T.P. N° 2 "Instalaciones electricas para uso informatico"

1.      Conceptos de tensión, corriente, resistencia y potencia eléctrica.

Tensión eléctrica (V): es la diferencia de potencial entre dos puntos o la diferencia de potencial de energía eléctrica por la unidad de carga eléctrica entre dos puntos.

Corriente eléctrica (A): es el flujo de carga eléctrica (C) por unidad de tiempo (seg) que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/seg (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.

Resistencia eléctrica (R): la resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud (l) y el área (s) del objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto (ρ). R= ρ×l÷s.

La potencia eléctrica (W): es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt).P=V*I

2.      Enunciar la ley de ohm.

La ley de Ohm establece que la intensidad eléctrica (I) que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión eléctrica (V) entre dichos puntos e inversamente proporcional a la resistencia del circuito(R). I=V/R

3.      Leyes de kirchoff

La primera ley de kirchoff o ley de nodos dice que la suma de las corrientes entrantes a un nodo de un circuito eléctrico es igual a la suma de las corrientes que salen del mismo.

La segunda ley de kirchoff o ley de mallas de kirchoff dice que en una malla de un circuito las sumas de las caídas de tension es igual a la suma de tensiones aplicadas.

4.      Para los siguientes circuitos encontrar la resistencia equivalente.

1. Req=R1+R2

Req=100Ω+250Ω

Req=350Ω

2. Req=R1+R2+R3

Req=50 Ω+60 Ω+70 Ω

Req=180 Ω

3. 1/Req=1/R1+1/R2

1=(1/R1+1/R2)*Req

1/(1/R1+1/R2)=Req

1/(1/100 Ω+1/200 Ω)=Req

1/(0,01 Ω+0,005 Ω) =Req

1/0,015 Ω=Req

66,6Ω=Req

d. 1=(1/R1+1/R2)*Req

    1/(1/R1+1/R2)=Req

    1/(1/500 Ω+1/500 Ω)=Req

    1/(0,002 Ω+0,002 Ω) =Req

    1/0,004 Ω=Req

    250Ω=Req

5.  1/Req=1/R1+1/R2+1/R3

1=(1/R1+1/R2+1/R3)*Req

1/(1/R1+1/R2+1/R3)=Req

1/(1/100 Ω+1/200 Ω+1/300Ω)=Req

1/(0,01 Ω+0,005+0,0033 Ω) =Req

1/0,0183 Ω=Req

54,54Ω=Req

5.      Para los siguientes circuitos calcular las corrientes y las caídas de tensión en cada uno de los resistores.

a.       RT=R1+R2                           IT=VT/RT

RT=50 Ω +10 Ω                     IT=12V/60 Ω

RT=60 Ω                                IT=0,2A

                                               IT=I1=I2

V1=R1*I1                              V2=R2*I2

V1=50 Ω*0,2A                      V2=10 Ω*0,2A

V1=10V                                 V2=2V

 

b.      VT=V1=V2                          IT=I1+I2

IT=0,12A+0,06A

IT=1,18A

I1=V1/R1                               I2=V2/R2

I1=6V/50 Ω                           I2=6V/100 Ω

I1=0,12A                               I2=0,06A

c.       RT=R1+R2+R3                    IT=VT/RT

RT=30 Ω+30 Ω+90 Ω           IT=12V/150 Ω

RT=150 Ω                              IT=0,08A

                                               IT=I1=I2=I3

V1=R1*I1                              V2=R2*I2

V1=30 Ω+0,08A                    V2=30 Ω+0,08A

V1=2,4V                                V2=2,4V

V3=R3*I3                             

V3=90 Ω+0,08A                   

V3=7,2V

d.      VT=V1=V2                          IT=I1+I2

IT=0,5A+0,5A

IT=1A

I1=V1/R1                             I2=V2/R2

I1=10V/20 Ω                        I2=10V/20 Ω

I1=0,5A                                I2=0,5A         

e.       1/R2,3=1/R2+1/R3                           RT=R1+R2,3

1=(1/R2+1/R3)*R2,3                         RT=100 Ω +12 Ω

1/(1/R2+1/R3)=R2,3                          RT=112 Ω

1/(1/30 Ω+1/20 Ω)=R2,3                  

1/(0,033 Ω+0,05 Ω) =R2,3                IT=VT/RT

1/0,083 Ω=R2,3                                 IT=10V/112

12Ω=R2,3                                          IT=0,089A

                                                           IT=I1=I2,3

V1=R1*I1                                         V2,3=R2,3*I2,3

V1=100 Ω*0,089A                            V2,3=12 Ω*0,089A

V1=8,9V                                            V2,3=1,1V

                                                           V2,3=V2=V3

I2=V2/R2                                          I3=V3/R3

I2=1,1V/30 Ω                                    I3=1,1V/20 Ω

            I2=0,035A                                         I3=0,054A

6.      Para todos los circuitos del ejercicio anterior calcular la potencia disipada en cada resistor y la potencia total consumida por el circuito.

1. VT=12V         IT=0,2A

P=VT*IT

P=12V*0,2A

P=2,4W

2. VT=6V           IT=0,18A

P=VT*IT

P=6V*0,18A

P=1,08W

3. VT=12V         IT=0,08A

P=VT*IT

P=12V*0,08A

P=0,96W

4. VT=10V         IT=1A

P=VT*IT

P=10V*1A

P=10W

5. VT=10V         IT=0,089A

P=VT*IT

P=10V*0,089A

P=0,89W

7.      Buscar una tabla que relacione las secciones normalizadas de los cables y su carga máxima al principio.

 

8.      Determinar cual debe ser la potencia de una fuente de alimentación para una CPU con: Motherboard, micro Intel I7,  4 GB de memoria RAM, 1 HD de TB (7200 RAM)(salta),  Placa de video de 1 GB, Lectora reproductora de CD/DVD. Buscar especificaciones técnicas de los componentes y mostrar sus consumos.

·         Motherboard (en general) entre 20W y 30W

·         micro Intel I7-990x y 4 GB de memoria RAM Kingston DDR3 1066 130W

·         Hard drive de 1TB WD1001FALS 20W

·         Placa de video de 1 GB Radeon HD 6850 258W

·         Lectora reproductora de CD/DVD entre 25W y 40W

Se necesitan una fuente de entre 450W y 500W

9.      Determinar cual es el consumo de una PC con: el CPU anterior, Un monitor de 19” (Wide), Una impresora láser blanco y negro y Una impresora multifunción (a chorro tinta).

·         El CPU anterior 450W

·         Un monitor de 19” 40W

·         Una impresora láser blanco y negro 9W

·         Una impresora multifunción 11W

El consumo es de unos 510W

10.  ¿Qué es una ups? ¿Para que se usa? Indique cual usaría para su PC y su costo aproximado (Autonomía mínima 10 min).

Un UPS es una fuente de suministro eléctrico que posee una batería con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción eléctrica. Suelen conectarse a la alimentación de las computadoras, permitiendo usarlas varios minutos en el caso de que se produzca un corte eléctrico. Algunos UPS también ofrecen aplicaciones que se encargan de realizar ciertos procedimientos automáticamente para los casos en que el usuario no esté y se corte el suministro eléctrico. Según su forma de funcionamiento se distinguen tres tipos de UPS:

• Off-line: la alimentación viene de la red eléctrica y en caso de fallo de suministro el dispositivo empieza a generar su propia alimentación. Debido a que no son activos, hay un pequeño tiempo en el que no hay suministro eléctrico. Típicamente generan una forma de onda que no es sinusoidal, por lo que no son adecuados para proteger dispositivos delicados o sensibles a la forma de onda de su alimentación.
• In-line: también conocido como de "línea interactiva". Es similar al off-line,  dispone de filtros activos que estabilizan la tensión de entrada. Sólo en caso de fallo de tensión o anomalía grave empiezan a generar su propia alimentación. Al igual que los SAI de tipo off-line tienen un pequeño tiempo de conmutación en el que no hay suministro eléctrico. Típicamente generan una forma de onda pseudo-sinusoidal o sinusoidal de mayor calidad que los SAI off-line.
• On-line: el más sofisticado de todos. El dispositivo genera una alimentación limpia con una onda sinusoidal perfecta en todo momento a partir de sus baterías. Para evitar que se descarguen las carga al mismo tiempo que genera la alimentación. Por tanto, en caso de fallo o anomalía en el suministro los dispositivos protegidos no se ven afectados en ningún momento porque no hay un tiempo de conmutación. Su principal inconveniente es que las baterías están constantemente trabajando, por lo que deben sustituirse con más frecuencia.

El UPS Apc Br550gi Back Rs 550va cuesta alrededor de $900.

11.  ¿Qué es una pinza amperometrica? Principio de funcionamiento, usos, marcas, modelos, precios aproximados.

La pinza amperométrica es un tipo especial de amperímetro que permite obviar el inconveniente de tener que abrir el circuito en el que se quiere medir la corriente para colocar un amperímetro clásico.
El funcionamiento de la pinza se basa en la medida indirecta de la corriente circulante por un conductor a partir del campo magnético o de los campos que dicha circulación de corriente que genera. Recibe el nombre de pinza porque consta de un sensor, en forma de pinza, que se abre y abraza el cable cuya corriente queremos medir.
Para utilizar una pinza, hay que pasar un solo conductor a través de la sonda, si se pasa más de un conductor a través del bucle de medida, lo que se obtendrá será la suma vectorial de las corrientes que fluyen por los conductores y que dependen de la relación de fase entre las corrientes.
Si la pinza se cierra alrededor de un cable paralelo de dos conductores que alimenta un equipo, en el que obviamente fluye la misma corriente por ambos conductores, nos dará una lectura de "cero".
Por este motivo las pinzas se venden también con un accesorio que se conecta entre la toma de corriente y el dispositivo a probar. El accesorio es básicamente una extensión corta con los dos conductores separados, de modo que la pinza se puede poner alrededor de un solo conductor.
La lectura producida por un conductor que transporta una corriente muy baja puede ser aumentada pasando el conductor alrededor de la pinza varias veces, la lectura la real será la mostrada por el instrumento dividida por el número de vueltas, con alguna pérdida de precisión debido a los efectos inductivos.

Marcas: Milwaukee Electric Tool, Fluke, UEI, Extech, Zurich, etc.

12.  El cuerpo humano y la corriente eléctrica. Efectos sobre el cuerpo para distintos valores de corrientes. Medidas de seguridad eléctrica.

Intensidad Efectos fisiológicos que se observan en condiciones normales

0 - 0,5 mA: No se observan sensaciones ni efectos. El umbral de percepción se sitúa en 0.5 mA.

0,5 - 10 mA Calambres y movimientos reflejos musculares. El umbral de no soltar se sitúa en 10 mA.

10-25 mA Contracciones musculares. Agarrotamiento de brazos y piernas con dificultad de soltar objetos. Aumento de la presión arterial y dificultades respiratorias.

25-40 mA Fuerte tetanización. Irregularidades cardiacas. Quemaduras. Asfixia a partir de 4 s.

40 - 100 mA Efectos anteriores con mayor intensidad y gravedad. Fibrilación y arritmias cardiacas.

1 A Fibrilación y paro cardiaco. Quemaduras muy graves. Alto riesgo de muerte.

1 - 5 A Quemaduras muy graves. Parada cardiaca con elevada probabilidad de muerte.

Medidas de seguridad:

1.- Se debe de usar ropa adecuada para este trabajo.
Es necesario usar zapato dieléctrico y guantes, pantalón de mezclilla, lentes protectores. Sirve para evitar un arco al no estar aterrizado y servir como vía de escape a la corriente eléctrica. Cuando los voltajes son altos es necesario usar traje para arcFlash dependiendo el nivel de la señal hay varios tipos de traje medidos en cal/cm2.

2.- NO usar en el cuerpo piezas de metal, ejemplo, cadenas, relojes, anillos, etc. ya que podrían ocasionar un corto circuito.
Al tener metales conductores de electricidad en el cuerpo y hubiera un accidente con la línea viva esta puede realizar un corto y accidentándonos con ella.

3.- Cuando se trabaja cerca de partes con corriente o maquinaria, usar ropa ajustada y zapatos antideslizantes.

4.- De preferencia, trabajar sin energía. Para evitar algún accidente, es preferente trabajar con el sistema des energizado.

5.- Calcular bien las protecciones eléctricas, para la correcta protección del cableado como de los dispositivos eléctricos. Calculando de forma sobrada pero menor a la capacidad de corriente del cableado, Tener en cuenta que una protección bastante grande no serviría como protección perdería utilidad.

6.- Es conveniente trabajar con guantes adecuados cuando se trabaja cerca de líneas de alto voltaje y proteger los cables con un material aislante. Ya que el alto voltaje puede "brincar" (comúnmente llamado arcflash) por eso es necesario estar bien aislados.


7.- Si no se tiene la seguridad del voltaje, o si esta desactivado, no correr riesgos.
Verificar si hay señal en el sistema y como quiera tener todas las medidas de seguridad suponiendo que haya voltaje (aunque sea absolutamente innecesario).

8.- Deberán abrirse los interruptores completamente, no a la mitad y no cerrarlos hasta estar seguro de las condiciones del circuito. Verificar que abramos bien el circuito y estar seguros cuando volvamos a cerrar

9.- Si se desconoce el circuito o si es una conexión complicada, familiarizarse primero y que todo este correcto. Hacer un diagrama del circuito y estudiarlo detenidamente, si hay otra persona, pedirle que verifique las conexiones o bien el diagrama.

10.- Hacer uso de herramientas adecuadas (barras aisladoras) para el manejo de interruptores de alta potencia.

13.  Indicar para que se usa el Terminal que conecta a tierra, explicar su funcionamiento.

14.  Protección mediante disyuntor diferencial. Explicar su funcionamiento.

Un interruptor diferencial exponencial, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos.
En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos.
  Si nos fijamos en la figura a la izquierda, vemos que la intensidad (I1) que circula entre el punto a y la carga debe ser igual a la (I2) que circula entre la carga y el punto b (I1 = I2) y por tanto los campos magnéticos creados por ambas bobinas son iguales y opuestos, por lo que la resultante de ambos es nula. Éste es el estado normal del circuito.

 

Si ahora nos  fijamos en  la figura de la derecha, vemos que  la carga presenta una derivación a  tierra por la que circula una corriente de fuga (If), por lo que ahora I2 = I1 - If y por tanto menor que I1.

  Es aquí donde el dispositivo desconecta el circuito para prevenir electrocuciones, actuando bajo la presunción de que la corriente de fuga circula a través de una persona que está conectada a tierra y que ha entrado en contacto con un componente eléctrico del circuito.
  La diferencia entre  las dos corrientes es  la que produce un campo magnético  resultante, que  no es nulo  y que por  tanto producirá una atracción  sobre el núcleo N, desplazándolo de  su posición de equilibrio, provocando la apertura de los contactos C1 y C2 e interrumpiendo el paso de corriente  hacia  la  carga,  en  tanto  no  se  rearme  manualmente  el  dispositivo  una  vez  se  haya corregido la avería o el peligro de electrocución.
  Aunque existen interruptores para distintas intensidades de actuación, en las instalaciones domésticas se instalan normalmente interruptores diferenciales que se actúan con una corriente de fuga alrededor de  los 30 mAy un  tiempo de respuesta de 50 ms,  lo cual garantiza una protección adecuada para las personas y cosas.

15.  Realizar un listado de materiales para realizar la instalación eléctrica de 10 computadoras como la computadora del ejercicio nº 9, 5 impresoras láser y 5 impresoras multifunción. Con ups. Tomar como ejemplo el laboratorio donde se dicta la materia.

16.  Sabiendo que la sección mínima del cable utilizada para una corriente en instalaciones eléctricas es de 3.55mm cuadrados de sección indicar si es suficiente para el ejercicio anterior.

Trabajo Practico N°3

Motherboard 

Si analizamos la PC, el conjunto motherboard y microprocesador resultan los componentes centrales. La característica que siempre tuvieron los motherboard es la que podemos llamar modular y abierta.  Esto posibilita incorporar e intercambiar elementos de la PC para mejorar sus caracteristicas (upgrade). Esta tecnologiadeja abierta la puerta para que muchos fabricantes produzcan las partes que conforman los equipos. Se puede armar una PC con un motherboard de una marca, una placa de video de otra, una placa de sonido de otra, etc. y remplazar cualquiera de ellas por otra de otra máquina.

Es decir, que todos los componentes se fabrican siguiendo estándares bien definidos. Como veremos mas adelante, esas normas son dictadas por organismos internacionales de estandarización o, en algunos casos, por asociaciones de fabricantes. De esta manera surgieron los llamados clones que no tienen una marca definida y cuyos componentes proceden de diferentes fabricantes. El motherboard es un circuito impreso que consta de un material aislante (fibra de vidrio, pertinax, etc.) sobre la cual se hallan los conductores (pistas) que conectan los distintos componentes entre si y que iran soldados a ellos. Con la tecnología actual se construyen circuitos impresos que pueden tener varias capas.

A.Elementos de un motherboard:

1. Conectores:
   Los motherboard que respondan la norma ATX (Advanced Tecnology Extended) incorporan un grupo de conectores estándar: conector RS232(serie), el puerto paralelo(centronics), conectores PS/2(Mouse y teclado), puertos USB, puerto VGA, RJ45(conector de red) y los conectores de audio(micrófono, entrada de linea y la salida para auriculares y/o parlantes).

2. Socket de microprocesador: Aqui se coloca el microprocesador. La medida, el tamaño y la forma y la cantidad de contactos dependen de la marca y el modelo del microprocesados. Sobre el Socket o en sus cercanias se encuentran los anclajes del Cooler (Disipador y Ventilador - Sink- Fan)

Socket de micro AMD

Socket de micro Intel

3. Conectores de memoria: Aquí se colocan los módulos de memoria RAM dinámicas. Estos conectores oslots reciben el mismo nombre que los memorias que se van a colocar en él (SIMM, DIMM, RIMM).

Conectores SIMM

Conectores DIMM

4. Conector de la disquetera: En desuso.

 5. Conectores IDE: En estos conectores se conectan los cables planos que permiten conectar hasta 4 discos rígidos o lectoras/grabadoras de CD-DVD. En las cercanías de estos conectores en los MB más modernos se encuentran los conectores Serial ATA (SATA) que son la interfase que se usa actualmente para los discos rigidos y para lectora/grabadora de CD.

 -Velocidad de transferencia:

-         IDE: 130 Mb/s

-         Sata 1: 150 Mb/s

-         Sata 2:300 Mb/s

-         Sata 3: 600 Mb/s

Conectores IDE

6. Conector de alimentación: Este conector tipo ATX permite la alimentación electrica al MB con las diferentes tensiones de alimentación provenientes de la fuente tipo SWITCHING.

Conector ATX

7. BIOS (Basic Input Output System): Este chip alberga el software más básico del MB que le permite al sistema operativo comunicarse con el hardware. Entre otras cosas el BIOS controla la forma en que el MB maneja la memoria, los discos duros y mantiene el reloj en hora. El BIOS contiene dos tipos de memoria: una memoria ROM (memoria de lectura solamente) y una memoria RAM (memoria de lectura y escritura) llamada Set Up, que es mantenida por una vida. A esta memoria se accede durante al arranque de la maquina apretando las teclas F2 o Supr.

8. Chipset-Northbridge: Es el encargado de controlar el bus de datos del procesador y la   memoria.

9. Chipset-Southbridge (puente sur:( es la parte del chipset encargada de brindar conectividad. Controla los discos rigidos, el bus PCI y los puertos USB.  

10. Conectores al gabinete: Aquí se conectan los comandos e indicadores que se encuentran en el frente del gabinete: led de encendido, led de funcionamiento de acceso a datos del disco rigido, boton de encendido, boton de reset.

11. Pila: mantiene la memoria RAM del Set Up. Es de tipo CR2032. en caso de que la maquina pierda la configuración del Set Up, como por ejemplo la hora, fecha o geometria del disco rigido, esta pila debera cambiarse. 

12. Slot PCI: en estas ranuras se incertan la placa de sonido, placas de red, capturadotas y sintonizadotas de televisión, etc. Las placas de video se conectan actualmente a los spots PCI Express.

PCI

PCI Express

13. Slot AGP: En desuso,antes usado para conectar las placas de video.                                   slot agp

Factor de forma

Atendiendo a la estructura modular o arquitectura abierta que habiamos mencionado, los fabricantes de motherboards deben atenerse al cumplimiento de los estandares y normas de la industria del hardware. Ademas, cuando surge un elemento nuevo, como por ejemplo el puerto USB, todos los fabricantes deberán cumplir con las normas y características constructivas de ese puerto para no quedar afuera del negocio del hardware.

El factor de forma (form factor) indica las dimensiones y el tamaño de la placa, lo que se vincula con el gabinete especifico. Tambien establece la posición de los anclajes y la distribución de los componentes (Slot de expancion, ubicación de los bancos de memoria, zocalo del microprocesador, etc.).

Los formatos obsoletos son los AT  y Baby AT, mientras que los formatos actuales son los ATX, Micro ATX y ATX Flex.

ATA

AT Baby

ATX

ATX FLEX

Puente Norte

Es el encargado de controlar el bus de datos del procesador y la memoria.

Justamente sirve de conexión entre el motherboard, el microprocesador y la memoria, por eso su nombre de puente. Generalmente, las innovaciones tecnologicas, como el soporte de memoria DDR y FSB son soportados por este chip. La tecnologia de fabricación del northbridge es muy avanzada y comparable a la del propio microprocesador. Por ejemplo, si debe encargarse del FSB (Front Side Bus) de alta velocidad, debera manejar frecuencias de 400 hasta 800 MHz. Por eso este chip suele llevar un disipador y en algunos casos, tambien, un ventilador.

Puente Sur

Es el segundo chip de importancia y controla los buses de entrada y salida de datos para periféricos. Controla el bus IDE, el SATA, los puertos USB, el bus PCI y el audio de 6 canales.

Buses

Los buses constituyen fisicamente pistas de cobre de los circuitos impresos, que intercomunican eléctricamente los dispositivos montados sobre el motherboard (microprocesador, memoria RAM, BIOS, puertos, etc.).

Los buses de un motherboard se pueden dividir en: bus de datos, bus de direcciones y bus del sistema.

El bus de datos transporta los datos o instrucciones en forma de pulsos eléctricos desde y hacia el microprocesador. Dependiendo del sistema y del microprocesador, este bus tendrá un ancho determinado. Las primeras PC tenían buses de ocho bits, y en la actualidad puede llegar a 64 bits (o 8 bytes).

El bus de direcciones determina cual es el origen y el destino de los datos. Cada dispositivo y cada posición de memoria tienen una dirección dentro de lo que se llama mapa de memoria, que es su identificación en el sistema, y las direcciones no pueden repetirse para que no haya confusiones. Lo descripto anteriormente se refiere a los elementos que efectivamente están montados sobre la placa.

Pero el sistema puede componerse además por dispositivos que se conectan a la placa mediante zócalos o ranuras de expansión llamados slots, que también deben interconectarse. Entonces, parte de los contactos de las placas de expansión que se conectan con estos zócalos se integran en el bus del sistema. A su vez, cada tipo de ranura de expansión responde a un bus particular con características propias, por ejemplo los slots PCI Express y AGP.

PARAMETROS DE LOS BUSES:

Ancho del bus: se mide en bits

Ancho de transferencia: se mide en b/s

Frecuencia del clock: ciclos/s = MHz

Cantidad máxima de dispositivos admitidos: N

BUS PCI (Peripherical Component Interconection)

Al bus PCI se lo identifica con un conector blanco de aproximadamente 8,5cm de largo. Tiene una muesca que permite la correcta inserción de las placas. Este bus fue desarrollado por Intel y luego sometido al consenso del resto de la industria que lo adopto como estándar. Sigue siendo utilizado en la actualidad, y los periféricos mas comunes que se conectan a él son placas de red, MODEM telefónico, placas de audio, sintonizadotas de TV, etc. Las placas de video se conectan actualmente al PCI Express. 

Caracteristicas del bus PCI:

-Ancho del bus: 32 o 64 bits.

-Frecuencia del clock: 33 MHz.

-Taza de transferencia maxima: 133 MB/seg en el bus de 32 bits y 266MB/seg en el de 64 bits.

-Cantidad maxima de dispositivos: 10

Bus frontal (FSB – Front Side Bus)

Antiguamente existía un solo bus de datos y el microprocesador accedía a la memoria RAM y a la memoria CACHE de segundo nivel a través de él. Para mejorar el desempeño, Intel introdujo el DIB (Dual Independent Bus) donde el microprocesador accedia a la CACHE L2 por el Back Side Bus, y a la memoria RAM por el Front Side Bus. Regularmente, la velocidad del microprocesador se determina aplicando un factor de multiplicación a la frecuencia FSB. Por ejemplo, si aplicamos un factor de multiplicación de cinco a un FSB de 100 MHz obtendremos que la frecuencia del procesador es de 500 MHz. Este proceso se conoce como OVERCLOCKING.

En las viejas maquinas esta operación se realizaba moviendo un puente físico de lugar, llamado JUMPER. Hoy en dia, se hace directamente desde el Set Up.

Bus ISA (Industry Standard Architecture)

Este bus es obsoleto. Fue el predesesor del PCI y durante un tiempo ambos tipos estubieron presentes en el motherboard.

Caracteristicas:
-Ancho del bus: 32 bits.

-Velocidad de transferencia:16 MB/seg

-Frecuencia del clock: 8 MHz

Bus AGP (Advanced Graphics Port)

El bus AGP se uso durante cierto tiempo para conectar las placas de video. Si bien llego a velocidades de transferencia de 2GB/s, fue remplazado rápidamente por el spot PCI Express.

Ancho del bus: 32 bits.

-Frecuencia del clock: 66 MHz.

-Velocidad de transferencia:

-AGP: 266 MB/s

-AGPx2: 533 MB/s

-AGPx4: 1GB/s

-AGPX8: 2,1 GB/s

Bus PCI Express

El bus PCI Express se desarrollo entre los años 1999 y 2001. Durante su desarrollo tuvo varios nombres:

-         System I/O

-         Infiniband

-         3GIO (3º Generation Input Output)

-        Araphade

Finalmente el desarrollo termino en manos de una organización llamada PCI-SIG (Peripherical component Interconection – Special Interest Group) que es una organización sin fines de lucro que tiene asociados a los fabricantes de hardware.

El bus PCI Express presenta mejores características de flexibilidad y velocidad, como son la transmisión en serie y el sistema de conexión punto a punto.

La transmisión, uno de los interfaces más antiguos de la PC (RS232), sigue presente en los motherboards, aunque esta prácticamente en desuso frente a interfaces internos superiores como el USB. La transmisión de datos en el bus PCI Express justamente se realizo en serie, es decir que los datos van pasando bit a bit, uno detrás del otro mientras que en las interfaces en paralelo, los datos viajan por varios cables a la vez. Actualmente se privilegia el uso de interfase serie porque utiliza menos tensión, generan menos interferencias eléctricas y permiten alcanzar mayores velocidades sin perdida de información, además son más simples, lo que permite un diseño mas compacto.

  La conexión punto a punto quiere decir que la comunicación entre un dispositivo u otro es directa, lo que permite un aprovechamiento total del ancho de banda, puesto que cada placa tendrá su ancho en particular y se comunicara con otra sin que nada interfiera en su camino. Dijimos que el PCI estándar o convencional tiene todos los conectores conectados en paralelo, por lo que comparten en ancho de banda del bus (133MB/s).

   En el sistema PCI Express, la conexión entre los conectores de expansión con el chipset se realiza mediante un modulo llamado swich, muchas veces incluido en el puente sur.

   Podemos comparar el bus PCI Express y el PCI haciendo una analogía con los concentradores de red: los concentradores de red más comunes son el HUB y el SWICH. En los HUB, los datos que quieren pasar de una maquina a otra, deben pasar por todas las que están entre un puerto y otro hasta que encuentren el destino correcto, mientras que un SWICH tiene una “inteligencia” que le permite saber la dirección de cada maquina conectada y envía los datos directamente desde una hacia la otra sin pasar por ningún puerto. La conexión básica PCI Express (x1) consta solamente de cuatro cables, dos para la transmisión de datos en un sentido y dos para el otro. Cada uno de ellos trabaja una frecuencia de 2GHz, lo que brinda una taza de transferencia de 256MB/s. debemos considerar que esos 256 MB/s se transmiten en un solo sentido, y que si contamos también el otro, alcanzamos los 512 MB/s, una cifra nada despreciable teniendo en cuenta los 133MB/s del puerto PCI. Gracias a esta característica de contar simplemente con cuatro cables es que ahora los diseños del motherboard son más sencillos y compactos. La ranura PCI Express x1, como dijimos anteriormente, tiene un par de conductores para enviar la información en un sentido, y otros dos para enviar información en el otro sentido. La ranura PCI Express x4 tiene cuatro pares de conductores y la PCI Express x16 tiene 16 pares de conductores.

Calculo de la velocidad de transferencia de un bus:

-Calcular la velocidad de transferencia de un bus de 32 bits operando a 33 MHz.

33 MHz = 33Mb/s = 33000000 bits/s.

Total para el bus= 33000000 bits/s x 32 = 1056000000 b/s

Velocidad de transferencia byte/s = (1056000000 b/s)/8 = 132000000 B/s = 132 MB/s

Interfaz para discos rígidos:    

Veremos la forma en que se transmiten la información desde los medios de almacenamiento masivos, como discos rígidos y lectoras/grabadoras de CD y DVD desde y hacia el motherboard. Actualmente se usa preponderantemente la interfaz Serial ATA (SATA) que va remplazando a la interfaz IDE (ATA)

Puerto IDE:

             

  La interfaz IDE es un conector con una doble hilera de pines donde va el conector asociado a un cable plano.

  Regularmente hay dos conectores sobre el motherboard bajo los nombres IDE-0 y IDE-1. La interfaz IDE esta basada en el estándar creado por IBM en los años 80 llamado ATA (Advanced Technology Attachment). Por eso esta interfaz también se conoce como IDE/ATA. Esta interfaz se mejoro con el tiempo, y fue capaz de soportar disco cada vez mas rápidos (ATA 1, 2, 3, 4 y Fast ATA). En principio solo soportaba discos rígidos, pero más tarde es capaz de soportar unidades de CD ROM y se convierte en ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface). Es por eso que en muchas maquinas con esta interfase en el inicio se le el mensaje ATAPI CD ROM. La evolución de la norma ATA esta directamente relacionada con dos modos de transferencia de dato: PIO (Programmable Input-output) y DMA (Direct Memory Access).

Interfaz SCSI (Small Computer System Interface):      

Es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos de la computadora. Se utiliza habitualmente en los discos rígidos, pero también interconecta una amplia gama de dispositivos, incluyendo escáneres, unidades de CDROM,unidades de DVD y hasta impresoras.

En el pasado, era común en toda clase de computadoras, pero actualmente se utiliza casi con exclusividad en estaciones de trabajo de alto rendimiento, servidores y periféricos de alta gama. En las computadoras que se utilizan normalmente se usan interfases más lentas, como la SATA y USB (el USB utiliza una serie de comando SCSI para algunas operaciones). Actualmente se esta usando un sistema de SCSI serie (Serial Attached SCSI) que es la continuación de la interfase SCSI paralela. El sistema SCSI llega, actualmente, a 6 GB/s (SAS 600). Esta última tecnología se encuentra presente en motherboards para servidores, como el S5520HC de Intel, que soporta dos microprocesadores Intel Xeon 5500 con 12 ranuras para memoria ddr3, 6 puertos PCI Express, 6 puertos SATA, y un puerto SAS.

Interfaz USB (Universal Serial Bus) :    

El bus USB fue desarrollado en los años 1990. La propuesta original fue de Intel, junto con IBM. Actualmente, el foro USB agrupa a más de 680 compañías. El USB permitió estandarizar la conexión de periféricos como: Mouse, teclado, joystick, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles, impresoras, MODEM, tarjetas de red (alámbricas e inalámbricas, sintonizadotas de TV, discos duros externos y lectoras o grabadoras de CD/DVD, etc. Su éxito ha sido total, desplazando al puerto serie, al puerto paralelo y a los puertos PS/2.

Su campo de aplicación se ha extendido a otros dispositivos, como estereos para autos, equipos de música, V, etc. Algunos dispositivos que requieren mínima potencia para su funcionamiento se pueden conectar a concentradores (HUBS) sin necesidad de fuentes de alimentación.

Para los dispositivos con más consumo de energía, como discos rígidos, grabadoras y reproductoras de CD externa, se requieren HUBS con su propia fuente de alimentación.

Los dispositivos USB han evolucionado de la siguiente forma:

-USB 1.0: 1.5 Mb/seg = 192 KB/seg

-USB 1.1: 12 Mb/seg = 1.5 MB/seg

-USB 2.0: 480 Mb/seg = 60 MB/seg

-USB 3.0: 4.8 Gb/seg = 600/seg

USB y mini-USB