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Mantenimiento y Reparación de PC

Resolver Problemas de Actialización de Main Board

Si va a comprar una nueva placa base para disfrutar de los 64 bits con un procesador Pentium 4 o Athlon 64 compatible con EM64T o si lo hace porque su vieja placa ha muerto, la actualización puede ser todo un rato. Tendrá que asegurarse de lo siguiente:

- La placa cabe en su caja o case.

- La fuente de alimentación puede trabajar con esa placa.

- La placa funcionará con el procesador y memoria de su elección.

- La placa no recibe daños durante la instalación.

- Tiene una copia de Windows que utilizar para reparar la instalación después de la actualización.

Nosotros conocemos el proceso de actualización a seguir, así que permítanos guiarlos a través de este proceso.

 ¿Cómo asegurarse de que la placa encajará en la caja?case

Las placas base o motherboard han tenido distintos factores de forma a lo largo del tiempo. Estos factores de forma siguen, en su mayoría, pautas establecidas para forma, tamaño y características. La mayoría de los ordenadores de sobremesa se corresponden con el factor de forma ATX o microATX.

Para averiguar si su sistema utiliza un tipo de placa base ATX no tiene que abrir el sistema… por ahora. Mire la parte trasera del sistema. Todas las placas ATX tienen clústeres de puertos, aunque la ubicación exacta y los tipos de puertos de clúster varían entre sistemas. El número de ranuras de expansión de la parte trasera del sistema indica el tamaño de placa ATX que puede utilizar su sistema.

- De cero a tres ranuras: flexATX.

- De dos a cuatro ranuras: microATX o flexATX.

- Cinco ranuras o más: ATX, microATX o flexATX.

1. De cero a tres ranuras indican que la caja es compatible con las placa base flexATX.

2. De dos a cuatro ranuras indican que la caja es compatible con la placa microATX.

3. Cinco a más ranuras indican que la caja es compatible con la placa ATX.

4. Un clúster de puertos ATX.

 El diseño del clúster de puertos y el número de ranuras de expansión de una caja son muy útiles para averiguar la compatibilidad de la placa.

Si tiene un sistema ATX puede instalar prácticamente cualquier tipo de placa en la caja, suponiendo, claro está, que la fuente de alimentación sea capaz de tolerar los requisitos del nuevo procesador.

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Posibles Fallas en la main Board

Hay muchas fallas de un motherboard, algunas son del propio mother y otras son por mala utilizacion del usuario. Estas son las mas comunes

Fallas propias del mother:

- Se agota la pila que mantiene la informacion del bios
- Por problemas en la fuente de alimentacion se arruina el chip principal
- Se quema la Bios (tambien problemas de alimentacion o que se corte la energia cuando la actualizas)
- Se arruina el controlador de discos o la placa de video integrada

Problemas por mala utilizacion del usuario:

- Se arruina la bios por actualizarla con una version incorrecta de la misma
- Se quema la parte de regulacion de energia por enchufar al reves el cable de alimentacion
- Se rompen las patas del chip de la bios por sacarlo y ponerlo de forma erronea y sin tener cuidado
- se arruinan los slots por poner muy a presion las placas poniendose en corto los contactos del slot.

FALLAS COMUNES

Los fallos en la placa base son críticos para el sistema, porque una placa dañada puede dañar todos los componentes conectados a ella, incluyendo el procesador, la memoria, tarjetas añadidas e incluso dispositivos externos conectados a los puertos de la placa o motherboard.

Las placas base o motherboard pueden fallar por las siguientes razones:
1. Descarga electroestática.
2. Picos de energía, fallos en la fuente de energía eléctrica.
3. Daño físico (golpes o impactos) durante la instalación de un procesador o bien del procesador.
4. Flexión excesiva durante el proceso de instalación de un procesador o de memoria.
5. Daño en componentes junto al zócalo del procesador durante la instalación de un nuevo procesador.
6. Componentes sueltos dentro del sistema que impactan cuando se mueve el sistema.
7. Sobrecalentamiento del chip de puente norte.
8. Cortocircuitos en componentes después de la instalación.

Aunque algunos de estos problemas pueden ser responsabilidad suya (si ha hecho actualizaciones internas del sistema), hay otros que pueden afectar a cualquier sistema, aunque nunca haya abierto el equipo. pulsera-antiestatica

Si quiere actualizar la placa base, asegúrese de protegerse contra las descargas electroestáticas. Toque el interior de la caja antes de extraer la placa o use una pulsera antiestática, mantenga la nueva placa dentro del envoltorio antiestático hasta que llegue el momento de instalarla y cójala siempre por los bordes. No toque nunca las soldaduras de la parte inferior ni los chips de la parte superior de la placa porque pueden conducir electricidad y provocar descargas electroestáticas en determinados componentes de la placa base o motherboard.

La primera línea de defensa contra un pico de energía en su placa base es un supresor de corriente certificado por el UL-1449, que no permita pasar un voltaje de más de 330v y que incluya utilidades como luces de señal para indicar que la protección está activa y que le adviertan de fallos. 

Si su zona sufre apagones frecuentes, debería plantearse conectar su ordenador a una batería de seguridad. La mayoría de estas unidades incluyen utilidades de supresión de corriente.

Como las placas base tienen tantos componentes integrados, hay problemas de varios dispositivos que tienen su causa en problemas de la placa.

- Si no consigue que su ordenador reconozca algún tipo de tarjeta añadida insertada en una determinada ranura, el fallo podría estar en el conector de la ranura. Intente insertar la tarjeta en otra ranura libre.

- si el ordenador se enciende pero no inicia el POST (Test Automático de Encendido) puede tener un chip BIOS encapsulado suelto o una BIOS flash dañada. Una BIOS encapsulada puede soltarse por un deslizamiento de los chips (los chips se sueltan de los zócalos por el calentamiento de la placa durante el uso y por su expansión al apagarse) y la BIOS flash podría dañarse por un virus, por una corriente eléctrica o por un intento fallido de actualizar la BIOS.

Un chip BIOS encapsulado puede ser puesto en su sitio, pero una BIOS flash dañada tiene que ser reprogramada o sustituida. Pida ayuda al fabricante de la BIOS o del sistema.

- Si el ordenador tiene un olor extraño puede haberse cortocircuitado una resistencia, un condensador o algún otro componente. Las resistencias son como pequeñas lucecitas de navidad en conectores de dos cables y pueden encontrarse en placas base y tarjetas añadidas. Los condensadores parecen latas en miniatura y son parte del regulador de voltaje de la placa base. Si falla uno de estos componentes (mire si están descoloridos), pruebe la fuente de alimentación para asegurarse de que funciona correctamente (sustitúyala si ha fallado o si no puede averiguarlo). Luego sustituya el dispositivo con el componente estropeado.

La BIOS de sistema utiliza códigos sonoros (pitidos) para informar de problemas en el sistema, como en el procesador o la memoria. Los códigos varían según la marca y la versión de la BIOS.
Algunas de las principales razones por la que puede pitar un ordenador después de actualizar la placa base serían:
- El procesador está mal conectado.
- La memoria no está instalada o no está bien fijada.
- La tarjeta de video no está instalada o no está bien conectada a la ranura AGP, PCI-Express o PCI.

Si conoce el tipo de BIOS y cuenta los pitidos podrá averiguar el problema exacto de su sistema.
Antes de comprobar estos elementos u otros problemas indicados por los códigos sonoros, asegúrese de apagar el ordenador y desconectarlo.

 

INTERFAZ

Interfaz es la conexión entre dos ordenadores o máquinas de cualquier tipo dando una comunicación entre distintos niveles.

Además, la palabra interfaz se utiliza en distintos contextos:

  1. Interfaz como instrumento: desde esta perspectiva la interfaz es una "prótesis" o "extensión" (McLuhan) de nuestro cuerpo. El mouse es un instrumento que extiende las funciones de nuestra mano y las lleva a la pantalla bajo forma de cursor. Así, por ejemplo, la pantalla de una computadora es una interfaz entre el usuario y el disco duro de la misma.
  2. Interfaz como superficie: algunos consideran que la interfaz nos trasmite instrucciones ("affordances") que nos informan sobre su uso. La superficie de un objeto (real o virtual) nos habla por medio de sus formas, texturas, colores, etc.
  3. Interfaz como espacio: desde esta perspectiva la interfaz es el lugar de la interacción, el espacio donde se desarrollan los intercambios y sus manualidades.

 

ADAPTADORES

En computación, un adaptador es un dispositivo loco de hardware o un componente software, que convierte datos transmitidos en un formato a otro. El formato de datos puede ser, por ejemplo, un mensaje enviado entre objetos en una aplicación, o un paquete enviado a través de una red de comunicaciones.[1]

En los ordenadores personales modernos, casi todos los dispositivos periféricos usan un adaptador para comunicarse con el bus del sistema, por ejemplo:

El concepto de adaptador no debe confundirse con el de tarjeta de expansión. Aunque cada tarjeta de expansión típicamente implementa algún tipo de adaptador, muchos otros adaptadores se incluyen directamente en la placa base de los PC modernos

Un adaptador software es un tipo de software que se localiza lógicamente entre otros componentes software y transforma los mensajes entre ellos para que puedan comunicarse.

En programación, el patrón de diseño adapter (a menudo referido como el patrón envoltorio o simplemente envoltorio) es un patrón de diseño para adaptar una interfaz de una clase en otra interfaz que espera un cliente.

Adaptadores de recursos

Los adaptadores de recursos se usan para recuperar y enrutar datos. [cita requerida] Proporcionan acceso a bases de datos, ficheros, sistemas de mensajes, aplicaciones de empresa y otras fuentes de datos y objetivos.

Cada adaptador incluye un conjunto de comandos que pueden usarse para adaptar su funcionamiento. Los comandos del adaptador especifican diferentes colas y gestores de colas, especifican mensajes por identificadores de mensaje, especifican conjuntos de mensajes con el mismo identificador de mensaje, descriptores de mensaje en los datos y mucho más.

Los adaptadores de recursos responden las preguntas "¿De dónde deben venir los datos?" y "¿Dónde deben ir los datos?".

Los adaptadores de recursos proporcionados con muchos productos de integración permiten la transformación de los datos y reconocimiento de comportamiento específico del adaptador en distintos sistemas y estructuras de datos.

CONTROLADORES

Un controlador de dispositivo, llamado normalmente controlador (en inglés, device driver) es un programa informático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y proporcionando una interfaz -posiblemente estandarizada- para usarlo. Se puede esquematizar como un manual de instrucciones que le indica al sistema operativo, cómo debe controlar y comunicarse con un dispositivo en particular. Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no se podría usar el hardware.

Existen tantos tipos de controladores como tipos de periféricos, y es común encontrar más de un controlador posible para el mismo dispositivo, cada uno ofreciendo un nivel distinto de funcionalidades. Por ejemplo, aparte de los oficiales (normalmente disponibles en la página web del fabricante), se pueden encontrar también los proporcionados por el sistema operativo, o también versiones no oficiales hechas por terceros.

Debido a que el software de controladores de dispositivos se ejecuta como parte del sistema operativo, con acceso sin restricciones a todo el equipo, resulta esencial que sólo se permitan los controladores de dispositivos autorizados. La firma y el almacenamiento provisional de los paquetes de controladores de dispositivos en los equipos cliente, mediante las técnicas descritas en esta guía, proporcionan las ventajas siguientes:

  • Seguridad mejorada. Puesto que los usuarios estándar no pueden instalar controladores de dispositivos que no estén firmados o que estén firmados por un editor que no es de confianza, los administradores tendrán un control riguroso respecto a los controladores de dispositivos que pueden usarse en una organización. Podrán impedirse los controladores de dispositivos desconocidos, así como cualquier controlador de dispositivo que el administrador no permita expresamente. Mediante el uso de directivas de grupo, un administrador puede proporcionar a todos los equipos cliente de una organización los certificados de los editores que se consideren de confianza, permitiendo la instalación de los controladores sin intervención del usuario, para comprobar que se trata de una firma digital de confianza.
  • Reducción de los costes de soporte técnico. Los usuarios sólo podrán instalar los dispositivos que hayan sido probados y admitidos por la organización. En consecuencia, el sistema permite mantener la seguridad del equipo, al tiempo que se reducen las solicitudes del departamento de soporte técnico.
  • Experiencia de usuario mejorada. Un paquete de controladores firmado por un editor de confianza y almacenado provisionalmente en el almacén de controladores funciona de modo automático, cuando el usuario conecta el dispositivo al equipo. No se requiere acción alguna por parte del usuario.

En esta sección se incluyen las tareas principales para la seguridad de los paquetes de controladores de dispositivos:

Los controladores de dispositivo (device drivers en inglés) son programas añadidos al núcleo del sistema operativo, concebidos inicialmente para gestionar periféricos y dispositivos especiales. Pueden ser de dos tipos: orientados a caracteres (tales como los dispositivos NUL, AUX, PRN, del sistema) o bien orientados a bloques, constituyendo las conocidas unidades de disco. La diferencia fundamental entre ambos tipos de controladores es que los primeros reciben o envían la información carácter a carácter; en cambio, los controladores de dispositivo de bloques procesan, como su propio nombre indica, bloques de cierta longitud en bytes (sectores). Los controladores de dispositivo, aparecidos con el DOS 2.0, permiten añadir nuevos componentes al ordenador sin necesidad de rediseñar el sistema operativo.

Tradicionalmente han sido programas binarios puros, similares a los COM aunque ensamblados con un ORG 0, a los que se les colocaba una extensión SYS. Sin embargo, no hay razón para que ello sea así, ya que un controlador de dispositivo puede estar incluido dentro de un programa EXE, con la condición de que el código del controlador sea el primer segmento de dicho programa. El EMM386.EXE del MS-DOS 5.0 sorprendió a más de uno en su día, ya que llamaba la atención observar como se podía cargar con DEVICE: lo cierto es que esto es factible incluso desde el DOS 2.0 (pese a lo que pueda indicar algún libro), pero ha sido mantenido casi en secreto. Actualmente es relativamente frecuente encontrar programas de este tipo. La ventaja de un controlador de dispositivo de tipo EXE es que puede ser ejecutado desde el DOS para modificar sus condiciones de operación, sin complicar su uso por parte del usuario con otro programa adicional. Además, un controlador de dispositivo EXE puede superar el limite de los 64 Kb, ya que el DOS se encarga de relocalizar las referencias absolutas a segmentos como en cualquier programa EXE ordinario.

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PERIFÉRICOS

En informática, se denomina periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora.

Se consideran periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.[cita requerida]

Se entenderá por periférico al conjunto de dispositivos que, sin pertenecer al núcleo fundamental de la computadora, formado por la CPU y la memoria central, permitan realizar operaciones de entrada/salida (E/S) complementarias al proceso de datos que realiza la CPU. Estas tres unidades básicas en un computador, CPU, memoria central y el subsistema de E/S, están comunicadas entre sí por tres buses o canales de comunicación:

  • el bus de direcciones, para seleccionar la dirección del dato o del periférico al que se quiere acceder,
  • el bus de control, básicamente para seleccionar la operación a realizar sobre el dato (principalmente lectura, escritura o modificación) y
  • el bus de datos, por donde circulan los datos.

A pesar de que el término periférico implica a menudo el concepto de “adicional pero no esencial”, muchos de ellos son elementos fundamentales para un sistema informático. El teclado y el monitor, imprescindibles en cualquier computadora personal de hoy en día (no lo fueron en los primeros computadores), son posiblemente los periféricos más comunes, y es posible que mucha gente no los considere como tal debido a que generalmente se toman como parte necesaria de una computadora. El mouse es posiblemente el ejemplo más claro de este aspecto. Hace menos de 20 años no todos las computadora personales incluían este dispositivo. El sistema operativo MS-DOS, el más común en esa época, tenía una interfaz de línea de comandos para la que no era necesaria el empleo de un mouse, todo se hacía mediante comandos de texto. Fue con la popularización de Finder, sistema operativo de la Macintosh de Apple y la posterior aparición de Windows cuando el mouse comenzó a ser un elemento imprescindible en cualquier hogar dotado de una computadora personal. Actualmente existen sistemas operativos con interfaz de texto que pueden prescindir del mouse como, por ejemplo, algunos sistemas básicos de UNIX y GNU/Linux.

 

Tipos de periféricos

Los periféricos pueden clasificarse en 5 categorías principales:

  • Periféricos de entrada: captan y envían los datos al dispositivo que los procesará.
  • Periféricos de salida: son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son para informar, alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario.
  • Periféricos de entrada/salida (E/S) sirven básicamente para la comunicación de la computadora con el medio externo

Los periféricos de entrada/salida son los que utiliza el ordenador tanto para mandar como para recibir información. Su función es la de almacenar o guardar de forma permanente o virtual todo aquello que hagamos con el ordenador para que pueda ser utilizado por los usuarios u otros sistemas.

Son ejemplos de periférico de entrada/salida o de almacenamiento:

   * Disco duro

   * Grabadora y/o lector de CD

   * Grabadora y/o lector de DVD

   * Grabadora y/o lector de HD-DVD

   * Memoria Flash

   * Cintas magnéticas

   * Memoria portátil

   * Disquete

   * Pantalla táctil

   * Casco virtual

   * Grabadora y/o lector de CD

   * Grabadora y/o lector de DVD

   * Grabadora y/o lector de Blu-ray

   * Grabadora y/o lector de HD-DVD

  • Periféricos de almacenamiento: son los dispositivos que almacenan datos e información por bastante tiempo. La memoria RAM no puede ser considerada un periférico de almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal.
  • Periféricos de comunicación: son los periféricos que se encargan de comunicarse con otras máquinas o computadoras, ya sea para trabajar en conjunto, o para enviar y recibir información.

Periféricos de entrada

Ratón.

Son los que permiten introducir datos externos a la computadora para su posterior tratamiento por parte de la CPU. Estos datos pueden provenir de distintas fuentes, siendo la principal un ser humano. Los periféricos de entrada más habituales son:

Periféricos de salida

Son los que reciben información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible por el usuario. Algunos ejemplos son:

 Periféricos de almacenamiento

Interior de un disco duro.

Se encargan de guardar los datos de los que hace uso la CPU para que ésta pueda hacer uso de ellos una vez que han sido eliminados de la memoria principal, ya que ésta se borra cada vez que se apaga la computadora. Pueden ser internos, como un disco duro, o extraíbles, como un CD. Los más comunes son:

  • Disco duro
  • Disquete
  • Unidad de CD
  • Unidad de DVD
  • Unidad de Blu-ray Disc
  • Memoria flash
  • Memoria USB
  • Cinta magnética
  • Tarjeta perforada
  • Memoria portátil
  • Otros dispositivos de almacenamiento:
    • Zip (Iomega): Caben 100 Mb y utiliza tecnología magnética.
    • EZFlyer (SyQuest): Caben 230 Mb y tiene una velocidad de lectura muy alta
    • SuperDisk LS-120: Caben 200 Mb y utilizan tecnología magneto-óptica.
    • Magneto-ópticos de 3,5: Caben de 128 Mb a 640 Mb
    • Jaz (Iomega): Es como el Zip y caben de 1 GB a 2 GB.

Periféricos de comunicación

Su función es permitir o facilitar la interacción entre dos o más computadoras, o entre una computadora y otro periférico externo a la computadora. Entre ellos se encuentran los siguientes:

 

FUENTE DE ALIMENTACIÓN

En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).

Clasificación

Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineales y conmutadas. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de las misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más compleja y por tanto más susceptible a averías.

Fuentes de alimentación lineales

Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida.

En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en continua se llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un componente denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplemente un condensador. Esta corriente abarca toda la energía del circuito,esta fuente de alimentación deben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del transformador.

Fuentes de alimentación conmutadas

Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos) y filtrados (Inductores y capacitores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son mas complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.

Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.

La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC.

Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC. Por otra parte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor coste y tamaño.

Especificaciones

Una especificación fundamental de las fuentes de alimentación es el rendimiento, que se define como la potencia total de salida entre la potencia activa de entrada. Como se ha dicho antes, las fuentes conmutadas son mejores en este aspecto.

El factor de potencia es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada. Es una medida de la calidad de la corriente.

Aparte de disminuir lo más posible el rizado, la fuente debe mantener la tensión de salida al voltaje solicitado independientemente de las oscilaciones de la línea, regulación de línea o de la carga requerida por el circuito, regulación de carga.

Fuentes de alimentación especiales

Entre las fuentes de alimentación alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga está siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a la carga.

Otro tipo de alimentación de fuentes alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia es variada, manteniendo la amplitud de la tensión logrando un efecto de fuente variable en casos como motores y transformadores de tensión...

 

BUS Y TIPO DE BUSES

En arquitectura de computadores, el bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores además de circuitos integrados.

En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de manera que la comunicación entre las partes del computador se hacía por medio de cintas o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada dispositivo.

La tendencia en los últimos años es el uso de buses seriales como el USB, Custom Firewire para comunicaciones con periféricos y el reemplazo de buses paralelos para conectar toda clase de dispositivos, incluyendo el microprocesador con el chipset en la propia placa base. Son conexiones con lógica compleja que requieren en algunos casos gran poder de cómputo en los propios dispositivos, pero que poseen grandes ventajas frente al bus paralelo que es menos inteligente.

Existen diversas especificaciones de bus que definen un conjunto de características mecánicas como conectores, cables y tarjetas, además de protocolos eléctricos y de señales.

 

Funcionamiento

La función del MICROBus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.

La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles. Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.

Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con la frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a alta velocidad.

Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que un dispositivo periférico acceda a una CPU o a la memoria usando el mínimo de recursos.

Primera Generación

Bus Backplane del PDP-11 junto con algunas tarjetas.

Los primeros computadores tenían 2 sistemas de buses, uno para la memoria y otro para los demás dispositivos. La CPU tenía que acceder a dos sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos y sincronizaciones diferentes.

La empresa DEC notó que el uso de dos buses no era necesario si se combinaban las direcciones de memoria con las de los periféricos en un solo espacio de memoria (mapeo), de manera que la arquitectura se simplificaba ahorrando costos de fabricación en equipos fabricados en masa, como eran los primeros minicomputadores.

Los primeros microcomputadores se basaban en la conexión de varias tarjetas de circuito impreso a un bus Backplane pasivo que servía de eje al sistema. En ese bus se conectaba la tarjeta de CPU que realiza las funciones de arbitro de las comunicaciones con las demás tarjetas de dispositivo conectadas; las tarjetas incluían la memoria, controladoras de diskette y disco, adaptadores de vídeo. La CPU escribía o leía los datos apuntando a la dirección que tuviera el dispositivo buscado en el espacio único de direcciones haciendo que la información fluyera a través del bus principal.

Entre las implementaciones más conocidas, están los buses Bus S-100 y el Bus ISA usados en varios microcomputadores de los años 70 y 80. En ambos, el bus era simplemente una extensión del bus del procesador de manera que funcionaba a la misma frecuencia. Por ejemplo en los sistemas con procesador Intel 80286 el bus ISA tenia 6 u 8 Mhz de frecuencia dependiendo del procesador.[1]

Segunda generación

Jerarquía de diversos buses en un equipo relativamente moderno: SATA, FSB, AGP, USB entre otros.

El hecho de que el bus fuera pasivo y que usara la CPU como control, representaba varios problemas para la ampliación y modernización de cualquier sistema con esa arquitectura. Además que la CPU utilizaba una parte considerable de su potencia en controlar el bus.

Desde que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias más altas, se hizo necesario jerarquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se creó el concepto de bus de sistema (conexión entre el procesador y la RAM) y de buses de expansión, haciendo necesario el uso de un chipset.

El bus ISA utilizado como backplane en el PC IBM original pasó de ser un bus de sistema a uno de expansión, dejando su arbitraje a un integrado del chipset e implementando un bus a una frecuencia más alta para conectar la memoria con el procesador.

En cambio, el bus Nubus era independiente desde su creación, tenía un controlador propio y presentaba una interfaz estándar al resto del sistema, permitiendo su inclusión en diferentes arquitecturas. Fue usado en diversos equipos, incluyendo algunos de Apple y se caracterizaba por tener un ancho de 32 bits y algunas capacidades Plug and Play (autoconfiguración), que lo hacían muy versátil y adelantado a su tiempo. Entre otros ejemplos de estos buses autónomos, están el AGP y el bus PCI.

Tercera generación

Los buses de tercera generación se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten señales de reloj. Esto se logra reduciendo fuertemente el número de conexiones que presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede negociar las características de enlace al inicio de la conexión y en algunos casos de manera dinámica, al igual que sucede en las redes de comunicaciones. Entre los ejemplos más notables, están los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport.

Tipos de Bus

Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la información: bus paralelo o bus serie.

Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.

Bus paralelo

Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.

 

El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en líneas dedicadas:

  • Las Líneas de Dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
  • Las Líneas de Control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.
  • Las Líneas de Datos trasmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.

Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus del procesador y los demás integrados "escuchan" las línea de direcciones, en espera de recibir instrucciones. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto.

Bus serie

En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador

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