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                          Centro Nacional
ES PÚBLICA                de Información y
ES PARA TODOS             Comunicación Educativa
ES PARA TÍ
Autores:
      Claudio Morán Flores
      Fernando Morán Flores
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Ministerio de Educación y Ciencia
Secretaría General de Educación y Formación Profesional
Centro Nacional de Información y Comunicación Educativa
0    Introducción al curso de Mantenimiento de equipos informáticos                    6
  0.1      Breve historia                                                              6
  0.2      Estructura básica de un ordenador personal                                  7
  0.3      Hardware y software                                                        11
  0.4      ¿Qué es un ordenador PC?                                                   12
  0.5      El PC y sus periféricos                                                    13
1    Placa Madre                                                                      17
  1.1      Tipos                                                                      17
     1.1.1       Diferencias entre placas AT y ATX                                    17
  1.2      Elementos que constituyen la placa madre.                                  20
     1.2.1       Slots de expansión.                                                  20
     1.2.2       ROM, EPROM y EEPROM BIOS.                                            29
     1.2.3       Batería y RAM CMOS.                                                  30
     1.2.4       Juego de Integrados (Chipset)                                        30
     1.2.5       Chipset de Intel.                                                    32
     1.2.6       VIA Technologies.                                                    34
     1.2.7       Otros fabricantes de chipset.                                        36
  1.3      El zócalo de la CPU.                                                       36
  1.4      Otros puertos para la conexión de dispositivos externos.                   37
     1.4.1       Puerto Paralelo de impresora.                                        37
     1.4.2       Puerto serie RS-232.                                                 39
     1.4.3       Conector para joystick.                                              41
     1.4.4       Conector PS/2 para ratón.                                            41
     1.4.5       Conector para teclado.                                               42
  1.5      Conclusión.                                                                43
  1.6      Configuración de la BIOS.                                                  45
     1.6.1       Opciones típicas de las BIOS.                                        45
  1.7      Programas de análisis y diagnóstico.                                       63
     1.7.1       Ciusbet Hardware BenchMark,                                          63
     1.7.2       Everest Home Edition.                                                64
     1.7.3       Passmark BurnIn Test Profesional.                                    65
     1.7.4       SiSoft Sandra                                                        68
  1.8      Instalación de una placa madre.                                            72
     1.8.1       Pasos que deberemos seguir                                           72
     1.8.2       Fallos en el funcionamiento de la placa madre                        77
2    El MICROPROCESADOR (µP)                                                          80
  2.1      Un poco de historia.                                                       80
     2.1.1       Llegaron los 16 Bits.                                                80
     2.1.2       La familia i80XXX de Intel.                                          81
     2.1.3       Cisc y Risc.                                                         82
  2.2      Otras Características.                                                     83
     2.2.1       Bus de datos.                                                        83
     2.2.2       Bus de direcciones.                                                  84
     2.2.3       Frecuencia.                                                          85
     2.2.4       Voltaje de alimentación y tecnología de fabricación.                 86
     2.2.5       MMX, 3DNow¡, SSE y Multimedia.                                       87
     2.2.6       Otras tecnologías incorporadas en los microprocesadores actuales.    88
     2.2.7       Memoria caché.                                                       90
  2.3      El zócalo.                                                                 90
     2.3.1       Zócalos antiguos.                                                    92
     2.3.2       Zócalos actuales.                                                    93
  2.4      Microprocesadores Antiguos pero aún en uso.                                94
  2.5      Los microprocesadores actuales.                                            99
     2.5.1       Microprocesadores de Intel.                                          99
     2.5.2       Microprocesadores de AMD (American Micro Device).                   102
     2.5.3       Microprocesadores para portátiles.                                  104
  2.6      Configuración de la BIOS.                                                 105
     2.6.1       Arward BIOS.                                                        106
     2.6.2       AMI WinBIOS.                                                        106
  2.7      Instalación de un microprocesador.                                        107
2.7.1       Pasos que deberemos seguir.                                       107
     2.7.2       Posibles problemas derivados del montaje del microprocesador.     114
3    Memorias.                                                                     116
  3.1      Características.                                                        116
  3.2      Tipos                                                                   121
     3.2.1       ROM.                                                              121
     3.2.2       PROM.                                                             121
     3.2.3       EPROM.                                                            121
     3.2.4       EEPROM o E2PROM.                                                  121
     3.2.5       RAM.                                                              122
     3.2.6       DRAM.                                                             122
     3.2.7       SRAM.                                                             128
     3.2.8       Tag RAM.                                                          129
     3.2.9       VRAM.                                                             129
  3.3      Módulos SIMM Y DIMM.                                                    130
  3.4      Memorias caché.                                                         132
  3.5      Instalación de un módulo de memoria.                                    134
     3.5.1       Averías producidas en las memorias                                137
4    Dispositivos de almacenamiento de datos                                       140
  4.1      Discos Flexibles                                                        140
     4.1.1       Principio de funcionamiento                                       140
     4.1.2       Estructura lógica de un disco flexible                            144
     4.1.3       Forma física del disco flexible de 3 ½”                           147
     4.1.4       El cable de datos                                                 148
     4.1.5       Diagnósticos                                                      148
     4.1.6       Instalación/Sustitución de una disquetera para discos flexibles   151
     4.1.7       Averías en una disquetera para discos flexibles.                  153
     4.1.8       Mantenimiento de discos flexibles.                                154
  4.2      Discos duros                                                            155
     4.2.1       Principio de funcionamiento                                       155
     4.2.2       Estructura de la información en un disco duro                     157
     4.2.3       Características constructivas de los discos duros                 162
     4.2.4       Cálculo de la capacidad del disco.                                165
     4.2.5       Modos CHS y LBA                                                   166
     4.2.6       Buses de conexión de discos duros                                 167
     4.2.7       Prestaciones de los discos                                        175
     4.2.8       Diagnósticos                                                      176
     4.2.9       Configuración de la BIOS para un disco duro                       184
     4.2.10      Instalación de un disco duro.                                     189
     4.2.11      Averías en un disco duro.                                         207
  4.3      CD-ROM                                                                  213
     4.3.1       Principio de funcionamiento                                       213
     4.3.2       Características de un lector óptico                               214
     4.3.3       Sistemas CAV y CLV                                                217
     4.3.4       Sonido con CD-ROM                                                 218
  4.4      La grabadora de CD-ROM                                                  220
     4.4.1       Principio de funcionamiento                                       220
     4.4.2       Formatos                                                          222
     4.4.3       Otras grabadoras                                                  222
  DVD                                                                              222
     4.4.4       La evolución del CD hacia el DVD                                  222
     4.4.5       Tipos de DVD                                                      224
     4.4.6       Formatos para DVD                                                 225
     4.4.7       La tarjeta descompresora MPEG-2                                   229
     4.4.8       Sistemas antipirateo                                              230
     4.4.9       Software para grabadoras de CD-ROM y DVD                          231
     4.4.10      Fallos comunes a la hora de grabar un CD o un DVD                 233
  4.5      Instalación de una unidad de CD-ROM o DVD                               233
     4.5.1       Pasos a seguir para la instalación de una unidad CD-ROM o DVD     234
     4.5.2       Problemas que se pueden encontrar                                 239
4.6      Copias de seguridad                                                           240
       4.6.1       Conexión de las unidades al ordenador                                   240
       4.6.2       Unidades para copias de seguridad                                       241
       4.6.3       Políticas para copias de seguridad                                      241
       4.6.4       Los más utilizados                                                      242
       4.6.5       Tecnología MO                                                           243
       4.6.6       Unidades ZIP                                                            245
5      Tarjetas gráficas.                                                                  248
    5.1      El sistema gráfico.                                                           248
    5.2      Historia.                                                                     249
    5.3      Resolución y frecuencia de refresco.                                          250
    5.4      Colores.                                                                      251
    5.5      Utilidades y accesorios                                                       253
    5.6      Elementos de la tarjeta gráfica                                               253
       5.6.1       Procesador gráfico                                                      253
       5.6.2       Memoria vídeo                                                           256
       5.6.3       RAMDAC                                                                  257
    5.7      BUS de conexión AGP y PCI Express                                             258
    5.8      Velocidad de una tarjeta gráfica                                              258
    5.9      Drivers, controladores gráficos y códecs de vídeo                             259
    5.10     Conectores TV y vídeo:                                                        263
    5.11     Refrigeración                                                                 266
    5.12     Explicación de algunas características y términos de las tarjetas gráficas.   267
       5.12.1      Otros términos:                                                         270
    5.13     Diagnósticos y averías                                                        271
6      Monitores.                                                                          286
    6.1      Características.                                                              286
    6.2      Otras prestaciones.                                                           294
    6.3      Controles y Menú OSD.                                                         294
    6.4      Tubo de imagen.                                                               296
    6.5      Pantallas planas LCD.                                                         300
       6.5.1       Principio de funcionamiento.                                            301
       6.5.2       Características de los monitores LCD.                                   306
       6.5.3       Calidad de un monitor LCD TFT.                                          308
       6.5.4       Ventajas e inconvenientes de las pantallas LCD.                         309
    6.6      Averías en Monitores.                                                         310
       6.6.1       Cable de conexión.                                                      311
       6.6.2       Monitor.                                                                312
7      Tarjetas de sonido.                                                                 315
    7.1      Digitalización del sonido.                                                    316
       7.1.1       Convertidor Analógico/Digital, ADC.                                     317
       7.1.2       Convertidor Digital/Analógico, DAC.                                     319
       7.1.3       Full Duplex.                                                            320
    7.2      Síntesis de sonidos.                                                          321
       7.2.1       FM.                                                                     321
       7.2.2       Tabla de ondas (Wave Table).                                            322
       7.2.3       DSP (Digital Signal Processor).                                         323
    7.3      Sonido Dolby Digital y DTS.                                                   324
    7.4      Amplificación.                                                                326
    7.5      Conexiones de la tarjeta de sonido.                                           327
       7.5.1       Entradas analógicas y digitales.                                        327
       7.5.2       Salidas analógicas y digitales.                                         329
    7.6      Altavoces.                                                                    332
    7.7      MIDI.                                                                         336
    7.8      Averías en una tarjeta de sonido y sistema de altavoces.                      336
8      El Teclado                                                                          342
    8.1      El Teclado por dentro.                                                        343
    8.2      Distintos tipos de teclados para ordenadores PC.                              345
       8.2.1       Teclado QWERTY.                                                         346
       8.2.2       Teclados Ergonómicos.                                                   346
8.2.3      Teclados Flexibles.                                                   347
      8.2.4      Teclados Inalámbricos.                                                348
      8.2.5      Pantallas táctiles.                                                   349
   8.3      Conexiones del teclado.                                                    352
   8.4      Mapa del teclado, configuración y códigos.                                 353
   8.5      Combinaciones de teclas En WINDOWS.                                        356
      8.5.1      Combinaciones de teclas que utilizan la tecla Logo de Windows.        356
      8.5.2      Teclas del sistema                                                    356
      8.5.3      Teclas para manejar cuadros de diálogo.                               357
      8.5.4      Otras teclas de interés                                               357
   8.6      Averías en los teclados.                                                   358
9     El Ratón.                                                                        361
   9.1      Tipos de ratones.                                                          361
   9.2      Funcionamiento del ratón.                                                  363
   9.3      Controlador.                                                               367
   9.4      Tipos de conexión.                                                         367
   9.5      Trackball.                                                                 368
   9.6      Touchpad.                                                                  369
   9.7      Limpieza del ratón.                                                        369
      9.7.1      Ratones de bola.                                                      369
      9.7.2      Ratones ópticos.                                                      370
   9.8      Averías en los ratones.                                                    371
10       Impresoras                                                                    373
   10.1     Características de una impresora.                                          373
   10.2     Tipos de impresoras.                                                       377
      10.2.1     Matriciales.                                                          377
      10.2.2     Chorro de tinta.                                                      378
      10.2.3     Inyección de tinta.                                                   378
      10.2.4     Láser.                                                                380
      10.2.5     Transferencia Térmica.                                                384
      10.2.6     Transferencia térmica por sublimación.                                386
   10.3     Conexión e Instalación de una impresora.                                   388
      10.3.1     Conexión puerto paralelo.                                             388
      10.3.2     Conexión por puerto serie RS-232.                                     389
      10.3.3     Conexión por puerto USB.                                              391
   10.4     Conectar varios ordenadores a una impresora.                               391
      10.4.1     Conmutador de impresoras.                                             391
      10.4.2     Impresora en red LAN.                                                 392
   10.5     Conectar varias impresoras a un ordenador.                                 395
      10.5.1     Conmutador de impresoras.                                             395
      10.5.2     Instalación de una tarjeta con puerto paralelo.                       395
      10.5.3     Otras posibilidades.                                                  396
   10.6     Ampliación de memoria.                                                     396
   10.7     Problemas de funcionamiento y averías.                                     397
      10.7.1     Hardware.                                                             397
      10.7.2     Software.                                                             400
11       Dispositivos de captura de imágenes                                           402
   11.1     Escáner.                                                                   402
      11.1.1     Introducción.                                                         402
      11.1.2     Funcionamiento.                                                       402
      11.1.3     Recursos Hardware.                                                    404
      11.1.4     Resolución.                                                           408
      11.1.5     Tipos de escáneres.                                                   409
      11.1.6     Driver TWAIN.                                                         411
      11.1.7     Programas (Software).                                                 412
      11.1.8     OCR.                                                                  412
      11.1.9     Características técnicas del escáner.                                 413
   11.2     . Cámaras fotográficas digitales                                           415
      11.2.1     Introducción.                                                         415
      11.2.2     Características y parámetros más importantes de una cámara digital.   416
11.2.3    Funcionamiento.                           421
     11.2.4    Sensores de Imagen.                       422
     11.2.5    Tipos de cámaras digitales.               424
     11.2.6    Almacenamiento de las imágenes.           424
     11.2.7    Transferencia de imágenes al ordenador.   429
     11.2.8    Lentes.                                   430
     11.2.9    Accesorios.                               430
     11.2.10      Ejemplo práctico.                      432
12      Módem.                                           435
   12.1   Funcionamiento                                 435
   12.2   Características de un módem.                   436
     12.2.1    Velocidad.                                436
     12.2.2    Normas ITU.                               437
     12.2.3    “Plug and Play”.                          437
   12.3   Tipos de módem                                 437
   12.4   Conexión de un módem al ordenador.             440
   12.5    Configuración del módem.                      441
   12.6   Averías.                                       445
   12.7   ADSL.                                          448
     12.7.1    Información práctica.                     449
0 Introducción al curso de Mantenimiento de equipos
  informáticos
0.1 Breve historia
Aunque ya en el siglo XVI y XVII se construyeron máquinas mecánicas con
capacidades de cálculo de operaciones como la suma o la multiplicación, no es
hasta mediados del siglo XX cuando realmente se puede decir que empezó la
era del ordenador. Más concretamente, el primer ordenador electrónico fue
construido en 1945 en la escuela Moore de Ingeniería Eléctrica, por John W.
Mauchly y John Presper Eckert y se llamó ENIAC. Utilizaba más de 18.000
válvulas de vacío y consumía la friolera de 150.000 W, por lo que disponía de
un excelente equipo de refrigeración. Desde entonces se han sucedido varias
generaciones de ordenadores marcadas por las innovaciones tecnológicas del
momento:
   • Primera generación, 1937 - 1953: Marcada por el uso de sistemas
       mecánicos como engranajes, relés y de las válvulas de vacío, similares
       a las que se utilizaban en los aparatos de radio o de televisión de la
       época. El primer ordenador comercial de esta primera generación fue el
       UNIVAC 1 (1951)
   •   Segunda generación, 1954 - 1962: Basada en el transistor y la nueva
       tecnología de los semiconductores. Aparecen los lenguajes de
       programación en bajo nivel denominados código máquina.
   •   Tercera generación, 1963 – 1972: Incorpora los circuitos integrados de
       bajo nivel de integración a la tecnología de semiconductores. Reduce
       drásticamente el tamaño de las placas de circuito impreso utilizadas en
       los ordenadores. Aparecen los sistemas de programación en alto nivel
       como el Cobol, Fortram, Basic y conceptos como multiprogramación y
       multiproceso. Son también de esta época las primeras memorias RAM,
       ROM, PROM y EPROM.
   •   Cuarta generación, 1973 - 1983: Determinada por la aparición de los
       primeros microprocesadores de 4 y 8 bits. Es el comienzo de los
       integrados de alto nivel de integración VLSI y también de los primeros
       ordenadores personales que utilizaban microprocesadores como el 8008
       (1972) y 8080 de Intel, el Z-80 de Zilog o el 6502 desarrollado por MOS
       Technology Corporation (1976). De esta época es también el Floppy
       Disk o disco flexible de 5 ¼”. Algunos ordenadores personales que
       utilizaban estos microprocesadores son los Atari, Sindair ZX Spectrum y
       Commodore C64.
•   Quinta generación, 1984 - 1990: Básicamente es una mejora
       tecnológica de la generación anterior, en la que se mejora
       sustancialmente el nivel de integración, la velocidad de proceso de los
       microprocesadores y la capacidad de trabajo, incorporándose en un
       mismo sistema varios procesadores. Aparecen los microprocesadores
       de 16 y 32 bits y la memoria RAM alcanza capacidades de decenas de
       Megabytes. Es el comienzo de la era de los PC de IBM y de los
       Macintosh de Apple que incorporaban los primeros microprocesadores
       de 16 bits. IBM adopto los microprocesadores 80X86 y 80X88 de Intel y
       Apple los 68000 de Motorota.
   •   Sexta generación, 1990 - …: Continuación lógica de la generación
       anterior incorpora sustanciales mejoras tecnológicas encaminadas a
       aumentar la capacidad y velocidad de los microprocesadores y
       memorias asociadas a ellos. También incorpora mejoras sustanciales en
       las arquitecturas de los microprocesadores y comienza la revolución de
       las redes de ordenadores.
   A partir de aquí, podríamos hablar de la séptima, octava, … generación de
   ordenadores, puesto que ha habido avances más que suficientes para
   justificar nuevas generaciones, pero ya no son historia, sino un presente en
   el que todos estamos inmersos.

0.2 Estructura básica de un ordenador personal
La estructura básica de un ordenador personal no se diferencia mucho de
cualquier otro sistema microprocesado y, de algún modo, también es
comparable con la de un ser humano; Ambas están basadas en un elemento
que procesa y almacena datos (cerebro), y elementos de entrada/salida o
periféricos que permiten la comunicación con el exterior, detectando y
modificando su entorno (sentidos, manos, brazos, piernas, etc).
        En la siguiente figura se representa la estructura básica de un ordenador
personal estándar con los bloques más representativos:
Ilu
           stración 0-1 Diagrama de bloques de un ordenador personal.

•   CPU (Unidad Central de Procesos): También denominada
    microprocesador. Como su nombre indica es la encargada de procesar
    todos los datos presentes en cualquier momento en el sistema, por lo
    que puede considerarse el elemento más importante y a su vez más
    complejo que conforma el ordenador personal. Podríamos dividirla en
    varios bloques:
       o ALU (Unidad Aritmético Lógica): Es la realmente encargada de
         procesar los datos y realizar los cálculos oportunos, tanto
         aritméticos (multiplicaciones, divisiones, sumas y restas) como
         lógicos (desplazamientos de registros, operaciones boleanas
         como AND, OR, NOT). El juego de instrucciones de la CPU
         determina la potencia de cálculo de la ALU, que normalmente
         está muy limitada a operaciones sencillas. Las operaciones
         complicadas, como raíces cuadradas, logaritmos y operaciones
         con vectores, se realizan mediante programas o algoritmos,
         aunque hay módulos como los coprocesadores matemáticos
         que agilizan y mejoran sustancialmente la potencia de cálculo,
         incluyendo instrucciones que permiten trabajar con números en
         coma flotante (números con exponente) o con vectores.
Actualmente, todos los microprocesadores incorporados en los
   ordenadores personales incluyen un coprocesador matemático.
o Registros: Lo constituyen células de memoria muy pequeñas,
  normalmente de 8, 16, 32 y actualmente de 64 y 128 bits que
  almacenan de forma temporal los datos que son o van a ser
  procesador por la ALU. El número de registros y su tamaño son
  variables de un microprocesador a otro e influyen en gran medida
  en el juego de instrucciones implementado en el mismo.
o Unidad de control: Como su nombre indica, se encarga del
  control y sincronización de todos los procesos internos del
  microprocesador y de la sincronización también con los
  elementos externos como memorias y dispositivos de entrada
  /salida.
o Comunicaciones internas: En este bloque se consideran todas
  las líneas de unión o buses que unen los distintos bloques que
  constituyen el microprocesador. Este bloque podría incluirse en la
  unidad de control.
o Buses externos o Buses del sistema: Al conjunto de líneas
  encaminadas a realizar una misma función se la denomina BUS.
  Los buses suelen nacer en el interior del microprocesador y se
  extienden por todo el sistema, hasta llegar a los dispositivos de
  entrada/salida y a los dispositivos de memoria, En un
  microprocesador se distinguen tres tipos de buses:
         Bus de datos: Conjunto de líneas encaminadas a
         transportar los datos por el sistema. En general, el número
         de líneas de un bus de datos viene determinado por el
         número de BITS de los registros de datos del
         microprocesador, de tal forma, si el microprocesador es de
         32 bits, el bus de datos tiene 32 líneas.
         Bus de direcciones: Conjunto de líneas encaminadas a
         direccionar las distintas posiciones de memoria de los
         sistemas de almacenamiento, como la memoria RAM. El
         número de líneas de este bus depende de la memoria
         física máxima que puede direccionar. Por tanto, un
         microprocesador con un bus de direcciones de 32 bits
         podrá direccionar 232 direcciones de memoria.
         Bus de control: Prácticamente lo constituyen el resto de
         líneas que salen del microprocesador y que están
         encaminadas al control y sincronización de los buses de
datos y direcciones con los dispositivos de memoria y de
                  entrada/salida. Este bus no suele representarse en los
                  diagramas de bloques de los sistemas microprocesador.
•   Memoria Interna de almacenamiento: Lo constituyen los módulos de
    memoria conectada directamente al microprocesador y se denomina
    interna por encontrarse en el interior de la unidad central (U.C) o caja del
    ordenador, montada en la misma placa madre que el microprocesador.
    La memoria interna de almacenamiento puede contener tanto datos
    como código de programa y se divide, a grandes rasgos, en memoria
    RAM de lectura/escritura y Memoria ROM de sólo lectura. En la primera
    se almacenan los códigos de los programas en ejecución y sus datos
    temporales, de forma que al apagar el ordenador, toda esta información
    desaparece. En la segunda se suele cargar el FirmWare del sistema o
    programa de inicialización o arranque del sistema. En los PC se conoce
    como BIOS.
•   Memoria Externa de almacenamiento: La componen todos los
    dispositivos de almacenamiento de datos masivos como unidades de
    disco flexible y duro, CDROM y DVD, unidades de cinta magnética como
    los DAT y Streamer, etc.
•   Unidad de entrada/salida o interfaz de entrada/salida: Lo constituyen
    los circuitos electrónicos encargados de comunicar al microprocesador
    con los dispositivos de entrada/salida o periféricos. En los PC se
    denomina ChipSet.
•   Dispositivos de Entrada/salida o periféricos: Se considera así
    cualquier otro dispositivo conectado al ordenador encaminado a
    comunicar al microprocesador con el mundo exterior.
       o Entrada: Si el dispositivo o periférico sólo capta datos y los envía
         al microprocesador, se dice que el dispositivo es de entrada. Por
         ejemplo, el teclado, ratón o escáner.
       o Salida: Si el dispositivo o periférico sólo recibe los datos
         generados por el microprocesador, actuando sobre el entorno
         modificando alguna variable física o generando algún otro tipo de
         información determinada a interactuar con el mundo exterior, se
         dice que el dispositivo es de salida. Por ejemplo, una impresora o
         un monitor de televisión.
       o Entrada/Salida: Si el dispositivo admite información del
         microprocesador y también capta información del exterior y la
         envía al microprocesador, se dice que el dispositivo es de
         entrada/salida. Por ejemplo, una tarjeta de sonido que puede
tanto reproducir sonido (salida), como grabar sonidos (entrada).
             La mayoría de los dispositivos de almacenamiento masivo que
             admiten tanto la grabación como la lectura de datos, también
             podrían considerarse periféricos de entrada/salida, aunque suelen
             encasillarse como dispositivos de almacenamiento externo.




                  Ilustración 0-2 Ordenador personal y sus periféricos.

0.3 Hardware y software
En informática, son dos conceptos que se complementan para formar lo que
conocemos como ordenador personal. El Hardware abarca la parte puramente
física del ordenador como son la placa madre, unidades de disco, fuente de
alimentación, monitor, y todo tipo de periféricos que podamos encontrar en
cualquier tienda de informática. Una traducción un poco libre del término podría
ser la “parte dura del ordenador”.
      El Software o “parte blanda del ordenador” abarca todo lo relacionado
con la programación incluida en el ordenador, desde el firmware (marca de la
empresa o firma de la empresa) que en los sistemas PC conocemos como
BIOS, hasta los más avanzados programas de usuario pasando, cómo no, por
el sistema operativo y todos los drivers que se incluyen en él.
      En este curso trataremos de forma exclusiva el Hardware de un
ordenador y, de forma puntual, el Software específico creado para analizar y
diagnosticar dicho Hardware. También se comentarán algunas aplicaciones del
sistema operativo que nos permiten averiguar el estado o configuración de los
dispositivos hardware del equipo en cuestión.
0.4 ¿Qué es un ordenador PC?
Un ordenador PC no es más que, como su nombre indica, un Ordenador
Personal (Personal Computer), pero con unas características de hardware y
software concretas.
      A nivel de estructura, un PC no se diferencia mucho de cualquier otro
ordenador personal del mercado, como pueda ser un Macintosh y, por
supuesto, sigue la estructura básica definida en el apartado 0.2. Sin embargo,
sí hay una característica que los diferencia a nivel hardware de los demás y es
la arquitectura interna del microprocesador que utilizan todos los PC que es
compatible con la arquitectura x86 de Intel. Existen muchos fabricantes que
fabrican microprocesadores para PC, pero todos ellos mantienen una
compatibilidad con este estándar que desarrolló Intel en los comienzos del PC.
En este aspecto, Intel sigue siendo la empresa que dicta, de algún modo, los
pasos a seguir por el resto de fabricantes (competencia) a la hora de producir
los microprocesadores que serán utilizados en los PC; aunque actualmente,
algunas empresas como AMD, que disponen de un equipo de desarrolladores
comparables a los de Intel, se atreven a realizar innovaciones que
posteriormente, tras su aceptación en el mercado, tienen que ser seguidas por
Intel en sus nuevos desarrollos. Por tanto, en este aspecto, las dos marcas que
se reparten la mayor cuota de mercado en la venta y desarrollo de
microprocesadores son Intel y AMD.
      La mayor diferencia, con cualquier otro ordenador personal del mercado
es su sistema operativo que en este caso ha sido desarrollado por Microsoft.
En su origen era un sistema operativo en modo texto, sin ventanas y menús
gráficos, que básicamente servía para inicializar el hardware del sistema y nos
creaba un pequeño interfaz para que el usuario pudiera llegar a los recursos
del sistema e iniciar las aplicaciones existentes en él. Este primer sistema se
denominó MS-DOS o Sistema Operativo en Disco de MicroSoft. Se denominó
así, por el hecho de que el sistema operativo no estaba en memoria, como
sucedía con el resto de equipos de la época, sino que se encontraba en un
disco flexible que debíamos introducir en la unidad correspondiente para que el
ordenador lo iniciase. El MS-DOS no era mono usuario y mono tarea, es decir,
sólo podía trabajar con un usuario, no disponía de perfiles para diferenciar al
usuario que manejaba la máquina, y tampoco podía correr dos aplicaciones al
tiempo con independencia total.
      Posteriormente apareció el primer interfaz gráfico de este sistema
operativo que se denominó Windows y que se consolidó como el más utilizado
en ordenadores personales ya con su versión 3.1, de la que derivaron las
versiones 95, 98 y Milenium (Me). A todas ellas, a nivel de usuario, siempre se
les llamó sistemas operativos, pero en realidad no eran más que interfaz
gráficos de usuario que corrían sobre el sistema operativo MS-DOS. Sin
embargo, este interfaz gráfico también le confería al sistema operativo una
característica que en origen no tenía que es la posibilidad de crear perfiles de
usuario (multiusuario) y ejecutar varias tareas independientes al tiempo
(multitarea), aunque la funcionalidad de estas características siempre ha
estado en entredicho siendo muy discutida entre los programadores y analistas
de sistemas informáticos.
      De forma paralela a Windows XX/Me, Microsoft también desarrolló lo que
hoy en día se conoce como tecnología NT para el sector profesional que
requería de un sistema operativo seguro y estable. De esta tecnología nacieron
las versiones denominadas Windows NT/2000/2003 con sus distintas variantes
de WorkStation (estación de trabajo) y server (para servidores de red).
      Aunque Microsoft tiene la hegemonía, en cuanto al sistema operativo de
los PC, otros desarrollos independientes como el Linux, también se han hecho
un hueco con desarrollos específicos para estas máquinas.

0.5 El PC y sus periféricos
A nivel práctico, un PC está compuesto por una Unidad Central (U.C.)
compuesta por los siguientes elementos:
     • Microprocesador y Sistema de refrigeración del mismo.




         Ilustración 0-3 Foto de un microprocesador y el sistema de refrigeración.

     •   Placa madre, también denominada placa base. Contiene todos los
         elementos de control que permiten comunicar al microprocesador con
         el resto de elementos del sistema (ChipSet). También sirve de soporte
         y conexión de otros elementos como memorias, tarjetas de expansión
         y puertos específicos como el de impresora, serie RS-232 y USB.
Ilustración 0-4 Foto de un una placa madre.

•   Fuente de alimentación. Provee de los niveles de tensión necesarios
    para el correcto funcionamiento de todos los elementos de la U.C.
•   Tarjetas incluidas en los slot de expansión de la placa madre.
    Como pueden ser la tarjeta gráfica, la tarjeta de sonido, el módem,
    la tarjeta de red, la tarjeta de captura de vídeo y TV, etc.




         Ilustración 0-5 Fotos de varias tarjetas de expansión internas.

•   Unidades de disco flexible internas: Hasta hace poco tiempo, la
    U.C. incluía la unidad de disco flexible, aunque actualmente se está
    sustituyendo por lectores de tarjetas FLASH.
•   Unidades de disco duro interno: Como mínimo, en la U.C. debe
    encontrarse una unidad de disco duro que podrá estar o no
    particionada, aunque, cada vez más, se comienza a incluir una
    segunda unidad de disco duro para almacenar datos, o instalar otro
    sistema operativo como Linux.
•   Unidades ópticas de lectura y grabación: como pueden ser las
    lectoras y grabadoras de CDROM y DVD.
Ilustración 0-6 Fotos de una unidad de DVDRW Externa.

     •       Memoria RAM: Instaladas en los zócalos dispuestos a tal efecto en la
             placa madre. También denominada memoria del sistema. Actualmente
             su capacidad de almacenamiento supera el GB.
     •       Caja de la U.C: donde están incluidos todos los elementos citados.
             Habitualmente es metálica, aunque actualmente se fabrican de otros
             materiales como plásticos metacrilatos y poliéster, dando lugar a una
             nueva moda denominada modding que consiste en personalizar el
             aspecto de los ordenadores de igual modo a como sucede con el
             tunning de los coches.
       En el exterior de la U.C. nos encontramos un una serie cada vez mayor
de dispositivos conectados a ella y que se denominan Periféricos. Algunos de
ellos son:
       • El ratón. Dispositivo de entrada de datos.




                         Ilustración 0-7 Foto de un ratón inalámbrico.

         •    El Teclado. Dispositivo de entrada de datos.
Ilustración 0-8 Foto de un teclado tradicional.

     •   El monitor: Dispositivo de salida de datos.
     •   La impresora: Dispositivo de salida de datos.
     •   El escáner: Dispositivo de entrada de datos.




         Ilustración 0-9 Foto de un Escáner con alimentador de hojas automáttico.

     •   Los Altavoces: Dispositivo de salida de datos.
     •   Unidades externas de disco duro: Dispositivo de entrada y salida
         de datos.
     •   Unidades externas de CDROM y DVD: Dispositivo de entrada y
         salida de datos.
     •   Lectores de tarjetas y memorias FLASH: Dispositivo de entrada y
         salida de datos.
     •   Módem Externos y routers: Dispositivo de entrada y salida de
         datos.
     •   Cámaras digitales y de vídeo: Dispositivo de entrada de datos.
     •   Tarjetas digitalizadoras: Dispositivo de entrada de datos.
     En este curso se estudiarán uno por uno todos los elementos que
constituyen la U.C. y los periféricos más utilizados con los Ordenadores
Personales también llamados PC (Personal Computer).
1 Placa Madre

1.1 Tipos
La Placa madre es una estructura plana de fibra de vidrio que soporta toda la
arquitectura que compone el ordenador en sí. Está unida a la carcasa o caja
del ordenador mediante tornillos y soporta también todas las tarjetas
necesarias para el funcionamiento del sistema. Actualmente podemos decir
que existen dos estándares de placas madre que son las antiguas AT y las
actuales ATX. Realmente, el único estándar reconocido es el correspondiente a
las placas ATX que son fruto de la unión de distintos fabricantes con la
intención de desarrollar un diseño estándar, tanto de dimensiones, como de
situación de los componentes más significativos de las placas madre, como
pueden ser el microprocesador, memoria y slots de expansión. Sin embargo,
las placas AT han ido evolucionando con el tiempo hasta concretarse en los
diseños actuales, más o menos estandarizados. También podemos encontrar
en la actualidad modelos AT-ATX que mezclan características de ambas
placas.




Ilustración 1-1. Placa ATX.



1.1.1 Diferencias entre placas AT y ATX
Entre las diferencias más significativas podemos destacar las siguientes:
•   Situación del microprocesador. En las placas AT suele situarse lejos
    de la fuente de alimentación para que el calor de la fuente no afecte a la
    temperatura del microprocesador. En las placas ATX, el
    microprocesador se dispone justo debajo de la fuente de alimentación y
    cercano al panel posterior de la caja. También debemos observar que en
    las cajas preparadas para placas ATX, el ventilador de la fuente de
    alimentación recoge el aire del interior de la caja, justo donde se
    encuentra el microprocesador y por tanto, ayuda a su refrigeración.
    También, muchas de estas cajas están preparadas para situar otro
    ventilador en el panel posterior, junto al microprocesador, de forma que
    mejore la refrigeración de la CPU.
•   Situación de la memoria. Las placas AT sitúan la memoria justo
    debajo de la fuente de alimentación al lado del conector de alimentación,
    mientras que en las placas ATX, la memoria se sitúa entre el
    microprocesador y los slots (conectores) de expansión.
•   Módulos de memoria. Como se comentó anteriormente, las placas AT
    han ido evolucionando desde los primeros microprocesadores y
    memorias aparecidos en el mercado, por tanto, podemos encontrar
    placas AT que soportan memoria RAM de 30 contactos, de 72
    contactos, EDO, SDRAM y por supuesto, combinación de distintos tipos.
    Actualmente las placas AT-ATX suelen incluir zócalos para memoria
    EDO de 72 contactos y SDRAM de 168 contactos. Las placas ATX sólo
    incorporan zócalos para memoria de 168 contactos SDRAM.
•   Alimentación. Los conectores de alimentación de las placas AT y ATX
    son distintos, en el primer caso, son dos conectores hembra de 6
    contactos cada uno, que se insertan en un único conector macho (en
    línea) de 12 contactos. Este tipo de placas no permiten la desconexión o
    apagado desde el sistema operativo y debe realizarse a través de un
    conmutador que corte la alimentación de la RED. En las placas ATX el
    conector es de 20 terminales en doble línea y en este caso, dispone de
    un terminal PS-ON que permite la desconexión de la fuente por software
    desde el propio sistema operativo.
Conector de alimentación                        Conector de alimentación ATX
          AT
 Nº        Función                      Nº        Función           Nº         Función
Terminal                             Terminal                    Terminal
  1             Power Good              1            3.3v          11             3.3v
  2                +5V                 2             3.3v          12             -12V
  3                +12V                3            GND            13             GND
  4                -12V                4             +5V           14            PS-ON
  5                GND                 5            GND            15             GND
  6                GND                 6             +5V           16             GND
  7                GND                 7            GND            17             GND
  8                GND                 8          Power OK         18              -5V
  9                 -5V                9            5VSB           19             +5V
  10               +5V                 10           +12V           20             +5V
  11               +5V
  12               +5V


                                                                                         11


                                                                                         1




                 AT                                               ATX
           Ilustración 1-2. Conector de alimentación AT y Conector de alimentación ATX


    •      Conexiones de discos duros IDE y discos flexibles. En las placas AT
           suelen encontrarse entre los slots de expansión y la memoria, con lo que
           son muy poco accesibles. En las tarjetas ATX estos conectores están
           justo al lado contrario de los slots de expansión, en una zona despejada
           y accesible.
    •      Slots de expansión. Son los únicos elementos que no han variado su
           posición de una placa a otra, estando situados en el mismo sitio en
           ambas.
•   Conectores RS232, Impresora, USB, ratón y teclado. En las placas
       AT, estos conectores se encuentran en el interior, a excepción del
       conector del teclado, situado junto a los controladores de disco duro y
       flexible, aumentando el caos de cables en el interior de la placa, pues
       tenemos que llevarlos al panel posterior de la caja a través de cable
       plano. En las placas ATX, estos conectores se encuentran en un lateral
       de la placa, entre memoria y microprocesador, dispuestos de tal forma
       que salen al exterior de la carcasa sin necesidad de cables de
       expansión, conectando los dispositivos externos directamente a estos
       conectores.
   •   Código de colores de los conectores. Las placas AT no distinguen,
       mediante colores, los distintos conectores de la placa madre. Sin
       embargo, en las placas ATX se ha estandarizado un código de colores
       que identifica a los distintos conectores de la placa madre, entre los que
       destacan los siguientes:
          o Morado: Teclado.
          o Verde: Ratón.
          o Azul: Conexión del monitor.
          o Naranja: Puerto de Juegos/Midi.
          o Granate: Puerto de Impresora.
          o Azul y Blanco: Conectores IDE.
   Existen aun más diferencias, pero ya no son importantes para reseñarlas en
   este apartado.


1.2 Elementos que constituyen la placa madre.
Sería muy complicado realizar un despiece total de una placa madre para
evaluar cada uno de sus componentes, por tanto, lo que haremos será indicar
los elementos más significativos de la placa madre y comentar, en lo posible,
sus características y funciones.

1.2.1 Slots de expansión.
Los slots de expansión son los conectores específicamente diseñados para
conectar tarjetas que permitan ampliar las características básicas de la placa
madre y en general del ordenador. Normalmente los slots nos permiten
expandir los buses del microprocesador hasta cualquier circuito o tarjeta
periférica que se desee conectar a la placa base, por este motivo, es muy
común utilizar indistintamente los términos bus y slots para denominar un
mismo elemento, aunque podríamos decir que el slots es el conector físico y el
bus las conexiones que están representadas en dicho conector. Entendemos
como bus, un número determinado de conexiones o terminales del
microprocesador o del juego de integrados de la placa base (chipset ) que se
unen para realizar una determinada tarea o función, por ejemplo, los buses
típicos de un microprocesador son el bus de datos, bus de direcciones y bus de
control, que serán comentados con más detalles en el capítulo dedicado al
microprocesador. En cuanto a los buses correspondientes al chipset de la
placa base podemos hablar de bus PCI, bus ISA, BUS AGP y otros más que
veremos más adelante. Todos estos buses suelen contener en su totalidad o
en parte a los buses del microprocesador. Actualmente se utilizan sólo tres
tipos de conectores o slots de expansión que son:
1.2.1.1 Bus ISA.
Los       primeros     PC´s
(Personal Computers) que
aparecieron en el mercado
utilizaban un bus que se
denominó XT. Era de 8 bits
y trabajaba a una frecuencia
de 4.77MHz, que era la
misma velocidad que tenía Ilustración 1-3. Detalle del Bus ISA.
el microprocesador 8088 que utilizaban. En poco tiempo, este bus se quedó
obsoleto. Cuando IBM presenta en 1984 el PC AT, mejoró el bus utilizado
adaptándolo a las características del nuevo microprocesador que incorporaba
el 80286, que tenía un bus de datos de 16 bits y trabajaba a 8.33MHz. Este
nuevo bus se denominó Bus ISA (Industry Estandar Arquytecture). Poco
después aparecieron los microprocesadores 386 y 486 que utilizaban un bus
de 32 bits y trabajaban con frecuencias superiores a 30 MHz. Sin embargo, aún
había muchas tarjetas diseñadas para el antiguo bus ISA y que trabajaban a
8.33 MHz, por tanto, el nuevo bus que desarrollaron los fabricantes de placas
madre, y que se denominó EISA (Extended ISA), mejoró en cuanto a capacidad
del bus de datos soportando 32 bits, pero no en cuanto a velocidad,
manteniendo los 8.33 MHz de su antecesor.
       Actualmente ya no se fabrican placas que utilicen este bus, sin embargo,
aun existe un parque muy numeroso de equipos antiguos que sí lo incorporan
pero que, como es lógico, tienden a desaparecer poco a poco.
1.2.1.2   Bus PCI.
Es un bus local desarrollado en 1992
por Intel, cuyo estándar es de 32 bits y
trabaja a 33 MHz con un ancho de
banda      de    133     MB/s,    aunque
actualmente han evolucionado hasta
superar los 5 GB/s. Fue diseñado para
trabajar con dispositivos rápidos como
las tarjetas de vídeo. Con la aparición
del BUS AGP, el BUS PCI a quedado
relegado a todos los dispositivos menos
la tarjeta de vídeo que normalmente se Ilustración 1-4. Detalle del Bus PCI.
suele conectar al bus AGP (que
veremos más adelante), aunque en la actualidad, con la aparición de los Buses
PCI Express de alta velocidad es posible que vuelvan a recuperar el terreno
perdido en el campo de las tarjetas gráficas.
         Uno de los principales problemas que plantea el bus PCI (Peripheral
Component Interconnect) es que teóricamente fue diseñado para un máximo
de tres slots, aunque los buses actuales PCI admiten hasta diez dispositivos,
de los cuales, 5 pueden ser tarjetas y el resto deben ser dispositivos
incorporados en la placa madre, como tarjeta gráfica o el puente PCI a ISA, del
que ya hablaremos más adelante. Cuando se conectan más de una tarjeta en
los slots PCI, el ancho de banda se divide entre las tarjetas conectadas, con lo
cual el rendimiento de cada canal PCI disminuye considerablemente. Por otra
parte, los dispositivos conectados al BUS PCI no pueden leer o escribir
directamente en la memoria del sistema, ni el microprocesador puede leer
directamente la memoria de vídeo de las tarjetas gráficas conectadas a estos
buses.
        Los Slots de expansión PCI de 32 bits constan de un conector de 124
terminales, de los cuales 120 son activos y otros cuatro de identificación,
aunque también existen versiones de 64 bits que utilizan un conector de 188
terminales. El color de los conectores suele ser blanco.
        Una de las características mas relevantes del bus PCI es la posibilidad
de configuración automática de las tarjetas, conocida como Plug & Play
(enchufar y utilizar), también conocido con las siglas PnP. Gracias a esta
posibilidad, el procesador puede extraer la información necesaria para realizar
su instalación a efectos de IRQ´s, puertos utilizados y memoria necesaria.
        Los dispositivos PCI pueden trabajar como esclavos o como maestros.
En el primer caso, estos dispositivos pueden aceptar comandos de la CPU o de
otra tarjeta maestra. En el segundo caso, la tarjeta puede coger incluso el
control de los buses PCI (bus-mastering) y trabajar de forma independiente, sin
intervención del microprocesador.
        En principio, las placas bases que utilizan arquitectura PCI no pueden
incluir buses ISA compartiendo directamente el mismo microprocesador, puesto
que las velocidades de ambos son muy diferentes. Para solucionar este
problema y poder incluir slots ISA en placas con arquitectura PCI, Intel ha
desarrollado los denominados puentes PCI a ISA (PCI-to-ISA bridge). Este
puente no es más que un integrado que se incorpora en el Chipset de la placa
madre y que transfiere los datos entre el bus PCI y el bus ISA, de este modo,
pueden seguir conectándose tarjetas ISA en una placa con arquitectura PCI.
        Como se comentó anteriormente, el bus PCI ha evolucionado
considerablemente y esto ha originado distintos estándares y versiones de los
mismos. En la siguiente tabla se muestra dicha evolución con las
características más relevantes.
                                       PCI Estándar
     Revisión         Año    Longitud Bus    Frecuencia    Ancho de         Tensión
                              Datos (bits)      (MHz)     Banda (MB/s)   Alimentación
                                                                             (volt)
      PCI 2.0        1993          32                33     133 MB/s           5
      PCI 2.1        1995          32                66     266 MB/s         5/3,3
      PCI 2.2        1998          64                66     533 MB/s         5/3,3
      PCI 2.3        2002          64                66     533 MB/s          3,3
                                            PCI-X
    PCI- X 1.0       1999          64             133      1066 MB/s          3,3
    PCI-X 2.0        2002          64             533      3,97 GB/s        3,3/1,5
    PCI-X 3.0        2004          64            1066      7,95 GB/s        3,3/1,5
                                        PCI Express
 PCI Express 1X      2004          1           2,5 GHz    250/500 MB/s
 PCI Express 2X      2004          2           2,5 GHz     0,5/1 GB/s
 PCI Express 4X      2004          4           2,5 GHz       1/2 GB/s
 PCI Express 8X      2004          8           2,5 GHz       2/4 GB/s
 PCI Express 16X     2004          16          2,5 GHz       4/8 GB/s
 PCI Express 32X     2004          16          2,5 GHz      8/16 GB/s

Tabla 1-1. Evolución y características del BUS PCI


       La arquitectura PCI Express (anteriormente conocida como 3GIO o 3rd
Generation I/O) es la evolución lógica del ya anticuado bus PCI para
acondicionarlo a los dispositivos de alta velocidad actuales. De este modo, el
BUS PCI vuelve a ser una buena opción para la conexión de tarjetas gráficas y,
por tanto, un buen competidor del bus AGP.
       Trabaja con una frecuencia base de 2,5GHz y permite una comunicación
full-duplex (bidireccional) por cada línea o canal implementado lo que duplica la
velocidad de dicho canal. Se fabrican actualmente buses PCI Express de hasta
16 canales, permitiendo alcanzar anchos de banda de 8GB/s, pero ya está en
desarrollo el PCI Express 32X que permitirá alcanzar un ancho de banda de
16GB/s.
       La opción básica PCI Express 1X utiliza un único canal bidireccional por
lo que su comportamiento es similar a un puerto serie de alta velocidad. Cada
Byte de datos transmitido debe incluir dos bits de redundancia, por lo que es
necesario transmitir 10 bits por cada 8 bits de datos. De este modo, el ancho de
banda teórico de cada canal PCI Express es de 2,5 GHz / 10 bits = 250
MBytes/s. Como el bus es bidireccional, el ancho de banda teórico efectivo es
justo el doble, es decir, 2 (250 MB/s) = 500 MB/s.
1.2.1.3    Bus AGP.
Es un bus de reciente aparición y nace como consecuencia lógica de la
evolución del bus PCI. Ha sido desarrollado específicamente para la utilización
con tarjetas gráficas de altas prestaciones, de ahí su nombre, Advanced
Graphics Port (AGP) y rompe muchas de las barreras que limitaban al bus PCI.




     Ilustración 1-5. Detalle del Bus AGP.

     En su desarrollo original, se diseño para trabajar a una frecuencia de 66
MHz con un bus de 32 bits, lo que implica un ancho de banda teórico de 266
MB/s (4Bytes x 66 MHz). Este modo de trabajo se denomina x1.
Posteriormente se desarrolló el modo x2 que permite transferir datos tanto en el
flanco de subida del reloj, como en el de bajada duplicando el ancho de banda
de transferencia teórico (528 MB/s).
       Las placas madres actuales incorporan también el modo 4x y 8x que
permite un ancho de banda con la memoria principal del sistema de 1GB/s y
2GB/s respectivamente. Ambos slots no son compatibles físicamente, por lo
que la elección de la tarjeta gráfica está determinada en gran medida por el tipo
de BUS AGP de la placa madre.
       A diferencia del bus PCI, los dispositivos montados en AGP pueden
transferir o recibir datos directamente de la memoria principal, liberando a la
memoria de vídeo de la tarea de almacenar las texturas en las tarjetas 3D.
       Por otra parte, en una placa madre sólo puede implementarse un bus
AGP lo que implica que no tiene que compartir su ancho de banda con ningún
otro dispositivo conectado al ordenador.
1.2.1.4 Bus USB.
Uno de los principales problemas que plantean los buses anteriormente citados
es que sólo pueden utilizarse en el interior del ordenador, en la placa madre. Si
deseamos conectar dispositivos externos, tenemos que hacer uso de otro bus
diseñado para trabajar fuera de la placa madre, este es el caso del bus USB
(Universal Serial Bus). A diferencia de los buses PCI, ISA y AGP, el USB es
serie, lo que implica que la transmisión de datos se realiza bit a bit y no byte a
byte (palabra a palabra).




    Conectores del
    Bus USB




Ilustración 1-6. Detalles del bus USB de una placa madre y de un portátil.

       Por otra parte, el bus USB ha sido desarrollado por varios de los
fabricantes más importantes de la industria del PC, como son: Compaq, Digital,
IBM, Intel, Microsoft, Nec y Northerm Telecom. Con el fin común de simplificar
la conexión entre dispositivos y puede considerarse un estándar de conexión
de dispositivos externos.
       Las características más importantes de este bus son:
    • Soporta hasta 127 dispositivos conectados al tiempo.
    •   Los dispositivos se pueden instalar o quitar con el equipo conectado, “en
        caliente”, sin necesidad de reiniciar el sistema para que este lo
        reconozca (Hot Plug & Play).
    •   Velocidades de transferencia de 1,5 Mbits/s y 12 Mbits/s en las
        versiones 1.X y 480 Mbits/s en la versión 2.0
    •   Los dispositivos no necesitan IRQ´s (interrupciones), direcciones de
        entrada-salida ni ADM, con lo cual, la instalación y configuración es muy
        sencilla. La mayoría de los dispositivos conectados al PC necesitan el
        uso de alguna interrupción o IRQ, un ADM o algún puerto de
        entrada/salida que son recursos limitados del PC. Por tanto, el sistema
        operativo debe conocer en todo momento los recursos que necesita
        cada dispositivo y comprobar que dos o más dispositivos no utilicen el
        mismo recurso. En los dispositivos PnP (Plug & Play), la asignación la
        realiza la BIOS y el sistema operativo, pero en los sistemas que no son
        PnP la asignación la realiza el usuario del PC siendo en algunos casos
        una tarea difícil que puede ocasionar el mal funcionamiento del sistema.
    •   Si el dispositivo no exige mucha potencia de alimentación, el bus USB
        puede suministrar la alimentación a través del propio bus (Bus
Powered). La corriente máxima que puede suministrar es de 0,5 A a 5 V
    (2,5W).
•   La conexión de dispositivos se realiza en cascada, de igual modo a
    como ocurre con los dispositivos SCSI, teniendo en cuenta que el bus
    SCSI es de tipo paralelo y el bus USB es una conexión serie.
•   La longitud máxima del cable USB está limitada a 5m.
•   Algunos dispositivos o periféricos que utilizan este tipo de bus para su
    conexión con el ordenador incorporan dos conectores USB, uno de
    entrada y otro de salida para el siguiente dispositivo conectado al bus.
•   El controlador USB viene incluido en el Chipset de la placa madre.
    Dependiendo de la placa madre, ésta puede incorpora uno o dos buses
    USB que se controlan independientemente.
•   En realidad, los dispositivos USB pueden trabajar en varios modos de
    funcionamiento: de baja velocidad que utilizan un ancho de banda de 1,5
    Mbits/s y 12 Mbits/s, utilizados por los dispositivos lentos como módems,
    impresoras, ratones o teclados, y otro de alta velocidad cuyo ancho de
    banda es 480 Mbits/s que permite la conexión con escáner, discos duros
    o CDROM externos.




            Ilustración 1-7. Conexiones del bus USB en la placa madre.

    Como puede observarse en la ilustración, el bus USB utiliza un par de
hilos para la transmisión de datos y otro para la recepción pudiéndose
realizar comunicaciones Full Duplex (comunicación en ambos sentidos al
tiempo). También se observa que pueden implementarse hasta dos buses
USB como sucede en el supuesto de la ilustración.
• La principal desventaja del bus USB es debida a su arquitectura
    Cliente/Servidor que implica la utilización de un dispositivo raíz (root)
    donde se conectan los dispositivos (concentrador raíz). Normalmente,
    cada concentrador maneja dos dispositivos.
En la actualidad, las placas bases incorporan varios concentradores raíz
de USB que implementan dos conexiones USB cada uno, por lo que disponen
de 6 o más conectores USB de alta velocidad (USB 2.0).
       Ya se está desarrollando la versión 3.0.
Más información en http://www.usb.org/.
1.2.1.5 BUS FireWire.
El bus FireWire también nació con el objetivo de estandarizar un sistema de
conexionado serie de alta velocidad entre dispositivos y fue diseñado por un
consorcio de empresas entre las que destaca Sony. También se le conoce con
el nombre IEEE 1394, modo en que es reconocido por Windows, y con el
nombre i-link cómo se denomina dicha conexión en los dispositivos,
especialmente en las cámaras de vídeo.
      Las características más importantes de este bus son:
   • Soporta hasta 63 dispositivos conectados al tiempo.
   •   Los dispositivos se pueden instalar o quitar con el equipo conectado, “en
       caliente”, sin necesidad de reiniciar el sistema para que este lo
       reconozca (Hot Plug & Play).
   •   Velocidades de transferencia de 100 Mbits/s, 200 Mbits/s y 400 Mbits/s,
       algo menor que los buses USB.
   •   Al igual que el bus USB, el FireWire puede suministrar la alimentación a
       través del propio bus (Bus Powered). La corriente máxima que puede
       suministrar es de 1,25 A a 12 V (15W), mucho más que el USB.
   •   La conexión de dispositivos se realiza en cascada, de igual modo a
       como ocurre con el bus USB.
   •   La longitud máxima del cable USB está limitada a 4,5m.
   •   En las placas actuales, el controlador IEEE 1394 viene incluido en el
       Chipset de la placa madre.
   •   La principal ventaja del bus FireWire respecto al USB es debida a su
       arquitectura peer to peer, que permite la conexión de varios dispositivos
       sin la necesidad de varios concentradores raíz.
   En la actualidad, las placas bases incorporan varias conexiones FireWire,
pero por lo general no tienen salida directa al exterior como sucede con el bus
USB, por lo que hay que sacar fuera las conexiones mediante un cable de
expansión que va desde la placa base al panel posterior de la U.C. (unidad
central).
   Ya se está desarrollando la versión 2 del bus FireWire que promete
velocidades de 800Mbits/s, lo que hace muy probable que los fabricantes de
discos duros lo utilicen como estándar de bus para sus dispositivos en
detrimento del actual bus ATA y serial ATA.
1.2.1.6    Bus PCMCIA.
Este bus ha sido desarrollado para los ordenadores portátiles teniendo como
consideración principal el tamaño de los conectores y de los dispositivos que se
conectarán a este bus. Los formatos de los dispositivos que se conectan a este
bus se conoce como PC Cards y pueden contener en un reducido tamaño todo
tipo de elementos o periféricos como: memoria, disco duro, módem, tarjeta de
sonido, tarjeta de red, CDROM, adaptador SCSI, etc.
       El conector es estándar de 68 pines y existen tres formatos de acuerdo
al grosor de la tarjeta:
    • Tipo I: tiene un grosor inferior a 3,3 mm y se suele utilizar para memorias
       RAM, FLASH y EPROM.
   •   Tipo II: Con un grosor de 5 mm se suele utilizar para módem, tarjetas de
       RED, tarjetas USB y FireWire y Memorias tipo Flash ATA.




          Ilustración 1-8 Vista de una memoria ATA Flash de 1GB y una tarjeta FireWire, del
          Tipo II

   •   Tipo III: Tiene un grosor de 10,5 mm y se utiliza para discos duros,
       discos flexibles y CDROM.
Ilustración 1-9. CDROM y unidad de disco flexible para portátil que utilizan el bus PCMCIA. En
la unidad de disco, puede observarse un cable adaptador PCMCIA/LPT que permite conectar la
unidad al puerto de impresora.

1.2.1.7    Bus MR/AMR.
Utilizado en las placas madre que utilizan el Chipset i810, permite conectar
tarjetas de sonido y MODEM que usan las capacidades del Audio-Codec 97
(AC97) que se comentarán más adelante. Las placas AMR disponen de Audio
y MODEM y las MR sólo del MODEM.




           Ilustración 1-10. Detalle del Bus AMR

1.2.2 ROM, EPROM y EEPROM BIOS.
La ROM BIOS es un circuito
integrado, normalmente de 32
terminales (Dual in line), cuya
función es memorizar el programa
de inicialización del sistema y que se
denomina BIOS (Basic Input Output
System).        La        característica
fundamental de este tipo de
                                                Ilustración 1-11. Eprom correspondiente a
memorias es que no son volátiles, es
                                                una Bios de AWARD
decir, no pierden su contenido cuando
se quedan sin alimentación. Estas memorias son grabadas en fábrica durante
el proceso de fabricación y ya no pueden ser nunca modificadas. Cuando la
serie que se desea fabricar es pequeña, las memorias ROM son poco rentables
y entonces se hace uso de las memorias EPROM, estas memorias tampoco
son volátiles, pero no se graban durante el proceso de fabricación, sino
después mediante un aparato denominado grabador de EPROMS. Esta
memoria puede ser borrada mediante la aplicación de luz ultravioleta a través
de una pequeña ventana dispuesta en la parte superior del integrado. Una vez
borrada permite su regrabación. Estos integrados se distinguen fácilmente por
llevar siempre una pegatina que protege de la luz el interior del integrado.
También podemos encontrar memorias no volátiles que se borran y graban
eléctricamente, son las denominadas EEPROM o E2PROM. Una variedad muy
utilizada en los equipos actuales son las memorias FLASH EEPROM, que
permiten actualizar la versión de la BIOS mediante un programa distribuido por
el fabricante de la placa.

1.2.3 Batería y RAM CMOS.
En la memoria ROM BIOS se almacena el programa
que sirve para la inicialización del ordenador, pero
todo programa necesita una zona de datos que poder
manipular (RAM) y que almacena datos de
configuración que pueden variar de un ordenador a
otro, o simplemente al ampliar el sistema. Esta
información debe permanecer en memoria RAM y no
debe borrarse al apagar el ordenador, para ello, las
placas madres incorporan una memoria RAM de muy
bajo consumo denominada RAM CMOS que se Ilustración 1-12. Batería
alimenta con una pequeña batería de 3 voltios. Al ser interna.
muy bajo el consumo, esta batería puede durar varios
años. En las placas antiguas la RAM CMOS la constituía un integrado dedicado
a esa función y al reloj en tiempo real, que mantiene la hora del sistema aun
cuando el ordenador se apaga. Actualmente, tanto el reloj en tiempo real, como
la memoria RAM vienen incluidos en uno de los circuitos integrados que forman
el denominado Chipset del sistema y de los cuales hablaremos más adelante
detenidamente.

1.2.4 Juego de Integrados (Chipset)
El Chipset    lo constituye un juego de circuitos integrados diseñados
específicamente para servir de interfaz entre el microprocesador y los demás
elementos que componen el sistema, como pueden ser la memoria, unidades
de disco duro y flexible, buses de expansión, puertos de entrada salida, etc.
Los primeros ordenadores que aparecieron no constaban de un juego de
integrados hechos a medida, sino que este interfaz se realizaba con multitud
circuitos integrados discretos de carácter general, como puertas lógicas y
circuitos combinacionales y secuenciales. Con la evolución de los
microprocesadores y los dispositivos periféricos también ha tenido lugar una
evolución lógica del interfaz que los une y se han ido integrando en circuitos
muy complejos que realizan varias funciones al tiempo, de este modo, el diseño
de una placa madre se ha simplificado a costa de la complejidad de estos
nuevos circuitos integrados que se fabrican para trabajar en conjunto con unos
determinados microprocesadores y dispositivos periféricos. Por tanto, puede
decirse que la elección del Chipset de la placa implica, en gran modo, la
elección de las características básicas del ordenador.




Ilustración 1-13. Integrado correspondiente al ChipSet

   En general, los Chipset vienen determinados por dos circuitos integrados
denominados North Bridge (puente norte) y South Bridge (puente sur),
denominación que viene determinada fundamentalmente por su situación
dentro de la placa madre. Ambos circuitos integrados se dividen las tareas a
realizar determinando las características propias de la placa madre del
siguiente modo:
       North Bridge: Directamente unido al bus del microprocesador,
       determina el tipo y velocidad del bus del sistema Front Side BUS (FSB),
       así como el soporte de la memoria RAM y del bus AGP.
        South Bridge: Conectado directamente al North Bridge, es el encargado
        de comunicar el sistema con el exterior, por lo que controla directamente
        los dispositivos de entrada/salida (I/O) como son: Audio, Dispositivos de
        almacenamiento mediante el Bus ATA y SATA, USB, FIRE Wire, Red
        Local LAN, etc.
       En general, las características fundamentales que vienen determinadas
por el Chipset son las siguientes:
       • Velocidad del bus del sistema (FSB): 400, 533, 800, 1066 MHZ.
       •    Velocidad del bus PCI: 33 o 66 MHz o PCI Expres.
       •    Máxima memoria RAM que soporta la placa madre: 128 MB, 512 MB,
            1 GB, 8 GB, etc.
       •    Tipo de memoria RAM soportada: DDR2-400, etc.
•   Soporte para sistemas de almacenamiento: SATA 150/4, UDMA
          ATA100, 133 y 166.
      •   Soporte para sistema gráfico externo:
             o Bus AGP y versión del mismo: AGP 1x, 2x, 4x u 8x.
             o Bus PCI Express y versión del mismo: PCIE x16.
      •   Sistema gráfico integrado: Intel® Graphics Media Accelerator 900.
      •   Sitema de Audio       Integrado:   Intel®   High   Definition   Audio,
          AC’97/20-bit audio.
      •   Soporte para USB y FireWire.
      •   Gestión del bajo consumo de la potencia de alimentación (Power
          Management).
      •   Soporte para sistemas multiprocesador.
      •   Soporte para todo tipo de tecnologías nuevas que van apareciendo
          en los microprocesadores, como es el caso de la tecnología Hyper-
          Threading que permite la ejecución simultánea de varios hilos de una
          misma aplicación, soportada actualmente sólo por los
          microprocesadores de Intel. Más información al respecto en
          http://www.intel.com/technology/hyperthread/
      En particular, todos los parámetros configurados en la BIOS de un
ordenador deben ser soportados por el Chipset de la placa madre.

1.2.5 Chipset de Intel.
Nos centraremos únicamente en los chipset que se utilizan actualmente
dejando de lado los que Intel ha descatalogado o ha dejado de fabricar. A
continuación se muestra una tabla comparativa de cuatro chipset de Intel con
las características más representativas de los mismos.
Intel® 925XE        Intel® 915G         Intel® 875P          Intel® 865G
                           Express            Express             Chipset              Chipset
                           Chipset            Chipset

Procesadores           Pentium® 4        Pentium® 4          Pentium® 4         Pentium® 4,
Soportados                                                                      Celeron®, o
                                                                                Celeron® D

Technología            Optimizado para   Optimizado para     Optimizado para    Optimizado para
Hyper-Threading        HT Technology     HT Technology       HT Technology      HT Technology

Bus del Sistema FSB    1066, 800 MHz     800/533 MHz         800/533 MHz        800/533/400 MHz

Tipo de encapsulado    LGA775            LGA775              mPGA478            mPGA478

Módulos de memoria     2 DIMMs           2 DIMMs             2 DIMMs            2 DIMMs
soportados

Tipo de Memoria        Dual-Channel      Dual-Channel:       Dual-Channel       Dual-Channel
soportado              DDR2 533/400      DDR2 533/400,       DDR 400/333/266    DDR 400/333/266
                                         DDR 400/333

FSB/Configuración      1066/DDR2-400     800/DDR2-533        800/400            800/400
de Memoria             1066/DDR2-533     800/DDR2-400        800/333            800/333
                       800/DDR2-533      800/DDR400          533/333            533/333
                       800/DDR2-400      533/DDR400          533/266            533/266
                                         533/DDR400                             400/333
                                                                                400/266

Máxima Memoria         4 GB              4 GB                4 GB               4 GB

Ancho de banda de      256 Mbit/512      256 Mbit/512        512/256/128 Mbit   512/256/128 Mbit
la memoria             Mbit/1Gbit        Mbit/1Gbit

Interfaz del sistema   PCI Express x16   PCI Express x16     AGP8X              AGP8X
gráfico                                                      (1.5V)             (1.5V)

Sistema gráfico         925XE Chipset      915G Chipset        875P Chipset          865G Chipset
integrado en placa

Acelerador gráfico     N/A               Intel® Graphics     N/A                Intel® Extreme
                                         Media Accelerator                      Graphics 2
                                         900

Velocidad del núcleo   N/A               333 MHz             N/A                266 MHz
del procesador (Core
Speed)

Máxima memoria         N/A               Dynamic Video       N/A                96MB si la RAM >
dinámica de vídeo                        Memory                                 128MB 32MB si la
                                         Technology                             RAM <=128MB
                                         (DVMT) 3.0

Zone Rendering         N/A               Zone Rendering      N/A                Si
                                         Technology 3
Video / Display            N/A                 Modos HDTV y         N/A                  350MHz DAC
                                               LCD pantalla                              2x12bit DVO
                                               ancha, Opción                             (Intel® Digital
                                               Dual display                              Video Output
                                                                                         Interface) que
                                                                                         permite la
                                                                                         conexión directa a
                                                                                         un TV o a un flat-
                                                                                         panel displays

Controlador de I/O          925XE Chipset           915G Chipset         875P Chipset         865G Chipset

Soporte PCI                (4) PCI Express     (4) PCI Express x1 PCI 2.3                PCI 2.3
                           x1

Conectores PCI             6                   6                    6                    6
Maestros

Interfaz de                SATA 150/4,         SATA 150/4,          SATA 150/2           SATA 150/2
dispositivos de            UDMA ATA100         UDMA ATA100
almacenamiento

Soporte USB                8 ports, USB 2.0    8 ports, USB 2.0     8 ports, USB 2.0     8 ports, USB 2.0

Soporte de red: LAN        Si                  Si                   Si                   Si
MAC

Soporte de Audio           Intel® High         Intel® High          AC’97/20-bit audio   AC’97/20-bit audio
                           Definition Audio,   Definition Audio,
                           AC’97/20-bit        AC’97/20-bit audio
                           audio

Tabla 1-2. ChipSet Intel

1.2.6 VIA Technologies.
Los chipset de VIA Technologies son una alternativa a los comentados
anteriormente de Intel®. En este caso la variedad no es ni mucho menos tan
extensa como en el repertorio de chipset de Intel y han sido desarrollados
fundamentalmente para soportar toda la familia de microprocesadores Athlon
de AMD, aunque también hay versiones que soportan Microprocesadores
Pentium de Intel. También se han desarrollado
versiones para los nuevos Athlon 64 y Athlon
64 FX.
1.2.6.1 VIA KT800 y K8T800 Pro.
El chipset VIA KT800 ha sido desarrollado
para soportar los microprocesadores Athlon
XP/Duron de AMD, dotando a las placas
madre de características de alto rendimiento y                 Ilustración 1-13. Integrado
bajo coste. De igual modo, el chipset VIA                      correspondiente al ChipSet
K8T800 Pro ha sido desarrollado específicamente para el nuevo
microprocesador Athlon 64/64 FX de AMD.
      Las características más relevantes de ambos chipset son las siguientes:
     Características                                      ChipSet

  Puente Norte (North
                                       VIA KT880                           VIA K8T800
       Bridge)

                                                               AMD Athlon™64, Athlon™64FX
Procesadores soportados     AMD Athlon™ XP
                                                               & Opteron™

Bus FSB (Front Side Bus) 400/333MHz                            HyperTransport Bus Link


                                                               El controlador de memoria DDR
                            DualStream64™ - Dual Channel
Memoria soportada                                              está integrado directamente en el
                            DDR400/333 SDRAM
                                                               Microprocesador

Soporte AGP                 AGP4X/8X                           AGP8X / 4X

Arquitectura del BUS        Síncrona                           Asíncrona

Máxima memoria
                            8.0GB
soportada

                            Puente Sur (South Bridge) VIA VT8237

Bus de comunicación
puente Norte/Sur            8X V-Link (533MB/sec)              Ultra V-Link (1066MB/s)
(North/South Bridge Link)


                            VIA Vinyl™ 6-channel Audio         VIA Vinyl™ 6-channel Audio
                            (AC'97 integrated)                 (AC'97 integrated)
Audio
                            VIA Vinyl™ Gold 8-channel        VIA Vinyl™ Gold 8-channel
                            Audio (PCI companion controller) Audio (PCI companion controller)


                            VIA Velocity™ Gigabit Ethernet     VIA Velocity™ Gigabit Ethernet
                            (PCI companion controller)         (PCI companion controller)
Red Local (LAN)
                            VIA integrada 10/100 Fast          VIA integrada     10/100     Fast
                            Ethernet                           Ethernet


Modem                       MC'97                              MC'97

Slots PCI                   6 slots                            6 slots

                            Soporta 2 dispositivos SATA
                                                               2 x SATA 150 dispositivos
                            (Dual Channel Serial ATA)
SATA                                                           SATALite™ interfaz para dos
                            SATALite™ interfaz para dos
                                                               dispositivos SATA adicionales (4
                            dispositivos SATA adicionales (4
                                                               en total)
                            en total)
Bus Paralelo ATA133 (hasta 4
Soporte ATA                                              ATA133 (hasta 4 dispositivos)
                          dispositivos)

                          8 ports USB 2.0                8 ports
USB


Power Management          ACPI/APM/PCI/PM                ACPI/APM/PCI/PM

Tabla 1-3. ChipSet VIA Technologies

1.2.7 Otros fabricantes de chipset.
Además de los fabricantes anteriormente citados, que cubren una parte muy
importante del mercado de chipset, debido a que el mercado de ordenadores
personales y profesionales es muy amplio, cada vez más fabricantes se
aventuran a desarrollar chipset para placas madre, este es el caso de casas
como SiS fabricante de chipset como el SiS746FX o el SiS655 o nVidea
(fabricante de tarjetas gráficas) con el chipset nVidea nForce2, cuyas
características podrás encontrar en sus correspondientes páginas oficiales que
son:              http://www.sis.com/products/index.htm#chipset              y
http://www.nvidia.com/page/nforce.html.

1.3 El zócalo de la CPU.
En las placas madre el zócalo es un elemento muy importante, ya que está
íntimamente ligado al microprocesador y tiene que soportar aspectos tan vitales
como la velocidad del sistema y tener la misma forma y número de patillas que
el microprocesador. Por este motivo, el zócalo determina el tipo de
microprocesador que puede ir montado en la placa base. Hay una gran
variedad de zócalos según el fabricante de microprocesador y el modelo del
mismo, de ese modo, cada fabricante de microprocesadores desarrolla su
propio zócalo o elige algún modelo que mejore o, al menos, le distinga de sus
competidores. Por este motivo, cuando adquirimos una placa madre tenemos
que tener muy en cuenta el modelo de microprocesador y su fabricante para
poder insertarlo en el zócalo correspondiente. Algunos fabricantes de placas
madre han incorporado más de un tipo de zócalo para hacer sus placas más
versátiles, pero actualmente apenas si se ve alguna placa preparada con más
de un zócalo. En general podemos hablar de dos tipos distintos de zócalos
para microprocesadores, los denominados slots y los denominados Socket.
Los primeros en realidad no son zócalos propiamente dichos, sino ranuras
donde se monta una placa de circuito impreso que contiene el microprocesador
y, en muchos casos memoria caché, estando preparadas para sustentar el
sistema de refrigeración del microprocesador. Los socket, sin embargo, si son
zócalos donde se insertan directamente los microprocesadores. En el siguiente
tema de microprocesadores se hablará mucho más a este respecto.
1.4 Otros puertos para la conexión de dispositivos externos.
Además de los slots de expansión, que permiten la conexión de dispositivos en
el interior de la caja, la placa base dispone de otros conectores que permiten
que el sistema se expansione externamente, pudiendo conectarse en ellos
teclados, ratones, escáneres, módems, sistemas de almacenamiento masivo
externo, como unidades ZIP, CDROM externos, o cualquier otro dispositivo que
deseemos conectar al ordenador. Cada uno de los conectores externos tiene
unas características muy concretas que lo definen y en algunos casos les da el
nombre, estos conectores son:




Ilustración 1-14. Detalle de los conectores correspondientes a los puertos del PC.

1.4.1 Puerto Paralelo de impresora.
El SPP (Standard Printer Port.) fue diseñado en un principio con el único objetivo
de controlar una impresora y enviarle datos para que fuesen impresos. Este
primer desarrollo, que fue utilizado hasta el comienzo de los primeros Pentium,
era unidireccional y sólo permitía el flujo de datos desde la CPU hasta la
impresora, con lo cual, estaba muy limitado para utilizarlo como puerto de
propósito general en otras aplicaciones como control de escáneres, CDROM
externos, etc. Para solventar este problema, aparecieron dos nuevos estándar
de puertos paralelo, que utilizando el mismo conector, son compatibles con el
antiguo puerto paralelo, pero en este caso son bidireccionales. El primero de
ellos, denominado ECP (Extended Capabilities Port) fue desarrollado por Intel y
el segundo, denominado EPP (Enhanced Parallel Port) fue desarrollado por
Microsoft. Ambos modos de funcionamiento, permiten velocidades de
transferencia 10 veces superiores que el antiguo modo que se conoce como
“Estándar”. Actualmente todos los PC´s que se fabrican trabajan con los tres
modos, configurándose en la BIOS el modo utilizado por nuestro ordenador.
        Tanto el modo ECP, como el EPP, permiten la conexión con dispositivos
rápidos como escáneres, CDROM externos, unidades ZIP, etc y también
permite comunicación bidireccional con las nuevas impresoras, que no solo
reciben datos del ordenador, sino que también le transmiten datos para dar
cuenta de su estado como puede ser, nivel de la tinta (en el caso de las
impresoras de inyección de tinta), posibles averías internas, etc.
       El conector utilizado para este puerto en la carcasa del ordenador es de
25 terminales hembra tipo “D”, también denominado DB 25 hembra, aunque
sólo utiliza 8 de ellos para la transmisión de datos. Los terminales utilizados en
un puerto paralelo normal son los siguientes:

Nº         Nombre        Descripción          Nº           Nombre   Descripción
Terminal                                      Terminal
1          STROBE        Strobe               10           ACK      Acknowledge/ Acuse
                                                                    recibo
2          D0            Bit datos 0          11           BUSY     Busy /Ocupada
3          D1            Bit datos 1          12           PE       Fin papel
4          D2            Bit datos 2          13           SELIN    Selec. Entrada
5          D3            Bit datos 3          14           AUTOFD   Autofeed
6          D4            Bit datos 4          15           ERROR    Error
7          D5            Bit datos 5          16           INIT     Inicializar
Nº         Nombre        Descripción          Nº           Nombre   Descripción
Terminal                                      Terminal
8          D6            Bit datos 6          17           SEL      Seleccionar

9          D7            Bit datos 7          18-25        GND      Masa

Tabla 1-4. Conexiones puerto paralelo

       Normalmente sólo se utiliza un puerto paralelo en un ordenador, aunque
se podrían incorporar hasta dos puertos paralelos, denominándose el primero
LPT1 y el segundo LPT2. Estos puertos tienen asignadas un rango de
direcciones de entrada/salida y una interrupción. El puerto ECP también utiliza
un ADM (Acceso Directo a Memoria), que puede ser el ADM1 o el ADM 3, que
se asignará tanto en la BIOS, como en la configuración del sistema de
Windows. La asignación de estas direcciones e interrupciones es la indicada a
continuación:
                  Puerto Direcciónes I/O IRQ ADM (ECP)
                  LPT1 0378H-037FH 7            3
                  LPT2 03BCH-03BEH 5
                     Tabla 1-5. Configuración puerto paralelo

      Actualmente la mayoría de las impresoras no incorporan ya este
conector debido a que es más barata la utilización de la conexión USB, sólo las
impresoras profesionales lo siguen incorporando, aunque en muchos casos ya
sea como opción mediante algún sistema de ampliación. Por este motivo, es
muy posible que en un futuro cercano dejen de fabricarse placas madre que lo
incorporen directamente y vuelva a ser una opción más mediante tarjeta de
ampliación, como lo fue en los primeros ordenadores.
1.4.2 Puerto serie RS-232.
El puerto serie del ordenador sigue el estándar RS-232 desarrollado por una
asociación de industrias de electrónica denominada EIA (Electrónics Industries
Association), está pensado como puerto genérico de comunicaciones. Es en él
donde habitualmente se conecta el módem que nos permite la comunicación
con otros ordenadores. Sin embargo, también ha sido el puerto habitual para la
conexión del ratón, aunque actualmente está siendo desbancado por el bus
PS2 para ratón y el USB. Los puertos serie son reconocidos por el DOS y por
WINDOWS con el nombre de COMx, disponiendo en las placas madre de dos
puertos serie denominados COM1 y COM2, pudiendo ampliarse hasta el
COM4, que suele ser utilizado por el módem interno.
       Los conectores utilizados para este puerto son dos: conector macho de
25 pines (DB 25 macho) y conector macho de 9 pines tipo “D” (DB 9 macho).
Hasta los primeros Pentium los ordenadores incorporaban el conector de 9
pines para el COM1 y el de 25 pines para el COM2, pero actualmente, en las
carcasas ATX, suele disponerse dos conectores de 9 pines, uno para cada
COM.
       Los terminales utilizados en cada uno de los puertos serie del ordenador
son los siguientes:
 Terminal Nombre terminal Desde A Terminal Nombre terminal Desde               A
                               DCE   DCE                                 DCE  DCE
25D 9D                                    25D 9D
1              Tierra (GND)               15        Temporización de la   X
                                                            señal transmitida
2        3    Datos transmitidos          X      16           No utilizado
                     (TXD)
3        2     Datos recibidos      X            17       Temporización de la    X
                     (RXD)                                  señal recibida
4        7     Preparado para             X      18            Prueba            X
                 enviar (RTS)
5        8     Listo para enviar    X            19           No utilizado
                     (CTS)
6        6    Datos preparados      X            20   4    Terminal de datos         X
                     (DSR)                                 preparado (DTR)
7        5    Señal a tierra (SG)                21           No utilizado
              Masa del sistema
8        1   Detectada portadora    X            22   9   Indicador de llamada   X
                 en línea (CD)                                      (RI)
9-10              No utilizado                   23           Selección de           X
                                                                 velocidad
11           Selección en espera         X      24-       No utilizado
                                                25
12-14        No utilizado

Tabla 1-6. Conexiones del puerto serie RS-232
En las placas madre actuales los conectores que existen para la
conexión de los puertos serie son únicamente de 9 pines y por tanto, en el
supuesto de conectar en ellos un alargador con conector de 25 pines, sólo
nueve de ellos tendrán conexión. En este caso, los terminales 9 al 19, 21 y 23
al 25 no tienen conexión, el resto queda como se indica en la tabla anterior.
También existen adaptadores que convierten un conector de 9 terminales en
uno de 25 y viceversa.


        DB9 Macho:                                DB9 Hembra:



         DB 25 Macho:



         DB 25 Hembra:


Ilustración 1-15. Detalle de los conectores DB9 y DB25 correspondientes a los puertos serie
RS-232

       El adaptador de comunicaciones que utiliza el RS-232 es asíncrono y se
denomina UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmiter). Los
ordenadores anteriores a los Pentium suelen utilizar la UART 8250 de National
Semiconductor,que sólo puede realizar comunicaciones hasta 9600 baudios,
mientras que las placas actuales, incorporan en el chipset una UART
compatible con la 16550, que permite transmisiones de hasta 115.200 baudios
y que puede encontrarse en distintas versiones: A, AN o AFN, siendo esta
última la mejor de todas.
       Los puertos serie necesitan tanto de una dirección de entrada/salida,
como de una interrupción IRQ y para ellos, la placa madre le asigna 4
direcciones y dos interrupciones, debiendo por tanto compartir estas últimas.
En la siguiente tabla se indica la asociación:
                              Puerto          Dirección I/O          IRQ

                              COM1            03F8                   4

                              COM2            02F8                   3

                              COM3            03E8                   4

                              COM4            02E8                   3

             Tabla 1-7. Direcciones e interrupciones utilizadas por el puerto serie

    Si utilizamos un ratón conectado al COM1, no deberemos conectar al
COM3 ningún dispositivo que utilice la IRQ4, como un módem, puesto que
estará ocupada por el ratón y, probablemente, el dispositivo conectado al
COM3 no funcionará correctamente.

1.4.3 Conector para joystick.
El Puerto para juegos o controlador para juegos es el dispositivo que nos
permite conectar un Joystick al ordenador para ser utilizado. Este conector
puede encontrarse tanto en la tarjeta de sonido como en la placa madre.
Actualmente, debido a que la mayoría de placas madre incorporan una
controladora básica de sonido, la implementación del conector de juegos es
más común en la placa base que en la propia tarjeta de sonido.
       El controlador de juegos normalmente está preparado para controlar
hasta dos joysticks y en la mayoría de los casos también puede proporcionar el
interfaz básico para conexión con dispositivos MIDI como teclados electrónicos.
Por tanto, se compone de un interfaz analógico-digital para dos joystick y un
interfaz serie para los dispositivos MIDI.
       El conector que utiliza el controlador de juegos, consiste en un conector
de 15 terminales hembra tipo “D”,           sus conexiones se representan a
continuación:

Terminal                Función            Terminal           Función
   1                      +5V                  9                +5V
   2              Botón 1 (Joystick 1)        10        Botón 1 (Joystick 2)
   3             Posición X (Joystick 1)      11       Posición X (Joystick 2)
   4               Masa de botones            12          Masa de botones
   5             No usado para joystick       13       No usado para joystick
   6             Posición Y (Joystick 1)      14       Posición Y (Joystick 2)
                                              15       No usada para Joystick)

Tabla 1-8. Conexiones puerto de juegos.

       Las direcciones 0200H a 0207H están reservadas para el uso del
joystick, pero no utiliza ni ADM ni interrupciones IRQ.
       Debido a la limitación en número de botones del controlador de juegos,
la mayoría de joystick y mandos para juegos actuales utilizan el bus USB que
es mucho más versátil.

1.4.4 Conector PS/2 para ratón.
Como ya se comentó anteriormente, el ratón se puede conectar al puerto serie
COMx, al USB o también, al puerto serie PS/2. La diferencia entre uno y otro es
fundamentalmente el conector utilizado, que en este caso es un mini DIN de 8
contactos y la interrupción utilizada, que en este caso es la IRQ 12. De las 8
conexiones del conector PS/2 sólo se utilizan las siguientes:
Mantenimiento de computadores
Mantenimiento de computadores
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  • 1. http://www.cnice.mec.es Centro Nacional ES PÚBLICA de Información y ES PARA TODOS Comunicación Educativa ES PARA TÍ
  • 2. Autores: Claudio Morán Flores Fernando Morán Flores ________________________________________________________ Ministerio de Educación y Ciencia Secretaría General de Educación y Formación Profesional Centro Nacional de Información y Comunicación Educativa
  • 3. 0 Introducción al curso de Mantenimiento de equipos informáticos 6 0.1 Breve historia 6 0.2 Estructura básica de un ordenador personal 7 0.3 Hardware y software 11 0.4 ¿Qué es un ordenador PC? 12 0.5 El PC y sus periféricos 13 1 Placa Madre 17 1.1 Tipos 17 1.1.1 Diferencias entre placas AT y ATX 17 1.2 Elementos que constituyen la placa madre. 20 1.2.1 Slots de expansión. 20 1.2.2 ROM, EPROM y EEPROM BIOS. 29 1.2.3 Batería y RAM CMOS. 30 1.2.4 Juego de Integrados (Chipset) 30 1.2.5 Chipset de Intel. 32 1.2.6 VIA Technologies. 34 1.2.7 Otros fabricantes de chipset. 36 1.3 El zócalo de la CPU. 36 1.4 Otros puertos para la conexión de dispositivos externos. 37 1.4.1 Puerto Paralelo de impresora. 37 1.4.2 Puerto serie RS-232. 39 1.4.3 Conector para joystick. 41 1.4.4 Conector PS/2 para ratón. 41 1.4.5 Conector para teclado. 42 1.5 Conclusión. 43 1.6 Configuración de la BIOS. 45 1.6.1 Opciones típicas de las BIOS. 45 1.7 Programas de análisis y diagnóstico. 63 1.7.1 Ciusbet Hardware BenchMark, 63 1.7.2 Everest Home Edition. 64 1.7.3 Passmark BurnIn Test Profesional. 65 1.7.4 SiSoft Sandra 68 1.8 Instalación de una placa madre. 72 1.8.1 Pasos que deberemos seguir 72 1.8.2 Fallos en el funcionamiento de la placa madre 77 2 El MICROPROCESADOR (µP) 80 2.1 Un poco de historia. 80 2.1.1 Llegaron los 16 Bits. 80 2.1.2 La familia i80XXX de Intel. 81 2.1.3 Cisc y Risc. 82 2.2 Otras Características. 83 2.2.1 Bus de datos. 83 2.2.2 Bus de direcciones. 84 2.2.3 Frecuencia. 85 2.2.4 Voltaje de alimentación y tecnología de fabricación. 86 2.2.5 MMX, 3DNow¡, SSE y Multimedia. 87 2.2.6 Otras tecnologías incorporadas en los microprocesadores actuales. 88 2.2.7 Memoria caché. 90 2.3 El zócalo. 90 2.3.1 Zócalos antiguos. 92 2.3.2 Zócalos actuales. 93 2.4 Microprocesadores Antiguos pero aún en uso. 94 2.5 Los microprocesadores actuales. 99 2.5.1 Microprocesadores de Intel. 99 2.5.2 Microprocesadores de AMD (American Micro Device). 102 2.5.3 Microprocesadores para portátiles. 104 2.6 Configuración de la BIOS. 105 2.6.1 Arward BIOS. 106 2.6.2 AMI WinBIOS. 106 2.7 Instalación de un microprocesador. 107
  • 4. 2.7.1 Pasos que deberemos seguir. 107 2.7.2 Posibles problemas derivados del montaje del microprocesador. 114 3 Memorias. 116 3.1 Características. 116 3.2 Tipos 121 3.2.1 ROM. 121 3.2.2 PROM. 121 3.2.3 EPROM. 121 3.2.4 EEPROM o E2PROM. 121 3.2.5 RAM. 122 3.2.6 DRAM. 122 3.2.7 SRAM. 128 3.2.8 Tag RAM. 129 3.2.9 VRAM. 129 3.3 Módulos SIMM Y DIMM. 130 3.4 Memorias caché. 132 3.5 Instalación de un módulo de memoria. 134 3.5.1 Averías producidas en las memorias 137 4 Dispositivos de almacenamiento de datos 140 4.1 Discos Flexibles 140 4.1.1 Principio de funcionamiento 140 4.1.2 Estructura lógica de un disco flexible 144 4.1.3 Forma física del disco flexible de 3 ½” 147 4.1.4 El cable de datos 148 4.1.5 Diagnósticos 148 4.1.6 Instalación/Sustitución de una disquetera para discos flexibles 151 4.1.7 Averías en una disquetera para discos flexibles. 153 4.1.8 Mantenimiento de discos flexibles. 154 4.2 Discos duros 155 4.2.1 Principio de funcionamiento 155 4.2.2 Estructura de la información en un disco duro 157 4.2.3 Características constructivas de los discos duros 162 4.2.4 Cálculo de la capacidad del disco. 165 4.2.5 Modos CHS y LBA 166 4.2.6 Buses de conexión de discos duros 167 4.2.7 Prestaciones de los discos 175 4.2.8 Diagnósticos 176 4.2.9 Configuración de la BIOS para un disco duro 184 4.2.10 Instalación de un disco duro. 189 4.2.11 Averías en un disco duro. 207 4.3 CD-ROM 213 4.3.1 Principio de funcionamiento 213 4.3.2 Características de un lector óptico 214 4.3.3 Sistemas CAV y CLV 217 4.3.4 Sonido con CD-ROM 218 4.4 La grabadora de CD-ROM 220 4.4.1 Principio de funcionamiento 220 4.4.2 Formatos 222 4.4.3 Otras grabadoras 222 DVD 222 4.4.4 La evolución del CD hacia el DVD 222 4.4.5 Tipos de DVD 224 4.4.6 Formatos para DVD 225 4.4.7 La tarjeta descompresora MPEG-2 229 4.4.8 Sistemas antipirateo 230 4.4.9 Software para grabadoras de CD-ROM y DVD 231 4.4.10 Fallos comunes a la hora de grabar un CD o un DVD 233 4.5 Instalación de una unidad de CD-ROM o DVD 233 4.5.1 Pasos a seguir para la instalación de una unidad CD-ROM o DVD 234 4.5.2 Problemas que se pueden encontrar 239
  • 5. 4.6 Copias de seguridad 240 4.6.1 Conexión de las unidades al ordenador 240 4.6.2 Unidades para copias de seguridad 241 4.6.3 Políticas para copias de seguridad 241 4.6.4 Los más utilizados 242 4.6.5 Tecnología MO 243 4.6.6 Unidades ZIP 245 5 Tarjetas gráficas. 248 5.1 El sistema gráfico. 248 5.2 Historia. 249 5.3 Resolución y frecuencia de refresco. 250 5.4 Colores. 251 5.5 Utilidades y accesorios 253 5.6 Elementos de la tarjeta gráfica 253 5.6.1 Procesador gráfico 253 5.6.2 Memoria vídeo 256 5.6.3 RAMDAC 257 5.7 BUS de conexión AGP y PCI Express 258 5.8 Velocidad de una tarjeta gráfica 258 5.9 Drivers, controladores gráficos y códecs de vídeo 259 5.10 Conectores TV y vídeo: 263 5.11 Refrigeración 266 5.12 Explicación de algunas características y términos de las tarjetas gráficas. 267 5.12.1 Otros términos: 270 5.13 Diagnósticos y averías 271 6 Monitores. 286 6.1 Características. 286 6.2 Otras prestaciones. 294 6.3 Controles y Menú OSD. 294 6.4 Tubo de imagen. 296 6.5 Pantallas planas LCD. 300 6.5.1 Principio de funcionamiento. 301 6.5.2 Características de los monitores LCD. 306 6.5.3 Calidad de un monitor LCD TFT. 308 6.5.4 Ventajas e inconvenientes de las pantallas LCD. 309 6.6 Averías en Monitores. 310 6.6.1 Cable de conexión. 311 6.6.2 Monitor. 312 7 Tarjetas de sonido. 315 7.1 Digitalización del sonido. 316 7.1.1 Convertidor Analógico/Digital, ADC. 317 7.1.2 Convertidor Digital/Analógico, DAC. 319 7.1.3 Full Duplex. 320 7.2 Síntesis de sonidos. 321 7.2.1 FM. 321 7.2.2 Tabla de ondas (Wave Table). 322 7.2.3 DSP (Digital Signal Processor). 323 7.3 Sonido Dolby Digital y DTS. 324 7.4 Amplificación. 326 7.5 Conexiones de la tarjeta de sonido. 327 7.5.1 Entradas analógicas y digitales. 327 7.5.2 Salidas analógicas y digitales. 329 7.6 Altavoces. 332 7.7 MIDI. 336 7.8 Averías en una tarjeta de sonido y sistema de altavoces. 336 8 El Teclado 342 8.1 El Teclado por dentro. 343 8.2 Distintos tipos de teclados para ordenadores PC. 345 8.2.1 Teclado QWERTY. 346 8.2.2 Teclados Ergonómicos. 346
  • 6. 8.2.3 Teclados Flexibles. 347 8.2.4 Teclados Inalámbricos. 348 8.2.5 Pantallas táctiles. 349 8.3 Conexiones del teclado. 352 8.4 Mapa del teclado, configuración y códigos. 353 8.5 Combinaciones de teclas En WINDOWS. 356 8.5.1 Combinaciones de teclas que utilizan la tecla Logo de Windows. 356 8.5.2 Teclas del sistema 356 8.5.3 Teclas para manejar cuadros de diálogo. 357 8.5.4 Otras teclas de interés 357 8.6 Averías en los teclados. 358 9 El Ratón. 361 9.1 Tipos de ratones. 361 9.2 Funcionamiento del ratón. 363 9.3 Controlador. 367 9.4 Tipos de conexión. 367 9.5 Trackball. 368 9.6 Touchpad. 369 9.7 Limpieza del ratón. 369 9.7.1 Ratones de bola. 369 9.7.2 Ratones ópticos. 370 9.8 Averías en los ratones. 371 10 Impresoras 373 10.1 Características de una impresora. 373 10.2 Tipos de impresoras. 377 10.2.1 Matriciales. 377 10.2.2 Chorro de tinta. 378 10.2.3 Inyección de tinta. 378 10.2.4 Láser. 380 10.2.5 Transferencia Térmica. 384 10.2.6 Transferencia térmica por sublimación. 386 10.3 Conexión e Instalación de una impresora. 388 10.3.1 Conexión puerto paralelo. 388 10.3.2 Conexión por puerto serie RS-232. 389 10.3.3 Conexión por puerto USB. 391 10.4 Conectar varios ordenadores a una impresora. 391 10.4.1 Conmutador de impresoras. 391 10.4.2 Impresora en red LAN. 392 10.5 Conectar varias impresoras a un ordenador. 395 10.5.1 Conmutador de impresoras. 395 10.5.2 Instalación de una tarjeta con puerto paralelo. 395 10.5.3 Otras posibilidades. 396 10.6 Ampliación de memoria. 396 10.7 Problemas de funcionamiento y averías. 397 10.7.1 Hardware. 397 10.7.2 Software. 400 11 Dispositivos de captura de imágenes 402 11.1 Escáner. 402 11.1.1 Introducción. 402 11.1.2 Funcionamiento. 402 11.1.3 Recursos Hardware. 404 11.1.4 Resolución. 408 11.1.5 Tipos de escáneres. 409 11.1.6 Driver TWAIN. 411 11.1.7 Programas (Software). 412 11.1.8 OCR. 412 11.1.9 Características técnicas del escáner. 413 11.2 . Cámaras fotográficas digitales 415 11.2.1 Introducción. 415 11.2.2 Características y parámetros más importantes de una cámara digital. 416
  • 7. 11.2.3 Funcionamiento. 421 11.2.4 Sensores de Imagen. 422 11.2.5 Tipos de cámaras digitales. 424 11.2.6 Almacenamiento de las imágenes. 424 11.2.7 Transferencia de imágenes al ordenador. 429 11.2.8 Lentes. 430 11.2.9 Accesorios. 430 11.2.10 Ejemplo práctico. 432 12 Módem. 435 12.1 Funcionamiento 435 12.2 Características de un módem. 436 12.2.1 Velocidad. 436 12.2.2 Normas ITU. 437 12.2.3 “Plug and Play”. 437 12.3 Tipos de módem 437 12.4 Conexión de un módem al ordenador. 440 12.5 Configuración del módem. 441 12.6 Averías. 445 12.7 ADSL. 448 12.7.1 Información práctica. 449
  • 8. 0 Introducción al curso de Mantenimiento de equipos informáticos 0.1 Breve historia Aunque ya en el siglo XVI y XVII se construyeron máquinas mecánicas con capacidades de cálculo de operaciones como la suma o la multiplicación, no es hasta mediados del siglo XX cuando realmente se puede decir que empezó la era del ordenador. Más concretamente, el primer ordenador electrónico fue construido en 1945 en la escuela Moore de Ingeniería Eléctrica, por John W. Mauchly y John Presper Eckert y se llamó ENIAC. Utilizaba más de 18.000 válvulas de vacío y consumía la friolera de 150.000 W, por lo que disponía de un excelente equipo de refrigeración. Desde entonces se han sucedido varias generaciones de ordenadores marcadas por las innovaciones tecnológicas del momento: • Primera generación, 1937 - 1953: Marcada por el uso de sistemas mecánicos como engranajes, relés y de las válvulas de vacío, similares a las que se utilizaban en los aparatos de radio o de televisión de la época. El primer ordenador comercial de esta primera generación fue el UNIVAC 1 (1951) • Segunda generación, 1954 - 1962: Basada en el transistor y la nueva tecnología de los semiconductores. Aparecen los lenguajes de programación en bajo nivel denominados código máquina. • Tercera generación, 1963 – 1972: Incorpora los circuitos integrados de bajo nivel de integración a la tecnología de semiconductores. Reduce drásticamente el tamaño de las placas de circuito impreso utilizadas en los ordenadores. Aparecen los sistemas de programación en alto nivel como el Cobol, Fortram, Basic y conceptos como multiprogramación y multiproceso. Son también de esta época las primeras memorias RAM, ROM, PROM y EPROM. • Cuarta generación, 1973 - 1983: Determinada por la aparición de los primeros microprocesadores de 4 y 8 bits. Es el comienzo de los integrados de alto nivel de integración VLSI y también de los primeros ordenadores personales que utilizaban microprocesadores como el 8008 (1972) y 8080 de Intel, el Z-80 de Zilog o el 6502 desarrollado por MOS Technology Corporation (1976). De esta época es también el Floppy Disk o disco flexible de 5 ¼”. Algunos ordenadores personales que utilizaban estos microprocesadores son los Atari, Sindair ZX Spectrum y Commodore C64.
  • 9. Quinta generación, 1984 - 1990: Básicamente es una mejora tecnológica de la generación anterior, en la que se mejora sustancialmente el nivel de integración, la velocidad de proceso de los microprocesadores y la capacidad de trabajo, incorporándose en un mismo sistema varios procesadores. Aparecen los microprocesadores de 16 y 32 bits y la memoria RAM alcanza capacidades de decenas de Megabytes. Es el comienzo de la era de los PC de IBM y de los Macintosh de Apple que incorporaban los primeros microprocesadores de 16 bits. IBM adopto los microprocesadores 80X86 y 80X88 de Intel y Apple los 68000 de Motorota. • Sexta generación, 1990 - …: Continuación lógica de la generación anterior incorpora sustanciales mejoras tecnológicas encaminadas a aumentar la capacidad y velocidad de los microprocesadores y memorias asociadas a ellos. También incorpora mejoras sustanciales en las arquitecturas de los microprocesadores y comienza la revolución de las redes de ordenadores. A partir de aquí, podríamos hablar de la séptima, octava, … generación de ordenadores, puesto que ha habido avances más que suficientes para justificar nuevas generaciones, pero ya no son historia, sino un presente en el que todos estamos inmersos. 0.2 Estructura básica de un ordenador personal La estructura básica de un ordenador personal no se diferencia mucho de cualquier otro sistema microprocesado y, de algún modo, también es comparable con la de un ser humano; Ambas están basadas en un elemento que procesa y almacena datos (cerebro), y elementos de entrada/salida o periféricos que permiten la comunicación con el exterior, detectando y modificando su entorno (sentidos, manos, brazos, piernas, etc). En la siguiente figura se representa la estructura básica de un ordenador personal estándar con los bloques más representativos:
  • 10. Ilu stración 0-1 Diagrama de bloques de un ordenador personal. • CPU (Unidad Central de Procesos): También denominada microprocesador. Como su nombre indica es la encargada de procesar todos los datos presentes en cualquier momento en el sistema, por lo que puede considerarse el elemento más importante y a su vez más complejo que conforma el ordenador personal. Podríamos dividirla en varios bloques: o ALU (Unidad Aritmético Lógica): Es la realmente encargada de procesar los datos y realizar los cálculos oportunos, tanto aritméticos (multiplicaciones, divisiones, sumas y restas) como lógicos (desplazamientos de registros, operaciones boleanas como AND, OR, NOT). El juego de instrucciones de la CPU determina la potencia de cálculo de la ALU, que normalmente está muy limitada a operaciones sencillas. Las operaciones complicadas, como raíces cuadradas, logaritmos y operaciones con vectores, se realizan mediante programas o algoritmos, aunque hay módulos como los coprocesadores matemáticos que agilizan y mejoran sustancialmente la potencia de cálculo, incluyendo instrucciones que permiten trabajar con números en coma flotante (números con exponente) o con vectores.
  • 11. Actualmente, todos los microprocesadores incorporados en los ordenadores personales incluyen un coprocesador matemático. o Registros: Lo constituyen células de memoria muy pequeñas, normalmente de 8, 16, 32 y actualmente de 64 y 128 bits que almacenan de forma temporal los datos que son o van a ser procesador por la ALU. El número de registros y su tamaño son variables de un microprocesador a otro e influyen en gran medida en el juego de instrucciones implementado en el mismo. o Unidad de control: Como su nombre indica, se encarga del control y sincronización de todos los procesos internos del microprocesador y de la sincronización también con los elementos externos como memorias y dispositivos de entrada /salida. o Comunicaciones internas: En este bloque se consideran todas las líneas de unión o buses que unen los distintos bloques que constituyen el microprocesador. Este bloque podría incluirse en la unidad de control. o Buses externos o Buses del sistema: Al conjunto de líneas encaminadas a realizar una misma función se la denomina BUS. Los buses suelen nacer en el interior del microprocesador y se extienden por todo el sistema, hasta llegar a los dispositivos de entrada/salida y a los dispositivos de memoria, En un microprocesador se distinguen tres tipos de buses: Bus de datos: Conjunto de líneas encaminadas a transportar los datos por el sistema. En general, el número de líneas de un bus de datos viene determinado por el número de BITS de los registros de datos del microprocesador, de tal forma, si el microprocesador es de 32 bits, el bus de datos tiene 32 líneas. Bus de direcciones: Conjunto de líneas encaminadas a direccionar las distintas posiciones de memoria de los sistemas de almacenamiento, como la memoria RAM. El número de líneas de este bus depende de la memoria física máxima que puede direccionar. Por tanto, un microprocesador con un bus de direcciones de 32 bits podrá direccionar 232 direcciones de memoria. Bus de control: Prácticamente lo constituyen el resto de líneas que salen del microprocesador y que están encaminadas al control y sincronización de los buses de
  • 12. datos y direcciones con los dispositivos de memoria y de entrada/salida. Este bus no suele representarse en los diagramas de bloques de los sistemas microprocesador. • Memoria Interna de almacenamiento: Lo constituyen los módulos de memoria conectada directamente al microprocesador y se denomina interna por encontrarse en el interior de la unidad central (U.C) o caja del ordenador, montada en la misma placa madre que el microprocesador. La memoria interna de almacenamiento puede contener tanto datos como código de programa y se divide, a grandes rasgos, en memoria RAM de lectura/escritura y Memoria ROM de sólo lectura. En la primera se almacenan los códigos de los programas en ejecución y sus datos temporales, de forma que al apagar el ordenador, toda esta información desaparece. En la segunda se suele cargar el FirmWare del sistema o programa de inicialización o arranque del sistema. En los PC se conoce como BIOS. • Memoria Externa de almacenamiento: La componen todos los dispositivos de almacenamiento de datos masivos como unidades de disco flexible y duro, CDROM y DVD, unidades de cinta magnética como los DAT y Streamer, etc. • Unidad de entrada/salida o interfaz de entrada/salida: Lo constituyen los circuitos electrónicos encargados de comunicar al microprocesador con los dispositivos de entrada/salida o periféricos. En los PC se denomina ChipSet. • Dispositivos de Entrada/salida o periféricos: Se considera así cualquier otro dispositivo conectado al ordenador encaminado a comunicar al microprocesador con el mundo exterior. o Entrada: Si el dispositivo o periférico sólo capta datos y los envía al microprocesador, se dice que el dispositivo es de entrada. Por ejemplo, el teclado, ratón o escáner. o Salida: Si el dispositivo o periférico sólo recibe los datos generados por el microprocesador, actuando sobre el entorno modificando alguna variable física o generando algún otro tipo de información determinada a interactuar con el mundo exterior, se dice que el dispositivo es de salida. Por ejemplo, una impresora o un monitor de televisión. o Entrada/Salida: Si el dispositivo admite información del microprocesador y también capta información del exterior y la envía al microprocesador, se dice que el dispositivo es de entrada/salida. Por ejemplo, una tarjeta de sonido que puede
  • 13. tanto reproducir sonido (salida), como grabar sonidos (entrada). La mayoría de los dispositivos de almacenamiento masivo que admiten tanto la grabación como la lectura de datos, también podrían considerarse periféricos de entrada/salida, aunque suelen encasillarse como dispositivos de almacenamiento externo. Ilustración 0-2 Ordenador personal y sus periféricos. 0.3 Hardware y software En informática, son dos conceptos que se complementan para formar lo que conocemos como ordenador personal. El Hardware abarca la parte puramente física del ordenador como son la placa madre, unidades de disco, fuente de alimentación, monitor, y todo tipo de periféricos que podamos encontrar en cualquier tienda de informática. Una traducción un poco libre del término podría ser la “parte dura del ordenador”. El Software o “parte blanda del ordenador” abarca todo lo relacionado con la programación incluida en el ordenador, desde el firmware (marca de la empresa o firma de la empresa) que en los sistemas PC conocemos como BIOS, hasta los más avanzados programas de usuario pasando, cómo no, por el sistema operativo y todos los drivers que se incluyen en él. En este curso trataremos de forma exclusiva el Hardware de un ordenador y, de forma puntual, el Software específico creado para analizar y diagnosticar dicho Hardware. También se comentarán algunas aplicaciones del sistema operativo que nos permiten averiguar el estado o configuración de los dispositivos hardware del equipo en cuestión.
  • 14. 0.4 ¿Qué es un ordenador PC? Un ordenador PC no es más que, como su nombre indica, un Ordenador Personal (Personal Computer), pero con unas características de hardware y software concretas. A nivel de estructura, un PC no se diferencia mucho de cualquier otro ordenador personal del mercado, como pueda ser un Macintosh y, por supuesto, sigue la estructura básica definida en el apartado 0.2. Sin embargo, sí hay una característica que los diferencia a nivel hardware de los demás y es la arquitectura interna del microprocesador que utilizan todos los PC que es compatible con la arquitectura x86 de Intel. Existen muchos fabricantes que fabrican microprocesadores para PC, pero todos ellos mantienen una compatibilidad con este estándar que desarrolló Intel en los comienzos del PC. En este aspecto, Intel sigue siendo la empresa que dicta, de algún modo, los pasos a seguir por el resto de fabricantes (competencia) a la hora de producir los microprocesadores que serán utilizados en los PC; aunque actualmente, algunas empresas como AMD, que disponen de un equipo de desarrolladores comparables a los de Intel, se atreven a realizar innovaciones que posteriormente, tras su aceptación en el mercado, tienen que ser seguidas por Intel en sus nuevos desarrollos. Por tanto, en este aspecto, las dos marcas que se reparten la mayor cuota de mercado en la venta y desarrollo de microprocesadores son Intel y AMD. La mayor diferencia, con cualquier otro ordenador personal del mercado es su sistema operativo que en este caso ha sido desarrollado por Microsoft. En su origen era un sistema operativo en modo texto, sin ventanas y menús gráficos, que básicamente servía para inicializar el hardware del sistema y nos creaba un pequeño interfaz para que el usuario pudiera llegar a los recursos del sistema e iniciar las aplicaciones existentes en él. Este primer sistema se denominó MS-DOS o Sistema Operativo en Disco de MicroSoft. Se denominó así, por el hecho de que el sistema operativo no estaba en memoria, como sucedía con el resto de equipos de la época, sino que se encontraba en un disco flexible que debíamos introducir en la unidad correspondiente para que el ordenador lo iniciase. El MS-DOS no era mono usuario y mono tarea, es decir, sólo podía trabajar con un usuario, no disponía de perfiles para diferenciar al usuario que manejaba la máquina, y tampoco podía correr dos aplicaciones al tiempo con independencia total. Posteriormente apareció el primer interfaz gráfico de este sistema operativo que se denominó Windows y que se consolidó como el más utilizado en ordenadores personales ya con su versión 3.1, de la que derivaron las versiones 95, 98 y Milenium (Me). A todas ellas, a nivel de usuario, siempre se les llamó sistemas operativos, pero en realidad no eran más que interfaz gráficos de usuario que corrían sobre el sistema operativo MS-DOS. Sin
  • 15. embargo, este interfaz gráfico también le confería al sistema operativo una característica que en origen no tenía que es la posibilidad de crear perfiles de usuario (multiusuario) y ejecutar varias tareas independientes al tiempo (multitarea), aunque la funcionalidad de estas características siempre ha estado en entredicho siendo muy discutida entre los programadores y analistas de sistemas informáticos. De forma paralela a Windows XX/Me, Microsoft también desarrolló lo que hoy en día se conoce como tecnología NT para el sector profesional que requería de un sistema operativo seguro y estable. De esta tecnología nacieron las versiones denominadas Windows NT/2000/2003 con sus distintas variantes de WorkStation (estación de trabajo) y server (para servidores de red). Aunque Microsoft tiene la hegemonía, en cuanto al sistema operativo de los PC, otros desarrollos independientes como el Linux, también se han hecho un hueco con desarrollos específicos para estas máquinas. 0.5 El PC y sus periféricos A nivel práctico, un PC está compuesto por una Unidad Central (U.C.) compuesta por los siguientes elementos: • Microprocesador y Sistema de refrigeración del mismo. Ilustración 0-3 Foto de un microprocesador y el sistema de refrigeración. • Placa madre, también denominada placa base. Contiene todos los elementos de control que permiten comunicar al microprocesador con el resto de elementos del sistema (ChipSet). También sirve de soporte y conexión de otros elementos como memorias, tarjetas de expansión y puertos específicos como el de impresora, serie RS-232 y USB.
  • 16. Ilustración 0-4 Foto de un una placa madre. • Fuente de alimentación. Provee de los niveles de tensión necesarios para el correcto funcionamiento de todos los elementos de la U.C. • Tarjetas incluidas en los slot de expansión de la placa madre. Como pueden ser la tarjeta gráfica, la tarjeta de sonido, el módem, la tarjeta de red, la tarjeta de captura de vídeo y TV, etc. Ilustración 0-5 Fotos de varias tarjetas de expansión internas. • Unidades de disco flexible internas: Hasta hace poco tiempo, la U.C. incluía la unidad de disco flexible, aunque actualmente se está sustituyendo por lectores de tarjetas FLASH. • Unidades de disco duro interno: Como mínimo, en la U.C. debe encontrarse una unidad de disco duro que podrá estar o no particionada, aunque, cada vez más, se comienza a incluir una segunda unidad de disco duro para almacenar datos, o instalar otro sistema operativo como Linux. • Unidades ópticas de lectura y grabación: como pueden ser las lectoras y grabadoras de CDROM y DVD.
  • 17. Ilustración 0-6 Fotos de una unidad de DVDRW Externa. • Memoria RAM: Instaladas en los zócalos dispuestos a tal efecto en la placa madre. También denominada memoria del sistema. Actualmente su capacidad de almacenamiento supera el GB. • Caja de la U.C: donde están incluidos todos los elementos citados. Habitualmente es metálica, aunque actualmente se fabrican de otros materiales como plásticos metacrilatos y poliéster, dando lugar a una nueva moda denominada modding que consiste en personalizar el aspecto de los ordenadores de igual modo a como sucede con el tunning de los coches. En el exterior de la U.C. nos encontramos un una serie cada vez mayor de dispositivos conectados a ella y que se denominan Periféricos. Algunos de ellos son: • El ratón. Dispositivo de entrada de datos. Ilustración 0-7 Foto de un ratón inalámbrico. • El Teclado. Dispositivo de entrada de datos.
  • 18. Ilustración 0-8 Foto de un teclado tradicional. • El monitor: Dispositivo de salida de datos. • La impresora: Dispositivo de salida de datos. • El escáner: Dispositivo de entrada de datos. Ilustración 0-9 Foto de un Escáner con alimentador de hojas automáttico. • Los Altavoces: Dispositivo de salida de datos. • Unidades externas de disco duro: Dispositivo de entrada y salida de datos. • Unidades externas de CDROM y DVD: Dispositivo de entrada y salida de datos. • Lectores de tarjetas y memorias FLASH: Dispositivo de entrada y salida de datos. • Módem Externos y routers: Dispositivo de entrada y salida de datos. • Cámaras digitales y de vídeo: Dispositivo de entrada de datos. • Tarjetas digitalizadoras: Dispositivo de entrada de datos. En este curso se estudiarán uno por uno todos los elementos que constituyen la U.C. y los periféricos más utilizados con los Ordenadores Personales también llamados PC (Personal Computer).
  • 19. 1 Placa Madre 1.1 Tipos La Placa madre es una estructura plana de fibra de vidrio que soporta toda la arquitectura que compone el ordenador en sí. Está unida a la carcasa o caja del ordenador mediante tornillos y soporta también todas las tarjetas necesarias para el funcionamiento del sistema. Actualmente podemos decir que existen dos estándares de placas madre que son las antiguas AT y las actuales ATX. Realmente, el único estándar reconocido es el correspondiente a las placas ATX que son fruto de la unión de distintos fabricantes con la intención de desarrollar un diseño estándar, tanto de dimensiones, como de situación de los componentes más significativos de las placas madre, como pueden ser el microprocesador, memoria y slots de expansión. Sin embargo, las placas AT han ido evolucionando con el tiempo hasta concretarse en los diseños actuales, más o menos estandarizados. También podemos encontrar en la actualidad modelos AT-ATX que mezclan características de ambas placas. Ilustración 1-1. Placa ATX. 1.1.1 Diferencias entre placas AT y ATX Entre las diferencias más significativas podemos destacar las siguientes:
  • 20. Situación del microprocesador. En las placas AT suele situarse lejos de la fuente de alimentación para que el calor de la fuente no afecte a la temperatura del microprocesador. En las placas ATX, el microprocesador se dispone justo debajo de la fuente de alimentación y cercano al panel posterior de la caja. También debemos observar que en las cajas preparadas para placas ATX, el ventilador de la fuente de alimentación recoge el aire del interior de la caja, justo donde se encuentra el microprocesador y por tanto, ayuda a su refrigeración. También, muchas de estas cajas están preparadas para situar otro ventilador en el panel posterior, junto al microprocesador, de forma que mejore la refrigeración de la CPU. • Situación de la memoria. Las placas AT sitúan la memoria justo debajo de la fuente de alimentación al lado del conector de alimentación, mientras que en las placas ATX, la memoria se sitúa entre el microprocesador y los slots (conectores) de expansión. • Módulos de memoria. Como se comentó anteriormente, las placas AT han ido evolucionando desde los primeros microprocesadores y memorias aparecidos en el mercado, por tanto, podemos encontrar placas AT que soportan memoria RAM de 30 contactos, de 72 contactos, EDO, SDRAM y por supuesto, combinación de distintos tipos. Actualmente las placas AT-ATX suelen incluir zócalos para memoria EDO de 72 contactos y SDRAM de 168 contactos. Las placas ATX sólo incorporan zócalos para memoria de 168 contactos SDRAM. • Alimentación. Los conectores de alimentación de las placas AT y ATX son distintos, en el primer caso, son dos conectores hembra de 6 contactos cada uno, que se insertan en un único conector macho (en línea) de 12 contactos. Este tipo de placas no permiten la desconexión o apagado desde el sistema operativo y debe realizarse a través de un conmutador que corte la alimentación de la RED. En las placas ATX el conector es de 20 terminales en doble línea y en este caso, dispone de un terminal PS-ON que permite la desconexión de la fuente por software desde el propio sistema operativo.
  • 21. Conector de alimentación Conector de alimentación ATX AT Nº Función Nº Función Nº Función Terminal Terminal Terminal 1 Power Good 1 3.3v 11 3.3v 2 +5V 2 3.3v 12 -12V 3 +12V 3 GND 13 GND 4 -12V 4 +5V 14 PS-ON 5 GND 5 GND 15 GND 6 GND 6 +5V 16 GND 7 GND 7 GND 17 GND 8 GND 8 Power OK 18 -5V 9 -5V 9 5VSB 19 +5V 10 +5V 10 +12V 20 +5V 11 +5V 12 +5V 11 1 AT ATX Ilustración 1-2. Conector de alimentación AT y Conector de alimentación ATX • Conexiones de discos duros IDE y discos flexibles. En las placas AT suelen encontrarse entre los slots de expansión y la memoria, con lo que son muy poco accesibles. En las tarjetas ATX estos conectores están justo al lado contrario de los slots de expansión, en una zona despejada y accesible. • Slots de expansión. Son los únicos elementos que no han variado su posición de una placa a otra, estando situados en el mismo sitio en ambas.
  • 22. Conectores RS232, Impresora, USB, ratón y teclado. En las placas AT, estos conectores se encuentran en el interior, a excepción del conector del teclado, situado junto a los controladores de disco duro y flexible, aumentando el caos de cables en el interior de la placa, pues tenemos que llevarlos al panel posterior de la caja a través de cable plano. En las placas ATX, estos conectores se encuentran en un lateral de la placa, entre memoria y microprocesador, dispuestos de tal forma que salen al exterior de la carcasa sin necesidad de cables de expansión, conectando los dispositivos externos directamente a estos conectores. • Código de colores de los conectores. Las placas AT no distinguen, mediante colores, los distintos conectores de la placa madre. Sin embargo, en las placas ATX se ha estandarizado un código de colores que identifica a los distintos conectores de la placa madre, entre los que destacan los siguientes: o Morado: Teclado. o Verde: Ratón. o Azul: Conexión del monitor. o Naranja: Puerto de Juegos/Midi. o Granate: Puerto de Impresora. o Azul y Blanco: Conectores IDE. Existen aun más diferencias, pero ya no son importantes para reseñarlas en este apartado. 1.2 Elementos que constituyen la placa madre. Sería muy complicado realizar un despiece total de una placa madre para evaluar cada uno de sus componentes, por tanto, lo que haremos será indicar los elementos más significativos de la placa madre y comentar, en lo posible, sus características y funciones. 1.2.1 Slots de expansión. Los slots de expansión son los conectores específicamente diseñados para conectar tarjetas que permitan ampliar las características básicas de la placa madre y en general del ordenador. Normalmente los slots nos permiten expandir los buses del microprocesador hasta cualquier circuito o tarjeta periférica que se desee conectar a la placa base, por este motivo, es muy común utilizar indistintamente los términos bus y slots para denominar un mismo elemento, aunque podríamos decir que el slots es el conector físico y el
  • 23. bus las conexiones que están representadas en dicho conector. Entendemos como bus, un número determinado de conexiones o terminales del microprocesador o del juego de integrados de la placa base (chipset ) que se unen para realizar una determinada tarea o función, por ejemplo, los buses típicos de un microprocesador son el bus de datos, bus de direcciones y bus de control, que serán comentados con más detalles en el capítulo dedicado al microprocesador. En cuanto a los buses correspondientes al chipset de la placa base podemos hablar de bus PCI, bus ISA, BUS AGP y otros más que veremos más adelante. Todos estos buses suelen contener en su totalidad o en parte a los buses del microprocesador. Actualmente se utilizan sólo tres tipos de conectores o slots de expansión que son: 1.2.1.1 Bus ISA. Los primeros PC´s (Personal Computers) que aparecieron en el mercado utilizaban un bus que se denominó XT. Era de 8 bits y trabajaba a una frecuencia de 4.77MHz, que era la misma velocidad que tenía Ilustración 1-3. Detalle del Bus ISA. el microprocesador 8088 que utilizaban. En poco tiempo, este bus se quedó obsoleto. Cuando IBM presenta en 1984 el PC AT, mejoró el bus utilizado adaptándolo a las características del nuevo microprocesador que incorporaba el 80286, que tenía un bus de datos de 16 bits y trabajaba a 8.33MHz. Este nuevo bus se denominó Bus ISA (Industry Estandar Arquytecture). Poco después aparecieron los microprocesadores 386 y 486 que utilizaban un bus de 32 bits y trabajaban con frecuencias superiores a 30 MHz. Sin embargo, aún había muchas tarjetas diseñadas para el antiguo bus ISA y que trabajaban a 8.33 MHz, por tanto, el nuevo bus que desarrollaron los fabricantes de placas madre, y que se denominó EISA (Extended ISA), mejoró en cuanto a capacidad del bus de datos soportando 32 bits, pero no en cuanto a velocidad, manteniendo los 8.33 MHz de su antecesor. Actualmente ya no se fabrican placas que utilicen este bus, sin embargo, aun existe un parque muy numeroso de equipos antiguos que sí lo incorporan pero que, como es lógico, tienden a desaparecer poco a poco.
  • 24. 1.2.1.2 Bus PCI. Es un bus local desarrollado en 1992 por Intel, cuyo estándar es de 32 bits y trabaja a 33 MHz con un ancho de banda de 133 MB/s, aunque actualmente han evolucionado hasta superar los 5 GB/s. Fue diseñado para trabajar con dispositivos rápidos como las tarjetas de vídeo. Con la aparición del BUS AGP, el BUS PCI a quedado relegado a todos los dispositivos menos la tarjeta de vídeo que normalmente se Ilustración 1-4. Detalle del Bus PCI. suele conectar al bus AGP (que veremos más adelante), aunque en la actualidad, con la aparición de los Buses PCI Express de alta velocidad es posible que vuelvan a recuperar el terreno perdido en el campo de las tarjetas gráficas. Uno de los principales problemas que plantea el bus PCI (Peripheral Component Interconnect) es que teóricamente fue diseñado para un máximo de tres slots, aunque los buses actuales PCI admiten hasta diez dispositivos, de los cuales, 5 pueden ser tarjetas y el resto deben ser dispositivos incorporados en la placa madre, como tarjeta gráfica o el puente PCI a ISA, del que ya hablaremos más adelante. Cuando se conectan más de una tarjeta en los slots PCI, el ancho de banda se divide entre las tarjetas conectadas, con lo cual el rendimiento de cada canal PCI disminuye considerablemente. Por otra parte, los dispositivos conectados al BUS PCI no pueden leer o escribir directamente en la memoria del sistema, ni el microprocesador puede leer directamente la memoria de vídeo de las tarjetas gráficas conectadas a estos buses. Los Slots de expansión PCI de 32 bits constan de un conector de 124 terminales, de los cuales 120 son activos y otros cuatro de identificación, aunque también existen versiones de 64 bits que utilizan un conector de 188 terminales. El color de los conectores suele ser blanco. Una de las características mas relevantes del bus PCI es la posibilidad de configuración automática de las tarjetas, conocida como Plug & Play (enchufar y utilizar), también conocido con las siglas PnP. Gracias a esta posibilidad, el procesador puede extraer la información necesaria para realizar su instalación a efectos de IRQ´s, puertos utilizados y memoria necesaria. Los dispositivos PCI pueden trabajar como esclavos o como maestros. En el primer caso, estos dispositivos pueden aceptar comandos de la CPU o de otra tarjeta maestra. En el segundo caso, la tarjeta puede coger incluso el
  • 25. control de los buses PCI (bus-mastering) y trabajar de forma independiente, sin intervención del microprocesador. En principio, las placas bases que utilizan arquitectura PCI no pueden incluir buses ISA compartiendo directamente el mismo microprocesador, puesto que las velocidades de ambos son muy diferentes. Para solucionar este problema y poder incluir slots ISA en placas con arquitectura PCI, Intel ha desarrollado los denominados puentes PCI a ISA (PCI-to-ISA bridge). Este puente no es más que un integrado que se incorpora en el Chipset de la placa madre y que transfiere los datos entre el bus PCI y el bus ISA, de este modo, pueden seguir conectándose tarjetas ISA en una placa con arquitectura PCI. Como se comentó anteriormente, el bus PCI ha evolucionado considerablemente y esto ha originado distintos estándares y versiones de los mismos. En la siguiente tabla se muestra dicha evolución con las características más relevantes. PCI Estándar Revisión Año Longitud Bus Frecuencia Ancho de Tensión Datos (bits) (MHz) Banda (MB/s) Alimentación (volt) PCI 2.0 1993 32 33 133 MB/s 5 PCI 2.1 1995 32 66 266 MB/s 5/3,3 PCI 2.2 1998 64 66 533 MB/s 5/3,3 PCI 2.3 2002 64 66 533 MB/s 3,3 PCI-X PCI- X 1.0 1999 64 133 1066 MB/s 3,3 PCI-X 2.0 2002 64 533 3,97 GB/s 3,3/1,5 PCI-X 3.0 2004 64 1066 7,95 GB/s 3,3/1,5 PCI Express PCI Express 1X 2004 1 2,5 GHz 250/500 MB/s PCI Express 2X 2004 2 2,5 GHz 0,5/1 GB/s PCI Express 4X 2004 4 2,5 GHz 1/2 GB/s PCI Express 8X 2004 8 2,5 GHz 2/4 GB/s PCI Express 16X 2004 16 2,5 GHz 4/8 GB/s PCI Express 32X 2004 16 2,5 GHz 8/16 GB/s Tabla 1-1. Evolución y características del BUS PCI La arquitectura PCI Express (anteriormente conocida como 3GIO o 3rd Generation I/O) es la evolución lógica del ya anticuado bus PCI para acondicionarlo a los dispositivos de alta velocidad actuales. De este modo, el BUS PCI vuelve a ser una buena opción para la conexión de tarjetas gráficas y, por tanto, un buen competidor del bus AGP. Trabaja con una frecuencia base de 2,5GHz y permite una comunicación full-duplex (bidireccional) por cada línea o canal implementado lo que duplica la velocidad de dicho canal. Se fabrican actualmente buses PCI Express de hasta 16 canales, permitiendo alcanzar anchos de banda de 8GB/s, pero ya está en
  • 26. desarrollo el PCI Express 32X que permitirá alcanzar un ancho de banda de 16GB/s. La opción básica PCI Express 1X utiliza un único canal bidireccional por lo que su comportamiento es similar a un puerto serie de alta velocidad. Cada Byte de datos transmitido debe incluir dos bits de redundancia, por lo que es necesario transmitir 10 bits por cada 8 bits de datos. De este modo, el ancho de banda teórico de cada canal PCI Express es de 2,5 GHz / 10 bits = 250 MBytes/s. Como el bus es bidireccional, el ancho de banda teórico efectivo es justo el doble, es decir, 2 (250 MB/s) = 500 MB/s. 1.2.1.3 Bus AGP. Es un bus de reciente aparición y nace como consecuencia lógica de la evolución del bus PCI. Ha sido desarrollado específicamente para la utilización con tarjetas gráficas de altas prestaciones, de ahí su nombre, Advanced Graphics Port (AGP) y rompe muchas de las barreras que limitaban al bus PCI. Ilustración 1-5. Detalle del Bus AGP. En su desarrollo original, se diseño para trabajar a una frecuencia de 66 MHz con un bus de 32 bits, lo que implica un ancho de banda teórico de 266 MB/s (4Bytes x 66 MHz). Este modo de trabajo se denomina x1. Posteriormente se desarrolló el modo x2 que permite transferir datos tanto en el flanco de subida del reloj, como en el de bajada duplicando el ancho de banda de transferencia teórico (528 MB/s). Las placas madres actuales incorporan también el modo 4x y 8x que permite un ancho de banda con la memoria principal del sistema de 1GB/s y 2GB/s respectivamente. Ambos slots no son compatibles físicamente, por lo que la elección de la tarjeta gráfica está determinada en gran medida por el tipo de BUS AGP de la placa madre. A diferencia del bus PCI, los dispositivos montados en AGP pueden transferir o recibir datos directamente de la memoria principal, liberando a la memoria de vídeo de la tarea de almacenar las texturas en las tarjetas 3D. Por otra parte, en una placa madre sólo puede implementarse un bus AGP lo que implica que no tiene que compartir su ancho de banda con ningún otro dispositivo conectado al ordenador. 1.2.1.4 Bus USB. Uno de los principales problemas que plantean los buses anteriormente citados es que sólo pueden utilizarse en el interior del ordenador, en la placa madre. Si
  • 27. deseamos conectar dispositivos externos, tenemos que hacer uso de otro bus diseñado para trabajar fuera de la placa madre, este es el caso del bus USB (Universal Serial Bus). A diferencia de los buses PCI, ISA y AGP, el USB es serie, lo que implica que la transmisión de datos se realiza bit a bit y no byte a byte (palabra a palabra). Conectores del Bus USB Ilustración 1-6. Detalles del bus USB de una placa madre y de un portátil. Por otra parte, el bus USB ha sido desarrollado por varios de los fabricantes más importantes de la industria del PC, como son: Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, Nec y Northerm Telecom. Con el fin común de simplificar la conexión entre dispositivos y puede considerarse un estándar de conexión de dispositivos externos. Las características más importantes de este bus son: • Soporta hasta 127 dispositivos conectados al tiempo. • Los dispositivos se pueden instalar o quitar con el equipo conectado, “en caliente”, sin necesidad de reiniciar el sistema para que este lo reconozca (Hot Plug & Play). • Velocidades de transferencia de 1,5 Mbits/s y 12 Mbits/s en las versiones 1.X y 480 Mbits/s en la versión 2.0 • Los dispositivos no necesitan IRQ´s (interrupciones), direcciones de entrada-salida ni ADM, con lo cual, la instalación y configuración es muy sencilla. La mayoría de los dispositivos conectados al PC necesitan el uso de alguna interrupción o IRQ, un ADM o algún puerto de entrada/salida que son recursos limitados del PC. Por tanto, el sistema operativo debe conocer en todo momento los recursos que necesita cada dispositivo y comprobar que dos o más dispositivos no utilicen el mismo recurso. En los dispositivos PnP (Plug & Play), la asignación la realiza la BIOS y el sistema operativo, pero en los sistemas que no son PnP la asignación la realiza el usuario del PC siendo en algunos casos una tarea difícil que puede ocasionar el mal funcionamiento del sistema. • Si el dispositivo no exige mucha potencia de alimentación, el bus USB puede suministrar la alimentación a través del propio bus (Bus
  • 28. Powered). La corriente máxima que puede suministrar es de 0,5 A a 5 V (2,5W). • La conexión de dispositivos se realiza en cascada, de igual modo a como ocurre con los dispositivos SCSI, teniendo en cuenta que el bus SCSI es de tipo paralelo y el bus USB es una conexión serie. • La longitud máxima del cable USB está limitada a 5m. • Algunos dispositivos o periféricos que utilizan este tipo de bus para su conexión con el ordenador incorporan dos conectores USB, uno de entrada y otro de salida para el siguiente dispositivo conectado al bus. • El controlador USB viene incluido en el Chipset de la placa madre. Dependiendo de la placa madre, ésta puede incorpora uno o dos buses USB que se controlan independientemente. • En realidad, los dispositivos USB pueden trabajar en varios modos de funcionamiento: de baja velocidad que utilizan un ancho de banda de 1,5 Mbits/s y 12 Mbits/s, utilizados por los dispositivos lentos como módems, impresoras, ratones o teclados, y otro de alta velocidad cuyo ancho de banda es 480 Mbits/s que permite la conexión con escáner, discos duros o CDROM externos. Ilustración 1-7. Conexiones del bus USB en la placa madre. Como puede observarse en la ilustración, el bus USB utiliza un par de hilos para la transmisión de datos y otro para la recepción pudiéndose realizar comunicaciones Full Duplex (comunicación en ambos sentidos al tiempo). También se observa que pueden implementarse hasta dos buses USB como sucede en el supuesto de la ilustración. • La principal desventaja del bus USB es debida a su arquitectura Cliente/Servidor que implica la utilización de un dispositivo raíz (root) donde se conectan los dispositivos (concentrador raíz). Normalmente, cada concentrador maneja dos dispositivos.
  • 29. En la actualidad, las placas bases incorporan varios concentradores raíz de USB que implementan dos conexiones USB cada uno, por lo que disponen de 6 o más conectores USB de alta velocidad (USB 2.0). Ya se está desarrollando la versión 3.0. Más información en http://www.usb.org/. 1.2.1.5 BUS FireWire. El bus FireWire también nació con el objetivo de estandarizar un sistema de conexionado serie de alta velocidad entre dispositivos y fue diseñado por un consorcio de empresas entre las que destaca Sony. También se le conoce con el nombre IEEE 1394, modo en que es reconocido por Windows, y con el nombre i-link cómo se denomina dicha conexión en los dispositivos, especialmente en las cámaras de vídeo. Las características más importantes de este bus son: • Soporta hasta 63 dispositivos conectados al tiempo. • Los dispositivos se pueden instalar o quitar con el equipo conectado, “en caliente”, sin necesidad de reiniciar el sistema para que este lo reconozca (Hot Plug & Play). • Velocidades de transferencia de 100 Mbits/s, 200 Mbits/s y 400 Mbits/s, algo menor que los buses USB. • Al igual que el bus USB, el FireWire puede suministrar la alimentación a través del propio bus (Bus Powered). La corriente máxima que puede suministrar es de 1,25 A a 12 V (15W), mucho más que el USB. • La conexión de dispositivos se realiza en cascada, de igual modo a como ocurre con el bus USB. • La longitud máxima del cable USB está limitada a 4,5m. • En las placas actuales, el controlador IEEE 1394 viene incluido en el Chipset de la placa madre. • La principal ventaja del bus FireWire respecto al USB es debida a su arquitectura peer to peer, que permite la conexión de varios dispositivos sin la necesidad de varios concentradores raíz. En la actualidad, las placas bases incorporan varias conexiones FireWire, pero por lo general no tienen salida directa al exterior como sucede con el bus USB, por lo que hay que sacar fuera las conexiones mediante un cable de expansión que va desde la placa base al panel posterior de la U.C. (unidad central). Ya se está desarrollando la versión 2 del bus FireWire que promete velocidades de 800Mbits/s, lo que hace muy probable que los fabricantes de
  • 30. discos duros lo utilicen como estándar de bus para sus dispositivos en detrimento del actual bus ATA y serial ATA. 1.2.1.6 Bus PCMCIA. Este bus ha sido desarrollado para los ordenadores portátiles teniendo como consideración principal el tamaño de los conectores y de los dispositivos que se conectarán a este bus. Los formatos de los dispositivos que se conectan a este bus se conoce como PC Cards y pueden contener en un reducido tamaño todo tipo de elementos o periféricos como: memoria, disco duro, módem, tarjeta de sonido, tarjeta de red, CDROM, adaptador SCSI, etc. El conector es estándar de 68 pines y existen tres formatos de acuerdo al grosor de la tarjeta: • Tipo I: tiene un grosor inferior a 3,3 mm y se suele utilizar para memorias RAM, FLASH y EPROM. • Tipo II: Con un grosor de 5 mm se suele utilizar para módem, tarjetas de RED, tarjetas USB y FireWire y Memorias tipo Flash ATA. Ilustración 1-8 Vista de una memoria ATA Flash de 1GB y una tarjeta FireWire, del Tipo II • Tipo III: Tiene un grosor de 10,5 mm y se utiliza para discos duros, discos flexibles y CDROM.
  • 31. Ilustración 1-9. CDROM y unidad de disco flexible para portátil que utilizan el bus PCMCIA. En la unidad de disco, puede observarse un cable adaptador PCMCIA/LPT que permite conectar la unidad al puerto de impresora. 1.2.1.7 Bus MR/AMR. Utilizado en las placas madre que utilizan el Chipset i810, permite conectar tarjetas de sonido y MODEM que usan las capacidades del Audio-Codec 97 (AC97) que se comentarán más adelante. Las placas AMR disponen de Audio y MODEM y las MR sólo del MODEM. Ilustración 1-10. Detalle del Bus AMR 1.2.2 ROM, EPROM y EEPROM BIOS. La ROM BIOS es un circuito integrado, normalmente de 32 terminales (Dual in line), cuya función es memorizar el programa de inicialización del sistema y que se denomina BIOS (Basic Input Output System). La característica fundamental de este tipo de Ilustración 1-11. Eprom correspondiente a memorias es que no son volátiles, es una Bios de AWARD decir, no pierden su contenido cuando
  • 32. se quedan sin alimentación. Estas memorias son grabadas en fábrica durante el proceso de fabricación y ya no pueden ser nunca modificadas. Cuando la serie que se desea fabricar es pequeña, las memorias ROM son poco rentables y entonces se hace uso de las memorias EPROM, estas memorias tampoco son volátiles, pero no se graban durante el proceso de fabricación, sino después mediante un aparato denominado grabador de EPROMS. Esta memoria puede ser borrada mediante la aplicación de luz ultravioleta a través de una pequeña ventana dispuesta en la parte superior del integrado. Una vez borrada permite su regrabación. Estos integrados se distinguen fácilmente por llevar siempre una pegatina que protege de la luz el interior del integrado. También podemos encontrar memorias no volátiles que se borran y graban eléctricamente, son las denominadas EEPROM o E2PROM. Una variedad muy utilizada en los equipos actuales son las memorias FLASH EEPROM, que permiten actualizar la versión de la BIOS mediante un programa distribuido por el fabricante de la placa. 1.2.3 Batería y RAM CMOS. En la memoria ROM BIOS se almacena el programa que sirve para la inicialización del ordenador, pero todo programa necesita una zona de datos que poder manipular (RAM) y que almacena datos de configuración que pueden variar de un ordenador a otro, o simplemente al ampliar el sistema. Esta información debe permanecer en memoria RAM y no debe borrarse al apagar el ordenador, para ello, las placas madres incorporan una memoria RAM de muy bajo consumo denominada RAM CMOS que se Ilustración 1-12. Batería alimenta con una pequeña batería de 3 voltios. Al ser interna. muy bajo el consumo, esta batería puede durar varios años. En las placas antiguas la RAM CMOS la constituía un integrado dedicado a esa función y al reloj en tiempo real, que mantiene la hora del sistema aun cuando el ordenador se apaga. Actualmente, tanto el reloj en tiempo real, como la memoria RAM vienen incluidos en uno de los circuitos integrados que forman el denominado Chipset del sistema y de los cuales hablaremos más adelante detenidamente. 1.2.4 Juego de Integrados (Chipset) El Chipset lo constituye un juego de circuitos integrados diseñados específicamente para servir de interfaz entre el microprocesador y los demás elementos que componen el sistema, como pueden ser la memoria, unidades de disco duro y flexible, buses de expansión, puertos de entrada salida, etc. Los primeros ordenadores que aparecieron no constaban de un juego de
  • 33. integrados hechos a medida, sino que este interfaz se realizaba con multitud circuitos integrados discretos de carácter general, como puertas lógicas y circuitos combinacionales y secuenciales. Con la evolución de los microprocesadores y los dispositivos periféricos también ha tenido lugar una evolución lógica del interfaz que los une y se han ido integrando en circuitos muy complejos que realizan varias funciones al tiempo, de este modo, el diseño de una placa madre se ha simplificado a costa de la complejidad de estos nuevos circuitos integrados que se fabrican para trabajar en conjunto con unos determinados microprocesadores y dispositivos periféricos. Por tanto, puede decirse que la elección del Chipset de la placa implica, en gran modo, la elección de las características básicas del ordenador. Ilustración 1-13. Integrado correspondiente al ChipSet En general, los Chipset vienen determinados por dos circuitos integrados denominados North Bridge (puente norte) y South Bridge (puente sur), denominación que viene determinada fundamentalmente por su situación dentro de la placa madre. Ambos circuitos integrados se dividen las tareas a realizar determinando las características propias de la placa madre del siguiente modo: North Bridge: Directamente unido al bus del microprocesador, determina el tipo y velocidad del bus del sistema Front Side BUS (FSB), así como el soporte de la memoria RAM y del bus AGP. South Bridge: Conectado directamente al North Bridge, es el encargado de comunicar el sistema con el exterior, por lo que controla directamente los dispositivos de entrada/salida (I/O) como son: Audio, Dispositivos de almacenamiento mediante el Bus ATA y SATA, USB, FIRE Wire, Red Local LAN, etc. En general, las características fundamentales que vienen determinadas por el Chipset son las siguientes: • Velocidad del bus del sistema (FSB): 400, 533, 800, 1066 MHZ. • Velocidad del bus PCI: 33 o 66 MHz o PCI Expres. • Máxima memoria RAM que soporta la placa madre: 128 MB, 512 MB, 1 GB, 8 GB, etc. • Tipo de memoria RAM soportada: DDR2-400, etc.
  • 34. Soporte para sistemas de almacenamiento: SATA 150/4, UDMA ATA100, 133 y 166. • Soporte para sistema gráfico externo: o Bus AGP y versión del mismo: AGP 1x, 2x, 4x u 8x. o Bus PCI Express y versión del mismo: PCIE x16. • Sistema gráfico integrado: Intel® Graphics Media Accelerator 900. • Sitema de Audio Integrado: Intel® High Definition Audio, AC’97/20-bit audio. • Soporte para USB y FireWire. • Gestión del bajo consumo de la potencia de alimentación (Power Management). • Soporte para sistemas multiprocesador. • Soporte para todo tipo de tecnologías nuevas que van apareciendo en los microprocesadores, como es el caso de la tecnología Hyper- Threading que permite la ejecución simultánea de varios hilos de una misma aplicación, soportada actualmente sólo por los microprocesadores de Intel. Más información al respecto en http://www.intel.com/technology/hyperthread/ En particular, todos los parámetros configurados en la BIOS de un ordenador deben ser soportados por el Chipset de la placa madre. 1.2.5 Chipset de Intel. Nos centraremos únicamente en los chipset que se utilizan actualmente dejando de lado los que Intel ha descatalogado o ha dejado de fabricar. A continuación se muestra una tabla comparativa de cuatro chipset de Intel con las características más representativas de los mismos.
  • 35. Intel® 925XE Intel® 915G Intel® 875P Intel® 865G Express Express Chipset Chipset Chipset Chipset Procesadores Pentium® 4 Pentium® 4 Pentium® 4 Pentium® 4, Soportados Celeron®, o Celeron® D Technología Optimizado para Optimizado para Optimizado para Optimizado para Hyper-Threading HT Technology HT Technology HT Technology HT Technology Bus del Sistema FSB 1066, 800 MHz 800/533 MHz 800/533 MHz 800/533/400 MHz Tipo de encapsulado LGA775 LGA775 mPGA478 mPGA478 Módulos de memoria 2 DIMMs 2 DIMMs 2 DIMMs 2 DIMMs soportados Tipo de Memoria Dual-Channel Dual-Channel: Dual-Channel Dual-Channel soportado DDR2 533/400 DDR2 533/400, DDR 400/333/266 DDR 400/333/266 DDR 400/333 FSB/Configuración 1066/DDR2-400 800/DDR2-533 800/400 800/400 de Memoria 1066/DDR2-533 800/DDR2-400 800/333 800/333 800/DDR2-533 800/DDR400 533/333 533/333 800/DDR2-400 533/DDR400 533/266 533/266 533/DDR400 400/333 400/266 Máxima Memoria 4 GB 4 GB 4 GB 4 GB Ancho de banda de 256 Mbit/512 256 Mbit/512 512/256/128 Mbit 512/256/128 Mbit la memoria Mbit/1Gbit Mbit/1Gbit Interfaz del sistema PCI Express x16 PCI Express x16 AGP8X AGP8X gráfico (1.5V) (1.5V) Sistema gráfico 925XE Chipset 915G Chipset 875P Chipset 865G Chipset integrado en placa Acelerador gráfico N/A Intel® Graphics N/A Intel® Extreme Media Accelerator Graphics 2 900 Velocidad del núcleo N/A 333 MHz N/A 266 MHz del procesador (Core Speed) Máxima memoria N/A Dynamic Video N/A 96MB si la RAM > dinámica de vídeo Memory 128MB 32MB si la Technology RAM <=128MB (DVMT) 3.0 Zone Rendering N/A Zone Rendering N/A Si Technology 3
  • 36. Video / Display N/A Modos HDTV y N/A 350MHz DAC LCD pantalla 2x12bit DVO ancha, Opción (Intel® Digital Dual display Video Output Interface) que permite la conexión directa a un TV o a un flat- panel displays Controlador de I/O 925XE Chipset 915G Chipset 875P Chipset 865G Chipset Soporte PCI (4) PCI Express (4) PCI Express x1 PCI 2.3 PCI 2.3 x1 Conectores PCI 6 6 6 6 Maestros Interfaz de SATA 150/4, SATA 150/4, SATA 150/2 SATA 150/2 dispositivos de UDMA ATA100 UDMA ATA100 almacenamiento Soporte USB 8 ports, USB 2.0 8 ports, USB 2.0 8 ports, USB 2.0 8 ports, USB 2.0 Soporte de red: LAN Si Si Si Si MAC Soporte de Audio Intel® High Intel® High AC’97/20-bit audio AC’97/20-bit audio Definition Audio, Definition Audio, AC’97/20-bit AC’97/20-bit audio audio Tabla 1-2. ChipSet Intel 1.2.6 VIA Technologies. Los chipset de VIA Technologies son una alternativa a los comentados anteriormente de Intel®. En este caso la variedad no es ni mucho menos tan extensa como en el repertorio de chipset de Intel y han sido desarrollados fundamentalmente para soportar toda la familia de microprocesadores Athlon de AMD, aunque también hay versiones que soportan Microprocesadores Pentium de Intel. También se han desarrollado versiones para los nuevos Athlon 64 y Athlon 64 FX. 1.2.6.1 VIA KT800 y K8T800 Pro. El chipset VIA KT800 ha sido desarrollado para soportar los microprocesadores Athlon XP/Duron de AMD, dotando a las placas madre de características de alto rendimiento y Ilustración 1-13. Integrado bajo coste. De igual modo, el chipset VIA correspondiente al ChipSet
  • 37. K8T800 Pro ha sido desarrollado específicamente para el nuevo microprocesador Athlon 64/64 FX de AMD. Las características más relevantes de ambos chipset son las siguientes: Características ChipSet Puente Norte (North VIA KT880 VIA K8T800 Bridge) AMD Athlon™64, Athlon™64FX Procesadores soportados AMD Athlon™ XP & Opteron™ Bus FSB (Front Side Bus) 400/333MHz HyperTransport Bus Link El controlador de memoria DDR DualStream64™ - Dual Channel Memoria soportada está integrado directamente en el DDR400/333 SDRAM Microprocesador Soporte AGP AGP4X/8X AGP8X / 4X Arquitectura del BUS Síncrona Asíncrona Máxima memoria 8.0GB soportada Puente Sur (South Bridge) VIA VT8237 Bus de comunicación puente Norte/Sur 8X V-Link (533MB/sec) Ultra V-Link (1066MB/s) (North/South Bridge Link) VIA Vinyl™ 6-channel Audio VIA Vinyl™ 6-channel Audio (AC'97 integrated) (AC'97 integrated) Audio VIA Vinyl™ Gold 8-channel VIA Vinyl™ Gold 8-channel Audio (PCI companion controller) Audio (PCI companion controller) VIA Velocity™ Gigabit Ethernet VIA Velocity™ Gigabit Ethernet (PCI companion controller) (PCI companion controller) Red Local (LAN) VIA integrada 10/100 Fast VIA integrada 10/100 Fast Ethernet Ethernet Modem MC'97 MC'97 Slots PCI 6 slots 6 slots Soporta 2 dispositivos SATA 2 x SATA 150 dispositivos (Dual Channel Serial ATA) SATA SATALite™ interfaz para dos SATALite™ interfaz para dos dispositivos SATA adicionales (4 dispositivos SATA adicionales (4 en total) en total)
  • 38. Bus Paralelo ATA133 (hasta 4 Soporte ATA ATA133 (hasta 4 dispositivos) dispositivos) 8 ports USB 2.0 8 ports USB Power Management ACPI/APM/PCI/PM ACPI/APM/PCI/PM Tabla 1-3. ChipSet VIA Technologies 1.2.7 Otros fabricantes de chipset. Además de los fabricantes anteriormente citados, que cubren una parte muy importante del mercado de chipset, debido a que el mercado de ordenadores personales y profesionales es muy amplio, cada vez más fabricantes se aventuran a desarrollar chipset para placas madre, este es el caso de casas como SiS fabricante de chipset como el SiS746FX o el SiS655 o nVidea (fabricante de tarjetas gráficas) con el chipset nVidea nForce2, cuyas características podrás encontrar en sus correspondientes páginas oficiales que son: http://www.sis.com/products/index.htm#chipset y http://www.nvidia.com/page/nforce.html. 1.3 El zócalo de la CPU. En las placas madre el zócalo es un elemento muy importante, ya que está íntimamente ligado al microprocesador y tiene que soportar aspectos tan vitales como la velocidad del sistema y tener la misma forma y número de patillas que el microprocesador. Por este motivo, el zócalo determina el tipo de microprocesador que puede ir montado en la placa base. Hay una gran variedad de zócalos según el fabricante de microprocesador y el modelo del mismo, de ese modo, cada fabricante de microprocesadores desarrolla su propio zócalo o elige algún modelo que mejore o, al menos, le distinga de sus competidores. Por este motivo, cuando adquirimos una placa madre tenemos que tener muy en cuenta el modelo de microprocesador y su fabricante para poder insertarlo en el zócalo correspondiente. Algunos fabricantes de placas madre han incorporado más de un tipo de zócalo para hacer sus placas más versátiles, pero actualmente apenas si se ve alguna placa preparada con más de un zócalo. En general podemos hablar de dos tipos distintos de zócalos para microprocesadores, los denominados slots y los denominados Socket. Los primeros en realidad no son zócalos propiamente dichos, sino ranuras donde se monta una placa de circuito impreso que contiene el microprocesador y, en muchos casos memoria caché, estando preparadas para sustentar el sistema de refrigeración del microprocesador. Los socket, sin embargo, si son zócalos donde se insertan directamente los microprocesadores. En el siguiente tema de microprocesadores se hablará mucho más a este respecto.
  • 39. 1.4 Otros puertos para la conexión de dispositivos externos. Además de los slots de expansión, que permiten la conexión de dispositivos en el interior de la caja, la placa base dispone de otros conectores que permiten que el sistema se expansione externamente, pudiendo conectarse en ellos teclados, ratones, escáneres, módems, sistemas de almacenamiento masivo externo, como unidades ZIP, CDROM externos, o cualquier otro dispositivo que deseemos conectar al ordenador. Cada uno de los conectores externos tiene unas características muy concretas que lo definen y en algunos casos les da el nombre, estos conectores son: Ilustración 1-14. Detalle de los conectores correspondientes a los puertos del PC. 1.4.1 Puerto Paralelo de impresora. El SPP (Standard Printer Port.) fue diseñado en un principio con el único objetivo de controlar una impresora y enviarle datos para que fuesen impresos. Este primer desarrollo, que fue utilizado hasta el comienzo de los primeros Pentium, era unidireccional y sólo permitía el flujo de datos desde la CPU hasta la impresora, con lo cual, estaba muy limitado para utilizarlo como puerto de propósito general en otras aplicaciones como control de escáneres, CDROM externos, etc. Para solventar este problema, aparecieron dos nuevos estándar de puertos paralelo, que utilizando el mismo conector, son compatibles con el antiguo puerto paralelo, pero en este caso son bidireccionales. El primero de ellos, denominado ECP (Extended Capabilities Port) fue desarrollado por Intel y el segundo, denominado EPP (Enhanced Parallel Port) fue desarrollado por Microsoft. Ambos modos de funcionamiento, permiten velocidades de transferencia 10 veces superiores que el antiguo modo que se conoce como “Estándar”. Actualmente todos los PC´s que se fabrican trabajan con los tres modos, configurándose en la BIOS el modo utilizado por nuestro ordenador. Tanto el modo ECP, como el EPP, permiten la conexión con dispositivos rápidos como escáneres, CDROM externos, unidades ZIP, etc y también permite comunicación bidireccional con las nuevas impresoras, que no solo reciben datos del ordenador, sino que también le transmiten datos para dar
  • 40. cuenta de su estado como puede ser, nivel de la tinta (en el caso de las impresoras de inyección de tinta), posibles averías internas, etc. El conector utilizado para este puerto en la carcasa del ordenador es de 25 terminales hembra tipo “D”, también denominado DB 25 hembra, aunque sólo utiliza 8 de ellos para la transmisión de datos. Los terminales utilizados en un puerto paralelo normal son los siguientes: Nº Nombre Descripción Nº Nombre Descripción Terminal Terminal 1 STROBE Strobe 10 ACK Acknowledge/ Acuse recibo 2 D0 Bit datos 0 11 BUSY Busy /Ocupada 3 D1 Bit datos 1 12 PE Fin papel 4 D2 Bit datos 2 13 SELIN Selec. Entrada 5 D3 Bit datos 3 14 AUTOFD Autofeed 6 D4 Bit datos 4 15 ERROR Error 7 D5 Bit datos 5 16 INIT Inicializar Nº Nombre Descripción Nº Nombre Descripción Terminal Terminal 8 D6 Bit datos 6 17 SEL Seleccionar 9 D7 Bit datos 7 18-25 GND Masa Tabla 1-4. Conexiones puerto paralelo Normalmente sólo se utiliza un puerto paralelo en un ordenador, aunque se podrían incorporar hasta dos puertos paralelos, denominándose el primero LPT1 y el segundo LPT2. Estos puertos tienen asignadas un rango de direcciones de entrada/salida y una interrupción. El puerto ECP también utiliza un ADM (Acceso Directo a Memoria), que puede ser el ADM1 o el ADM 3, que se asignará tanto en la BIOS, como en la configuración del sistema de Windows. La asignación de estas direcciones e interrupciones es la indicada a continuación: Puerto Direcciónes I/O IRQ ADM (ECP) LPT1 0378H-037FH 7 3 LPT2 03BCH-03BEH 5 Tabla 1-5. Configuración puerto paralelo Actualmente la mayoría de las impresoras no incorporan ya este conector debido a que es más barata la utilización de la conexión USB, sólo las impresoras profesionales lo siguen incorporando, aunque en muchos casos ya sea como opción mediante algún sistema de ampliación. Por este motivo, es muy posible que en un futuro cercano dejen de fabricarse placas madre que lo incorporen directamente y vuelva a ser una opción más mediante tarjeta de ampliación, como lo fue en los primeros ordenadores.
  • 41. 1.4.2 Puerto serie RS-232. El puerto serie del ordenador sigue el estándar RS-232 desarrollado por una asociación de industrias de electrónica denominada EIA (Electrónics Industries Association), está pensado como puerto genérico de comunicaciones. Es en él donde habitualmente se conecta el módem que nos permite la comunicación con otros ordenadores. Sin embargo, también ha sido el puerto habitual para la conexión del ratón, aunque actualmente está siendo desbancado por el bus PS2 para ratón y el USB. Los puertos serie son reconocidos por el DOS y por WINDOWS con el nombre de COMx, disponiendo en las placas madre de dos puertos serie denominados COM1 y COM2, pudiendo ampliarse hasta el COM4, que suele ser utilizado por el módem interno. Los conectores utilizados para este puerto son dos: conector macho de 25 pines (DB 25 macho) y conector macho de 9 pines tipo “D” (DB 9 macho). Hasta los primeros Pentium los ordenadores incorporaban el conector de 9 pines para el COM1 y el de 25 pines para el COM2, pero actualmente, en las carcasas ATX, suele disponerse dos conectores de 9 pines, uno para cada COM. Los terminales utilizados en cada uno de los puertos serie del ordenador son los siguientes: Terminal Nombre terminal Desde A Terminal Nombre terminal Desde A DCE DCE DCE DCE 25D 9D 25D 9D 1 Tierra (GND) 15 Temporización de la X señal transmitida 2 3 Datos transmitidos X 16 No utilizado (TXD) 3 2 Datos recibidos X 17 Temporización de la X (RXD) señal recibida 4 7 Preparado para X 18 Prueba X enviar (RTS) 5 8 Listo para enviar X 19 No utilizado (CTS) 6 6 Datos preparados X 20 4 Terminal de datos X (DSR) preparado (DTR) 7 5 Señal a tierra (SG) 21 No utilizado Masa del sistema 8 1 Detectada portadora X 22 9 Indicador de llamada X en línea (CD) (RI) 9-10 No utilizado 23 Selección de X velocidad 11 Selección en espera X 24- No utilizado 25 12-14 No utilizado Tabla 1-6. Conexiones del puerto serie RS-232
  • 42. En las placas madre actuales los conectores que existen para la conexión de los puertos serie son únicamente de 9 pines y por tanto, en el supuesto de conectar en ellos un alargador con conector de 25 pines, sólo nueve de ellos tendrán conexión. En este caso, los terminales 9 al 19, 21 y 23 al 25 no tienen conexión, el resto queda como se indica en la tabla anterior. También existen adaptadores que convierten un conector de 9 terminales en uno de 25 y viceversa. DB9 Macho: DB9 Hembra: DB 25 Macho: DB 25 Hembra: Ilustración 1-15. Detalle de los conectores DB9 y DB25 correspondientes a los puertos serie RS-232 El adaptador de comunicaciones que utiliza el RS-232 es asíncrono y se denomina UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmiter). Los ordenadores anteriores a los Pentium suelen utilizar la UART 8250 de National Semiconductor,que sólo puede realizar comunicaciones hasta 9600 baudios, mientras que las placas actuales, incorporan en el chipset una UART compatible con la 16550, que permite transmisiones de hasta 115.200 baudios y que puede encontrarse en distintas versiones: A, AN o AFN, siendo esta última la mejor de todas. Los puertos serie necesitan tanto de una dirección de entrada/salida, como de una interrupción IRQ y para ellos, la placa madre le asigna 4 direcciones y dos interrupciones, debiendo por tanto compartir estas últimas. En la siguiente tabla se indica la asociación: Puerto Dirección I/O IRQ COM1 03F8 4 COM2 02F8 3 COM3 03E8 4 COM4 02E8 3 Tabla 1-7. Direcciones e interrupciones utilizadas por el puerto serie Si utilizamos un ratón conectado al COM1, no deberemos conectar al COM3 ningún dispositivo que utilice la IRQ4, como un módem, puesto que
  • 43. estará ocupada por el ratón y, probablemente, el dispositivo conectado al COM3 no funcionará correctamente. 1.4.3 Conector para joystick. El Puerto para juegos o controlador para juegos es el dispositivo que nos permite conectar un Joystick al ordenador para ser utilizado. Este conector puede encontrarse tanto en la tarjeta de sonido como en la placa madre. Actualmente, debido a que la mayoría de placas madre incorporan una controladora básica de sonido, la implementación del conector de juegos es más común en la placa base que en la propia tarjeta de sonido. El controlador de juegos normalmente está preparado para controlar hasta dos joysticks y en la mayoría de los casos también puede proporcionar el interfaz básico para conexión con dispositivos MIDI como teclados electrónicos. Por tanto, se compone de un interfaz analógico-digital para dos joystick y un interfaz serie para los dispositivos MIDI. El conector que utiliza el controlador de juegos, consiste en un conector de 15 terminales hembra tipo “D”, sus conexiones se representan a continuación: Terminal Función Terminal Función 1 +5V 9 +5V 2 Botón 1 (Joystick 1) 10 Botón 1 (Joystick 2) 3 Posición X (Joystick 1) 11 Posición X (Joystick 2) 4 Masa de botones 12 Masa de botones 5 No usado para joystick 13 No usado para joystick 6 Posición Y (Joystick 1) 14 Posición Y (Joystick 2) 15 No usada para Joystick) Tabla 1-8. Conexiones puerto de juegos. Las direcciones 0200H a 0207H están reservadas para el uso del joystick, pero no utiliza ni ADM ni interrupciones IRQ. Debido a la limitación en número de botones del controlador de juegos, la mayoría de joystick y mandos para juegos actuales utilizan el bus USB que es mucho más versátil. 1.4.4 Conector PS/2 para ratón. Como ya se comentó anteriormente, el ratón se puede conectar al puerto serie COMx, al USB o también, al puerto serie PS/2. La diferencia entre uno y otro es fundamentalmente el conector utilizado, que en este caso es un mini DIN de 8 contactos y la interrupción utilizada, que en este caso es la IRQ 12. De las 8 conexiones del conector PS/2 sólo se utilizan las siguientes: