La tarjeta o placa madre, en inglés motherboard, permite integrar a todos los componentes de la computadora y se trata de un circuito impreso compuesto por varios conectores. Existen distintos tipos de motherboard, entre ellas:
Placa AT: esta placa es la utilizada por IBM AT INC y fue creada en el año 1984. Su tamaño es de aproximadamente 305 mm de ancho por 300 a 330 mm de profundidad. Esta tarjeta resulta ser de gran tamaño para las unidades de disco más avanzadas, por lo que no puede introducirse en ellas. Otra desventaja que presenta es que suele inducir errores por medio de su conector con la fuente de alimentación. En la actualidad, este tipo de placas madre no se utiliza para la producción de ninguna computadora.
Placa Baby AT: esta placa fue creada en el año 1985 y si bien es de menor tamaño que la AT, su funcionalidad es muy similar. Mide 216 mm de ancho por 244 a 330 mm de profundidad esto lo que permite es una mayor facilidad para introducirlas en las cajas más pequeñas, por lo que tuvieron mucho éxito en el mercado. De todas maneras, este modelo presenta fallas muy similares al anterior. Entre ellas, el tener un gran número de cables que no permiten una correcta ventilación así como también presentar el micro distanciado de la entrada de alimentación.
Placa ATX: esta es creada en el año 1995 por Intel. Su tamaño es de 305 mm de ancho por 204 mm de profundidad. Este modelo logró superar las desventajas presentes en los otros dos. En esta placa, los puertos más utilizados se ubican de forma opuesta al de los slots de aplicación. El puerto DIN 5 del teclado se vio reemplazado por las tomas TS/2 de mouse y teclado, y se lo ubicó en mismo lado que los otros puertos. Lo que esto permitió fue que numerosas tarjetas puedan ser introducidas en la placa madre, disminuyendo costos y optimizando la ventilación.
Placa micro AXT: este formato presenta un tamaño reducido, que no supera los 244 mm de ancho por los 244 mm de profundidad. Al ser tan pequeña, solo presenta espacio para 1 o 2 slots AGP y/o PCI. Es por esto que suelen agregarse puertos USB o FireWire. Esta es la placa más moderna que existe actualmente.
Primera placa madre y su historia
En 1941 comenzó a funcionar el primer ordenador electrónico, el Colossus. Desde aquel primer ordenador hasta nuestros días, son muchos los aspectos que han cambiado en el mundo de la informática y computación, sin embargo, desde la creación de la E.N.I.A.C. se sigue manteniendo la arquitectura Von Neumann. Básicamente, esta arquitectura hace de la computadora la máquina que todos conocemos, una entrada de información, un procesamiento de la información con las instrucciones almacenadas en una memoria, y una salida de la información procesada.
Las primeras tarjetas madre, o computadoras en una tarjeta, como se les llamaba en aquel entonces, integraban la funcionalidad elemental para su propio funcionamiento, y generalmente eran ingenios de laboratorio. La primera computadora en una tarjeta que llegó al mercado fue la MITS Altair 8800 en 1974, que contaba con una tarjeta base para incorporar el procesador, la RAM y su circuitería de soporte, en un transporte de datos S-100. En 1975 la Mycron 1 llega al mercado, con algunas mejoras.
Una placa base típica admite los siguientes componentes:
Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento.
El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador y lo conecta con el resto de componentes a través de la placa base.
Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas base comunes.
El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica,unidad de almacenamiento secundario, etc.).
Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur (southbridge). El primero gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico. Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria en el interior del procesador.
Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.
La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.
La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.
La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema operativo.
El bus (también llamado bus interno o en inglés front-side bus'): conecta el microprocesador al chipset, está cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.
El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen:
Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del USB
Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.
Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.
Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.
Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros, unidades de estado sólido y unidades de disco óptico.
Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.
Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.
Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglésIntegrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.
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