Vista expandida de una computadora personal.
1: Monitor
2: Placa base
3: Procesador
4: Puertos ATA
5: Memoria principal (RAM)
6: Placas de expansión
7: Fuente de alimentación
8: Unidad de almacenamiento óptico
9: Disco duro, Unidad de estado sólido
10: Teclado
11: Ratón

Fuente de alimentación.

Una computadora o computador (del inglés computer y este del latín computare -calcular), también denominada ordenador (del francés ordinateur, y este del latín ordinator), es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés o de entrada) que deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre de "output" o de salida. La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.
La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como la calculadora no programable, es que es una máquina de propósito general, es decir, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware.

Arquitectura

Artículo principal: Arquitectura de computadoras

A pesar de que las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros modelos en los años 40, la mayoría todavía utiliza la Arquitectura de von Neumann, publicada a principios de los años 1940 por John von Neumann, que otros autores atribuyen a John Presper Eckert y John William Mauchly.
La arquitectura de Von Neumann describe una computadora con 4 secciones principales: la unidad aritmético lógica (ALU por sus siglas del inglés: Arithmetic Logic Unit), la unidad de control, la memoria central, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por canales de conductores denominados buses:

• La memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El número de celdas varían mucho de computador a computador, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parece más a una pizarra que a una lápida (memoria ROM) que sólo puede ser escrita una vez.
• El procesador (también llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de manera básica de los siguientes elementos:

Un típico símbolo esquemático para una ALU: A y B son operandos; R es la salida; F es la entrada de la unidad de control; D es un estado de la salida.

• La unidad aritmético lógica o ALU es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta, ...), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación o relacionales. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional.
• La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que el computador va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando al ordenador de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria).

Los procesadores pueden constar de además de las anteriormente citadas, de otras unidades adicionales como la unidad de Coma Flotante

• Los dispositivos de Entrada/Salida sirven a la computadora para obtener información del mundo exterior y/o comunicar los resultados generados por el computador al exterior. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S como teclados, monitores, unidades de disco flexible o cámaras web.

Computadora de Escritorio.

Periféricos y dispositivos auxiliares

Artículo principal: Periférico

Monitor

Artículo principal: Monitor de computadora

El monitor o pantalla de computadora, es un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los resultados, o los gráficos del procesamiento de una computadora. Existen varios tipos de monitores: los de tubo de rayos catódicos (o CRT), los de pantalla de plasma (PDP), los de pantalla de cristal líquido (o LCD), de paneles de diodos orgánicos de emisión de luz (OLED), o Láser-TV, entre otros.

Teclado

Artículo principal: Teclado de computadora

Un teclado de computadora es un periférico, físico o virtual (por ejemplo teclados en pantalla o teclados táctiles), utilizado para la introducción de órdenes y datos en una computadora. Tiene su origen en los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, que se utilizaron como los teclados de los primeros ordenadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zona alfanumérica, pues salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para teclados árabes y japoneses).

Ratón

Artículo principal: Ratón (informática)

El mouse (del inglés, pronunciado [ˈmaʊs]) o ratón es un periférico de computadora de uso manual, utilizado como entrada o control de datos. Se utiliza con una de las dos manos del usuario y detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie horizontal en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor. Anteriormente, la información del desplazamiento era transmitida gracias al movimiento de una bola debajo del ratón, la cual accionaba dos rodillos que correspondían a los ejes X e Y. Hoy, el puntero reacciona a los movimientos debido a un rayo de luz que se refleja entre el ratón y la superficie en la que se encuentra. Cabe aclarar que un ratón óptico apoyado en un espejo o sobre un barnizado por ejemplo es inutilizable, ya que la luz láser no desempeña su función correcta. La superficie a apoyar el ratón debe ser opaca, una superficie que no genere un reflejo, es recomendable el uso de alfombrillas.

Impresora

Artículo principal: Impresora

Una impresora es un periférico de computadora que permite producir una copia permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico, imprimiendo en papel de lustre los datos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras son usadas como periféricos, y están permanentemente unidas a la computadora por un cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen una interfaz de red interna (típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la red. Hoy en día se comercializan impresoras multifuncionales que aparte de sus funciones de impresora funcionan simultáneamente como fotocopiadora y escáner, siendo éste tipo de impresoras las más recurrentes en el mercado.

Escáner

Artículo principal: Escáner de computadora

En informática, un escáner (del idioma inglés: scanner) es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes o cualquier otro impreso a formato digital. Actualmente vienen unificadas con las impresoras formando Multifunciones

Almacenamiento Secundario

Artículo principal: Disco duro

Artículo principal: Unidad de Estado Sólido

El disco duro es un sistema de grabación magnética digital, es donde en la mayoría de los casos reside el Sistema operativo de la computadora. En los discos duros se almacenan los datos del usuario. En él encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos.
Una Unidad de estado sólido es un sistema de memoria no volátil. Están formados por varios chips de memoria NAND Flash en su interior unidos a una controladora que gestiona todos los datos que se transfieren. Tienen una gran tendencia a suceder definitivamente a los discos duros mecánicos por su gran velocidad y tenacidad. Al no estar formadas por discos en ninguna de sus maneras, no se pueden categorizar como tal, aunque erróneamente se tienda a ello.

Altavoces

Los altavoces se utilizan para escuchar los sonidos emitidos por el computador, tales como música, sonidos de errores, conferencias, etc.

• Altavoces de las placas base: Las placas base suelen llevar un dispositivo que emite pitidos para indicar posibles errores o procesos.

Otros conceptos y curiosidades

En la actualidad se puede tener la impresión de que los computadores están ejecutando varios programas al mismo tiempo. Esto se conoce como multitarea, y es más común que se utilice el segundo término. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y después tras un breve periodo de tiempo, cambian a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones. Esto crea la ilusión de que se están ejecutando varios programas simultáneamente, repartiendo el tiempo de la CPU entre los programas. Esto es similar a la película que está formada por una sucesión rápida de fotogramas. El sistema operativo es el programa que generalmente controla el reparto del tiempo. El procesamiento simultáneo viene con computadoras de más de un CPU, lo que da origen al multiprocesamiento.
El sistema operativo es una especie de caja de herramientas lleno de utilerías que sirve para decidir, por ejemplo, qué programas se ejecutan, y cuándo, y qué fuentes (memoria o dispositivos E/S) se utilizan. El sistema operativo tiene otras funciones que ofrecer a otros programas, como los códigos que sirven a los programadores, escribir programas para una máquina sin necesidad de conocer los detalles internos de todos los dispositivos electrónicos conectados.
En la actualidad se están empezando a incluir en las distribuciones donde se incluye el sistema operativo, algunos programas muy usados, debido a que es ésta una manera económica de distribuirlos. No es extraño que un sistema operativo incluya navegadores de Internet, procesadores de texto, programas de correo electrónico, interfaces de red, reproductores de películas y otros programas que antes se tenían que conseguir e instalar separadamente.
Los primeros computadores digitales, de gran tamaño y coste, se utilizaban principalmente para hacer cálculos científicos. ENIAC, uno de los primeros computadores, calculaba densidades de neutrón transversales para ver si explotaría la bomba de hidrógeno. El CSIR Mk I, el primer ordenador australiano, evaluó patrones de precipitaciones para un gran proyecto de generación hidroeléctrica. Los primeros visionarios vaticinaron que la programación permitiría jugar al ajedrez, ver películas y otros usos.
La gente que trabajaba para los gobiernos y las grandes empresas también usó los computadores para automatizar muchas de las tareas de recolección y procesamiento de datos, que antes eran hechas por humanos; por ejemplo, mantener y actualizar la contabilidad y los inventarios. En el mundo académico, los científicos de todos los campos empezaron a utilizar los computadores para hacer sus propios análisis. El descenso continuo de los precios de los computadores permitió su uso por empresas cada vez más pequeñas. Las empresas, las organizaciones y los gobiernos empezaron a emplear un gran número de pequeños computadores para realizar tareas que antes eran hechas por computadores centrales grandes y costosos. La reunión de varios pequeños computadores en un solo lugar se llamaba torre de servidores^{[cita requerida]}.
Con la invención del microprocesador en 1970, fue posible fabricar computadores muy baratos. Nacen los computadores personales (PC), los que se hicieron famosos para llevar a cabo diferentes tareas como guardar libros, escribir e imprimir documentos, calcular probabilidades y otras tareas matemáticas repetitivas con hojas de cálculo, comunicarse mediante correo electrónico e Internet. Sin embargo, la gran disponibilidad de computadores y su fácil adaptación a las necesidades de cada persona, han hecho que se utilicen para varios propósitos.
Al mismo tiempo, los pequeños computadores son casi siempre con una programación fija, empezaron a hacerse camino entre las aplicaciones del hogar, los coches, los aviones y la maquinaria industrial. Estos procesadores integrados controlaban el comportamiento de los aparatos más fácilmente, permitiendo el desarrollo de funciones de control más complejas como los sistemas de freno antibloqueo en los coches. A principios del siglo 21, la mayoría de los aparatos eléctricos, casi todos los tipos de transporte eléctrico y la mayoría de las líneas de producción de las fábricas funcionan con un computador. La mayoría de los ingenieros piensa que esta tendencia va a continuar.
Actualmente, los computadores personales son usados tanto para la investigación como para el entretenimiento (videojuegos), pero los grandes computadores aún sirven para cálculos matemáticos complejos y para otros usos de la ciencia, tecnología, astronomía, medicina, etc.
Tal vez el más interesante "descendiente" del cruce entre el concepto de la PC o computadora personal y los llamados supercomputadores sea la Workstation o estación de trabajo. Este término, originalmente utilizado para equipos y máquinas de registro, grabación y tratamiento digital de sonido, y ahora utilizado precisamente en referencia a estaciones de trabajo (traducido literalmente del inglés), se usa para dar nombre a equipos que, debido sobre todo a su utilidad dedicada especialmente a labores de cálculo científico, eficiencia contra reloj y accesibilidad del usuario bajo programas y software profesional y especial, permiten desempeñar trabajos de gran cantidad de cálculos y "fuerza" operativa. Una Workstation es, en esencia, un equipo orientado a trabajos personales, con capacidad elevada de cálculo y rendimiento superior a los equipos PC convencionales, que aún tienen componentes de elevado coste, debido a su diseño orientado en cuanto a la elección y conjunción sinérgica de sus componentes. En estos casos, el software es el fundamento del diseño del equipo, el que reclama, junto con las exigencias del usuario, el diseño final de la Workstation.^{[cita requerida]}

Etimología de la palabra ordenador

PC con interfaz táctil.

La palabra española ordenador proviene del término francés ordinateur, en referencia a Dios que pone orden en el mundo ("Dieu qui met de l'ordre dans le monde").^[1] En parte por cuestiones de marketing, puesto que la descripción realizada por IBM para su introducción en Francia en 1954 situaba las capacidades de actuación de la máquina cerca de la omnipotencia, idea equivocada que perdura hoy en día al considerar que la máquina universal de Turing es capaz de computar absolutamente todo.^[2] En 1984, académicos franceses reconocieron, en el debate "Les jeunes, la technique et nous", que el uso de este sustantivo es incorrecto, porque la función de un computador es procesar datos, no dar órdenes.^[3] Mientras que otros, como el catedrático de filología latina Jacques Perret, conocedores del origen religioso del término, lo consideran más correcto que las alternativas.^[1]
El uso de la palabra ordinateur se ha exportado a algunos idiomas de la península Ibérica, como el aragonés, el asturiano, el gallego, el castellano, el catalán y el euskera. El español que se habla en Iberoamérica así como los demás idiomas europeos, como el portugués, el alemán y el holandés, utilizan derivados del término computare.

 

Historia

• Historia de la computación
• Historia del hardware de computador
• Historia del hardware de computador (1960-presente)
• Historia de los computadores personales

Tipos de computadoras

• Computador analógico
• Computador híbrido
• Supercomputadora
• Computadora central
• Minicomputadora
• Microcomputadora
• Computadora de escritorio
• Computador personal
• Computadora doméstica
• Multiseat
• Computadora portátil de escritorio
• Computadora portátil
• Tablet PC
• Subportátil
• PC Ultra Móvil
• PDA
• Smartphone
• Cliente: cliente ligero, cliente pesado, cliente híbrido
• Sistema embebido

Componentes y periféricos

• Placa base
• CPU, microprocesador
• BIOS
• Memoria RAM, ROM, Flash
• Bus
• Entrada/salida
• Fuente eléctrica o fuente de alimentación
• Teclado
• Ratón, touchpad, lápiz óptico, pantalla táctil, Tableta digitalizadora
• Monitor
• Impresora
• Tarjeta de sonido
• Tarjeta gráfica, GPU
• Disco duro, disquete, CD-ROM, DVD

Otros

• Caja de computadora
• Puerto serie
• Puerto paralelo
• PS/2
• USB
• Firewire
• Tarjeta de red
• Bus PCI
• Hardware
• Software
• Programa
• Aplicación informática
• Sistema operativo
• Sistema de archivos
• Internet
• Virtualización

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

 

Un computador desde la perspectiva del hardware, esta constituido por una serie de dispositivos cada uno con un conjunto de tareas definidas. Los dispositivos de un computador se dividen según la tarea que realizan en: dispositivos de entrada, salida, comunicaciones, almacenamiento y cómputo.

Fig 1. Arquitectura de Hardware

Dispositivos de entrada: Son aquellos que permiten el ingreso de datos a un computador. Entre estos se cuentan, los teclados, ratones, scanner, micrófonos, cámaras fotográficas, cámaras de video, game pads y guantes de realidad virtual

Fig 2. Dispositivos de entrada

Dispositivos de salida. Son aquellos que permiten mostrar información procesada por el computador. Entre otros están, las pantallas de video, impresoras, audífonos, plotters, guantes de realidad virtual, gafas y cascos virtuales.

Fig 3. Dispositivos de Salida

Dispositivos de almacenamiento. Son aquellos de los cuales el computador puede guardar información nueva y/o obtener información previamente almacenada. Entre otros están los discos flexibles, discos duros, unidades de cinta, CD-ROM, CD-ROM de re-escritura y DVD.

Fig 4. Dispositivos de Almacenamiento.

Dispositivos de comunicación: Son aquellos que le permiten a un computador comunicarse con otros. Entre estos se cuentan los módems, tarjetas de red y enrutadores.

Fig 5. MODEM

Dispositivo de computo: Es la parte del computador que le permite realizar todos los cálculos y tener el control sobre los demás dispositivos. Esta formado por tres elementos fundamentales, la unidad central de proceso, la memoria y el bus de datos y direcciones.

Fig 6. Diagrama esquemático del dispositivo de computo

La unidad central de proceso (UCP)[1]: es el ‘cerebro’ del computador, esta encargada de realizar todos los cálculos, utilizando para ello la información almacenada en la memoria y de controlar los demás dispositivos, procesando las entradas y salidas provenientes y/o enviadas a los mismos. Mediante el bus de datos y direcciones, la UCP se comunica con los diferentes dispositivos enviando y obteniendo tales entradas y salidas.

Fig 7. Unidad Central de Proceso.

Para realizar su tarea la unidad central de proceso dispone de una unidad aritmético lógica, una unidad de control, un grupo de registros y opcionalmente una memoria cache para datos y direcciones.
La unidad aritmético lógica (UAL)[2] es la encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas requeridas por el programa en ejecución, la unidad de control es la encargada de determinar las operaciones e instrucciones que se deben realizar, el grupo de registros es donde se almacenan tanto datos como direcciones necesarias para realizar las operaciones requeridas por el programa en ejecución y la memoria cache se encarga de mantener direcciones y datos intensamente usados por el programa en ejecución.
La memoria esta encargada de almacenar toda la información que el computador esta usando, es decir, la información que es accedida (almacenada y/o recuperada) por la UCP y por los dispositivos. Existen diferentes tipos de memoria, entre las cuales se encuentran las siguientes:



RAM (Random Access Memory): Memoria de escritura y lectura, es la memoria principal del computador. Solo se mantiene mientras el computador está encendido.

ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura, es permanente y no se afecta por el encendido o apagado del computador. Generalmente almacena las instrucciones que le permite al computador iniciarse y cargar (poner en memoria RAM) el sistema operativo.

Cache: Memoria de acceso muy rápido, usada como puente entre la UCP y la memoria RAM, para evitar las demoras en la consulta de la memoria RAM.
El bus de datos y direcciones permite la comunicación entre los elementos del computador. Por el bus de datos viajan tanto las instrucciones como los datos de un programa y por el bus de direcciones viajan tanto las direcciones de las posiciones de memoria donde están instrucciones y datos, como las direcciones lógicas asignadas a los dispositivos.
Ventajas de las arquitecturas
Pila: Modelo sencillo para evaluación de expresiones. Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código.
Acumulador: Instrucciones cortas. Minimiza estados internos de la máquina (unidad de control sencilla).
Registro: Modelo más general para el código de instrucciones parecidas. Automatiza generación de código y la reutilización de operando. Reduce el tráfico a memoria. Una computadora actualmente tiene como estándar 32 registros. El acceso a los datos es más rápido...Desventajas de las arquitecturas.
Pila: A una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitación hace difícil generar código eficiente. También dificulta una implementación eficiente, ya que la pila llega a ser un cuello de botella es decir que existe dificultad para la transferencia de datos en su velocidad mk.
Acumulador: Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal, el tráfico de memoria es el más alto en esta aproximación.Registro: Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones más largas.

Diagrama de bloques:

 

Un diagrama de bloques de procesos de producción industrial.

El diagrama de bloques es la representación gráfica del funcionamiento interno de un sistema, que se hace mediante bloques y sus relaciones, y que, además, definen la organización de todo el proceso interno, sus entradas y sus salidas.
Un diagrama de bloques de procesos de producción es un diagrama utilizado para indicar la manera en la que se elabora cierto producto alimenticio, especificando la materia prima, la cantidad de procesos y la forma en la que se presenta el producto terminado.
Un diagrama de bloques de modelo matemático es el utilizado para representar el control de sistemas físicos (o reales) mediante un modelo matemático, en el cual, intervienen gran cantidad de variables que se relacionan en todo el proceso de producción. El modelo matemático que representa un sistema físico de alguna complejidad conlleva a la abstracción entre la relación de cada una de sus partes, y que conducen a la pérdida del concepto global. En ingeniería de control, se han desarrollado una representación gráfica de las partes de un sistema y sus interacciones. Luego de la representación gráfica del modelo matemático, se puede encontrar la relación entre la entrada y la salida del proceso del sistema.

Tipos

• Diagrama de bloques de procesos de producción industrial
• Diagrama de bloques de modelo matemático

es una secuencia de pasos a seguir

 Elaboración

El primer bloque especifica la materia prima de la que proviene el producto. Los siguientes bloques son procesos escritos de manera infinitiva y llevan siempre o una indicación de proceso (izquierda) y gastos básicos (derecha)

• Las indicaciones de proceso son variantes del tipo físicas que se deben considerar para que el producto sea de elaboración adecuada. Cada país tiene sus propios estándares para elaborar productos. Las indicaciones de proceso son básicamente la temperatura, la presión y los tiempos de reposo.
• Los gastos básicos son adicciones de ciertas sustancias ajenas a la materia prima auxiliares a un proceso

EL MAINBAOARD Y SUS FUNCIONES

El mainboard también conocido como motherboard, placa madre o base es uno de los componentes básicos por no decir el más relevante en una PC. Su función es vital y gran parte de la calidad del funcionamiento general está determinada por este componente. Su función es administrar el cpu e interconectar los distintos periféricos.
Así como el CPU es el cerebro, la placa madre es el sistema nervioso
Componentes básicos:

• Zócalo para Microprocesador.
• Memoria ROM (BIOS).
• Bancos de memoria.
• Chips de soporte o "Chipset": Puente norte y sur, "placas" onboard.
• Buses internos: de control, de direcciones, de datos
• Buses externos: los denominados bancos, zócalos o "slots"
• Conexión con una fuente de alimentación y estándares de fabricación (factor de forma).
• Microprocesador:
• En el pasado estaban ensamblados en el mismo mother (formato BGA) y carecían de lo que ahora se denomina zócalos de CPU.

En otros casos eran en formato PGA, hoy es muy común en pequeños integrados.

A partir de las 486 en adelante las placas madre ofrecían una posibilidad más de expansión que era la de colocar distintas unidades de CPU ofreciendo capacidades de procesamiento diferentes.

Obviamente existen ciertos límites, es así que es común tener una placa base y que ambas tengan una CPU de frecuencias bastantes dispares pero siempre conservando las misma características (socket, FSB) con la única excepción del clock y multiplicador del CPU. El chipset va a determinar automáticamente el clock y multiplicador del CPU (en algunos casos se puede hacer en forma manual permitiendo el overclocking).

Una placa base de Pentium 3 no es compatible con un Pentium 2, pero una placa base de Pentium 3 puede soportar tanto uno de 500 MHz como otro de 800 MHz por ejemplo.

Actualmente por razones de costo alguna placas madre económicas ofrecen los procesadores ensamblados en la misma placa pero en realidad es el cpu soldado al zócalo de expansión.

Zócalos de CPU posibles:

·         PGA: son el modelo clásico, usado en el 386 y muchos 486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan las patitas del chip por pura presión. Según el chip, tiene más o menos agujeritos.

·         Socket, con mecanismo ZIF (Zero Insertion Force). En ellas el procesador se inserta y se retire sin necesidad de ejercer alguna presión sobre él. Al levantar la palanquita que hay al lado se libera el microprocesador, siendo extremadamente sencilla su extracción. Estos zócalos aseguran la actualización del microprocesador.

Hay de diferentes tipos:

·         Socket  423 y 478. En ellos se insertan los nuevos Pentium 4 de Intel. El primero hace referencia al modelo de 0,18 micras (Willamete) y el segundo al construido según la tecnología de 0,13 micras (Northwood). También hay algunos de 478 con núcleo Willamete.

·         Socket 462/Socket A. Ambos son el mismo tipo. Se trata donde se insertan los procesadores Athlon en sus versiones más nuevas:

·        

o    Athlon Duron

o    Athlon Thunderbird

o    Athlon XP

o    Athlon MP

o    Socket 370 o PPGA. Es el zócalo que utilizan los últimos modelos del Pentium III y Celeron de Intel.

o    Socket 8. Utilizado por los procesadores Pentium Pro.

o    Socket 7. Lo usan los micros Pentium/Pentium MMX/K6/K6-2 o K6-3 y muchos otros.

o    Otros socket, como el zócalo ZIF Socket-3 permite la inserción de un 486 y de un Pentium Overdrive.

o    Socket 754: Utilizado por el Athlon 64

o    Socket 940: AMD Athlon 64 FX

·         Slot A / Slot 1 /Slot 2. Es donde se conectan respectivamente los procesadores Athlon antiguos de AMD / los procesadores Pentium II y antiguos Pentium III / los procesadores Xeon de Intel dedicados a servidores de red. Todos ellos son cada vez más obsoletos. El modo de insertarlos es a similar a una tarjeta gráfica o de sonido, ayudándonos de dos guías de plástico insertadas en la placa base.

 Memoria ROM:

Los motherboards poseen una pequeña porción de memoria ROM donde se aloja el BIOS (Basic Input / Output System). Antes eran memorias ROM estándar donde no permitían ser rescritas, pero actualmente se usan EPROM del tipo flash que permite ser rescrita varias veces (proceso delicado y lento).

Por medio de este BIOS se definen ciertas características que va a tener el sistema, entre ellas los clocks que van a tener los diferentes buses y además sería un pequeño sistema operativo básico. Los Sistemas Operativos se comunican con el sistema a través de la BIOS.

Por diversas razones o por simples errores en la programación, los fabricantes suelen ofrecer actualizaciones de la BIOS que son rescritas por medio un software.

No existen muchos fabricantes de BIOS, podemos limitarnos casi a 3 que son AMI, Award y Phoenix.

 Zócalos:

ISA (8 bits XT): El bus ISA maneja un bus de direcciones de 20 bits y un bus de datos de 8 bits. El flujo de datos viaja igual que la XT 4.77Mhz.

ISA (16 bits AT): La extensión AT maneja un bus de direcciones de 24 bits y un bus de datos de 16 bits. Este bus físicamente tiene una parte idéntica y una extensión. El flujo de datos fue duplicado (8.33 Mhz)

Microchannel®: Permite una ruta de datos de 32 bits, más ancha, y una velocidad de reloj ligeramente más elevada de 10 Mhz, con una velocidad de transferencia máxima de 20 Mbps frente a los 8 Mbps del bus ISA. Su inconveniente fue que era patentado. IBM intentó poner freno a la competencia que fabricaba clones.

EISA: Fue la respuesta de la industria a IBM por su Micro Canal. Pretendía funcionar a 32 bits manteniendo la compatibilidad con el tipo de bus isa, por lo que funcionaba a 8.33mhz.

MCA y EISA no fueron adoptadas (muy poco) porque aumentaba su costo en más de un 50% y en el momento que fueron creadas su aumento de rendimiento no resultaba necesario.

VESA Local Bus: Se creó con fines de procesamiento de video, para aumentar su rendimiento. Su bus de datos es de 32 Bits y funcionaba sincrónicamente con el CPU (de ahí el Local Bus). Irónicamente su buen rendimiento hizo que no sea adoptado masivamente y perdiera terreno con el PCI, pues al ser sincrónico, a medida que los CPU aumentaban su velocidad el VLB iba a ser más caro así como sus placas fabricadas, además de una falta de compatibilidad entre generaciones de CPU.

PCI: Se lo denominó CPU independiente ya que su velocidad no dependía de la frecuencia del CPU como el VESA. Soporta 32 ó 64 bits en el bus de datos y de direccionamiento. Puede funcionar a 33, 66 o inclusive 100 Mhz. Actualmente está funcionando a 32 bits y a 33 mhz por lo que debería contar todavía de futuro, de toda forma va a ser mejorado antes que se use en 64 bits. Esta arquitectura es capaz de auto-configurar las interrupciones, canales de DMA y puertos que utilizan los periféricos conectados en este tipo de bus.

AGP: Se creó en base al PCI con el único fin que para las placas de video (Accelarated Graphics Port). La idea es que no comparta el bus con otros dispositivos y además es más rápido. Por no tener trafico y ser más veloz se logra mayor velocidad en las imágenes (especialmente en gráficos 3D). El AGP es administrado completamente por separado del resto de los bus de datos. Actualmente hay varias especificaciones distintas (1x, 2x, 4x y 8x) que duplica su velocidad nominal de transmisión.

Este puerto soporta un modo llamado Fast Writes que la memoria de la placa de video puede ser escrita directamente sin pasar los datos por la memoria principal.

BUS	Ancho (bits)	Frecuencia (MHz)	Ancho de Banda (MBytes/seg)
8-bit ISA	8	8.3	7.9
16-bit ISA	16	8.3	15.9
EISA	32	8.3	31.8
VLB	32	33	127.2
PCI	32	33	127.2
64-bit PCI 2.1	64	66	508.6
AGP	32	66	254.3
AGP (x2)	32	66x2	508.6
AGP (x4)	32	66x4	1,017.3

Buses de reciente aparición o por aparecer:

AMR: Audio/Modem Riser. Es un bus de un único zócalo. Fue creado para que se puedan fabricar módems o placas de audio (o ambas) en una única placa en forma más económica.

CNR: Communication and Network Riser. Parecido al AMR, soporta Audio, Módem y Ethernet. Se suele usarlo en chips onboard.

PCI Express:

Es el bus que va a reemplazar al PCI, si bien el PCI soporta mayor ancho y velocidad de lo que se está usando actualmente prefirieron reemplazarlo. Tiene un diseño para ser utilizado en todo tipo de PC, sea estación de trabajo, de escritorio, portátil o servidor, no es únicamente para la PC de escritorio como fue diseñado el PCI.

Como viene acostumbrando la industria, el PCI Express a nivel software es compatible completamente con el PCI por lo que los sistemas operativos no tendrán problemas en reconocer este tipo de zócalo y utilizarlo. El cambio es idéntico del ISA-8 hacia ISA-16, se le agrega un pequeño modulo al zócalo ya existente.

Sus ventajas es que las placas de este tipo de bus pueden ser insertadas y removidas en funcionamiento, su frecuencia es muy superior al PCI estándar y su costo beneficio es muy bajo.

También existen buses de comunicación entre periféricos externos a la PC, estos buses o puertos pueden ser USB, paralelo, serial, PS/2 y FireWire entre otros. Si bien estos puertos no son propios del mainboard (como lo es el PCI), sino que son placas que suelen conectarse al mismísimo PCI, resultan casi imprescindibles y vienen en la mayoría de los casos ya incorporados (en placas onboard).

Serial: Es de 1 BIT. Se utiliza básicamente para el Mouse, módem u algún otro periférico de muy baja velocidad.

Paralelo: Es de 8 bits, es frecuente su uso en impresoras y lectores escáner. Soportan varios modos (Normal, EPP y/o ECP) que básicamente cambia la velocidad de lectura escritura (en realidad la cantidad de operaciones disminuye por transacción).

PS/2: Su idea era la de liberar un puerto serial para el Mouse y mejorar otros aspectos como el modo vi direccional. Actualmente los mainboards tienen 2 puertos PS/2 se utilizan para Mouse y teclado.

 USB: Universal Serial Bus. Como su nombre lo indica, no fue diseñado para ningún periférico en específico pudiendo utilizar desde escáner, impresoras, teclados, Mouse, grabadoras de CD y un sin fin de posibilidades.

FireWire: Algo similar al USB pero mucho más veloz, su idea es la utilizar discos duros, video-filmadoras digitales. Este tipo de puerto usa el bus PCI 2.1.

Bancos de memoria:

La forma y tipos de memoria son un capítulo aparte por su complejidad. En los mainboards podremos encontrar básicamente (pero no únicamente) tres tipos de bancos posibles.

Bancos SIMM: Pueden ser de 30 pines (16 bits) o 72 (32 bits).

Bancos DIMM: Son de 168 contactos (64 bits).

Bancos RIMM: Son memoria de arquitectura y diseño propietaria de Rambus, se usan en muchos Pentium 4.

 Chipset

Es conjunto de varios chips ensamblados en la placa madre. Se denominan puente norte y puente sur a los 2 más importantes. El puente sur suele venir acompañado de otros chips que reemplazan a placas genuinas, a este tipo se los denomina "placas onboard".

Estos dos chips son vitales, son parte del sistema elemental de la PC.

Su concepto original es que el puente norte administre la memoria y el puente sur el bus de datos (zócalos, serial y paralelo), el puente sur se comunica con el CPU por medio del puente norte. Sus funciones con el tiempo sufrieron algunas modificaciones que iremos viendo.

En la actualidad el puente norte se encarga de administrar la memoria y el puerto AGP. Se conecta con el CPU por medio de un bus de datos llamado FSB (Front Side Bus).

Este chipset el encargado de mantener la sincronización entre los distintos buses del sistema y el FSB.

El puente norte se conecta por medio de otro bus de datos (su nombre depende del fabricante) con el chip denominado puente sur.

El puente sur se va a encargar de administrar básicamente a todo el bus de datos restante. Todo el tráfico entrante y saliente es administrado por este chip.

Su función es algo básica, simplemente determina que placa hace solicitud del bus (por medio de una IRQ) e informa al CPU.

No solo están estos 2 únicos chips, también se ofrecen algunos chips adicionales que se encargan de gestionar otros servicios de la PC, tales como audio, video, controladora IDE, serial, PS/2, USB, entre otros.

Estos chips, no son más que "placas", a excepción que están montadas sobre la misma tarjeta madre. Su ventaja es la economía y comodidad de tener todo en una sola unidad. Su desventaja es el rendimiento que no es comparable a los de una placa genuina. Aunque en la mayoría de los casos (puertos de periféricos e IDE) no hay diferencias vs. a una placa PCI, en otros como placas de video la diferencia puede ser gigantesca.

Otro tipo de chipset más económico son los puentes norte y sur juntos. Por ejemplo es el caso del chip SiS 735 que logró un aumento de rendimiento con respecto a su competencia y un ahorro en el costo de fabricación.

Recientemente salió al mercado una arquitectura nueva denominada AMD-x64, corresponde a AMD siendo el procesador de nombre Athlon 64. Este tipo de procesadores trae incorporado un administrador de memoria, por lo que el puente norte quede relegado únicamente a administrar el puerto AGP y de interfase con el puente sur. 

Factores de Forma:

Los nuevos requerimientos de alimentación, además de solucionar varios problemas de cableado interno y de mantener una norma estándar con los gabinetes produjeron algunos cambios en la forma en que estas placas van a ser fabricadas así como cambiaron sus respectivos gabinetes.

A los distintos tipos de alimentación y de organización del mainboard se lo denomina Factor de forma.

Existen varios, tales como Sistemas de plano posterior (LPX), AT de tamaño natural, Baby-AT, NLX y el más usado actualmente el ATX y sus variantes, mini ATX, flex ATX y algunas especificas de fabricantes. El ATX está llegando a su fin, pues va a ser reemplazado por una nueva norma denominada BTX.

ATX

La versión actual del estándar ATX es la 2.1. con alrededor de 10 años de desarrollo, puesta en práctica y corrección de errores y mejoras han hecho del ATX un formato absolutamente extendido. Para dar forma a todo el PC lo que se hace es definir un formato de placa base y de esta dependerá todo el resto de la distribución de componentes.

 Cuando hace 10 años se comenzó a trabajar sobre el formato ATX se pensó en mejorar la situación del procesador, que en el formato Baby AT, quedaba situado entre los slots de ampliación, para poder dar cabida a tarjetas de expansión de mayores dimensiones, se mejoró también el conector de corriente simplificándolo y se englobaron todos los conectores integrados de la placa en la situación que ahora todos conocemos.

Anteriormente la mayoría de los puertos quedaban situados en slots como ocurre ahora en algunas placas con muchos conectores Firewire o USB. Esta nueva colocación de los conectores también dejaba sitio para aumentar el número de slots PCI que por aquel entonces también estaba ya en funcionamiento.

Por el estándar ATX han pasado diferentes revisiones que han afectado no solo a la forma del PC sino también a su forma de alimentarse. Por ejemplo, muchos recordarán que con el lanzamiento del Pentium 4 muchas fuentes de alimentación debieron ser sustituidas por modelos con conector auxiliar y de 12v para cumplir los estándares de Intel y el tamaño de las cajas también se vio afectado en longitud para dar cabida a placas base más anchas.
El estándar ATX verá su fin en poco tiempo ya que a principios de año que viene comenzará a comercializarse un nuevo formato denominado BTX.

Dentro de las especificaciones de ATX encontraremos en la actualidad placas base estándar ATX, MicroATX y FlexATX. El resto de placas fuera de estas tres grandes ramas son aplicaciones específicas para entornos

específicos.

Si bien puede existir gabinetes de distintos tamaños el ATX define un mínimo y una ubicación especifica de cada componente ensamblado en la placa base.

Norma ATX

Gabinete ATX

Micro ATX

MicroATX nace con la intención de reducir el tamaño del PC a la vez que se mantienen el mayor número de posibilidades de ampliación y de integración del componentes. Se diferencia básicamente en que el máximo de tarjetas de implicación se reduce a cuatro incluido el AGP.

Flex ATX

Este tipo de placa es lo más reducido que hallaremos dentro de los parámetros marcados por Intel dentro del estándar ATX. Suele tratarse de placas base muy pensadas en la integración total de todo lo necesario para conseguir PCs baratos, reducidos y para aplicaciones muy especificas como son las de hacer de ordenador de oficina. Normalmente este nivel de integración hace que opciones como el AGP no se conciban para este tipo de PCs.

BTX

BTX es la respuesta de Intel a su intención de no reducir el consumo de energía de sus procesadores sino de aumentarlo en los próximos meses.
Los nuevos procesadores generarán alrededor de 100W de calor (más o menos los que genera un procesador 2.4c overclockeado a 3.6GHz a 1.6v) y necesitarán una fuente de aire fresco constante. Para ello en el nuevo formato preparado por Intel para lanzarse a principio del año que viene, el procesador estará situado en el lado frontal de la caja con un ventilador de entrada de aire fresco directamente apuntando en el procesador. BTX son siglas que responde a Balanced Technology Extended y basa toda su nueva evolución en el concepto de flujo de aire en línea.

Con esta nueva estructura se busca que el procesador y otros componentes principales de la placa estén situados en la misma línea de ventilación de la caja en un intento de reducir el numero de ventiladores que se necesitan actualmente en sistemas avanzados o muy reducidos y a la vez aumentando las posibilidades de expansión de puertos tales como SerialATA, USB, Firewire o los ya muy próximos slots PCI Express. Dentro de este nuevo formato podremos encontrar tres tamaños diferentes: BTX, MicroBTX y PicoBTX. Estos tres tamaños podrán alojar respectivamente 7, 4 y 1 slots del tipo PCI Express y sus tamaños van desde los 325mm de ancho del BTX hasta los 203mm del PicoBTX. En el siguiente esquema veréis la estructura volumétrica del sistema de ventilación en línea.

La Zona A corresponde a la estructura volumétrica del procesador y su disipador. En la zona F habrá colocado un ventilador, normalmente de 8cm, que ventilará directamente el procesador y otros componentes como el puente norte de la placa, las memorias, la alimentación de la placa y dependiendo del modelo de caja, incluso la VGA.