Hardware. Placa Base

[Escucha este texto]

También conocida como placa madre o placa principal (motherboard o mainboard en inglés)
Es el Circuito impreso de mayor tamaño dentro de un PC.
A ella se conectan, directa o indirectamente todos los demás componentes de un PC.
Es una parte fundamental para montar cualquier computadora personal de escritorio o portátil o algún dispositivo como smartphones, etc.
Componentes:

Chipset (juego de Chips) es una serie o conjunto de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica, unidad de almacenamiento secundario, etcétera). El chipset, generalmente se divide en dos secciones:

Puente norte (Northbridge): gestiona la interconexión entre el microprocesador, la Memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico.
Puente sur (Southbridge): gestiona la interconexión entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico.

Reloj regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.
BIOS (Basic Input/Output System, Sistema básico de Entrada/Salida) un programa Firmware registrado en una memoria no volátil (Memoria ROM). 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 registro de arranque principal (MBR), o registradas en un disco duro o un dispositivo de estado sólido, cuando arranca el Sistema Operativo. Actualmente, las computadoras modernas sustituyen el MBR por la Tabla de particiones GUID (GPT) y el BIOS por Unified Extensible Firmware Interface (UEFI).
CMOS es una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad. Se encarga de gestionarla la BIOS.

Pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que este último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas, como la fecha, hora, secuencia de arranque...

GPU (Si tiene gráfica integrada) Graphics Processing Unit. Unidad de Proceso Gráfico. Se inventó como analogía a las siglas CPU. Una GPU puede ser incluso más potente que una CPU.
Controlador de disco - es el conjunto de circuitos integrados que tienen como función organizar la lectura y escritura en las unidades de disco en una computadora.

Controlador RAID es una tarjeta o chip ubicado entre el sistema operativo y las unidades de almacenamiento, generalmente unidades de disco duro. RAID proporciona redundancia de datos y/o mejora el rendimiento del disco duro. Un RAID también puede combinar varios discos duros en una sola unidad lógica. Así, en lugar de ver varios discos duros diferentes, el sistema operativo ve uno solo. Los RAID pueden usar variantes de división (stripping) de datos, lo que permite que varios discos atiendan simultáneamente las operaciones de lectura lineales, aumentando la tasa de transferencia sostenida.

Conectores internos:

Conectores de alimentación. Puede tener uno o varios de estos conectores de alimentación, por donde recibe la alimentación eléctrica de diferentes voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento.
Zócalo de CPU (Socket) es un receptáculo que encastra el Microprocesador o CPU y lo conecta con el resto de componentes a través del bus frontal de la placa base. Si la placa madre dispone de un único zócalo para microprocesador, se denomina monoprocesador. En cambio, si dispone de dos o más zócalos, se denomina placa multiprocesador.
Ranuras de expansión (Slots o Slots de expansión). Puntos de anclaje de las tarjetas de expansión y buses por los que se comunican las tarjetas de expansión con la placa base:

ISA (Industry Standard Architecture) interfaz antigua.
VESA (Video Electronics Standards Association) para gráficas antiguas.
AGP (Accelerated Graphics Port) para gráficas antiguas.
PCI (Peripheral Component Interconnect).
PCIe o PCI-Express, son los más recientes.

PCIe x1: 250MB/s
PCIe x4: 1GB/s (250MB/s x 4)
PCIe x16: 4GB/s (250MB/s x 16)

Ranuras de RAM o Ranuras de Memoria su número suele ser de 2 a 6 ranuras.
Conectores de unidades de dispositivos de almacenamiento:

IDE (también llamado Parallel ATA o P-ATA) obsoleto.
Serial ATA esta conexión lleva a cabo la transferencia de la información en serie.

SATA 1 llega hasta los 1,5Gb/s.
SATA 2 alcanza los 3 Gb/s.
SATA 3 alcanza los 6 Gb/s.
SATA Express alcanza los 2 GB/s.
eSATA conectores externos de color rojo.
mSATA que son mini SATA.

M2 para conectar discos duros sólidos del tipo M2 que alcanza los 32 Gb/s.

Conectores externos (cumplen normalmente con la norma PC 99):

Puerto serie o COM: Obsoleto. Conector de 9 pines alargado de dos hileras. Transmite la información bit a bit: sólo uno de cada vez. Esto hace que sea una conexión bastante lenta, por lo que suelen conectarse a ella dispositivos que necesitan que se transmita poca información para su funcionamiento. Los ratones antiguos se conectaban a este puerto. Fue el primer tipo de conexión que comunicó al ordenador con el "mundo exterior".
Puerto paralelo o LPT: También denominado en ocasiones Centronics ya que fue creado por la empresa “Centronics Corporation”, hoy desaparecida. Es un conector alargado con 25 pines agrupados en dos hileras. Su diferencia fundamental con el serie radica en que este conector es capaz de transmitir simultáneamente varios bits. Esto hace que los periféricos conectados a él alcancen una mayor velocidad de transferencia. Se utilizaba fundamentalmente para conectar impresoras y plotters.
PS/2: Obsoleto. Conector de 6 pines en disposición circular. Se utilizaba para conectar teclado y ratón.
Puerto para juegos o Puerto MIDI: Permite conectar el joystick o un teclado MIDI. De apariencia similar al puerto serie, pero con 15 pines agrupados en dos hileras.
Vídeo o VGA o RGB o D-Sub:Utilizado para la conexión del monitor. Tiene 15 pines agrupados en tres hileras.
DVI: Digital Video Interface. Son los antecesores del HDMI, aunque aún se utilizan, ya es en menor escala que antes, porque si tienen una gran calidad para mandar video, pero resulta que necesitas un tipo especial de cable DVI para la transmisión de audio simultáneo, así que eso es lo que lo está sacando a poco del mercado, porque el HDMI transmite todo de una vez y sin necesidad de ningún tipo en especial. Existen tres tipos de conectores DVI:

DVI-D admite sólo sea digital.
DVI-A admite señal analógica.
DVI-I ambos tipos.

HDMI: Su interfaz física es un cable por el que es posible enviar vídeo y audio de alta definición, además de datos y vídeo en 3D. A partir de esta norma 1.4, se pasa de la resolución denominada FullHD a XHD (eXtended High Definition) ya que esta soporta video de hasta 4096 × 2160 píxeles (24 cuadros por segundo) o de 3840 × 2160 a (30 cuadros por segundo). Existen también mejoras en el soporte extendido de colores, con imágenes en colores más reales sobre todo, al conectar cámaras de vídeo. Soporta también vídeo de alta definición en movimiento y permite mantener la calidad de la imagen a pesar de las vibraciones en el monitor o el ruido eléctrico, lo cual haría posible implementarla en automóviles y transportes públicos. En cuanto a la salida de audio, HDMI 1.4 ofrece un canal de retorno de audio que hará necesarios menos cables para tener un sistema de sonido envolvente conectado al televisor. Otra importante novedad de esta revisión de la norma es que permite la posibilidad de enviar y recibir datos a través de una conexión Ethernet incorporada en el propio cable con velocidades de hasta 100 Mbps, dado que actualmente, existe una tendencia entre los fabricantes de televisores y equipos reproductores de sonido a incorporar la conectividad a Internet como algo lógico y así son añadidos puertos Ethernet o incluso para WiFi. Otro dato acotable es que la consola de nintendo Wii U fué la primera en acoger HDMI 1.4.
DisplayPort es una interfaz digital estándar de dispositivos desarrollado por la Asociación de Estándares Electrónicos de Vídeo (VESA). Libre de licencias y cánones, define un tipo de interconexión destinado principalmente para la transmisión de Vídeo entre una computadora y su monitor. Opcionalmente permite la transmisión de Audio para su uso por ejemplo en sistemas de cine en casa, y el envío de Datos, por ejemplo USB. Soporta el 8K. El DisplayPort 2.0 está preparado para soportar monitores y televisores con resolución 10K e incluso 16K. DisplayPort 2.1 es la última versión, es compatible con HDR (alto rango dinámico) con soporte para una velocidad de datos de hasta 80 Gbps y es compatible con USB-C.

DisplayPort 1.0: es la primera versión lanzada, la cual ofrecía velocidades de transmisión de datos de hasta 10,8 Gb/s y soportaba resoluciones de hasta 2560x1440 a 60Hz. Otra de sus ventajas frente al HDMI es que ya contaba con protección anticopia.
DisplayPort 1.2: en 2010, llegó el DisplayPort 1.2, que mejoró la velocidad de transmisión hasta 21,6 Gb/s gracias a la tecnología High Bit Rate 2 (HBR2). También añadió la transmisión de audio por múltiples canales, soporte para vídeo en 3D con resoluciones de hasta 2560x1600 a 120 Hz o FullHD a 240fps, y permitió utilizar dos monitores con un único cable.
DisplayPort 1.3: esta versión salió en 2014 con un ancho de banda de 32,4 Gbps, soportando resoluciones de hasta 8K a 30 Hz y la conexión de dos pantallas con 4K a 60 Hz, o cuatro pantallas a 60 Hz.
DisplayPort 1.4: mantuvo el ancho de banda a 32,4 Gbit/s y soportó resoluciones de hasta 8K de 7680 x 4320 a una tasa de refresco de 60 Hz, además de ser capaz de soportar el HDR y el envío de imagen y audio de 8 canales.
DisplayPort 2.0: presentado en 2019, esta versión de DisplayPort consiguió ofrecera a los usuarios anchos de banda de hasta 80 Gbps, permitiendo resoluciones de hasta 8K con HDR a 60 Hz y 4K con HDR a 144 Hz.
DisplayPort 2.1 es la última versión, es compatible con HDR (alto rango dinámico) con soporte para una velocidad de datos de hasta 80 Gbps y es compatible con USB-C.

Jacks de audio: Son conectores Jack 3 1/2. Son conectores para conectar dispositivos de audio, por ejemplo:

Verde - altavoces y auriculares.
Rojo o rosado - micrófono.
Azul - entrada de audio.
Naranja - Altavoz Subwoofer y Altavoz Central.
Negra - Altavoces de sonido envolvente 5.1 ó 7.1 traseros.
Gris - Altavoces de sonido envolvente 7.1 medios.

USB (Universal Serial Bus): Conector de forma rectangular. Es uno de los tipos de conexiones más extendidas en la actualidad. Suele utilizarse para conectar periféricos tales como ratones, teclados, escáneres, cámaras digitales, impresoras y discos duros entre otros. Para dispositivos multimedia como escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha empezado a desplazar a los puertos paralelos porque ofrece mayor velocidad en la transferencia de datos y hace sencillo poder agregar más de una impresora al equipo ya que hoy en día la mayoría de ordenadores de disponen de dos o más puertos de esta tecnología. Además este tipo de conexión presenta como ventaja adicional disponer de la característica Plug and Play. Es decir, que los periféricos conectados al ordenador a través de este puerto son reconocidos de modo inmediato por el equipo de forma que es posible comenzar a utilizarlos sin necesidad instalarlos o utilizar software adicional. Hay otra característica muy parecida que es el Hot plug que es la capacidad de un periférico para ser conectado o desconectado cuando el ordenador está encendido, como por ejemplo los puertos USB.Existen también puertos USB de color rojo que en algunas placas indican los puertos donde deben de enchufarse el teclado y el ratón, y en otras placas indican que son puertos reforzados en corriente que pueden alimentar hasta 24V. Los puertos USB amarillos sirven para cargar dispositivos USB, aunque el ordenador esté apagado. USB-OTG (on the go) puerto usb que traen los dispositivos Android que nos permiten conectar dispositivos como si se tratase de un puerto USB normal de un PC. Existen varias versiones de este tipo de conector:

USB 1.0 (1.5 Mb/s)
USB 1.1 (12 Mb/s)
USB 2.0 (480 Mb/s) de color negro
USB 3.0 (4.8 Gb/s o 600MB/s (SuperSpeed USB SS), que es diez veces más rápido que USB 2.0 (480 Mbit/s o 60 MB/s)., una de sus mejoras más importantes es que además aumenta la cantidad de energía que puede ofrecer a los dispositivos, una carga en un margen entre los 500 mAh y los 2.100 mAh) de color azul.
USB 3.1 de color cian (Entre 5 y 10 Gb/s, y una carga en un margen de de 20 voltios y 5 amperios).
USB 3.2 que puede llegar 20Gb/s, el Thunderbolt 3 ofrece velocidades de hasta 40 Gbps y los USB Type-C que tiene un nuevo conector que es reversible y lo utilizan el USB 3.1, el USB 3.2 y el Thunderbolt 3. La principal diferencia entre ellas radica en la velocidad máxima de transferencia que se llega a alcanzar y la carga.
USB 4.0 utiliza un solo conector estándar (Type-C), rendimiento de 40 Gbit/s y puede interoperar con productos Thunderbolt 3, de manera opcional.

Thunderbolt 3 - También utiliza un conector USB de tipo C. La velocidad de transmisión del Thunderbolt 3 es de hasta 40 Gbps (5 GB/s), cuatro veces más que el USB 3.1 y el Thunderbolt original. Además, también soporta conexiones DisplayPort 1.2, HDMI 2.0, y Ethernet 10 Gigabit.
FireWire o I-Link: También denominado IEEE 1394, es un tipo de conexión para entrada/salida de datos a gran velocidad (alcanza hasta los 400 Mb/segundo) inventada por Apple a mediados de los años 90. Debido a su alto coste suele utilizarse únicamente para la interconexión de dispositivos que necesitan de gran velocidad de transferencia, tales como videocámaras digitales, a ordenadores. Para otros periféricos resulta más económico la conexión USB. Existen dos versiones:

FireWire 400: 30 veces más rápido que el USB 1.1 puede transmitir hasta 50 Megabytes por segundo y IEEE 1394b.
FireWire 800 o FireWire 2: duplica la velocidad del anterior pudiendo transmitir hasta 100 Mb por segundo.

RJ-45 o Ethernet, para conectarse a una red informática.

Buses:

Bus de datos son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.
Bus de dirección es la línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.
Bus de control es la línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos.