Este documento describe los componentes básicos necesarios para armar una computadora personal (PC), incluyendo la tarjeta madre, procesador, memoria RAM, gabinete, fuente de poder, disco duro, unidad óptica, teclado, ratón y tarjetas de video y sonido. También explica los factores de forma más comunes para tarjetas madres como ATX, Micro-ATX y Flex-ATX, así como los roles del northbridge y southbridge en el chipset de la tarjeta madre.

1. Selección de componentes para
ensamble de equipos de cómputo
M.C. Edgar Omar Bañuelos Lozoya
omar.itparral@gmail.com
Noviembre, 2009

2. Componentes del sistema

3. ¿Qué es lo necesario para armar un PC
básica?
• Es el núcleo del sistema. Realmente es la PC; todo lo demás se conecta a ella y controla al sistema
entero.
– Tarjeta madre.
• Es referido a menudo como el “motor” de la computadora. También se conoce como CPU (Unidad
Central de Procesamiento)
– Procesador.
• Es de tipo de acceso aleatorio. Contiene todos los programas y datos que el procesador usa en un
momento dato.
– Memoria RAM.
• Es el “armazón” que aloja la tarjeta madre, la fuente de poder, las unidades de disco, las tarjetas
adaptadoras y el resto de los componentes del sistema.
– Gabinete (chasis).
• Proporciona electricidad a cada una de las partes de la PC.
– Fuente de poder.
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4. ¿Qué es lo necesario para armar un PC
básica? (2)
• Es el principal medio de almacenamiento de archivos del sistema.
– Disco duro.
• Son dispositivos de medio óptico removible de alta capacidad.
– Unidad CD/DVD.
• Es el dispositivo principal para que el usuario se comunique y tenga control sobre el sistema.
– Teclado.
• Aunque en el mercado actual existen varios tipos de dispositivos apuntadores, este es el primero y
más popular de todos ellos.
– Ratón.
• Controla la información que usted puede ver en el monitor.
– Tarjeta de vídeo.
• Además:
– Monitor (pantalla), Tarjeta de sonido, Altavoces (bocinas), Tarjeta de
red.
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5. Tarjeta madre

6. Factor de forma
• Está constituido por las proporciones y el tamaño
físicos de la tarjeta madre, y determina el tipo de
gabinete en el que ésta puede ser instalada.
• Algunos son estándares (lo que significa que
todas las tarjetas madre con el mismo factor son
intercambiables), mientras que otros no lo son
realmente y, por lo tanto, no son intercambiables.
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7. Factores de forma más conocidos
• Obsoletos:
– Baby-AT.
– AT normal.
– LPX (no completamente estándar).
• Modernos:
– ATX.
– Micro-ATX.
– Flex-ATX.
– NLX.
– WTX.
• El resto:
– Diseños no estándar (de propietario).
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8. Factores de forma modernos
• ATX.
– Empleado en sistemas de escritorio estándar. Es el factor de forma más común
en la actualidad y también el de diseño más flexible.
• Micro-ATX.
– Sistemas de escritorio o minitorre de bajo precio.
• Flex-ATX.
– Sistemas pequeños de escritorio o minitorre de más bajo precio.
• NLX.
– Sistemas de escritorio o minitorre para oficinas; con tarjeta Ethernet 10/100
integrada; de fácil y rápido mantenimiento.
• WTX.
– Estaciones de trabajo de alto rendimiento, servidores medianos.
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9. Factor de forma ATX
• Es la evolución de los diseños Baby-AT y LPX. Mejorándolos en varios aspectos:
– Panel de conectores de E/S externo, integrado y de doble altura.
• Evita la necesidad de cables que vayan de los conectores internos a la parte trasera del gabinete, como
sucedía en los Baby-AT.
– Conector interno de suministro eléctrico de una sola posición.
• Incluye un conector recubierto de una sola posición, fácil de conectar y que no puede ser conectado
incorrectamente. Esto evita volar la tarjeta madre por colocarlo al revés, como podía suceder en los
Baby-AT.
– Memoria y procesador reubicados.
• De tal forma que ofrezcan un acceso más fácil, sin necesidad de quitar alguna de las tarjetas
instaladas. Se reubican muy cerca de la fuente de poder y del ventilador principal del sistema,
favoreciendo el flujo de aire y dando espacio para el uso de un enorme disipador pasivo de calor sobre
el procesador.
– Conectores internos de E/S reubicados.
• Los conectores para unidades de disco duro y flexible se colocaron cerca de las bahías para las
unidades. Esto permite que los cables correspondientes sean mucho más cortos y el acceso a los
conectores no requiera del retiro de tarjetas o unidades.
– Enfriamiento mejorado.
• El diseño ATX en principio especificaba que el ventilador debía insuflar el gabinete, y no sacar aire de
él. Este flujo inverso, o diseño de presión positiva, presuriza el gabinete, lo cual minimiza la intrusión y
acumulación de polvo. Recientemente se revisó la especificación y la mayoría de los ventiladores de
sistemas ATX funcionan en la forma convencional: extrayendo el aire del gabinete, lo cual se conoce
como diseño de presión negativa.
– Costo más bajo de fabricación.
• El diseño ATX emplea un solo conector de suministro eléctrico y permite el uso de cables internos para
unidades más cortos. Todo esto contribuye a reducir el costo de la tarjeta madre y del sistema
completo, incluyendo, desde luego, al gabinete y a la fuente de poder.
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10. Factor de forma Micro-ATX
• Es un paso evolutivo del ATX para sistemas más
pequeños y menos costosos.
• El tamaño, reducido si se compara con la ATX
estándar, permite el uso de un gabinete, una
tarjeta madre y una fuente de poder (SFX,
opcional) más pequeños, lo que reduce su costo.
• Presenta compatibilidad hacia atrás con el factor
de forma ATX y puede ser empleado en gabinetes
ATX de tamaño normal.
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11. Factor de forma Flex-ATX
• Complemento de la especificación Micro-ATX.
• Es una variante más pequeña, diseñada para
equipos sumamente baratos, caseros,
pequeños y dirigidos a usuarios menos
especializados.
• Admite sólo procesadores de socket, no de
ranura.
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12. Resumen de factores de forma ATX
Factor de forma Anchura máxima Profundidad máxima
ATX 305 mm (12.0”) 244 mm (9.6”)
Mini-ATX 284 mm (11.2”) 208 mm (8.2”)
Micro-ATX 244 mm (9.6”) 244 mm (9.6”)
Flex-ATX 229 mm (9.0”) 191 mm (7.5”)
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13. Factor de forma NLX
• La tarjeta madre se inserta en una tarjeta vertical. Esto
significa que puede ser retirada del sistema sin
perturbar la disposición de la tarjeta vertical o alguna
de las tarjetas de expansión.
• No tiene, literalmente, cables internos o conectores en
ella, estos se conectan a la tarjeta vertical.
• Es posible deslizar la tarjeta madre sin desconectar un
solo cable o conector.
• Su diseño facilita y agiliza el servicio, ya que es posible
reemplazar e intercambiar componentes rápidamente.
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14. Actividades
• Investigar las características del factor de forma WTX.
(subir entrada al blog) (5%).
• Investigar los principales fabricantes (al menos cuatro)
de tarjetas madre y el nombre y características de su
producto estrella (incluyendo precio). Agregar una
tabla comparativa con al menos 5 aspectos (subir
entrada al blog) (10%).
• NOTA. La redacción debe ser en forma de análisis, no
copy-paste directo, incluyan referencias al final de la
entrada.
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15. Principales componentes de la
tarjeta madre
• Ranuras/sockets para procesador.
• Conjunto de chips.
• Bus del sistema y de e/s.
• Ranuras para memoria.
• Ranuras de expansión.
• BIOS.
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16. Ranuras/sockets para
procesador
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17. Ejemplo: Socket 7
• Diseñado para procesadores Pentium.
• 321 pines (distribuidos en un arreglo de 21 x 21).
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18. Conjunto de chips (chipset)
Un solo
Generador
de reloj
Controlador
de bus
Cronómetro
del sistema
Controles
DMA … chip
• Es en sí el núcleo de la tarjeta madre… dos tarjetas madre con
conjunto de chips idénticos funcionan exactamente igual.
• Constituye la conexión entre el procesador (cerebro) y todo lo
demás (médula espinal y demás ramificaciones nerviosas).
• Determina el tipo de procesador y su velocidad; la velocidad de los
buses; el tipo, cantidad y la velocidad de la memoria, y más…
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19. Conjunto de chips (chipset) (2)
• La arquitectura más común de chipset se compone de dos
chips, usualmente llamados north y south bridges.
• El north bridge y el south bridge se conectan por un bus que
comunmente es llamado canal de enlace (link channel):
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20. Conjunto de chips (chipset) (2)
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21. North Bridge
• Controla el flujo de datos entre el CPU, RAM y el puerto AGP.
• Como se observa, el chip tiene un disipador grande de calor por que comúnmente se
sobrecalienta debido a la gran cantidad de tráfico de datos que pasa por él.
• Aunque AGP se considera un puerto de E/S, en contraste con otros dispositivos E/S el
AGP se conecta al north bridge para estar lo más cerca posible a la RAM. Lo mismo pasa
con el PCI Express X16, el cual es el remplazo del AGP en las tarjetas madre modernas.
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22. South Bridge
• Incorpora un número de diferentes funciones de controlador.
• Se encarga de transferir los datos del disco duro y otros dispositivos E/S hacia
el north bridge utilizando el link channel.
• Físicamente está localizado cerca de las ranuras PCI.
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23. Fabricantes de chipset
• Intel.
• SiS.
• nVidia.
• ATI.
• Ali
• AMD
• VIA (taiwanesa, actual líder del mercado)
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24. Recordando… bus
• Ruta común a través de la cual los datos pueden viajar dentro de una
computadora.
• Esta ruta es usada con fines de comunicación entre componentes y puede
ser establecida entre dos o más elementos de una computadora.
• La PC organiza sus buses en una jerarquía.
• Son jerárquicos porque cada bus se conecta con el bus más rápido
siguiente.
• Todos los dispositivos del sistema están conectados con uno de los buses,
y algunos dispositivos (principalmente el conjunto de chips) actúan como
puentes entre los distintos buses.
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25. Principales buses
• Bus del procesador.
– También llamado bus frontal (FSB).
– Es el de mayor velocidad del sistema.
– Es empleado por el procesador para transferir información entre la caché y la memoria
principal y el North Bridge.
• Bus AGP.
– Asociado al puerto AGP (Puerto Acelerado de Gráficos).
– Bus de alta velocidad diseñado específicamente para una tarjeta de video.
– Esta conectado al North Bridge.
• Bus PCI.
– Asociado a los puertos PCI (Interfaz de Componentes Periféricos).
– Conectado, en la mayoría de las tarjetas madre, a una colección de cuatro o cinco ranuras.
– Las ranuras PCI permiten conectar periféricos de alta velocidad como tarjetas de red, tarjetas
de sonido, etc.
• Bus ISA
– Asociado a los puertos ISA (Arquitectura Estándar de la Industria).
– Obsoleto.
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26. Capas de un sistema PC
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27. Capas de un sistema PC (2)
• Los programas de aplicación se comunican con el sistema operativo mediante lo
que se conoce como una API (Interfaz para Programación de Aplicaciones).
• El sistema operativo se articula con la capa del BIOS, de tal forma que el sistema
operativo nunca se comunica directamente con el hardware; en su lugar, debe
recurrir siempre al controlador apropiado.
• Normalmente es responsabilidad del fabricante de hardware proporcionar
controladores para sus dispositivos.
• Dado que el sistema operativo percibe a la capa del BIOS siempre igual, no importa
cuál hardware esté detrás de ella (o abajo, según el punto de vista). Gracias a ello
es posible tener el mismo sistema operativo funcionando en una gran variedad de
PCs.
• En resumen, depende de la BIOS cubrir las diferencias entre el hardware
específico, de manera que el sistema operativo (y, subsecuentemente, la
aplicación) pueda ejecutarlo.
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28. BIOS
• Siglas de Sistema Básico de Entrada/Salida.
• Es una colección de programas incrustados en uno o más chips; esa
colección es lo primero que se carga cuando arranca su computadora;
antes, incluso, que el sistema operativo.
• Describe a todos los controladores de un sistema funcionando
conjuntamente para actuar como una interfaz ente el hardware y el
software del sistema operativo.
• Parte de la BIOS está quemada (grabada) en un chip ROM (memoria de
tipo no volátil de sólo lectura) de la tarjeta madre. Ésta es la parte central
de la BIOS; pero también incluye los chips ROM instalados en tarjetas
adaptadoras (como el de una tarjeta de vídeo), así como al software en
RAM proveniente de disco (controladores de dispositivos).
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29. Funciones principales de la BIOS
• POST. (Power On Self Test - AutoTest de Encendido). Es la serie de comprobaciones
que una computadora hace con sus dispositivos al iniciar el sistema. El
procedimiento POST comprueba que los dispositivos como unidades de disco,
memorias, teclado y otros, funcionen correctamente.
• Programa Setup. Programa operado por menú que se activa al oprimir una tecla
especial durante la POST. Mediante este programa es posible configurar la tarjeta
madre y el conjunto de chips, la fecha y la hora, contraseñas, secuencia de
unidades de arranque, entre otros.
• Cargador de instrucciones de arranque. Una rutina que lee las unidades de disco
en busca de un sector de arranque maestro válido. Este programa continúa el
proceso de inicio cargando el sector de arranque, el cual carga los archivos
nucleares del sistema operativo.
• BIOS. Colección de controladores usados para actuar como una interfaz básica
entre el sistema operativo y el hardware cuando el sistema arranca o cuando está
funcionando.
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30. Tipos de chips ROM
• ROM. Memoria de sólo lectura.
• PROM. Memoria programable de sólo lectura.
• EPROM. PROM borrable.
• EEPROM. PROM borrable eléctricamente, también conocida como
ROM flash. Hoy en día es el chip más común para guardar las
rutinas de la BIOS de la tarjeta madre.
Independientemente del tipo de ROM empleada por un sistema, los
datos almacenados en ella son no volátiles, y como tales
permanecerán indefinidamente, a menos que sean borrados o
sobrescritos intencionalmente (en los casos en que esto sea posible).
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31. Principales fabricantes de
BIOS
• AMI.
• Award.
• Microid Research (MR).
• Phoenix.
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32. Ejemplo de distribución de
componentes en una tarjeta madre.