Components d'un Ordinador: Guia Completa i Actualitzada

Components d'un Ordinador

Components d'un ordinador:

• Carcassa d'ordinador: allotja la majoria de dispositius de maquinari d'un equip. Tipus de carcasses:
  • Slimline: petites dimensions, estalvia espai. Degut a això, a l'hora d'ampliar les targetes en aquest tipus d'equipament es fa des de fora.
  • Minitorre: ofereix bones possibilitats d'ampliació, tot i que el nombre de badies sol ser insuficient.
  • Sobretaula: té més possibilitats d'ampliació de targetes i perifèrics i se situa en horitzontal sobre la taula.
  • Torre: bones possibilitats d'ampliació, tot i que necessita molt espai i un cable més llarg per a les diferents connexions.
  • Servidor: major carcassa de tots i, per tant, ofereix més possibilitats d'ampliació.
  • Barebone: utilitzada en grans empreses. No disposa de CD-ROM, DVD ni disquetera. Instal·lat el sistema operatiu de l'usuari perquè no pot introduir informació des dels dispositius. Només poden treballar amb les aplicacions configurades per l'administrador del sistema.

Placa Base

Element principal d'un ordinador. S'hi connecten la resta dels dispositius com el disc dur, la memòria, etc. Fa que tots els components funcionin en equip. La seva importància és degut al fet que d'ella dependran els components que podrem instal·lar i les possibilitats d'ampliació. Material sintètic, formada per circuits electrònics.

Sòcol del Microprocessador

Connector on s'insereix la CPU.

Ranures de Memòria

Connectors on s'instal·la la memòria principal de l'ordinador (RAM - Random Access Memory). Acostumen a anomenar-se com a bancs de memòria.

Xipset

Encarregat de controlar moltes funcions i processos que es fan a l'ordinador, com ara la transferència de dades entre memòria i dispositius perifèrics.

BIOS

Sistema bàsic d'entrada i sortida (Basic Input/Output System). Conjunt de programes emmagatzemats en EPROM.

• EPROM: (Erasable Programmable Read Only Memory)
• La funció de la BIOS és fer que el sistema es connecti amb els dispositius durant el procés d'arrencada.

Ranures d'Expansió

Sèrie d'espais on pots afegir components. S'hi introdueixen les targetes d'expansió.

• Els components ja van integrats dins la torre.

Connectors Externs

Permeten comunicar els dispositius externs amb la CPU (teclat, ratolí, etc.).

Connectors Interns

Destinats a comunicar els dispositius interns (disc dur, unitat DVD, disqueteres, etc.).

• Connexió SATA: és un disc dur de tipus IDE, ATA i SATA. Es tracta d'un adaptador per connectar dos discs durs.
• Connexió IDE: permet la connexió d'una unitat IDE i ATAPI a un port USB.

Connector Elèctric

Connectarem els cables de la font d'alimentació de manera que la placa base i altres components rebran energia.

Bateria

Serveix perquè l'ordinador, quan està apagat, funcioni per dins.

• Tots aquests elements s'integren a la placa base.

Factors de Forma de la Placa Base

• En funció del lloc on el vulguis ficar, ha de ser d'un tipus o d'un altre.
• Determina la mida i l'orientació de la placa base respecte a la caixa, el tipus de font d'alimentació necessària i quins perifèrics podrem integrar en la placa.

AT i Baby AT

• AT: primer estàndard de factor de forma de la placa base i es basa en l'ordinador. L'únic perifèric integrat en aquest factor de forma seria el connector del teclat. Tots tenen una entrada i sortida que es troben cablejats des de la placa base fins al port posterior de la caixa o bé són instal·lats com a targetes adaptadores.
• Baby AT: les plaques que tenen aquest factor de forma són més petites que les AT degut a la major integració en els seus components. Es munta en caixes AT. La major part de les caixes fabricades entre els anys 1984 i 1996 van ser factors de forma AT. Típiques caixes d'ordinadors clònics. Des de l'Intel 286 fins als primers Pentium. En aquest tipus de plaques és habitual trobar el connector per al teclat gros.

ATX / Mini ATX / Micro ATX

• ATX: introduïdes per Intel l'any 1995. Actualment són les més populars atès que presenten majors avantatges: millor disposició dels seus components, millor col·locació de la CPU i memòria lluny de les targetes d'expansió i a prop del ventilador de la font d'alimentació per a rebre aire fresc, els connectors de la font d'alimentació només tenen una peça i un únic connector sent impossible connectar-los malament i els connectors IDE (Integrated Device Electronics) i les disqueteres estan més a prop reduint la longitud dels cables.
• Mini ATX: versió reduïda d'ATX amb la mateixa disposició dels seus elements.
• Micro ATX: va ser publicat per Intel l'any 1997 i suposa una nova reducció de la mida.
• Tant la Mini ATX com la Micro ATX són compatibles amb ATX. Això vol dir que es pot substituir una placa ATX per qualsevol d'aquestes dues sense cap problema.

LPX / NLX / BTX / WTX

• LPX: l'utilitzen molt equips de marca per a ordinadors de sobretaula. Tenen integrats perifèrics habituals com mòdems, targeta de vídeo, de so, de xarxa, etc.
• NLX: similar a l'anterior. L'objectiu d'aquesta forma és facilitar l'entrada i la substitució de la placa base sense eines.
• BTX: introduït per Intel a finals del 2004 per resoldre els problemes de refrigeració, però va tenir poca acceptació entre els fabricants de la placa base i els usuaris. Els elements estan col·locats de manera diferent a les plaques ATX, ja que els processadors i les targetes gràfiques s'escalfen molt i consumien cada vegada més. La nova disposició permet a la CPU estar al davant del ventilador. Això és interessant perquè els altres components s'escalfin més en rebre escalfor del microprocessador.
• WTX: creat per Intel l'any 1998 per a servidors i estacions amb múltiples CPU i discs durs. Donades les seves mides, es poden instal·lar molts components.

Components de la Placa Base

Sòcol del Microprocessador

• El rendiment que ofereixen els microprocessadors està molt relacionat amb la placa base on s'instal·len.
• Hi ha diferents tipus de micros i no tots connecten de la mateixa manera.
• Els primers micros anaven soldats a la placa base i no es podien treure. Els actuals són força fàcils de canviar.
• Tipus de sòcols:
  • LGA (Land Grid Array): es caracteritza perquè els pins es troben a la pròpia placa base, no al micro, que té contactes a la part inferior. Això permet un millor sistema de distribució d'energia i majors velocitats de bus. Si els pins es dobleguen, és molt difícil redreçar-los. S'utilitzen en Pentium IV, Intel Xeon, Intel Core 2, Intel Core i7 i amb la família Opteron.
  • ZIF (Zero Insertion Force): els micros s'insereixen i es retiren sense fer pressió. Trobem una palanca al costat del sòcol que permet alliberar-lo sense fer cap força. Un cop col·locat, en encaixar la palanca, el micro s'allibera sense cap problema. Va néixer en l'època del 486. Les seves versions són:
    • Socket 7 (Super 7): es caracteritza per poder utilitzar velocitats de bus de fins a 100 MHz (AMD K6-II).
    • Socket 370 (PGA 370): semblant a l'anterior però amb un bus diferent. Dues versions: PPGA (Intel Celeron) i FC-PGA (Celeron i Pentium III).
    • Socket A (462): AMD K7 Athlon i per a AMD Duron.
    • Socket 423: utilitzada per als Pentium IV.
  • SLOT: entre 1997 i 2000 van aparèixer els microslot. La manera d'inserir-los era similar a la RAM. Hi ha diferents tipus:
    • Slot A: la resposta de l'AMD a Intel. Físicament són idèntics, però lògica i elèctricament són incompatibles. Utilitzat en AMD K7 Athlon.
    • Slot 1: va ser un invent d'Intel per connectar els Pentium II i per desfer-se de la competència (AMD). Té una forma semblant als slots PCI/ISA però amb 242 pins. S'utilitzaven per a Pentium II i Celeron.
  • PGA: model clàssic, usat en el 386 i el 486.
  • Altres: de vegades el xip està soldat a la placa i pot resultar difícil de reconèixer. S'utilitzaven en 8086, 286, etc. Tenen forma rectangular allargada.

Ranures de Memòria (RAM)

• Connectors que van a la placa base per connectar la memòria RAM.
• Aquesta està formada per diversos xips soldats i formen el que s'anomena mòdul de memòria.
• Tipus:
  • DIMM: (Dual In-line Memory Module), tenen 13,3 cm de llarg. Tenim ranures DIMM de 184 contactes per a memòria DDR (Double Data Rate), tenen 240 contactes per a DDR2.
  • SO-DIMM: versió compacta de les memòries DIMM instal·lades en portàtils, PDAs i Notebooks.
  • SIMM: (Single In-line Memory Module), memòria utilitzada a les plaques base més antigues, més petites que la DIMM (10 cm). Per inserir-les s'ha de fer inclinant un angle de 45º.
  • Dual Channel: tecnologia per a memòries d'ordinadors personals.

Xipset

• Els primers canals de comunicació a la placa són: entre microprocessador i la memòria RAM, entre microprocessador i les ranures d'expansió i entre microprocessador i dispositius perifèrics.
• L'element que s'integra a totes aquestes funcions de control és el xipset. Està format per un conjunt de circuits lògics que ajuden al fet que el processador i els components del PC es comuniquin amb els dispositius connectats a la placa.
• Integra tots els circuits electrònics en un sol xip. Té els següents avantatges:
  • Redueix la mida de la placa mare.
  • Menys consum d'energia.
  • Més fiabilitat.
• El xipset realitza les següents funcions:
  • Controla la transferència de dades entre CPU, RAM i perifèrics.
  • Controla la transmissió de dades, les instruccions i els senyals de control que flueixen entre la CPU i la resta de components del sistema.
  • Ofereix suport per al bus d'expansió.
• El xipset consta de 2 xips:
  • Northbridge: (pont nord). Responsable de la connexió del bus FSB de la CPU amb els components d'alta velocitat (RAM, AGP). Controla les funcions d'accés des de i cap al microprocessador, la RAM, el port AGP, PCI Express i les comunicacions amb el Southbridge. Contracta les següents característiques del sistema:
    • Tipus de microprocessador que suporta la placa.
    • Nombre de microprocessadors que suporta la placa.
    • Velocitat de microprocessador.
    • Velocitat del FSB.
    • Tipus i quantitat màxima de memòria RAM suportada.
    • Controladora gràfica integrada.
  • Southbridge: (pont sud). Responsable de la connexió de la CPU amb els elements més lents del sistema (perifèrics). No està connectat directament a la CPU sinó que utilitza el Northbridge per a comunicar-se. Característiques:
    • Controlador de so i de xarxa.
    • Controlador de teclat, ratolí, etc.
    • Controlador de ponts per a perifèrics (USB).
    • Connectors per a perifèrics.
    • Funció d'administració d'energia.
    • Detector per a busos d'expansió.

Components Integrats

• Connexions típiques de la interfície d'entrada i sortida integrats en la placa són:
  • Ports de teclat i ratolí.
  • Controlador IDE i SATA.
  • Ports de comunicació sèrie i paral·lel.
  • Ports USB.
  • Connectors d'àudio, vídeo, mòdem i xarxa.
• Inconvenients: el mal funcionament pot obligar a canviar de placa base.
• Avantatges: hi ha una connexió elèctrica menys a la placa base.

BIOS (Basic Input Output System)

• Conjunt de programes elementals en la ROM BIOS que s'encarrega de realitzar les funcions necessàries perquè l'ordinador arranqui.
• F2 o Supr. Normalment per accedir.

Procés d'Arrencada

• Els passos que realitza la BIOS en el procés d'arrencada són:

1. POST (Power On Self Test): comprovació de tots els elements de maquinari. En cas d'error, mitjançant xiulets d'alarma.
2. Si no detecta cap error en el POST, busca la BIOS de l'adaptador de vídeo.
3. Mostra informació de la BIOS (fabricant i versió).
4. Indica una sèrie de proves del sistema, com la comprovació de la quantitat de memòria. Si troba algun error, mostrarà un missatge en pantalla.
5. Comprova els dispositius presents i les seves característiques (DVD, CD-ROM).
6. Configura els dispositius Plug and Play.
7. Presenta una pantalla resum i passa el control al sistema operatiu.

En els primers ordinadors es coneixien com a ROM BIOS, ja que s'emmagatzemava en una ROM i no es podia modificar.Després es va utilitzar memòria PROM (Programmable Read Only Memory).Després es va utilitzar EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory).Moltes dades que utilitza la BIOS s'emmagatzemen en la CMOS (hora del sistema).CMOS: les famílies lògiques emprades en la fabricació de circuits integrats. La seva principal característica consisteix en la utilització conjunta de transistors de tipus pMOS i tipus nMOS configurats de tal forma que, en estat de repòs, el consum d'energia és únicament el causat pels corrents paràsits.La informació es manté gràcies a la pila.CMOS-RESET-JUMPER.Traient la pila.

Suport per a Dispositius d'Entrada i Sortida

• Una de les principals funcions és tractar amb els dispositius d'entrada i sortida.
• En la BIOS es troben les instruccions necessàries per tractar amb aquests dispositius.
• A aquesta introducció s'accedeix a través de les adreces contingudes en la taula de vectors d'interrupció, les carrega en memòria en el procés d'inici del sistema.
• Qualsevol programa pot saber on ha de buscar per trobar aquests dispositius.

Ranures d'Expansió

• Ranures de plàstic o slots amb connectors elèctrics on s'insereixen les targetes d'expansió (de gràfiques, de so, de xarxa, de mòdem i de vídeo). Aquestes ranures formen part d'un bus, que és el canal pel qual es comuniquen els diferents dispositius de l'ordinador (PCI, Peripheral Component Interconnect; AGP, Accelerated Graphic Port).
• En una placa actual trobem normalment ranures PCI, PCI Express i AGP que funcionen a diferents velocitats. Les PCI i AGP tendeixen a desaparèixer en benefici de les PCI Express.
• Tipus:
  • AGP: desenvolupat per Intel el 1996 com a solució als embussos que es produïen en les gràfiques PCI. S'utilitza exclusivament per a targetes gràfiques i, per la seva arquitectura, només hi pot haver una ranura a la placa. Són ranures de color marró en desús, perquè PCI Express ofereix millors prestacions (freqüència i amplada de banda).
  • PCI: (Peripheral Component Interconnect). Van aparèixer a principis dels 90. Utilitzen un bus PCI amb capacitat de transferència de dades de 133 MB/s. Es connecten targetes de so, de xarxa, de mòdem, de vídeo, etc. Ofereixen Plug and Play. Generalment trobem 2 o 3 ranures a la placa. Envia les dades en paral·lel.
  • PCI Express: (PCI-E, 3GIO). Tecnologia desenvolupada per Intel el 2004. PCI resulta just per a aplicacions com xarxes Gigabit Ethernet. A més, és una amplada de banda compartida entre tots els dispositius connectats. Per solucionar aquest problema, s'ha començat a utilitzar un bus sèrie (només s'envia 1 bit) però a molta alta velocitat (2,5 GB a 5 GB). Cada ranura consta d'1 o més lanes, que són enllaços punt a punt bidireccionals formats per 4 cables, 2 en cada sentit. Normalment, són 1, 4, 8 o 16 lanes. Una ranura x1 té una taxa de transferència de dades de 250 MB/s per cada sentit. Una PCI x4 ofereix una transferència de 250 MB/s x 4 = 1000 MB (aproximadament 1 GB/s). Quina transferència de dades ofereix una PCI-E x16? 4000 MB/s (aproximadament 4 GB/s). Els dispositius es poden connectar a la placa sense necessitat d'apagar l'ordinador. Es poden connectar en ranures més llargues.

1024 Kb = 1 Mb
1024 bits = 1 Kb

Connectors Interns

• Són connectors per a dispositius interns (discs durs, DVD i CD). Normalment tenen un marc de plàstic i són de diferents colors. Alguns d'aquests són:
  • Port IDE: per a discs durs.
  • Port FDD: per a disqueteres.
  • Port SATA: Serial ATA.
  • Connector USB addicional: panell frontal.
  • Per als indicadors frontals.
  • Connectors CD-IN per a connectar àudio de CD i DVD.
  • Connectors per als ventiladors.
  • Connectors per a sortida del so digital.
  • Interfície: format estàndard de transferència d'arxius d'àudio.
  • A les plaques més modernes es pot trobar jumper (Scalable Link Interface). Configura 2 o més targetes.
  • SLI: mètode per connectar dues o més targetes de vídeo que produeix un senyal de sortida.
  • Connectors d'energia: s'utilitzen per connectar els cables de la font d'alimentació a la placa mare i subministrar corrent.

2 tipus de connectors:

• Connectors ATX de 12 volts de 4 pins (power connector).
• Connectors ATX de 24 pins (main power connector).

Connectors Externs

• Per connectar els perifèrics a l'ordinador. S'insereix dins del port per fer la connexió entre l'ordinador i el dispositiu perquè estigui disponible per a l'usuari.
• La majoria de les plaques ATX inclouen:
  • PS/2: introduïts per IBM a l'ordinador PS/2. Són 2 connectors idèntics però incompatibles: COLOR VERD: ratolí i COLOR LILA: teclat. Té 6 pins i una clau rectangular.
  • Port Sèrie: rep el nom per la forma en què s'envien les dades, es transmeten bit a bit i de forma asíncrona. S'utilitza per a dispositius lents pel tipus de transmissió, per exemple, mòdems. En un futur serà substituït per l'USB. Té un connector DB-9 o DB-25 (tipus D).
  • Port Paral·lel: rep el seu nom per la forma de transmetre les dades, que s'envien de 8 en 8 bits en lloc d'1. És més ràpid que el port sèrie perquè envia més dades simultàniament. Està associat a la impressora. Serà substituït per l'USB.
  • Port USB: desenvolupat per 7 empreses: Compaq, Digital Equipment Corp., IBM PC CO, Intel, Microsoft, NEC i Northem Telecom. Suporta dispositius de baixa velocitat (ratolí, teclat, etc.) i d'alta velocitat (càmeres digitals, impressora, etc.). És un port sèrie (bit a bit) però transmet molt més ràpid per la seva arquitectura i funcionament. La versió 1.1 transmetia a 12 Mb/s, l'actual a 480 Mb/s. Les dues versions són compatibles.
  • Port FireWire: admet fins a 64 dispositius. Les últimes versions tenen velocitats des de 800 Mb/s a 16 Gb/s.
  • Connector de Xarxa: moltes plaques actuals tenen integrat el connector de xarxa Ethernet. És semblant al de telèfon i s'anomena RJ-45.
  • Connectors d'Àudio: connector mini-jack de 3,5 mm. Estan codificats per colors de la forma següent:

1. Taronja: Sortida central/subwoofer o sortida digital SPDIF.
2. Blau: Entrada analògica line-in.
3. Negre: Sortida analògica per als altaveus del darrere.
4. Verd: Sortida analògica per als altaveus davanters.
5. Gris: Sortida analògica per als altaveus laterals.
6. Rosa: Entrada analògica per al micròfon.

En les plaques modernes es poden trobar connectors SPDIF per a cable coaxial o per a cable òptic per connectar el PC a un sistema extern d'àudio.Port VGA i DVI: s'utilitzen per connectar el monitor al PC. Sempre s'ha utilitzat el connector VGA de 15 pins mitjançant mini sub DB15. Els monitors CRT solen utilitzar el connector DB-15H analògic. Els LCD accepten informació digital. Per això va aparèixer la interfície usual (DVI) utilitzada per aquests monitors.Port per a Joystick/MIDI: connector de 15 pins DB femella que s'utilitza per a jocs. Ja quasi no s'usa perquè està sent substituït pels USB.Ports SATA (Extern): moltes plaques inclouen la connexió SATA externa que ens permet connectar discs durs SATA externs sense connectar-los a la placa directament. Successor de l'IDE. Les seves diferències principals són:

• SATA és connexió punt a punt, per tant, s'elimina la configuració de master i slave mitjançant jumper.

Velocitats:

• L'estàndard SATA fins a 150 Mb/s.
• SATA II fins a 300 Mb/s.
• SATA III fins a 600 Mb/s.