HARDWARE INTERNO DE LA PC
La motherboard
Otros términos para referirse a la motherboard

La motherboard tiene varios nombres dependiendo del contexto o del idioma. Se le llama placa base o tarjeta madre en español, haciendo referencia a su función principal de sostener y conectar todos los componentes de la computadora. En inglés, además de "motherboard", se le conoce como mainboard, que también significa "placa principal", resaltando su importancia. En algunos dispositivos, como los de Apple, es conocido como placa lógica. También se usa el término mobo, es una abreviación de “placa base” generalmente utilizada por profesionales de tecnología. Todos estos nombres se refieren al mismo componente esencial para el funcionamiento del equipo.
Función
La función de la motherboard consiste en conectar todos los componentes de la computadora y permitir que haya una interacción y funcionamiento correcto y equilibrado entre ellos. Su función principal es funcionar como base que conecta el procesador (CPU), la memoria RAM, los discos duros y otros periféricos, permitiendo que puedan trabajar juntos. Esta, a través de las ranuras, puertos y circuitos permite y facilitar la comunicación y el suministro de energía entre y para los elementos, de manera que, todos puedan funcionar u operar adecuadamente. La placa base es importante para cualquier computadora, ya que mantiene conectada y en funcionamiento los componentes principales del ordenador.
Tareas a alcanzar
- Dar energía a los componentes (como el procesador, la memoria RAM, dispositivos de almacenamiento, entre otros).
- Conectar el procesador (que es lo que permite la comunicación y el intercambio de datos con otras partes a través de cables).
- Organice la interacción entre la CPU y los periféricos (como el teclado, el ratón, el monitor, entre otros).
- Guarde la BIOS o UEFI (que son programas que inician y configuran el sistema al encender la computadora).
- Instale tarjetas de expansión para funciones adicionales (como gráficos, sonidos o la red).
Los Componentes
Los componentes que forman parte de una motherboard son de gran importancia para el buen funcionamiento de una computadora. Estos elementos cumplen con funciones que permiten la comunicación e interacción entre el procesador, el almacenamiento, la memoria y otros dispositivos a través de las conexiones y circuitos. Cada uno de estos componentes cumple con una función en específica, desde dar energía hasta administrar el manejo e intercambio de datos. Estos componentes son los que permiten que los dispositivos trabajen de manera organizada y sincronizada, asegurando que cada uno pueda operar de manera correcta. He aquí los principales componentes de una placa base:
El Zócalo
El zócalo o socket es la parte de la motherboard donde se coloca y conecta el procesador. Su función es establecer una conexión física entre la CPU y la placa base, permitiendo que haya una transferencia de datos y energía entre los dos. Esta función es de vasta importancia para hacer que el procesador pueda recibir información y enviar datos a otros componentes (como la memoria y los discos duros). Cada procesador necesita un tipo de socket en específico, lo que significa que no todos los zócalos funcionan con cualquier procesador. Sin el zócalo, el procesador y la computadora no podrían funcionar adecuadamente.
Ranuras para memoria RAM
Conectores de energía
Los conectores de energía son partes de la motherboard que reciben energía de la fuente de alimentación. Su función principal es distribuir la energía necesaria a todos los componentes de la computadora, como el procesador, la memoria RAM y los discos duros. Sin estos conectores, la placa base no podría funcionar, ya que no recibiría la electricidad que necesita para funcionar correctamente. Hay diferentes tipos de conectores para distintos elementos. Hay que asegurarse de que estén bien conectados para que todo el sistema funcione de manera correcta. Sin ellos, la computadora no se encendería ni podría realizar ningún tipo de proceso importante.
Puertos de Expansión (PCIe)
Los puertos de expansión (PCIe) son partes de la motherboard que permiten conectar tarjetas adicionales, como tarjetas gráficas, de sonido o de red. Su función principal es ampliar las capacidades de la computadora al agregar componentes que mejoran su rendimiento o le añaden nuevas funciones, como mejorar los gráficos. Estos puertos permiten que las tarjetas se comuniquen con el procesador y otros componentes del sistema sin problemas. Hay diferentes tipos de puertos PCIe, según la velocidad y el tamaño de las tarjetas que se vayan a usar. Sin estos puertos, no se podrían instalar mejoras importantes en la computadora ni aumentar su capacidad o funcionalidad.



Puertos SATA
Los puertos SATA (Serial Technology Attachment), son conexiones en la placa base que permiten conectar dispositivos de almacenamiento internos (como los discos duros y unidades de estado sólido (SSD)). Su función principal se basa en transferir datos de forma rápida y eficiente entre el almacenamiento y otros componentes de la computadora. Existen distintas versiones de SATA que facilitan la comunicación rápida y eficiente y el rendimiento del sistema al leer y escribir datos, aunque estas dependen y varían de la velocidad de esta. Sin estos puertos, la computadora no podría almacenar ni recuperar datos o información desde discos duros ni desde otros dispositivos.
Conectores USB
Los puertos USB (Universal Serial Bus) son aquellos que permiten la conexión de dispositivos externos (teclado, ratón, memorias USB, impresoras, etc). Su función principal es facilitar la comunicación y la transferencia de datos entre la computadora y los dispositivos externos conectados. Además de transferir datos, también da energía a dispositivos como teléfonos móviles y de almacenamiento externo, como los discos duros portátiles. Existen distintos tipos de USB (como la 2.0, 3.0, 3.1) que ofrecen diferentes velocidades de transferencia y capacidades. Estos conectores son de gran importancia porque les facilitan a los usuarios la comunicación con el uso de la computadora y los dispositivos externos.
BIOS o UEFI
BIOS UEFI
Conjunto de chips
Puertos de audio y video
Conectores para periféricos externos
El procesador o CPU
Significado de las siglas "CPU"
Tipos
Hay muchos tipos de procesadores y están diseñados para cumplir con las necesidades y demandas de rendimiento, dependiendo de su función y entorno de uso. Los tres principales son:
- Procesadores de escritorio: se encuentran en computadoras personales y están diseñados para ejecutar tareas cotidianas como navegar por internet, trabajar con documentos y jugar videojuegos.
- Procesadores móviles: son usados en laptops y dispositivos portátiles, están optimizados y programados para consumir menos energía y extender la duración de la batería.
- Procesadores de servidores: son aquellos que están diseñados para manejar grandes volúmenes de datos y atender múltiples usuarios al mismo tiempo, siendo claves en redes empresariales.
Procesador tipo Socket
Un procesador tipo socket es un tipo de CPU diseñado para encajar en una placa base mediante un zócalo específico. Este sistema permite que el procesador se conecte de manera física y eléctrica a la placa base. Los procesadores tipo socket son extraíbles, lo que facilita su reemplazo o actualización sin necesidad de soldar. Estos zócalos tienen pines o contactos que permiten la comunicación del procesador con los otros componentes de la computadora, como la memoria RAM y el almacenamiento. Son comunes en computadoras de escritorio, permitiendo flexibilidad al usuario para cambiar o mejorar el rendimiento del equipo según sea necesario.
Procesador tipo Slot
Unidad de control de la CPU
Es la parte del procesador que se encarga de dirigir y coordinar todos los procesos y operaciones dentro de la computadora. Se asegura de que todos los datos e instrucciones funcionen de manera correcta entre la memoria, el procesador y los demás componentes. Esta unidad no procesa los datos directamente, sino que interpreta las instrucciones y las envía a las unidades correspondientes para que realicen las tareas. Además, controla el orden en el que se ejecutan las instrucciones y controla el flujo de información, lo que permite que todo el sistema funcione de manera organizada y eficiente.Aquí algunos enlaces de videos relacionados con el tema:
La memoria RAM
La memoria RAM es un tipo de almacenamiento temporal que utiliza la computadora para guardar datos y programas mientras están activos. Esta se encarga principalmente de permitir el acceso rápido a la información que se necesita en ese momento, lo que mejora la velocidad y el rendimiento del sistema. A diferencia de otras memorias, la RAM es volátil, lo que significa que pierde toda la información almacenada cuando se apaga el equipo. Cuanta más memoria RAM tenga una computadora, mejor será su capacidad para ejecutar múltiples tareas de forma simultánea y fluida, lo que aumenta el rendimiento general del sistema.
Significado de las siglas "RAM"
Función
La memoria RAM tiene como función principal proporcionar almacenamiento temporal para los datos y programas que el procesador necesita acceder rápidamente durante el funcionamiento del sistema y facilitar la ejecución de múltiples programas simultáneamente sin que el rendimiento se vea afectado. Almacena temporalmente la información activa, permitiendo que la CPU trabaje de forma más eficiente, agilizando el rendimiento de la computadora. La RAM actúa como un puente entre el procesador y los datos, ayudando a que las instrucciones sean procesadas de manera eficiente. Si no existiera, el sistema tendría que depender de dispositivos más lentos, ralentizando considerablemente su funcionamiento.
Componentes de la memoria RAM
La memoria RAM está compuesta por pequeños circuitos integrados, organizados en chips, que almacenan datos de manera temporal. Estos chips se encuentran en módulos, que están conectados a la motherboard a través de ranuras específicas. Cada chip de la memoria RAM está formado por millones de transistores y condensadores que trabajan en conjunto para almacenar bits de información. La capacidad y velocidad de la RAM dependen del tipo de módulo, como DDR3, DDR4 o DDR5. Además, incluye un controlador que regula el acceso a los datos, permitiendo que el procesador los utilice de manera eficiente durante la ejecución de tareas.


La Memoria ROM
La memoria ROM es un tipo de memoria que almacena datos de forma permanente en una computadora u otro dispositivo. A diferencia de la memoria RAM, los datos en la ROM no se borran cuando se apaga el equipo, ya que se utilizan para almacenar instrucciones esenciales, como el arranque del sistema operativo o el firmware. Esta memoria solo puede leerse y no modificarse fácilmente, lo que la hace ideal para almacenar información que no necesita cambiarse, como las rutinas básicas de inicio del sistema. Es fundamental para el correcto encendido y funcionamiento de cualquier dispositivo.
Significado de las siglas "ROM"
Las siglas ROM significan Read Only Memory, que traducido en español se traduce como Memoria de Acceso Aleatorio.
Función
Su función principal es almacenar de manera permanente las instrucciones esenciales para que el sistema funcione correctamente, incluso cuando la computadora está apagada. Esta memoria contiene el firmware, que incluye programas vitales como el sistema de arranque (BIOS o UEFI), el cual se ejecuta al encender el equipo. A diferencia de la memoria RAM, la ROM no permite modificaciones frecuentes, lo que la hace perfecta para guardar información que no necesita cambios, como el inicio y configuración del hardware. Debido a esto, la memoria ROM, el sistema operativo y los dispositivos pueden arrancar y funcionar correctamente al encenderse.
El BIOS
El BIOS, o Sistema Básico de Entrada/Salida, es un software esencial que reside en un chip de la placa base de la computadora. Su función es gestionar el inicio del sistema cuando se enciende la computadora. El BIOS realiza una serie de comprobaciones, llamadas POST (Power-On Self Test), para asegurarse de que todos los componentes de hardware, como el teclado, la memoria RAM y los discos duros, estén funcionando correctamente. Luego, se encarga de cargar el sistema operativo desde el dispositivo de almacenamiento. Sin el BIOS, la computadora no podría arrancar ni cargar el sistema operativo.
Significado de las siglas "BIOS"
Operación del BIOS
El BIOS funciona como el primer programa que se ejecuta cuando se enciende la computadora. Su primera tarea es realizar una serie de pruebas, conocidas como POST (Power-On Self Test), para asegurarse de que los componentes esenciales, como la memoria RAM, el teclado y los discos duros, estén operando correctamente. Después de verificar el hardware, el BIOS ubica el dispositivo de almacenamiento que contiene el sistema operativo y lo carga en la memoria de la computadora. El BIOS también permite a los usuarios acceder a configuraciones básicas del sistema, como el orden de arranque y otros parámetros de hardware.
Lenguaje del BIOS
El BIOS generalmente está escrito en el lenguaje de ensamblador, un lenguaje de bajo nivel que se utiliza para programar de manera directa en el hardware de la computadora. El ensamblador permite interactuar con el hardware sin la intervención de sistemas operativos complejos, lo que es esencial para las funciones que el BIOS debe realizar al inicio del sistema. Este lenguaje es ideal para el BIOS porque necesita ser rápido, eficiente y capaz de funcionar con poca memoria. En algunos casos, también se utiliza el lenguaje C, pero el ensamblador sigue siendo el más común.
Primera Aparición del BIOS dentro de un Sistema Operativo
El término BIOS apareció por primera vez en el sistema operativo CP/M (Control Program for Microcomputers), que fue desarrollado por Gary Kildall en la década de 1970. CP/M fue uno de los primeros sistemas operativos diseñados para microcomputadoras, y el BIOS jugaba un papel crucial al gestionar las interacciones entre el hardware y el software. En CP/M, el BIOS se encargaba de manejar tareas básicas de entrada y salida, como la comunicación con el teclado, la pantalla y los dispositivos de almacenamiento. Además, permitía que el sistema operativo y otros programas pudieran funcionar en diferentes tipos de hardware sin modificaciones importantes, lo que facilitaba su adopción en diversas plataformas.
Formas de encontrar el BIOS en la Motherboard
El BIOS se encuentra en la motherboard principalmente en forma de un chip ROM o flash ROM, que almacena el programa de manera permanente, incluso cuando la computadora está apagada. En algunas placas base, hay un sistema de doble BIOS, lo que significa que hay dos chips: uno principal y uno de respaldo, para proteger el sistema en caso de fallos de actualización. Las motherboards modernas también pueden utilizar el UEFI (Interfaz Extensible de Firmware Unificada), que es una versión más avanzada del BIOS tradicional y ofrece más funcionalidades, mejor rendimiento y una interfaz gráfica más fácil de usar.
Disco Duro
El disco duro es un dispositivo de suma importancia dentro de las computadoras, cuya función es permitir guardar o almacenar información de manera permanente. Permite guardar componentes esenciales de la computadora, como el sistema operativo, programas y archivos, sin importar si el equipo está apagado. Está compuesto por elementos como los discos magnéticos, que giran y permiten que los datos sean leídos o escritos a través del lector. La capacidad de almacenamiento de los discos duros se mide por gigabytes (GB) o terabytes (TB). Sin este componente, no se podría guardar ni acceder a la información esencial que el sistema o el usuario requieren para su funcionamiento.
Función
La función principal del disco duro es almacenar de forma permanente todos los datos y programas de la computadora. A diferencia de la memoria RAM, el disco duro retiene la información incluso cuando el equipo está apagado, permitiendo guardar documentos, aplicaciones, imágenes, videos y el sistema operativo. Este dispositivo también facilita un acceso rápido a los datos almacenados, lo que resulta esencial para el funcionamiento eficiente del sistema. Sin un disco duro, la computadora no podría arrancar ni guardar información o programas, lo que afectaría gravemente su utilidad en tareas cotidianas y limitaría las capacidades del usuario.
Términos o nombres en inglés
Estándares del Disco Duro en la computadora
Existen diferentes estándares de comunicación entre el disco duro y la computadora. Los más comunes son SATA (Serial ATA) y IDE (Integrated Drive Electronics). SATA es el estándar más moderno y rápido, utilizado en la mayoría de las computadoras actuales, mientras que IDE es un estándar más antiguo y lento. También están los discos SCSI (Small Computer System Interface), usados principalmente en servidores por su alto rendimiento, y NVMe (Non-Volatile Memory Express), utilizado por los discos de estado sólido (SSD) que ofrecen velocidades superiores a las de SATA. Cada estándar tiene características que impactan en el rendimiento y la velocidad de acceso a los datos.
Estándar IDE
El estándar IDE es una interfaz utilizada para conectar discos duros y otros dispositivos de almacenamiento a la computadora. Se introdujo en la década de 1980 y se hizo popular debido a su diseño que integraba los controladores dentro del disco duro, lo que simplificaba su conexión. Los dispositivos IDE utilizan un cable plano de 40 pines para la transferencia de datos. Este estándar permite la conexión de dos dispositivos por canal, lo que significa que se pueden conectar múltiples discos duros a una misma computadora. Sin embargo, ha sido reemplazado por tecnologías más avanzadas.
Significado de las siglas "IDE"
Estructura Física del Disco Duro
El disco duro está compuesto por vastas y distintas partes importantes, como, por ejemplo, los platos, que tienen forma circular y permiten guardar información. Los brazos actuadores, que sostienen o hacen de soporte para las cabezas de lectura y escritura y son responsables del acceso a la información que almacenan los platos. El motor, cuya función es hacer girar los platos a grandes velocidades. Los componentes electrónicos (dentro del disco duro), son capaces de manejar la interfaz con la computadora, permitiendo el envío y recepción de datos. También podemos encontrar las carcasas, que es lo que protege al disco duro de daños extremos.
Plato del Disco Duro
Cabeza del Disco Duro
La cabeza en un disco duro es un componente fundamental en la computadora encargado de leer y escribir información en los platos. Hay una cabeza para cada cara de los platos, lo que permite acceso simultáneo a los datos en ambas superficies. Estas cabezas flotan a una distancia extremadamente pequeña sobre los platos mientras giran a altas velocidades, utilizando campos magnéticos para detectar cambios en la magnetización. Cuando se necesita almacenar datos, la cabeza escribe información en forma de patrones magnéticos. Por tanto, la cabeza es esencial para la operación del disco duro, ya que facilita la interacción con la información almacenada.Cilindro del Disco Duro
Caras, Pistas y Sectores del Disco Duro
Cara: Cada plato del disco duro tiene dos caras, una en cada lado, que se utilizan para almacenar datos. Ambas superficies son aprovechadas para guardar información, lo que aumenta la capacidad de almacenamiento.
Pista: Las pistas son círculos concéntricos en las caras de los platos. Organizan los datos de manera estructurada. Cada cara contiene varias pistas, numeradas para identificar y localizar los datos más fácilmente.Sector: Un sector es la división más pequeña de una pista, y contiene una cantidad específica de datos, generalmente 512 bytes. Las pistas se dividen en sectores, lo que facilita el acceso y almacenamiento de la información en el disco.
Master Boot Record en el Disco Duro
El Master Boot Record, o MBR, es una sección esencial del disco duro que contiene información importante para iniciar el sistema operativo. Está ubicado en el primer sector del disco, el MBR contiene un programa de arranque y una tabla de particiones. Esta tabla indica cómo está organizado el disco y cuáles son las particiones disponibles. Al encender la computadora, el sistema busca el MBR para cargar el sistema operativo desde la partición correspondiente. Si el MBR está dañado o corrupto, puede impedir que la computadora inicie correctamente, por lo que es fundamental para el arranque del sistema.Puerto USB
Un puerto USB es un conector que permite la conexión de diversos dispositivos a una computadora o a otros equipos electrónicos. Su función principal es transferir datos y energía entre los dispositivos. Gracias a esta conexión, es posible utilizar periféricos como teclados, ratones, impresoras y unidades de almacenamiento externo. La versatilidad del puerto USB lo convierte en un estándar para la conectividad, permitiendo que múltiples dispositivos se conecten y se comuniquen de manera eficiente y rápida. Además, su diseño facilita la conexión y desconexión, lo que resulta práctico para los usuarios.
Operación de los puertos USB
El funcionamiento del puerto USB implica la transmisión de datos mediante un protocolo común. Cuando un dispositivo se conecta, el puerto USB establece una comunicación mediante señales eléctricas bien definidas. Esta comunicación permite la transferencia de información entre la computadora y el dispositivo, ya sea enviando datos o recibiendo instrucciones específicas. Además, el puerto USB proporciona energía al dispositivo conectado, lo que permite que funcione sin necesidad de baterías adicionales. Este proceso de plug-and-play garantiza que el dispositivo sea reconocido automáticamente por el sistema operativo de la computadora, lo que facilita su uso inmediato y eficiente.
Significado de las siglas "USB"
Puerto COM1
El puerto COM1 es un puerto de comunicación serie en una computadora que se utiliza para conectar dispositivos externos, como módems, ratones antiguos o impresoras. Este puerto permite la transmisión de datos de forma secuencial, un bit a la vez, a través de un solo canal de comunicación. El puerto COM1 es fundamental para la interacción con dispositivos que requieren una conexión más simple y lenta que la ofrecida por los puertos modernos como USB. Aunque su uso ha disminuido, sigue siendo útil en ciertos entornos industriales y técnicos que dependen de equipos antiguos.
Proceso y nombre
El puerto COM1, también conocido como "Puerto Serie", fue designado bajo este nombre por IBM (International Business Machines Corporation) en las primeras computadoras personales que desarrollaron. Funciona transmitiendo y recibiendo datos de manera secuencial a través de una línea de comunicación, lo que lo diferencia de otros tipos de puertos más rápidos. Este tipo de puerto es más lento comparado con los actuales, pero su estabilidad lo hizo popular en los primeros días de la computación, especialmente para la conexión de módems y otros equipos. Aunque es menos común hoy en día, aún se usa en algunos sistemas especializados o antiguos.
Puerto PS/2
El puerto PS/2 es una conexión estándar que se utilizaba en computadoras para conectar periféricos como teclados y ratones. Este puerto es de forma circular y tiene seis pines, lo que permite la transmisión de datos entre el dispositivo y la computadora. Fue muy común en los años 90 y principios de los 2000, pero hoy en día ha sido reemplazado en su mayoría por puertos USB. El puerto PS/2 funciona mediante señales eléctricas que permiten la comunicación rápida y precisa entre el periférico y la computadora, lo que aseguraba una respuesta inmediata durante el uso, sin necesidad de configuraciones adicionales.
Significado de las siglas "PS/2"
Puerto LPT1
El puerto LPT1, también conocido como Line Print Terminal 1, es un puerto paralelo que se utilizaba en computadoras para conectar dispositivos o periféricos, como las impresoras. Este tipo de puerto se caracteriza por su conector de 25 pines y formaba parte de la serie de estándares de comunicación que permitían la interacción entre la computadora y los periféricos. Aunque era común en equipos más antiguos, su uso ha disminuido debido a la aparición de tecnologías más avanzadas. En la actualidad, el puerto LPT1 es considerado obsoleto y rara vez se encuentra en computadoras modernas o dispositivos actuales.Power Supply
Conector Berg
El conector Berg, también denominado conector de alimentación Berg, se utiliza principalmente para proporcionar energía a dispositivos de almacenamiento, como discos duros y disqueteras. Este conector, de diseño compacto, generalmente cuenta con cuatro pines que facilitan su conexión a la fuente de alimentación. A pesar de haber sido superado por conectores más modernos, como el SATA, el Berg sigue siendo relevante en sistemas más antiguos y en ciertas aplicaciones. Su diseño simple y funcional lo convierte en una opción confiable para garantizar que los dispositivos de almacenamiento reciban la energía necesaria para su operación.
Conector Molex
El conector Molex es uno de los componentes más fundamentales en el sistema de alimentación de una computadora, y se utilizaba principalmente para discos duros y unidades ópticas. Generalmente tiene cuatro pines y se destaca por su robustez y facilidad de uso. Si bien Molex fue durante mucho tiempo un estándar para alimentar componentes internos, principalmente ha sido sucedido por diseños más modernos, como el conector SATA. Sin embargo, todavía máquina en ciertos contextos y aún ayuda muchas fuentes de poder, entonces, constituye un hito importante en la historia de la evolución de la energética de las computadoras.
La Tecnología ATX
La tecnología ATX (Advanced Technology eXtended) es un diseño introducido por Intel en 1995 para las motherboard y las distintas fuentes de alimentación de los ordenadores. Este diseño y formato cambió la disposición de los componentes, mejorando la accesibilidad de las conexiones. ATX determina las dimensiones de las motherboard, la disposición de los conectores y el diseño de la fuente de alimentación, garantizando la compatibilidad entre diferentes componentes. También hizo posible añadir funciones modernas como la gestión de la energía y la conexión de múltiples dispositivos, convirtiéndose en una parte fundamental en la industria de los ordenadores.La Tecnología TX
La tecnología TX, o Advanced Technology eXtended, es una variante del estándar ATX que se centra en optimizar la refrigeración y el diseño interno de las computadoras. Este estándar se caracteriza por un tamaño de la motherboard más compacto y una mejor distribución de los componentes, lo que favorece la circulación del aire y el acceso a los puertos. Aunque no es tan común como el ATX, la tecnología TX se utiliza en ciertos sistemas de escritorio que requieren un diseño más eficiente y reducido. Su enfoque en el rendimiento y la eficiencia térmica sigue marcando tendencias en el diseño moderno de computadoras.

















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