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Ing. Mariela Matheus Arquitectura del Computador
TARJETA MADRE O MOTHERBOARD
La tarjeta madre también conocida como placa principal, placa base, mainboard o
motherboard, es el principal y esencial componente de toda computadora, ya que
allí es donde se conectan los demás componentes y dispositivos del computador.
Físicamente, se trata de una placa de material sintético, sobre la cual existe un
circuito electrónico que conecta diversos componentes que se encuentran
insertados o montados sobre la misma, tales como: microprocesador o CPU,
chipsets, memoria RAM, BIOS y los circuitos controladores integrados.
FORMATOS DE TARJETA O PLACA MADRE (FORM FACTORS)
Hay muchos formatos de tarjetas madre. El formato se refiere a las dimensiones
físicas y al tamaño de la tarjeta madre, y dictamina que tipo de case es el que se
debe comprar. Los tipos de formatos (form Factor) que generalmente se
encuentran son:
- AT (Advanced Technology) : Fue el estándar durante años, los componentes
están muy juntos, lo que hace que algunas veces las tarjetas de expansión largas
tengan problemas. Poseían un conector eléctrico dividido en dos piezas a
diferencias de las ATX que esta formado por una sola pieza. En este tipo de
placas es habitual el conector “DIN” para teclado.
- ATX (Advanced Technology Extended) : El estándar ATX es el más moderno y el
que mayores ventajas ofrece; entre ellas cabe mencionar una mejor disposición de
sus componentes, lo cual permite que la colocación de la CPU no moleste a las
tarjetas de expansión, por largas que sean. Otra ventaja es que se encuentra un
solo conector de alimentación, que además no se puede montar al revés. La
memoria está colocada en un lugar más accesible. El CPU está colocado al lado
de la FA (Fuente de Alimentación) para recibir aire fresco de su ventilador. Los
conectores para los dispositivos IDE y disqueteras quedan más cerca, reduciendo
la longitud de los cables, además de estorbar menos la circulación del aire en el
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interior de la caja. Aparte de todas estas ventajas, dicho estándar da la posibilidad
de integrar en la placa base dispositivos como la tarjeta de video o la tarjeta de
sonido, pero sacando los conectores directamente de la placa, para que
proporcione un diseño más compacto, y sin necesidad de perder ranuras de
expansión. Así podemos tener integrados los conectores para teclado y ratón tipo
PS/2, serie, paralelo o USB que son habituales en estas placas, pero también para
VGA, altavoces, micrófono, etc., sacrificando apenas un poco de espacio.
- LPX: Este formato fue muy utilizado y es una variante especializada de un baby
AT con un bajo perfil, fue desarrollado por Western Digital para computadoras
de escritorio para que no ocupen mucho espacio. Este tipo de factor
generalmente se encuentra en las computadoras Compaq, Hewlett Packard,
Digital, Packard bell, y algunos fabricantes de tarjetas madre. Se encuentra en
computadoras con case Slim, que es un case de escritorio delgado, lo que
caracteriza este tipo de formato es que las tarjetas están montadas en un rise
card en el centro de la tarjeta. Los inconvenientes que presenta este tipo de
tarjetas madre es que estar el rise card al centro de la tarjeta evita el flujo de
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aire y requiere mayor ventilación, es difícil quitar la tarjeta madre y en algunos
casos es necesario comprar solo del fabricante ya que cada quien soluciona el
problema a su manera.
- NLX: Aparece en1997 diseñado por Intel en colaboración por IBM, es un diseño
nuevo de tarjeta madre que incluye
• Las mejoras y ventajas del ATX los conectores del puerto serie, paralelo,
teclado, ratón etc. están colocados en la parte posterior de la tarjeta madre.
• Soporte para las nuevas tecnologías tales como AGP, USB
• Permitir fácil acceso a los componentes.
• Esta diseñado para facilitar el mantenimiento típicamente de 8.8 por 13
pulgadas.
Tiene un conector tipo Riser en el lateral de la Placa Base donde se conecta una
tarjeta con los slots de expansión. De esta forma las tarjetas quedan paralelas a la
Placa Base.
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PARTES DE LA TARJETA MADRE
1. Slots o Ranuras para Tarjetas de Expansión: Son unas ranuras de plástico
con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión
(tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen
presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso en
distinto color. Entre ellas se encuentran:
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Ranuras PCIBIOS Chip
BateríaSlot AMR
Slot AGP
Puerto Serial y Paralelo Puertos USB Conectores PS/2
Conector FAN o conector de 12v para el microprocesador
Conector de voltaje ATX
Conector para disqueteraConectores IDE
Chipset
Conector para panel
frontal
Ranura ISA
Sockets DIMM
Socket 370
Slot 1
Conectores de Micrófono, entrada de sonido o tv (Line in), salida de altavoces o equipos de sonido (Line out), altavoces no amplificados auriculares (Speaker), puerto MIDI/Joystick
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-PCI: (Peripheral Component Interconnect) Es un
estándar abierto desarrollado por Intel en tiempos
del 486. Permite interconectar tarjetas de vídeo,
audio, adaptadores de red, tarjetas de puertos USB
y otros muchos periféricos con la placa base.
-AGP: (Accelerated Graphics Port) es un
estándar introducido por Intel en 1996. Es un
conector exclusivo para agregar tarjetas de
video dedicadas, funciona a mayor velocidad
que los conectores PCI, fue creado para evitar
los cuellos de botella que ocurrían antes al
conectar tarjetas de video a los slots PCI, ya que
con el paso del tiempo, las tarjetas graficas comenzaron a aumentar la velocidad a
la que trabajaban y el PCI comenzó a ser insuficiente, de modo que se creo este
conector dedicado única y exclusivamente para añadir tarjetas de video.
-ISA: son las más veteranas, un legado de
los primeros tiempos del PC. Funcionan a
unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16
MB/s, suficiente para conectar un módem o
una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm
y su color suele ser negro; existe una versión aún más antigua que mide sólo 8,5
cm.
-CNR: (Communications and Networking Riser o Conector Riser de
comunicación y redes), es una ranura de expansión en la placa
madre para dispositivos de comunicaciones como módems, tarjetas
Lan o USB. Fue introducido en febrero de 2000 por Intel en sus
placas para procesadores Pentium y se trataba de un diseño
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propietario por lo que no se extendió más allá de las placas que incluían los
chipsets de Intel.
-AMR: Son para tarjetas en las que una parte del proceso de que
realizan se realiza por software, por lo que son tarjetas para
funcionamiento específico bajo Windows. Algunos modems o tarjetas de
sonido son de este tipo y se caracterizan por ser de muy bajo costo.
-PCI Express: Es la evolución del slot PCI, aunque
actualmente se utiliza solo para tarjetas graficas
de gama alta y no para otros dispositivos como el
slot PCI. Lógicamente, la velocidad de bus de este
conector es mayor que la del PCI y que la del
AGP. Dependiendo de la velocidad del conector
(1x, 4x, 8x, 16x) varía el tamaño del mismo.
2. Conector del microprocesador: A lo largo de la historia de la informática se
han usado varios métodos para conectar los microprocesadores a las placas base
del PC. Los que más se han usado son los conectores tipo Socket y Slot.
- Socket PGA: Es un conector cuadrado, la cual tiene
orificios muy pequeños en donde encajan los pines
cuando se coloca el microprocesador a presión.
- Socket ZIF: (Zero Insertion Force – Cero fuerza de inserción)
Eléctricamente es como un PGA, la diferencia es que posee un
sistema mecánico que permite introducir el chip sin necesidad
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de presión alguna, eliminando la posibilidad de dañarlo, tanto al introducirlo como
extraerlo.
Slot 1: Es un invento de Intel para enchufar los Pentium II, o más bien para
desenchufar a su competencia, AMD y Cyrix. Físicamente, no se parece a nada de
lo anterior. En vez de un rectángulo con agujeritos para las patitas del chip, es un
slot, una especie de conector alargado como los ISA o PCI.
-Slot A: la respuesta de AMD al Slot 1; físicamente ambos "slots" son idénticos,
pero lógica y eléctricamente son totalmente incompatibles. Utilizado únicamente
por el AMD K7 Athlon.
3. Slots o Ranuras de Memoria: Son los conectores donde se inserta la memoria
principal de la PC, llamada RAM. Estos conectores han ido variando en tamaño,
capacidad y forma de conectarse. Dependiendo de los módulos de memoria
tendremos ranuras del tipo SIMM, DIMM y RIMM.
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Ranuras tipo SIMMRanuras tipo DIMM
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4. Conector IDE: Es el conector para agregar discos duros y/o
unidades ópticas a nuestro equipo. En la mayoría de las tarjetas
madres hay dos conectores: uno para el canal primario y otro para el
canal secundario, cada canal soporta dos unidades IDE.
5. Conector FDC o Conector para unidades de almacenamiento
flexible: parecido al conector IDE, solo que es de menor tamaño;
sirve para conectar unidades de diskettes.
6. Conector Serial ATA o SATA (puede o no tenerlo): Es un conector para los
discos duros de tipo Serial, los discos duros tradicionales son Paralelos (ya
hablamos que se conectan dos dispositivos por canal IDE). Este tipo de discos
duros son mucho más rápidos que los PATA, entre muchos otros beneficios.
7. Conector de voltaje AT: este conector de voltaje se ha vuelto obsoleto, es un
conector con 12 contactos al que se conecta la fuente de alimentación a través de
los cables P8 y P9
8. Conector de voltaje ATX: conector que alimenta
eléctricamente todos los componentes que se conectan a
la tarjeta madre. Está formado por una sola pieza.
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Conector FDC
Conectores IDE
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9. Chipset: Es un grupo de circuitos integrados
que se encargan de entablar la conexión correcta
entre la placa madre y diversos componentes
esenciales de la PC, como lo son el procesador,
las placas de video, las memorias RAM y ROM,
los puertos USB, ratón, teclado, etc. El Chipset es
el que hace posible que la placa base funcione
como eje del sistema, dando soporte a varios
componentes e interconectándolos de forma que se comuniquen entre ellos
haciendo uso de diversos buses. Es uno de los pocos elementos que tiene
conexión directa con el procesador, gestiona la mayor parte de la información que
entra y sale por el bus principal del procesador, del sistema de vídeo y muchas
veces de la memoria RAM.
Actualmente, existen dos tipos de chipset:
• El NorthBridge o puente norte, MCH (Memory Controller Hub), GMCH
(Graphic MCH), se usa como puente de enlace entre el microprocesador y
la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el
microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP o el PCI-Express
de gráficos, y las comunicaciones con el puente sur. Al principio tenía
también el control de PCI, pero esa funcionalidad ha pasado al puente sur
(SouthBridge).
• El SouthBridge o puente sur, ICH (Input Controller Hub), controla los
dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, puertos
USB, FireWire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR,
puertos infrarrojos, disquetera, LAN, PCI-Express 1x y una larga lista de
todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre.
Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI
Technologies (comprada en 2006 por AMD), Intel, NVIDIA, Silicon Integrated
Systems y VIA Technologies
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10. Chip BIOS / CMOS: La BIOS (Basic Input Output System o Sistema básico de
entrada / salida) es un chip que incorpora un programa que se encarga de dar
soporte al manejo de algunos dispositivos de entrada y salida. Físicamente es de
forma rectangular y su conector es muy sensible. Además, el BIOS conserva
ciertos parámetros como el tipo de algunos discos duros, la fecha y hora del
sistema, etc. los cuales guarda en una memoria del tipo CMOS, de muy bajo
consumo y que es mantenida con una pila cuando el sistema está sin energía.
11. Batería: se trata de una pila que permite suministrar la energía necesaria al
Chip CMOS para que el BIOS se mantenga actualizado con los datos
configurados. Esta pila puede durar entre 2 a 5 años y tiene voltaje de 3.5 V y es
muy similar a las del reloj solo que un poco más grande. La forma de conectarse
es muy fácil, ya que las mayorías de las tarjetas madre incorporan un pequeño
conector para ella en donde ajusta a presión.
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12. Conectores externos: Se trata de los conectores para periféricos externos:
teclado, ratón, impresora… En una tarjeta madre ATX, podemos encontrar:
- Puerto Serial: usa conectores tipo D-9; son compatibles con dispositivos como
módems externos y los mouse. La mayoría de los software utilizan el término COM
(derivado de comunicaciones) seguido de un número para designar un puerto
serie (por ejemplo, COM1 ó COM2).
- USB: (Universal Serial Bus) facilita la conexión de periféricos. Un periférico es
cualquier dispositivo externo que conecte al computador, como el monitor, el
teclado, el ratón, una impresora, un escáner, etc. Los puertos USB, tienen dos
ventajas: velocidad y facilidad de uso (todos estos son puertos externos; están en
la parte trasera del PC). Un puerto USB permite transferir datos a 12 megabits por
segundo (Mbps) o sea diez veces más rápido que un puerto serial.
- Puerto Paralelo: usa un conector tipo D-25, se utiliza principalmente para
impresoras.
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Conector PS/2 para Mouse
Conector PS/2 para Teclado
Puerto Paralelo para Impresora
Puerto para audífonos
Puerto para cornetas
Micrófono Puertos USB
RJ45 LAN
Puerto serial Puerto VGA
para monitor
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- Conector para Mouse y teclado (PS/2): sirven para conectar el Mouse y el
Teclado, los conectores son idénticos de modo que podemos conectar
erróneamente nuestros dispositivos, afortunadamente están coloreados, el violeta
es para conectar el teclado y el verde es para conectar el ratón.
- Conector VGA para monitor: si la tarjeta madre trae video integrado traerá este
conector, sino, el conector vendrá en la tarjeta de video, pero a fin de cuentas toda
computadora lo tiene, y se puede identificar por el color azul. Nos sirve para
conectar el monitor a nuestra PC.
- Conector Ethernet (RJ-45): es el conector de red, sirve para conectar el MODEM
para tener servicio de Internet, o para formar parte de una red casera o de un
equipo de trabajo, que a su vez pueden o no darnos servicio de Internet.
- Conectores de audio: proporcionan salida de audio (para conectar las bocinas),
entrada de audio (para poder grabar audio en la computadora y conector para el
micrófono. Están identificados por colores siendo el color rosa para la entrada del
micrófono, el verde para la salida de audio (bocinas) y azul para la entrada de
audio.
- Puerto para juegos o puerto para joystick o teclado midi: De tamaño algo mayor
que el puerto serie estrecho, de unos 25 mm, con 15 pines agrupados en 2 hileras
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ALGUNOS MODELOS DE TARJETAS…
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1. Slot del procesador
2. Conectores IDE
3. Slots de memoria
4. Conector para unidades de almacenamiento flexible
5. Conector para fuente de poder
6. Slots PCI
7. Slot AGP
8. Chipset
9. Procesador grafico (puede o no tenerlo)
10. Conector Serial ATA o SATA (puede o no tenerlo)
11. Slot PCI Express (puede o no tenerlo)
12. Batería del CMOS
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1. Ranuras de expansión o slots PCI.
2. Puertos o COMs para ratón (mouse) y/o Módem (Modulador Demodulador).
3. Conector para teclado.
4. Conectores P8 y P9.
5. Ranuras de expansión o slots ISA.
6. Zócalos o bancos de memoria para SIMMs.
7. Conectores IDE para discos duros o CDs.
8. Zócalos o bancos de memoria para DIMMs.
9. Zócalo del microprocesador.
10. Conector de discos flexibles.
11. BIOS o sistema básico de entrada y salida.
12. Chipset.
13. Pila que alimenta al BIOS.
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Tarjeta ATX
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