Unida Central de Proceso (TARJETA MADRE)

Tarjeta Madre

Recordando …

¿Dónde se lleva a cabo el procesamiento de los datos en un ordenador?
En la Unidad Central de Procesamiento (CPU)

¿Qué unidades conforman el procesador?
Unidad Aritmética-Lógica (UAL)
Unidad de Control (UC)

¿La Unidad Central de Procesamiento forma parte del hardware?
¡Claro que sí!
La CPU o procesador es un componente físico, un chip.




La funcion de la UAL es ejecutar las operaciones aritmeticas y logicas con los datos.
La funcion de la UC es administrar los recursos del ordenador en dirigir el flujo de datos hacia la UAL.

Hay dos categorias de memoria Principal que son ROM y RAM.


Características de la memoria ROM :
Permanente
El fabricante graba información en ella, que no puede ser borrada o alterada. Contenido de la memoria ROM :
Instrucciones para iniciar la operación del ordenador.


Se le llama "FIRMWARE" a la memoria ROm por que es el resultado de la integracion de Hardware y Software.

Características de la memoria RAM

• Volátil
• Su contenido cambia constantemente según se ejecutan diferentes programas y se procesan nuevos datos.
• La localización de los datos es aleatoria.

Contenido de la memoria RAM:
Todos los programas y datos que se están procesando en un momento específico, porque ellos deben ser transferidos a la memoria RAM para poder ejecutarse.

Objetivos de la Tarjeta Madre

• Identificar los elementos de hardware que influyen en la velocidad de procesamiento de un ordenador.

• Explicar el funcionamiento e implicaciones de esos elementos.

• Describir la función de la tarjeta madre y sus componentes.

Contenidos de la Tarjeta Madre

• Factores que afectan la velocidad de procesamiento de un ordenador:
  Memoria RAM
  Memoria caché
  Tamaño del registro
  Reloj del sistema
  Buses
  
• Tarjeta madre (motherboard) de un ordenador y sus componentes.

Los factores que hacen rapida la velocidad de procesamiento de un ordenador son:

1. Reducción de la distancia entre los transistores que conforman el chip de la CPU.
   
2. Otros componentes:
   Memoria RAM
   Memoria Caché
   Tamaño del registro
   Reloj del sistema
   Buses (datos y direcciones)

Cantidad de memoria RAM

Unidad de medida: Megabytes, Gigabytes, etc.
Si el ordenador tiene poca memoria RAM, la frecuencia de transferencia de datos y programas entre la RAM y el disco duro es más alta.

Este proceso de transferencia se llama paginación (Swapping) y reduce la velocidad de procesamiento.

Memoria Caché (L1/L2)
Unidad de medida: Kilobytes

• Almacena los programas y datos referenciados más reciente y frecuentemente.
  
• Más rápida que la memoria RAM.
  
• Está ubicada directamente en el CPU o entre el CPU y la RAM => menor distancia.
  
• Es muy cara, por la tecnología con que está hecha.

Tamaño del registro
Unidad de medida: bits

UAL: incluye localidades de memoria de alta velocidad que conservan los datos procesados en cada momento.

Estas localidades se conocen como:
Registros
Indica la cantidad de datos con los que puede trabajar el ordenador en cualquier momento.
Procesadores de 32 bits o de 64 bits.
Mientras más grande es el registro, más rápido es el procesamiento.

Reloj del sistema
Unidad de medida: Megahertz (MHz)

• El reloj del sistema controla los impulsos eléctricos en un determinado período de tiempo, permitiendo medir las operaciones de procesamiento del ordenador.
  
  
• Un ciclo del reloj del sistema es el tiempo que le toma a un transistor apagarse y encenderse de nuevo.
  
• Hertz = ciclos por segundo.
  
• Megahertz (MHz): Millones de ciclos por segundo.

Buses
Rutas o caminos físicos (cables) entre los componentes de un ordenador. Los buses han evolucionado de acuerdo a los avances de los ordenadores, para ayudar a la velocidad de procesamiento.

Tipos de buses:
Bus de datos.
Bus de direcciones.



Bus de Datos
Conjunto de pistas (cables) por las cuales viajan datos o pulsos, desde y hacia el procesador. Estos cables conectan la CPU con la memoria y el resto de los dispositivos de hardware.
Bus de Direcciones
Pistas (cables) por donde viajan las direcciones de memoria, que permiten acceder a los datos y programas del ordenador. Estos cables conectan la CPU y la memoria RAM.

Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)

Es el elemento principal de todo ordenador.
A ella se conectan todos los demás dispositivos.

Conector eléctrico
Es donde se conectan los cables para que la tarjeta madre reciba la alimentación eléctrica proporcionada por la fuente de poder.

Pila
La pila o acumulador se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, al encender el ordenador tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora, etc.


Conectores internos
Bajo esta denominación englobamos todos los conectores para dispositivos integrados (internos), tales como la unidad de disquete, el disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno.

Conectores externos
Se trata de los conectores para dispositivos periféricos, es decir, dispositivos que se encuentran fuera de nuestra computadora y que deben conectarse a ella para ejecutar sus funciones.
Estos conectores también reciben el nombre de “puertos” y algunos ejemplos son:
Puerto para teclado
Puerto para ratón
Puerto para impresora.
Cada dispositivo periférico debe conectarse a uno de los “puertos” (conector externo) que están en la parte posterior del ordenador.

Existen diferentes puertos, con distintas capacidades y usos.

Vamos a verlos en detalle:

Puertos
Puerto serial: Transmite 1 bit a la vez (Ejemplos son los puertos para ratón y modem).
Puerto paralelo: Transmite 8 bits a la vez (Ejemplo es el puerto para impresora).
Puerto FireWire: Conexión para dispositivos de alta velocidad de transferencia (cámaras de video).
Puerto USB: Conexión para cualquier periférico. El dispositivo debe disponer de conector para USB. Más rápido que los puertos paralelos y seriales comunes.


Ranuras (slots) para tarjetas de expansión
Si requerimos conectar un dispositivo y no hay un puerto disponible, se debe instalar una tarjeta de circuitos, que incluya el puerto necesario.
A estas tarjetas se les llama “Tarjetas de expansión” y se insertan en ranuras disponibles en la tarjeta madre.
Estas ranuras son extensiones del bus del ordenador, que permiten agregar nuevos componentes de hardware.
Son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de video, tarjeta de sonido, tarjeta de red, etc.)

Tipos de ranuras:

• Ranuras ISA


• Ranuras PCI
  
• Ranuras AGP

Ranuras ISA
Arquitectura Estándar de la Industria

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 video.

Ranuras PCI
Interconexión de Componentes Periféricos

Es el estándar actual.
Pueden dar hasta 528 MB/s a 66 MHz, lo que es suficiente para casi todo tipo de tarjetas de expansión, excepto quizá para algunas tarjetas de video 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas.

Ranura AGP
Puerto Gráfico Acelerador

Se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de video 3D, por lo que sólo suele haber una.
Su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se usa como una ayuda para las PCI.

El Chipset
Es el conjunto (set) de chips que controlan funciones especiales del computador, tales como la forma en que interactúa el procesador con la memoria RAM o con la memoria Caché, el control de los puertos y ranuras.
De la calidad y características del chipset dependerán:
La obtención del máximo rendimiento del procesador.
La posibilidad de actualización del ordenador.
El uso de ciertas tecnologías más avanzadas para memorias y periféricos.