UD3 - Arquitectura de Computadoras - Parte II - Placa base, chipset y microprocesador

La Placa Base

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre es una tarjeta de circuito impreso a la se conectan los componentes que constituyen el ordenador. Es una parte fundamental a la hora de montar un PC. Sus partes principales son: las ranuras de expansión, los buses y los chips.

1 - Ranuras de Expansión

También llamadas slot de expansión permiten conectar a la placa base tarjetas adicionales (también conocidas como tarjetas de expansión) como: capturadora de vídeo, módem interno, tarjeta gráfica, tarjeta de red y tarjeta de sonido. Las más comunes son:

Ranuras ISA Ranuras PCI Ranuras VESA Ranuras AGP Ranuras AMR Ranuras CMR Ranuras PCI Express (PCIe)

Actividad 1

Visita el siguiente enlace y explica cada tipo de ranura de expansión que aparece indicando su año de lanzamiento y su función principal. Incluye una imagen de cada una. ENLACE: Timeline de ranuras de expansión

2 - Buses

Son los canales por los que circula toda la información; están presentes tanto en la placa base como en todos los dispositivos conectados al ordenador. Constituido por un elevado número de líneas metálicas. El número de líneas puede ser de 8, 16, 32 o 64, que corresponde a la cantidad de bits que pueden transferirse a la vez (ancho de bus), dependiendo de la arquitectura del ordenador.

Los tipos de buses del sistema son los siguientes:

• Bus de datos: por ellos circulan los datos.
• Bus de dirección: transmiten las direcciones en las que deben leerse o escribirse los datos.
• Bus de control: por ellos circulan los comandos de control, generalmente desde la CPU del ordenador al resto de los componentes.

3 - Chips

Los Chips (se encuentran integrados en la placa base, también los vemos en las tarjetas que se conectan a las ranuras de expansión) son finas láminas de silicio sobre la que se han dispuesto millones de pistas electrónicas formando circuitos. Están recubiertos por una carcasa de plástico, dejando solo al exterior unos pines (patas de alambre) que sirven para conectarlos. Ejemplos de chips son: el microprocesador o el chipset.

Actividad 2

Hemos visto que los componentes principales de la placa base son: las ranuras de expansión, los buses y los chips. ¿Pero eres capaz de distinguir los diferentes tipos que encontramos en la placa base? Prueba tu conocimiento con el siguiente juego: enlace al juego. Puedes ayudarte con la página: elementos de la placa base

El Chipset

Es un conjunto de chips y circuitos situados en la placa base. Se encargan de conectar los distintos elementos que se encuentran en el interior de la CPU, de gestionar los periféricos y las ranuras de expansión.
El modelo de chipset determinará qué procesador se puede conectar a la placa base.

Actividad 3 - El Chipset

Escribe las partes principales del ChipSet. Para cada una de las partes indicar:

• Su función
• Qué componentes específicos se conectan

El Microprocesador o CPU

El procesador, también conocido como CPU, microprocesador o micro, es la unidad central de proceso, es decir, el cerebro del ordenador. Es el componente más importante. Se encarga de procesar los datos y de controlar todos los dispositivos.

El procesador funciona de la siguiente forma:

1. Toma las instrucciones del programa en ejecución
2. Toma los datos necesarios de la memoria RAM
3. Procesa los datos
4. Devuelve los datos a la memoria RAM
5. Los datos pasan a los dispositivos del ordenador para ser mostrados o guardados

Se encarga, por tanto, de hacer funcionar las aplicaciones y el sistema operativo dando respuesta a las órdenes que se le envían a través de los periféricos de entrada como el teclado o el ratón.

1. Partes principales de la CPU

Las partes principales de la CPU son:

• Unidad aritmético-lógica (ALU): encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre operandos que provienen de la memoria principal (RAM) y que pueden estar almacenados de forma temporal en los registros del propio procesador.
• Unidad de control: encargada de leer las instrucciones y los datos según se van ejecutando las instrucciones de un programa. Controla el funcionamiento del ordenador.
• Registros de almacenamiento: memoria de alta velocidad y de poca capacidad. Están incluidos en el propio procesador para almacenar los datos que serán procesados y operados en la ALU.

Además, en la actualidad se suele encontrar una memoria caché que se encarga de que los accesos del procesador a los datos y a las instrucciones sean más rápidas.

2. El Reloj y la Velocidad del Procesador

El reloj es uno de los componentes más importantes del ordenador, pues es el que orquesta y marca la velocidad de trabajo del ordenador.

La frecuencia del reloj es la velocidad en ciclos (operaciones) por segundo a la que un microprocesador ejecuta las instrucciones. Cada equipo contiene un reloj interno que regula la velocidad a la que las instrucciones se ejecutan y sincroniza todos los diversos componentes del equipo.
La CPU requiere un número fijo de ciclos de reloj para ejecutar cada instrucción. Cuanto más rápido es el reloj, más instrucciones de la CPU puede ejecutar por segundo.
La frecuencia de reloj, o velocidad del procesador, se mide en Hertzios (Hz), o lo que es lo mismo, ciclos por segundo. Pero como los procesadores modernos se mueven en un rango de varios miles de millones de hertzios, para indicar sus valores es usual recurrir a los prefijos giga o mega (GHz/MHz).

1Hz = 1 operación/seg
1Khz = 1000 operaciones/seg
1Mhz = 1.000.000 operaciones/seg
1Ghz = 1.000.000.000 operaciones/seg

Fabricación Multiprocesador

Actividad 4

¿Cómo puedes saber qué microprocesador tiene tu ordenador? Ponlo en práctica en el ordenador de clase para saber qué modelo de CPU usa.