Tarjeta Madre o Principal
Creada originalmente para conectar todas las piezas del ordenador y no dejarlas botadas por todas partes, situada en la parte de abajo de una laptop, o en el gabinete de una PC de escritorio hace de ésta un componente de hardware importante. Además fue creada para decir que sería la madre del propio PC, ya que la Motherboard Mantiene el Hardware estable para que las operaciones realizadas no salten por los aires.
Componentes
1. RAM
2. Disco Duro
3. Chipset
4. BUS
5. BIOS
6. Pila
7. Disco Duro
Historia de la Motherboard
Motherboards a la venta.
La historia de la tarjeta madre, como se conoce actualmente inicia en 1947 cuando William Shockley, Walter Brattain y John Bardeen, científicos de los laboratorios Bell, muestran su invento, el transistor amplificador de punto-contacto, iniciando con esto el desarrollo de la miniaturización de circuitos electrónicos; este es el invento que eventualmente dividiría la historia de las computadoras de la primera y segunda generación.
Otro invento que contribuyó de manera decisiva a la reacción de la tarjeta madre fue el de G. W. Dummer, un experto en radar del Radar Real Británico, que en 1952 presentó una proposición sobre la utilización de un bloque de material sólido que puede ser utilizado para conectar componentes electrónicos sin cables de conexión.
Fue hasta 1961 cuando Fairchild Semiconductor anuncia el primer circuito integrado comercialmente disponible, iniciando con esto la competencia por la alta integración de componentes en espacios cada vez más reducidos; la miniaturización, y con esto la búsqueda de la computadora en una pastilla.
Con estos inventos se comienza a trabajar en la computadora en una tarjeta.La Motherboard al principio de su creación fue rechazada por muchas compañías de ordenadores y hardware, esto llevo a decidir a sus creadores entre dejar el prototipo o dar un intento más, el creador dela Motherboard , de cuyo no se sabe, transformo por completo la Motherboard para hacerla más plana y comprimida, esto reanimo a las empresas a comprarlas, más tarde sería la pieza de hardware más importante, sin ésta los Ordenadores se disiparían, las piezas saldrían volando de la torre del CPU.
Otro invento que contribuyó de manera decisiva a la reacción de la tarjeta madre fue el de G. W. Dummer, un experto en radar del Radar Real Británico, que en 1952 presentó una proposición sobre la utilización de un bloque de material sólido que puede ser utilizado para conectar componentes electrónicos sin cables de conexión.
Fue hasta 1961 cuando Fairchild Semiconductor anuncia el primer circuito integrado comercialmente disponible, iniciando con esto la competencia por la alta integración de componentes en espacios cada vez más reducidos; la miniaturización, y con esto la búsqueda de la computadora en una pastilla.
Con estos inventos se comienza a trabajar en la computadora en una tarjeta.La Motherboard al principio de su creación fue rechazada por muchas compañías de ordenadores y hardware, esto llevo a decidir a sus creadores entre dejar el prototipo o dar un intento más, el creador de
A principios de las de la creación de las PC, muchas empresas se preocupaban por cómo iba a quedar el Hardware en el gabinete, hicieron de todo, desde pegar el hardware con pegamento o plastilina hasta amarrarlo con sus propios cables, un aficionado a la informática creó un Gabinete acostado para que el Hardware no se cayera y pudiera mantenerse por sí solo, después de tanto pasar de moda el mismo gabinete de siempre y de comprobar que éste se calentaba en 20 microsegundos por lo comprimido que estaba, se creo la placa madre donde albergaría todo el Hardware y evitara que este se cayera.
El Hardware en la Motherboard está totalmente administrado y alineado por metro y metros de cable, aunque con el tiempo se han modificado y ahora pueden llevar peta bytes de memoria RAM, dos procesadores, al mismo tiempo, dos ventiladores, etc.
EVOLUCIÓN
· MYCRO 1
En 1975 se fabrica la primera microcomputadora "de tarjeta única" en Oslo, Noruega en una empresa llamada Norsk Data Industri. Contaba con un microprocesador Intel 8080 y utilizaba el sistema operativo MYCROP, creado por la misma empresa. Esta computadora fue sucedida por |
· KIM-1
En 1976 MOS Technology presenta la computadora en una sola tarjeta KIM-1. Cuenta con un microprocesador 6501/02* a 1 MHz; 1 kilobyte en RAM, ROM, teclado hexagecimal, pantalla numérica con LEDs, 15 puertos bidireccionales de entrada / salida y una interfaz para casete compacto (casete de audio). Esta computadora fue vendida armada, aunque carecía de fuente de poder. La KIM-1 fue producida hasta 1981, convirtiéndose en el primer producto de cómputo de Cómmodore. |
· XT
En 1981 IBM lanzó al mercado la primera computadora personal comercialmente exitosa, la IBM 5150, desde entonces el paso de la evolución que ha llevado este mundo de Con la aparición del primer PC, sale al mercado la primera placa base estándar, Estas tarjetas usualmente están equipadas con 8 ranuras ISA de 8 bits, 4 hileras de 9 zócalos para expandir la memoria pastilla por pastilla y una hilera por vez, para un total máximo de 1 megabyte en RAM. En cuanto a la memoria, esta consta de 4 hileras de 9 zócalos que daban cabida a 1 megabyte en total. Cada hilera recibe 9 pastillas de 32 kilobytes, utilizando una de ellas para paridad y únicamente funcionaba si toda la hilera estaba con sus circuitos correctamente insertados. Todavía no se inventaban las tarjetas de ampliación de memoria. De línea tenía cuando menos 3 ranuras ISA utilizadas, una para el controlador de disco duro, otra para la controladora de disquete y otra más para el controlador de video que habitualmente contaba también con un conector centronics para la impresora. Algunos modelos incorporaban una cuarta tarjeta para el puerto serial. Estas tarjetas, en su versión básica, únicamente contaban con microprocesador, el zócalo para el coprocesador matemático, que era un circuito independiente; zócalos para la ampliación de memoria, un conector DIN 5 para el teclado, las ranuras ISA de 8 bits, un conector de alimentación y la circuitería y pastillería necesaria para el funcionamiento de la computadora y carecía de funcionalidad útil por sí misma, sin tarjetas de expansión. |
· AT
El AT, basado en el estándar IBM PC-AT, fue estándar absoluto durante años, desde los primeros microprocesadores Intel 80286 hasta los primeros Pentium II y equivalentes incluidos. Estas tarjetas madre, en sus primeras versiones son de diseño y características elementales; carecen de accesorios integrados limitándose únicamente a los circuitos, componentes y pastillas básicos para su funcionamiento, al igual que las XT. Usualmente cuentan únicamente con un conector del teclado DIN de tipo ancho, así como algunas ranuras tipo ISA de 8 y / o 16 bits y en el caso de los modelos más recientes, algunas EISA, VESA y PCI en las que se tenían que insertar las tarjetas de expansión para controlar discos duros, puertos, sonido, etc. Durante este período casi todos los accesorios para computadora venían acompañados de una tarjeta controladora que había que instalar y configurar manualmente, ya que la tecnología de estas tarjetas madre no aportaba funciones para conectar y funcionar (Plug & Play), lo que hacía que la instalación, o al menos la configuración de estos dispositivos tuviera que ser realizada por personal calificado que supiera lidiar con los limitados recursos que ofrecía la placa base. Estas carencias y limitaciones son las que motivaron que eventualmente se crearan tecnologías de conectar y funcionar así como buses externos de alta velocidad, como lo son el USB o el IEEE1394, para dar cabida a la creciente disponibilidad de accesorios y demanda de recursos. Las últimas generaciones de tarjetas madre tipo AT llegaron al mercado integrando la circuitería de control para 4 discos duros, 2 platinas de disquete, sonido de 8 y hasta 128 bits, 2 puertos seriales y 1 paralelo, al menos 2 conectores USB, puerto de video AGP a 64 bits con memoria de video compartida con la RAM del sistema configurable desde 4 hasta 64 megabytes, así como módem a 56Kbps y red Ethernet a 10/100 megabits; con lo cual la mayoría de estos modelos ya no requerían de tarjetas de expansión para funcionar a toda su capacidad saliendo de la caja, ya que inclusive algunas traían montado el microprocesador y únicamente se equipaban con una ranura PCI y/o una ISA. |
· ATX y variantes
El formato ATX, promovido por INTEL e introducido al mercado en 1996 comenzó su historia con una serie de debates sobre su utilidad debido principalmente al requerimiento de nuevos diseños de fuente de poder y gabinete. El cumplimiento de los estándares ATX permite la colocación de Para 1997, con la llegada al mercado del AGP y el USB, estas tecnologías se incorporaron rápidamente en este estándar. Debido las amplias características del ATX salieron al mercado diversas alternativas basadas en el mismo estándar, como el micro ATX, que es una versión reducida en tamaño, y el mini ITX, una versión todavía más compacta y de características de expansión limitadas. Otros formatos relativamente comunes basados en el estándar ATX son el LPX y el NLX. El LPX es de tamaño similar a las Baby AT con la particularidad de que las ranuras para las tarjetas se encuentran fuera de la placa base, en un conector especial quedando paralelas a la placa base. El NLX se sujeta a la carcasa mediante un mecanismo de fácil apertura, que permite un cambio rápido de la placa. También sus ranuras de expansión están dispuestas en una placa independiente conectada a la placa base. Otra clasificación que se puede hacer de las placas base es atendiendo al zócalo donde va colocado el procesador, pudiendo ser socket 4 o 5 para los primeros Pentium, también conocidos como Pentium Clásico, socket 7 para Pentium MMX, AMD K-6, Cyrix, el socket super7 igual que el anterior pero con bus de 100 Mhz, el socket 8 para Pentium PRO, el slot Uno para la familia del Pentium II y los primeros Pentium III, el slot 2 para el Xeon. Otra característica que diferencia las placas base es la circuitería, también conocida como Chipset, que es el conjunto de circuitos integrados o pastillas que se encargan de enlazar y gestionar los distintos buses de datos que hay en la placa base. La calidad de la circuitería condiciona la de la tarjeta madre y normalmente le da el nombre. El primer conjunto de pastillas que se introdujo con el procesador Pentium y se denominaba tipo VX, al que le fueron sucediendo distintos modelos según iban apareciendo nuevos procesadores Pentium. Los de 440 de Intel, en su placa 440 LX, fue la primera con una velocidad frontal de 66MHz, y el 440 BX con una velocidad de 100 Mhz. También existen 440 GX y 450 NX para procesador XEON. |
Tipos de Motherboard
Hay muchos tipos de motherboard, entre ellos están la de doble procesador, la de varios peta bytes de RAM, en efecto se han diseñado tantos modelos de Motherboard que hasta llevaron a hacer piezas de colección sobre ellas.
Además, se alojan los conectores de tarjetas de expansión (zócalos de expansión), que pueden ser de diversos tipos, como ISA, PCI, SCSI, PCI EXPRESS y AGP, entre otros. En ellos se pueden insertar tarjetas de expansión, como las de red, vídeo, audio u otras.
Aunque no se les considere explícitamente elementos esenciales de una placa base, también es bastante habitual que en ella se alojen componentes adicionales como chips y conectores para entrada y salida de vídeo y de sonido, conectores USB, puertos COM, LPT e IrDA y conectores PS/2 para ratón y teclado, entre los más importantes.
Ejemplos de una tarjeta Madre o Principal:
Gráfica Tarjeta Madre ASUS P5N32-SLI
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:
• Microprocesador o Procesador: (CPU - Unidad de Procesamiento Central) el cerebro del computador montado sobre una pieza llamada zócalo o Slots.
• Memoria principal temporal: (RAM - Memoria de acceso aleatorio) montados sobre las ranuras de memoria llamados generalmente bancos de memoria.
• 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, red, etc.
• Chips: como puede ser la BIOS , los Chipsets o controladores.
Tipos de Tarjetas Las tarjetas madres o principales existen en varias formas y con diversos conectores para dispositivos, periféricos, etc. Los tipos más comunes de tarjetas son:
ATX
Son las más comunes y difundidas en el mercado, se puede decir que se están convirtiendo en un estándar y pueden llegar a ser las únicas en el mercado informático. Sus principales diferencias con las AT son las de más fácil ventilación y menos enredo de cables, debido a la colocación de los conectores ya que el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa. Además, reciben la electricidad mediante un conector formado por una sola pieza.
AT ó Baby-AT: Fue el estándar durante años, formato reducido del AT, y es incluso más habitual que el AT por adaptarse con mayor facilidad a cualquier caja, pero los componentes están más juntos, lo que hace que algunas veces las tarjetas de expansión largas tengan problemas. Poseían un conector eléctrico dividido en dos piezas a diferencias de las ATX que esta formado por una sola pieza mencionado anteriormente.
MicroATX
El formato microATX (también conocida como μATX) es un formato de placa base pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas (244 mm x 244 mm ) empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF. Debido a sus dimensiones sólo tiene sitio para 1 o 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas de disco duro y regrabadoras de DVD).
LPX
Basada en un diseño de Western Digital, permite el uso de cajas más pequeñas en una placa ATX situando los slots de expansión en una placa especial llamada riser card (una placa de expansión en sí misma, situada en un lateral de la placa base como puede verse en esta imagen). Este diseño sitúa a las placas de ampliación en paralelo con la placa madre en lugar de en perpendicular. Generalmente es usado sólo por grandes
ensambladores como IBM, Compaq, HP o Dell, principalmente en sus equipos SFF (Small Form Format o cajas de formato pequeño). Por eso no suelen tener más de 3 slots cada uno.
Tipos de Placas
• XT (8.5 × 11" o 216 × 279 mm )
• AT (12 × 11"–13" o 305 × 279–330 mm)
• Baby-AT (8.5" × 10"–13" o 216 mm × 254-330 mm )
• ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" o 305 mm × 244 mm )
• EATX (12" × 13" o 305mm × 330 mm )
• Mini-ATX (11.2" × 8.2" o 284 mm × 208 mm )
• microATX (1996; 9.6" × 9.6" o 244 mm × 244 mm )
• LPX (9" × 11"–13" o 229 mm × 279–330 mm)
• Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" o 203–229 mm × 254–279 mm)
• NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" o 203–229 mm × 254–345 mm)
• FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" o 244 × 244 mm max.)
• Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" o 170 mm × 170 mm max.; 100W max.)
• Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.)
• BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" o 325 mm × 267 mm max.)
• MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" o 264 mm × 267 mm max.)*PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" o 203
mm × 267 mm max.)
• WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" o 355.6 mm × 425.4 mm )
• ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.
Diseños propietarios
Pese a la existencia de estos típicos y estándares modelos, los grandes fabricantes de ordenadores como IBM, Compaq, Dell, Hewlett-Packard, Sun Microsystems, etc. Sacan al mercado placas de tamaños y formas diferentes, ya sea por originalidad o simplemente porque los diseños existentes no se adaptan as sus
necesidades. De cualquier modo, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos estas particulares placas, sobre todo desde la llegada de las placas ATX.
Ranuras de Memoria
Son los conectores donde se inserta la memoria principal de la PC , llamada RAM. Estos conectores han ido variando en tamaño, capacidad y forma de conectarse, Este proceso ha seguido hasta llegar a los actuales módulos DIMM y RIMM de 168/184 contactos.
Chip BIOS / CMOS
Ranuras de Expansión
Son unas ranuras o Slots de plástico con conectores eléctricos donde se introducen las tarjetas de otros dispositivos como por ejemplo tarjetas de vídeo, sonido, Modem, etc. Dependiendo la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño e incluso en distinto color.
ISA: Una de las primeras, funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una placa de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser generalmente negro.
Vesa Local Bus: empezaron a a usarse en los 486 y estos dejaron de ser comúnmente utilizados desde que el Pentium hizo su aparición, ya que fue un desarrollo a partir de ISA, que puede ofrecer unos 160 MB/s a un máximo de 40 MHz. eran muy largas de unos 22 cm , y su color suele ser negro con el final del conector en marrón u otro color.
PCI: es el estándar actual. Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y casi siempre son blancas.
AGP: actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm , se encuentra a un lado de las ranuras PCI, casi en la mitad de la tarjeta madre o principal. La mayoría de las tarjetas madres o principales tienen más ranuras PCI, entre 5 y 6, excepto algunas tarjetas madre que tienen Una ya que manejan el sonido, video, Modem y fax de forma integrada mediante chips. Generalmente tienen una ranura ISA por cuestiones de compatibilidad o emergencia y una ranura AGP. Algunas cuentan con una ranura adicional para el caché externo muy similar a las ranuras de AGP.
PCI EXPRESS: está pensado para sustituir no sólo al bus PCI para dispositivos como Módems y tarjetas de red, sino también al bus AGP, lugar de conexión para la tarjeta gráfica desde 1997. Al contrario que su predecesor paralelo, PCI Express es un sistema de interconexión serie punto a punto, capaz de ofrecer transferencias con un altísimo ancho de banda, desde 200MB/seg para la implementación 1X, hasta 4GB/seg para el PCI Express 16X que se empleará con las tarjetas gráficas. La notación 1X y 16X se refiere al ancho del bus o número de líneas disponibles. La conexión en el PCI Express es, además, bidireccional, lo que permite un ancho de banda teórico de hasta 8GB/seg para un conector 16X, o unos asombrosos 16GB/seg para el actual máximo de 32X. PCI Express también incluye características novedosas, tales como gestión de energía, conexión y desconexión en caliente de dispositivos (como USB), y la capacidad de manejar transferencias de datos punto a punto, dirigidas todas desde un host. Esto último es importante porque permite a PCI Express emular un entorno de red, enviando datos entre dos dispositivos compatibles sin necesidad de que éstos pasen
primero a través del chip host (un ejemplo sería la transferencia directa de datos desde una capturadora de vídeo hasta la tarjeta gráfica, sin que éstos se almacenen temporalmente en la memoria principal). PCI Express también optimiza el diseño de placas base, pues su tecnología serie precisa tan sólo de un único cable para los datos, frente a los 32 necesarios para el PCI clásico, el cual también necesitaba que las longitudes de estos fuesen extremadamente precisas. La escalabilidad es otra característica clave, pues se pretende que las versiones posteriores de PCI Express sustituyan cualquier característica que PCI o, en el segmento de servidores, PCI-X, puedan ofrecer. Dado que PCI Express es, a nivel físico, un enlace chip a chip, podría ser usado, en teoría, para sustituir a la gran cantidad de tecnologías de interconexión actuales; sin embargo, está siendo orientado únicamente hacia tareas muy específicas.
Tasas de Transferencia (Medidas en Megas/segundo) Conectores más comunes:
Conectores Internos
Son conectores para dispositivos internos, como pueden ser la unidad de disco flexible o comúnmente llamada disquete, el disco duro, las unidades de CD, etc. Además para los puertos seriales, paralelo y de juego si la tarjeta madre no es de formato ATX. Antiguamente se utilizaba una tarjeta que permitía la conexión con todos estos tipos de dispositivos. Esta tarjeta se llamaba tarjeta controladora. Para este tipo de conectores es necesario identificar el PIN número 1 que corresponde al color Rojo sólido o punteado y orienta la conexión al PIN 1 del conector de la tarjeta principal.
Conectores Eléctricos
En estos conectores es donde se le da vida a la computadora, ya que es allí donde se le proporciona la energía desde la fuente de poder a la tarjeta madre o principal. En la tarjeta madre AT el conector interno tiene una serie de pines metálicos salientes y para conectarse se debe tomar en cuenta que consta de cuatro cables negros (dos por cable), que son de polo a tierra y deben estar alienados al centro. En las tarjetas ATX, estos conectores tienen un sistema de seguridad en su conector plástico, para evitar que se conecte de una forma no adecuada; puede ser una curva o una esquina en ángulo. Una de las ventajas de las fuentes ATX es que permiten el apagado del sistema por software; es decir, que al pulsar "Apagar el sistema" en Windows el sistema se apaga solo.
Pila del computador
La pila permite suministrar la energía necesaria al Chip CMOS para que el BIOS se mantenga actualizado con los datos configurados. Esta pila puede durar entre 2 a 5 años y tiene voltaje de 3.5 V y es muy similar a las del reloj solo que un poco más grande. La forma de conectarse es muy fácil, ya que las mayorías de las tarjetas madre incorporan un pequeño conector para ella en donde ajusta a presión.
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