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Arquitectura de Computadores Laboratorio 3

Presentado por: Jefferson Ortiz González - Código: 1.110.494.914 Blanca Cecilia Ángel Neita - Código: 23765248

Presentado a: Ing. Jorge Pérez

Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería ECBTI Universidad Nacional Abierta y a distancia UNAD Grupo 2 de Laboratorio Bogotá D.C 2015

Introducción La tarjeta madre, tarjeta principal, placa base o motherboard, es la plataforma sobre la cual se construye la computadora. En esta placa de circuito impreso descansa la arquitectura abierta de la máquina; los computadores fueron diseñados para ser construidas en forma modular. Es en esta placa base se alojan el microprocesador, los circuitos y demás componentes que soportan el trabajo de este dispositivo y los puertos de comunicación con el exterior. En el presente trabajo se pretende adquirir los conocimientos para trabajar las diferentes arquitecturas de computadores, tecnologías y funcionamiento de los diferentes elementos que constituyen un computador. Para ello se tomara una foto de una placa base y se identificarán los diferentes componentes así como sus funciones.

Objetivos 

Determinar los diferentes componentes en una arquitectura computacional y conocer hacia donde se proyectan las tecnologías.



Identificar los elementos que constituyen la tarjeta madre del computador.



Conocer como es la estructura de una placa base y el funcionamiento de sus componentes.

Teoría referente al tema

Hablar de tarjetas madres, es hablar de una tecnología que se ha ido actualizando a través de los años desde la salida de las primeras tarjetas hasta nuestros días. Esto, porque las tarjetas madres al igual que todo producto se va mejorando y aumentando su capacidad. Con el fin de entregar un servicio más óptimo y rápido a los usuarios.

Los temás en el presente documento describen a la tarjeta madre y sus respectivas características, además de la manera de cómo mantenerla en buen estado para que cumpla sus funciones correspondientes y poder aplicar estos conocimientos en nuestro propio hogar.

Este trabajo se presenta como un manual básico de definición e instalación de una tarjeta madre en una computadora, aunque no muestra en forma completa como ensamblarla, se presenta en forma sencilla lo más importante y básico. El modelo que se mostrará aquí no es el único que existe, sin embargo lo escogimos, ya que es el más moderno hasta hoy, con más componentes nuevos para instalarle, aunque la forma de instalación sigue siendo la misma el la mayor parte. Es recomendable que a la hora de instalar una tarjeta madre primero se lea y analice el manual ya que cada componente requiere una forma de instalación que lo diferencia de los demás; ahora se ha estandarizado la posición y ubicación de los componentes, así como sus formas, existen algunos modelos de tarjetas más avanzadas y otros siguen siendo de la misma forma y con menos componentes que los de hoy en día, por ejemplo: la unidad de diskette que no ha cambiado y tampoco se ha quedado en el olvido e inclusive algunas tarjetas madre nuevas lo siguen utilizando.

Además se incluye la manera de proporcionarle el debido y optimo mantenimiento ala tarjeta madre, previamente con sus explicaciones paso a paso de cómo debe realizarse en cada dispositivo integrado y no integrado en la tarjeta madre; incluso sus precauciones que se deben tomar en cuenta al realizar el mantenimiento, ya sea preventivo o correctivo.

Para cuando se vean en la necesidad de adquirir, espero no sea pronto, una tarjeta madre, en este documento se indican algunas consideraciones que debemos tomar en cuenta al comprar una tarjeta madre nueva, también al final de la información se anexo una dinámica para la mejor comprensión de cómo identificar los componentes de una tarjeta madre.

DEFINICIÓN DE TARJETA MADRE Una tarjeta madre es la plataforma sobre la que se construye la computadora, sirve como medio de conexión entre el microprocesador y los circuitos electrónicos de soporte de un sistema de cómputo en la que descansa la arquitectura abierta de la máquina también conocida como la tarjeta principal o "Placa Central" del computador. Existen variantes en el diseño de una placa madre, de acuerdo con el tipo de microprocesador que va a alojar y la posibilidad de recursos que podrá contener. Integra y coordina todos los elementos que permiten el adecuado funcionamiento de una PC, de este modo, una tarjeta madre se comporta como aquel dispositivo que opera como plataforma o circuito principal de una computadora. 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, los principales son:

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Microprocesador o Procesador: (CPU – Unidad de Procesamiento Central) el cerebro del computador montado sobre una pieza llamada zócalo o slot

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Memoria principal temporal: (RAM – Memoria de acceso aleatorio) montados sobre las ranuras de memoria llamados generalmente bancos de memoria.

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Las ranuras de expansión: o slots donde se conectan las demás tarjetas que utilizará el computador como por ejemplo la tarjeta de video, sonido, modem, etc.



Chips: como puede ser el BIOS, los Chipset o controladores. La unión de la CPU, tarjeta gráfica, conectores del procesador, tarjeta de sonido, controladores, disco duro, memoria (RAM), y otros dispositivos en un sistema de computo, así como de las puertas en serie y las puertas en paralelo.

Es posible encontrar también los conectores que permiten la expansión de la memoria y los controles que administran el buen funcionamiento de los denominados accesorios periféricos básicos, tales como la pantalla, el teclado, el mouse, disco duro, etc. Contiene un chipset el cual controla el funcionamiento del CPU, las ranuras de expansión y controladores. De este modo, cuando en un computador comienza un proceso de datos, existen múltiples partes que operan realizando diferentes tareas, cada uno llevando a cabo una parte del proceso. Sin embargo, lo más importante será la conexión que se logra entre el procesador central (CPU) y otros procesadores a la tarjeta madre. Ayuda al microprocesador con su trabajo de diversas maneras:



Controla el flujo de información entre el microprocesador y la memoria.



Administra las comunicaciones desde y hacia los circuitos periféricos.



Sirve como "estación de tránsito" para los datos que van o vienen del disco duro. Las tareas dentro de la tarjeta se distribuyen de la siguiente manera:

  

La conexión física de los elementos es responsabilidad de los conectores y de las pistas del circuito impreso de la placaLa conexión eléctrica es responsabilidad de los buses del sistema. De la regulación, adaptación y mediación entre las señales se encarga el microprocesador, junto con su gran aliado en esta tarea, el chipset. Las pistas son conductores milimétricos de cobre impresos en las sucesivas placas de material aislante por las que circulan las señales eléctricas. Estas señales van a ser la información que intercambian los diferentes componentes del sistema con el microprocesador.

COMPONENTES DE UNA TARJETA MADRE 

Ranuras de memoria

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Chipset de control

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BIOS

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Slots de expansión (ISA, PCI, AGP...)

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Memoria caché

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Conectores internos

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Conectores externos

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Conector eléctrico

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Pila

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Ranuras de expansión para periféricos

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Puertos de E/S.

FUNCIONES DE UNA TARJETA MADRE 

Conexión física.



Administración, control y distribución de energía eléctrica.

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Comunicación de datos.

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Temporización



Sincronismo.



Control y monitoreo.

CHIP PUENTE NORTE

CHIP PUENTE CONECTORE PILA SURS

CONECTORES DE LA RAM

ZOCALO DEL PROCESA DOR

IDE USB 2.0

FDD

RANURAS DE EXPANSION SLOT CNR

PUERTO LAN RJ 45

CONECTORES DE ENTRADA Y SALIDA

CONEXIÓN SLOT AGP PARA LA FUENTE

2. Las imágenes o fotos deben ser trabajadas con programas de edición de imágenes para poder ubicar los nombres sobre la foto y posteriormente los explique. Los componentes a identificar son: - Memoria RAM

La sigla RAM en inglés significa “Random Access Memory” y se traduce como “Memoria de Acceso Aleatorio o Directo”. Una memoria de este tipo es una pieza que se compone

de uno o más chips y que forma parte del sistema de un ordenador o computadora. La característica diferencial de este tipo de memoria es que se trata de una memoria volátil, es decir, que pierde sus datos cuando deja de recibir energía. - Disco Duro

El disco duro es el dispositivo del sistema de memoria del PC que usamos para almacenar los programas y archivos ya que es el único capaz de guardar datos incluso aunque no esté alimentado. Esto es lo que lo diferencia de otras memorias de tu equipo, como por ejemplo la RAM, que es la usada para hacer funcionar los programas ya que estas pierden la información en caso de falta de energía. Como comprenderás su velocidad interviene en el tiempo de arranque del equipo y de las aplicaciones. - Microprocesador

Es un conjunto de circuitos sumamente complejos, integrados por componentes electrónicos microscópicos encapsulados en un pequeño Chip. Se encarga de la coordinación y dirección de todas las operaciones que se llevan a cabo entre los diversos dispositivos de la computadora; tales como la memoria RAM, las unidades de disco duro, la ejecución de instrucciones de los programas, el control hacia los puertos de comunicación, las operaciones matemáticas, etc. Se le puede denominar indistintamente entre procesador y microprocesador, actualmente se está llegando al límite de la miniaturización de los componentes internos y se tiene la visión de que tendrán que desarrollar nuevos procesadores basados en la computación cuántica (uso de qubits en lugar de los bits de la computación clásica). - Memoria caché L1

se encuentra integrada dentro de los circuitos del microprocesador y eso la hace más cara y más complicado en el diseño, pero también mucho más eficiente por su cercanía al microprocesador, ya que funciona a la misma velocidad que él. Esta a su vez se subdivide en 2 partes. – L1 DC: (“Level 1 date cache“): se encarga de almacenar datos usados frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlos, inmediatamente los utiliza, por lo que se agilizan los procesos. – L1 IC: (“Level 1 instruction cache“): se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente y cuando sea necesario volver a utilizarlas, inmediatamente las recupera, por lo que se agilizan los procesos. - Memoria caché L2

Esta anteriormente se encontraba en tarjetas de memoria, para ser insertada en una ranura especial de la tarjeta principal (Motherboard) y funciona a la velocidad de trabajo de la misma. Actualmente la memoria L2 viene integrada en el microprocesador, se encarga de almacenar datos de uso frecuente y agilizar los procesos; determina por mucho si un microprocesador es la versión completa ó un modelo austero. Pueden contar con una capacidad de almacenamiento Caché de 8 MB, 9 MB en procesadores AMD® e Intel® y hasta 12 MB en procesadores Intel® - DMA (Directy Memory Access)

"Acceso directo a memoria." DMA es un método de transferencia de datos desde el ordenador de RAM a otra parte de la computadora sin procesarlo utilizando la CPU. Aunque la mayoría de los datos que son de entrada o salida de su computadora son procesados por la CPU, algunos datos no requieren tratamiento, o puede ser procesado por otro dispositivo. En estas situaciones, DMA puede ahorrar tiempo de procesamiento y es una manera más eficiente para mover datos desde la memoria del ordenador a otros dispositivos. - Chipset - Bios

El BIOS (Basic Input-Output System) es un sistema básico de entrada/salida que normalmente pasa inadvertido para el usuario final de computadoras. Se encarga de encontrar el sistema operativo y cargarlo en memoria RAM. Posee un componente de hardware y otro de software, este último brinda una interfaz generalmente de texto que permite configurar varias opciones del hardware instalado en la PC, como por ejemplo el reloj, o desde qué dispositivos de almacenamiento iniciará el sistema operativo (Windows, GNU/Linux, Mac OS X, etc.) - Buses del sistema (Datos, direcciones y control)

El procesador necesita comunicarse con los distintos elementos del sistema. Al canal utilizado para esta comunicación se le denomina bus del sistema. Si lo miras físicamente se trata de una serie de hilos de cobre que se encuentran impresos sobre la placa. Cuando el procesador quiere acceder a un dispositivo lanza unos comandos usando este bus. El receptor responde devolviendo la información solicitada.

- Puertos USB, IDE o SATA, Serial y paralelo (si existen)

El USB es una línea serial universal de transporte de datos. Es básicamente un conector rectangular de 4 terminales que permite la transmisión de datos entre una gran gama de dispositivos externos (periféricos) con la computadora;

3. Después de ubicar los nombres en las imágenes o fotos procederá a explicar cada uno de ellos a manera de texto: - Memoria RAM: Capacidad de almacenamiento - Tecnología - Velocidad - Disco Duro: Capacidad de almacenamiento- Tiempos de acceso - Tecnología - Microprocesador: - Tipo (Nombre, fabricante) - Longitud de palabra - Cachés internas - Frecuencia de reloj - Memoria caché L1: Capacidad de almacenamiento - Memoria caché L2: Capacidad de almacenamiento

- DMA (Directy Memory Access): Tecnología, Transferencia de datos. - Chipset: Tecnología - Bios: Tecnología - Buses del sistema (Datos, direcciones y control) - Puertos USB, IDE o SATA, Serial y paralelo (si existen): Velocidad de transmisión

Conclusiones Fue posible identificar los componentes de una placa base y su funcionamiento, así mismo las características propias de cada uno. Así mismo se puedo conocer la funcionalidad de la BIOS en el pc la importancia de la misma, al igual que cada una de las memorias l1, l2 y su funcionalidad y donde se encuentran alojadas en el microprocesador.

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