micrófono
Altavoces / Auriculares
Entrada audio
CONECTORES INTERNOS
Conector IDE: dispone de 40 pines, se conectan discos duros, CD/DVD
Conector FDD: similar al IDE, pero solo tiene 36 pines. Aquí se conecta la disquetera.
Conector SATA: para conectar dispositivos SATA como CD/DVD, disco duro, Bluray.
Existe SATA1, SATA2 y SATA 3 (no todos los dispositivos son compatibles con todos).
Conector USB: para conectar puertos adicionales en el frontal del PC. Ofrece 2 puertos
USB en la misma tira. También hay un puerto interno para USB 3.0 identificado de
color azul.
Conector IEEE1394 o Firewall: para conectar puertos firewall adicionales.
Conector CD-IN: para conectar la salida de audio del CD/DVD (en desuso).
Conectores de indicadores y mandos del frontal: para conectar el botón de
encendido, Reset, diodos de funcionamiento de disco duro y de equipo encendido.
Conectores para ventiladores (FAN): Del microprocesador (CPU-FAN), Del chasis
(CHASSIS-FAN), Del Northbridge (NORTHBRIDGE-FAN), De la tarjeta gráfica (POWER-
FAN), Otros: SYS-FAN.
Conector S-PDIF: para cablear un puerto S-PDIF (salida RCA y fibra óptica):
Conectores de energía: para alimentar a la placa base y al microprocesador.
COMPONENTES INTEGRADOS
Pila: mantiene al relog en tiempo real y alimenta continuamente a la memoria C-MOS.
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