PDF de programación - Placa Base/Microprocesador

IES Maestro Gonzalo Korreas
Tecnologías de la Información y la Comunicación

Curso 2012/13

Placa Base/Microprocesador

PLACA BASE

2º Bachillerato

La placa base es el circuito electrónico más importante del ordenador. A ella se conectan, de una u otra
forma todos los demás componentes del ordenador. Está formada por una placa de circuito impreso
rectangular, de dimensiones un poco mayores a un papel de tamaño A4 .

Entre los diferentes componentes electrónicos de la placa base cabe destacar algunos circuitos

integrados, también llamados chips, por su importancia en el funcionamiento del ordenador:

• El Chipset. Normalmente está formado por dos chips de gran tamaño, que reciben los nombres de Puente
norte y Puente sur, y cuya función es regular el flujo de datos entre los diferentes componentes
conectados a la placa base (procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica, disco duro, etc). Actualmente el
chipset puede incluir también circuitos con funciones de sonido, de tarjeta gráfica, de red y de MODEM,
si bien las prestaciones en cuanto al sonido y a los gráficos son muy inferiores a las que se consiguen con
tarjetas específicas.

• La BIOS. Se trata de una memoria ROM (de solo lectura, que no se borra al apagar el ordenador) que
contiene las instrucciones necesarias para arrancar el ordenador y cargar el sistema operativo (por
ejemplo, Windows). Durante el arranque la BIOS lee los datos que contiene la memoria CMOS y
realiza un chequeo de los dispositivos de hardware. Si todo va bien, busca el sistema operativo y lo
carga. A partir de ese momento es el sistema operativo el que toma el control del ordenador.

• La memoria CMOS. Se trata de una memoria RAM que contiene la fecha y la hora, así como otros datos
básicos de la configuración del hardware del ordenador. Para evitar que estos datos se borren al apagar
el ordenador, existe una pila que le suministra corriente. Los datos de la memoria CMOS se pueden
modificar mediante el programa Setup, al que suele accederse pulsando la tecla Supr al iniciarse el
arranque del ordenador.

La placa base también se caracteriza por tener una gran cantidad de conectores:
Zócalo para conectar el microprocesador.
Ranuras para conectar los módulos de memoria RAM.
Un conector para el cable de datos de la disquetera.
Conectores IDE (primario y secundario) donde pueden conectarse discos duros y unidades

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ópticas, hasta dos por conector. Los conectores IDE tienen 40 pines o patillas y los datos se transmiten
en paralelo por eso para la transmisión de los datos se utilizan las Fajas que son cables planos muy
anchos en los que dependiendo de los conectores que lleve el cable podremos conectar uno o dos
dispositivos

Ranuras de expansión, donde podemos conectar diferentes tarjetas de expansión, como: tarjeta de

sonido, tarjeta capturadota, tarjeta de red, tarjeta sintonizadota de TV, tarjeta de modem interno, etc.

Ranura AGP, para conectar la tarjeta gráfica.
USB (Universal Serial Bus): Fue diseñado en 1996, con el objetivo de permitir la conexión de
varios periféricos usando un mismo conector y mejorando la cualidad plug & play, lo que permite
conectar y desconectar componentes sin necesidad de reiniciar el equipo (lo que se conoce como
conexión en caliente). Otra de las ventajas es la posibilidad de alimentar a dispositivos de bajo consumo
sin necesidad de usar una fuente eléctrica externa

Firewire: También conocido como IEEE 1394 o iLink, similar al USB, diseñado para el envío de
datos a alta velocidad y en tiempo real, usado generalmente en ordenadores personales a la hora de
trabajar con audio o video.

Puertos de E/S (Entrada/Salida), que nos permiten conectar a la placa base todo tipo de periféricos

externos, como el ratón, el teclado, el monitor, la impresora, el escáner, etc.

Conector de alimentación, donde se conecta el manojo de cables de corriente procedentes de la

fuente de alimentación.

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MICROPROCESADOR

Microprocesador

Disipador y ventilador

El microprocesador es un circuito integrado formado por millones de transistores, cuya función es
procesar los datos y las instrucciones que recibe de la memoria RAM. El área ocupada por dicho circuito
viene a ser un cuadrado de 1 cm de lado, pero la gran cantidad de patillas de conexión que necesita para
conectarse a la placa base, hace que su tamaño total sea mayor.
Algunas de las características que determinan el rendimiento de un microprocesador son las siguientes:
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La frecuencia de reloj, que determina el ritmo de trabajo del procesador. Se mide en hercios (Hz).
Un hercio equivale a un ciclo de reloj por segundo. El reloj es la parte de la CPU que proporciona una
sucesión de impulsos eléctricos (llamados ciclos) a intervalos constantes. Cada sucesión marca el instante
que debe comenzar un paso de una instrucción Los procesadores actuales trabajan a frecuencias de reloj del
orden de millones de hercios (megahercios, MHz) o incluso de miles de millones de hercios (gigahercios,
GHz). El procesador Pentium 4 570 trabaja a 3,8 GHz. Sólo es útil para comparar velocidades de trabajo
entre procesadores del mismo fabricante y de la misma familia.
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El número de transistores que contiene. Cuanto mayor sea este número, mayor será la capacidad

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de trabajo del procesador. El procesador Pentium 4 que trabaja a 3,2 Ghz contiene 55 millones de
transistores.
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La tecnología de proceso, que determina la anchura de las pistas que unen los diferentes
transistores. Algunos procesadores actuales tienen pistas de 0,13 micras (una micra es la milésima parte
de un milímetro) . Es necesario reducir el ancho de las pistas para conseguir procesadores de mayor
número de transistores y una frecuencia de reloj más alta.

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El número de bits que puede utilizar en sus operaciones. Actualmente existen procesadores de Intel

y AMD que trabajan con 64 bits aunque la mayoría lo hacen con 32.

La memoria caché. Se trata de una pequeña memoria incluida en el propio procesador. Su función
es actuar como memoria intermedia entre la memoria RAM y el núcleo del procesador, almacenando
los datos y las instrucciones con las que va a trabajar el procesador de forma más inmediata. Su tamaño
es pequeño, pero su velocidad de trabajo es muy alta. Se divide en dos niveles: nivel 1 (L1) y nivel 2
(L2). A veces la memoria caché L1 se divide en dos secciones: una para datos y otra para instrucciones.

Ilustración 1: Esquema de funcionamiento de la memoria caché

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La frecuencia del bus frontal (FSB). El FSB (Front Side bus) es el canal de datos que comunica al
procesador con la memoria RAM a través del puente norte. Cuanto mayor sea la frecuencia de trabajo
(expresada en Mhz) mayor cantidad de datos por segundo se podrán transferir ente la memoria y el
procesador.

MEMORIA RAM

La memoria RAM es donde el ordenador almacena temporalmente los datos y los programas con los
que está trabajando un un momento dado. Todo lo que hay en ella almacenado se borra cuando apagamos
o reiniciamos el ordenador. Físicamente es una plaquita rectangular de circuito impreso con varios chips,
que se acopla a la placa base a través de una ranura específica.

Ilustración 2: Módulo memoria DDR-SDRAM 256 MB

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Las características principales de la memoria RAM son:
La capacidad para almacenar datos, expresada en MB o GB. Viene determinada por la capacidad

de cada chip y por el número de chips que incluya, que puede variar entre 2 y 16 (8 por cada cara).

El tipo de memoria. Actualmente la mayoría son del tipo DDR-SDRAM. Double Data Rate (doble
tasa de datos) porque es capaz de transferir 2 paquetes de datos por cada ciclo de reloj. Las DDR2-
SDRAM transfieren 4 paquetes de datos por cada ciclo de reloj.

La velocidad de trabajo, expresada en Mhz. Hay que distinguir entre la frecuencia de reloj a la que
trabaja la memoria (frecuencia interna) con la frecuencia a la que transmite los paquetes de datos
(frecuencia externa efectiva).

Comparación entre memoria SDR, DDR y DDR2.

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El timing o tiempo de respuesta de la memoria. No todos los ciclos de reloj son útiles. Es decir, la
memoria necesita algunos ciclos de reloj para hacer algunas tareas antes de transmitir los datos que se le
piden. Las memorias DDR2 tienen un timing mayor que las DDR , por lo que en realidad no transmiten
el doble de datos para una misma frecuencia de reloj que otra del tipo DDR. Para ello hay que fijarse en
el parámetro CL indicado en los datos técnicos de la memoria . Cuanto menor sea mejor.

El ancho de banda. Es la máxima cantidad de datos/segundo que puede intercambiar la memoria
con el procesador a través del bus que los une (el FSB). Se expresa en megabytes/segundo (MB/s). Se
calcula multiplicando el ancho del bus por la frecuencia externa efectiva de la memoria. El ancho de bus
es de 64 bits, es decir, de 8 Bytes. En la tabla siguiente puedes ver algunos ejemplos. Observa que el
número que sigue a la expresión PC (memoria DDR) o a la expresión PC2 (memoria DDR2) coincide
con el ancho de banda en MB/s.