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Teclado (informática)

En informática, un teclado es un periférico, físico o virtual (por ejemplo teclados en pantalla o teclados láser), utilizado para la introducción de órdenes y datos en una computadora. Tiene su origen en los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, que se utilizaron como los teclados de las primeras computadoras y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zona alfanumérica, pues salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para teclados árabes y japoneses).
Cada tecla tiene impresa o grabada al menos un símbolo principal (en las alfabéticas se usa la letra mayúscula) y al pulsarla se suele obtener ese símbolo o acción. Mediante teclas adicionales (las llamadas teclas inertes) se pueden obtener los caracteres acentuados, y mediate teclas modificadoras se pueden obtener otros símbolos o acciones (por ej., las teclas Control, Shift, Alt, Alt Gr, las Apple de los Mac...). Normalmente esos símbolos adicionales aparecen serigrafiados en el teclado en una posición que permita intuir que tecla debe pulsarse adicionalmente.

Tipos de teclado

Ha habido y hay muchos teclados diferentes, dependiendo del idioma, fabricante… IBM ha soportado tres tipos de teclado: el XT, el AT y el MF-II.
El primero (1981) de éstos tenía 83 teclas, usaban es Scan Code set1, unidireccionales y no eran muy ergonómicos, ahora está obsoleto.
Más tarde (1984) apareció el teclado PC/AT con 84 teclas (una más al lado de SHIFT IZQ), ya es bidireccional, usa el Scan Code set 2 y al igual que el anterior cuenta con un conector DIN de 5 pines.
En 1987 IBM desarrolló el MF-II (Multifunción II o teclado extendido) a partir del AT. Sus características son que usa el mismo interfaz que el AT, añade muchas teclas más, se ponen leds y soporta el Scan Code set 3, aunque usa por defecto el 2. De este tipo hay dos versiones, la americana con 101 teclas y la europea con 102.
Los teclados PS/2 son básicamente iguales a los MF-II. Las únicas diferencias son el conector mini-DIN de 6 pines (más pequeño que el AT) y más comandos, pero la comunicación es la misma, usan el protocolo AT. Incluso los ratones PS/2 usan el mismo protocolo.
Actualmente la denominación AT ó PS/2 sólo se refiere al conector porque hay una gran diversidad de ellos.

Estructura

Un teclado está realizado mediante un microcontrolador, normalmente de las familias 8048 u 8051 de Intel. Estos microcontroladores ejecutan sus propios programas que están grabados en sus respectivas ROMs internas. Estos programas realizan la exploración matricial de las teclas para determinar cuales están pulsadas.
Para lograr un sistema flexible los microcontroladores no identifican cada tecla con su carácter serigrafiado en la misma sino que se adjudica un valor numérico a cada una de ellas que sólo tiene que ver con su posición física. Si no se hiciera así ese sistema sería muy dependiente de cada idioma, también hay que tener en cuenta que idiomas como por ejemplo en francés tienen teclados AZERTY en lugar del que se tiene en Estados Unidos QWERTY. Los teclados usados en América latina y España extienden la configuración básica del teclado QWERTY con el fin de incluir la letra eñe "ñ" y facilidades para letras acentuadas. Como el teclado español debe servir para las diversas lenguas de la península ibérica se facilita sobre todo la escritura de diversos acentos aún los no utilizados en el castellano. El teclado latinoamericano sólo da soporte con teclas directas a los caracteres específicos del castellano, que incluyen dos tipos de acento, la letra eñe y los inicios de exclamación e interrogación. El resto de combinaciones de acentos se obtienen usando una técla de extensión de grafismos (<ALT-GR>). Por lo demás el teclado latinoamericano está orientado hacia la programación, con fácil acceso al juego de símbolos de la norma ASCII.
Por cada pulsación o liberación de una tecla el microcontrolador envía un código identificativo que se llama Scan Code. Para permitir que varias teclas sean pulsadas simultáneamente, el teclado genera un código diferente cuando una tecla se pulsa y cuando dicha tecla se libera. Si el microcontrolador nota que ha cesado la pulsación de la tecla, el nuevo código generado (Break Code) tendrá un valor de pulsación incrementado en 128. Estos códigos son enviados al circuito microcontrolador donde serán tratados gracias al administrador de teclado, que no es más que un programa de la BIOS y que determina qué carácter le corresponde a la tecla pulsada comparándolo con una tabla de caracteres que hay en el kernel, generando una interrupción por hardware y enviando los datos al procesador. El microcontrolador también posee cierto espacio de memoria ROM que hace que sea capaz de almacenar las últimas pulsaciones en caso de que no se puedan leer a causa de la velocidad de tecleo del usuario. Hay que tener en cuenta, que cuando realizamos una pulsación se pueden producir rebotes que duplican la señal. Con el fin de eliminarlos, el teclado también dispone de un circuito que limpia la señal.
En los teclados AT los códigos generados son diferentes, por lo que por razones de compatibilidad es necesario traducirlos. De esta función se encarga el controlador de teclado que es otro microcontrolador (normalmente el 8042), éste ya situado en el PC. Este controlador recibe el Código de Búsqueda del Teclado (Kscan Code) y genera el propiamente dicho Código de Búsqueda. En cualquier caso ya sea teclado PS/2 ó AT el Código de Búsqueda es entregado a la BIOS del PC para identificar la tecla pulsada.
La comunicación del teclado es vía serie. El protocolo de comunicación es bidireccional, por lo que el servidor puede enviarle comandos al teclado para configurarlo, reiniciarlo, diagnósticos, etc.

Disposición del teclado

A primera vista en un teclado podemos notar una división de teclas, tanto por la diferenciación de sus colores, como por su distribución. Las teclas grisáceas sirven para distinguirse de las demás por ser teclas especiales (borrado, teclas de función, tabulación, tecla del sistema…). Si nos fijamos en su distribución vemos que están agrupadas en cuatro grupos:

• Teclas de función: situadas en la primera fila de los teclados. Combinadas con otras teclas, nos proporcionan acceso directo a algunas funciones del programa en ejecución.
• Teclas de edición: sirven para mover el cursor por la pantalla.
• Teclas alfanuméricas: son las más usadas. Su distribución suele ser la de los teclados QWERTY, por herencia de la distribución de las máquinas de escribir. Reciben este nombre por ser la primera fila de teclas, y su orden es debido a que cuando estaban organizadas alfabéticamente la máquina tendía a engancharse, y a base de probar combinaciones llegaron a la conclusión de que así es como menos problemas daban. A pesar de todo esto, se ha comprobado que hay una distribución mucho más cómoda y sencilla, llamada DVORAK, pero en desuso debido sobre todo a la incompatibilidad con la mayoría de los programas que usamos.
• Bloque numérico: situado a la derecha de el teclado. Comprende los dígitos del sistema decimal y los símbolos de algunas operaciones aritméticas. Añade también la tecla especial Bloq Num, que sirve para cambiar el valor de algunas teclas para pasar de valor numérico a desplazamiento de cursor en la pantalla.

Clasificación de teclados

En el mercado hay una gran variedad de teclados. A la hora de estudiarlos podemos clasificarlos en dos grupos:
Según su forma física:

• Teclado XT de 83 teclas: se usaba en el PC XT (8086/88).
• Teclado AT de 83 teclas: usado con los PC AT (286/386).
• Teclado expandido de 101/102 teclas: es el teclado actual, con un mayor número de teclas.
• Teclado Windows de 103/104 teclas: el teclado anterior con 3 teclas adicionales para uso en Windows.
• Tipo ergonómico: diseñados para dar una mayor comodidad para el usuario, ayudándole a tener una posición más relajada de los brazos.
• Teclado multimedia: añade teclas especiales que llaman a algunos programas en el computador, a modo de acceso directo, como pueden ser el programa de correo electrónico, la calculadora, el reproductor multimedia…
• Teclado inalámbrico: suelen ser teclados comunes donde la comunicación entre el computador y el periférico se realiza a través de rayos infrarrojos, ondas de radio o mediante bluetooth.

Según la tecnología de sus teclas se pueden clasificar como teclados de cúpula de goma, teclados de membrana: teclados capacitativos y teclados de contacto metálico.

ROM es la sigla de read-only memory, que significa "memoria de sólo lectura": una memoria de semiconductor destinada a ser leída y no destructible, es decir, que no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la información almacenada, incluso en el caso de que se interrumpa la corriente (memoria no volátil). La ROM suele almacenar la configuración del sistema o el programa de arranque de la computadora.
Las memorias de sólo lectura o ROM son utilizada como medio de almacenamiento de datos en las computadoras. Debido a que no se puede escribir fácilmente, su uso principal reside en la distribución de programas que están estrechamente ligados al soporte físico de la computadora, y que seguramente no necesitarán actualización. Por ejemplo, una tarjeta gráfica puede realizar algunas funciones básicas a través de los programas contenidos en la ROM.
Las computadoras domésticas a comienzos de los 80 venían con todo su sistema operativo en ROM. No había otra alternativa razonable ya que las unidades de disco eran generalmente opcionales. La actualización a una nueva versión significa usar un soldador o un grupo de interruptores DIP y reemplazar el viejo chip de ROM por uno nuevo. En el año 2000 los sistemas operativos en general ya no van en ROM. Todavía las computadoras pueden dejar algunos de sus programas en memoria ROM, pero incluso en este caso, es más frecuente que vaya en memoria flash. Los teléfonos móviles y los asistentes personales digitales (PDA) suelen tener programas en memoria ROM (o por lo menos en memoria flash).
Algunas de las consolas de videojuegos que utilizan programas basados en la memoria ROM son la Super Nintendo, la Nintendo 64, la Mega Drive o la Game Boy. Estas memorias ROM, pegadas a cajas de plástico aptas para ser utilizadas e introducidas repetidas veces, son conocidas como cartuchos. Por extensión la palabra ROM puede referirse también a un archivo de datos que contenga una imagen del programa que se distribuye normalmente en memoria ROM, como una copia de un cartucho de videojuego.
Una razón de que todavía se utilice la memoria ROM para almacenar datos es la velocidad ya que los discos son más lentos. Aún más importante, no se puede leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio disco. Por lo tanto, la BIOS, o el sistema de arranque oportuno de la computadora normalmente se encuentran en una memoria ROM.
La memoria RAM normalmente es más rápida para lectura que la mayoría de las memorias ROM, por lo tanto el contenido ROM se suele traspasar normalmente a la memoria RAM cuando se utiliza.

Introducción

Uno de los actuales microprocesadores de doble núcleo y 64 bits, un AMD Athlon 64 X2 3600.

El microprocesador o micro es un circuito integrado que contiene todos los elementos de una "unidad central de procesamiento" o CPU^[1] . En la actualidad en el interior de este componente electrónico existen millones de transistores integrados.
Suelen tener forma de prisma chato, y se instalan sobre un elemento llamado zócalo^[2] . También, en modelos antiguos solía soldarse directamente a la placa madre. Aparecieron algunos modelos donde se adoptó el formato de cartucho, sin embargo no tuvo mucho éxito. Actualmente se dispone de un zócalo especial para alojar el microprocesador y el sistema de enfriamiento, que comúnmente es un ventilador (cooler). El microprocesador está compuesto por: registros, la Unidad de control, la Unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, una unidad en coma flotante.

Historia

El primer procesador comercial, el Intel 4004, fue presentado el 15 de noviembre de 1971. Los diseñadores fueron Ted Hoff y Federico Faggin de Intel, y Masatoshi Shima de Busicom (más tarde ZiLOG).
Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros componentes empaquetados en una cápsula cuyo tamaño varía según las necesidades de las aplicaciones a las que van dirigidas, y que van desde el tamaño de un grano de lenteja hasta el de casi una galleta. Las partes lógicas que componen un microprocesador son, entre otras: unidad aritmético-lógica, registros de almacenamiento, unidad de control, Unidad de ejecución, memoria caché y buses de datos control y dirección.
Existen una serie de fabricantes de microprocesadores, como IBM, Intel, Zilog, Motorola, Cyrix y AMD. A lo largo de la historia y desde su desarrollo inicial, los microprocesadores han mejorado enormemente su capacidad, desde los viejos Intel 8080, Zilog Z80 o Motorola 6809, hasta los recientes Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, Intel Xeon, Intel Itanium II, Transmeta Efficeon o Cell.
Ahora los nuevos microprocesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bits, habiendo pasado por los de 128, 64, 32, 16, 8 y 4 bits. Desde la aparición de los primeros computadores en los años cuarenta del siglo XX, muchas fueron las evoluciones que tuvieron los procesadores antes de que el microprocesador surgiera por simple disminución del procesador.

Antecedentes

Entre estas evoluciones podemos destacar estos hitos:

• ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Calculator) Fue un computador con procesador multiciclo de programación cableada, esto es, la memoria contenía sólo los datos y no los programas. ENIAC fue el primer computador, que funcionaba según una técnica a la que posteriormente se dio el nombre de monociclo.
• EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) fue la primera máquina de Von Neumann, esto es, la primera máquina que contiene datos y programas en la misma memoria. Fue el primer procesador multiciclo.
• El IBM 7030 (apodado Stretch) fue el primer computador con procesador segmentado. La segmentación siempre ha sido fundamental en Arquitectura de Computadores desde entonces.
• El IBM 360/91 supuso grandes avances en la arquitectura segmentada, introduciendo la detección dinámica de riesgos de memoria, la anticipación generalizada y las estaciones de reserva.
• El CDC 6600 fue otro importante computador de microprocesador segmentado, al que se considera el primer supercomputador.
• El último gran hito de la Arquitectura de Computadores fue la segmentación superescalar, propuesta por John Cocke, que consiste en ejecutar muchas instrucciones a la vez en el mismo microprocesador. Los primeros procesadores superescalares fueron los IBM Power-1.

Avances

Hay que destacar que los grandes avances en la construcción de microprocesadores se deben más a la Arquitectura de Computadores que a la miniaturización electrónica. El microprocesador se compone de muchos componentes. En los primeros procesadores gran parte de estos estaban ociosos el 90% del tiempo. Sin embargo hoy en día los componentes están repetidos una o más veces en el mismo microprocesador, y los cauces están hechos de forma que siempre están todos los componentes trabajando. Por eso los microprocesadores son tan rápidos y tan productivos. Esta productividad tan desmesurada, junto con el gran número de transistores por microprocesador (debido en parte al uso de memorias caché) es lo que hace que se necesiten los inmensos sistemas de refrigeración que se usan hoy en día. Inmensos en comparación con el microprocesador, que habitualmente consiste en una cajita de 2 centímetros de largo y de ancho por 1 milímetro de altura, cuando los refrigeradores suelen tener volúmenes de al menos 5 centímetros cúbicos.

Intel 4004

Zilog Z80

Motorola 68000

Microprocesador Intel 80486DX2.

Evolución del microprocesador

• 1971: Intel 4004. Nota: Fue el primer microprocesador comercial. Salió al mercado el 15 de noviembre de 1971.
• 1972: Intel 8008
• 1974: Intel 8080, Intel 8085
• 1975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 6800
• 1976: Zilog Z80
• 1978: Intel 8086, Motorola 68000
• 1979: Intel 8088
• 1982: Intel 80286, Motorola 68020
• 1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386
• 1987: Motorola 68030
• 1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486
• 1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000
• 1995: Intel Pentium Pro
• 1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPS R120007
• 1999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G4
• 2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, MIPS R14000
• 2003: PowerPC G5
• 2004: Intel Pentium M
• 2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon 64 X2, AMD Sempron 128.
• 2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Extreme, AMD Athlon FX
• 2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX
• 2008: Procesadores Intel y AMD con más de 8 núcleos.

Funcionamiento

El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:

• PreFetch, Pre lectura de la instrucción desde la memoria principal,
• Fetch, envío de la instrucción al decodificador,
• Decodificación de la instrucción, es decir, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer,
• Lectura de operandos (si los hay),
• Ejecución,
• Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.

Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj, y nunca podrá ser inferior al tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en un solo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se conecta a un oscilador, normalmente un cristal de cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo.

Velocidad

Actualmente se habla de frecuencias de Gigaherzios (GHz.), o de Megaherzios (MHz.). Lo que supone miles de millones o millones, respectivamente, de ciclos por segundo. El indicador de la frecuencia de un microprocesador es un buen referente de la velocidad de proceso del mismo, pero no el único. La cantidad de instrucciones necesarias para llevar a cabo una tarea concreta, así como la cantidad de instrucciones ejecutadas por ciclo ICP, son los otros dos factores que determinan la velocidad de la CPU. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende directamente del juego de instrucciones disponible, mientras que ICP depende de varios factores, como el grado de supersegmentación y la cantidad de unidades de proceso o "pipelines" disponibles, entre otros. La cantidad de instrucciones necesarias para realizar una tarea depende directamente del juego de instrucciones.

Bus de datos

El microprocesador lee y escribe datos en la memoria principal y en los dispositivos de entrada/salida. Estas transferencias se realizan a través de un conjunto de conductores que forman el bus de datos. El número de conductores suele ser potencia de 2. Hay buses de 4, 8, 16, 32, 64, ... conductores. Los modelos de la familia x86, a partir del 80386, trabajan con bus de datos de 32 bits, y a partir del Pentium con bus de 64 bits. Pero los microprocesadores de las tarjetas gráficas, que tienen un mayor volumen de procesamiento por segundo, se ven obligados a aumentar este tamaño, y así tenemos hoy en día microprocesadores gráficos que trabajan con datos de 128 ó 256 bits. Estos dos tipos de microprocesadores no son comparables, ya que ni su juego de instrucciones ni su tamaño de datos son parecidos y por tanto el rendimiento de ambos no es comparable en el mismo ámbito.
La arquitectura x86 se ha ido ampliando a lo largo del tiempo a través de conjuntos de operaciones especializadas denominadas "extensiones", las cuales han permitido mejoras en el procesamiento de tipos de información específica. Este es el caso de las extensiones MMX y SSE de Intel, y sus contrapartes, las extensiones 3DNow! de AMD. A partir de 2003, el procesamiento de 64 bits fue incorporado en los procesadores de arquitectura x86 a través de la extensión AMD64 y posteriormente con la extensión EM64T en los procesadores AMD e Intel respectivamente.

Zócalos

El zócalo o socket es una matriz de pequeños agujeros ubicados en una placa madre, es la base donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador. Esta matriz permite la conexión entre el microprocesador y el resto del equipo. En las primeras computadoras personales el microprocesador venía directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de microprocesadores llevó a la creación de los zócalos.
En general cada familia de microprocesadores requiere un tipo distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión requerida con los componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un determinado microprocesador a una placa base diseñada para otro.

Puertos de entrada y salida

El microprocesador tiene puertos de entrada/salida en el mismo circuito integrado. El chipset es un conjunto de circuitos integrados que se encarga de realizar las funciones que el microprocesador delega en ellos. El conjunto de circuitos integrados auxiliares necesarios por un sistema para realizar una tarea suele ser conocido como chipset, cuya traducción literal del inglés significa conjunto de circuitos integrados. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar; sin embargo, el término chipset se suele emplear en la actualidad cuando se habla sobre las placas base de los IBM PCs.

Chipset

El chipset es un conjunto de circuitos integrados diseñado para trabajar conjuntamente y generalmente vendido como un único producto. En el mundo de los computadores personales se disponían muchos circuitos integrados como apoyo al microprocesador tales como el controlador de interrupciones, controlador de acceso directo a memoria, controlador de reloj, etc. Para reducir el número de circuitos se fueron creando circuitos más complejos que incluían multiples funcionalidades en su interior. Esos circuitos son los que actualmente se denominan chipset del computador y son responsables en una medida importante del rendimiento global del mismo.
Se ha comparado al Chipset con la "médula espinal": "una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo el cuerpo no sirve para nada".
Las computadoras personales actuales tienen chipset formado por 2 circuitos auxiliares al procesador principal:

• El puente norte que se utiliza como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria, controlando los accesos hacia y desde el microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico y las comunicaciones con el puente sur.
• El puente sur que controla los dispositivos asociados, es decir se encarga de comunicar el procesador con el resto de los periféricos. (los controladores de disco, puertos de entrada y salida, como USB, etc.)

Arquitecturas

• 65xx
  • MOS Technology 6502
  • Western Design Center 65xx
• ARM
• Altera Nios, Nios II
• AVR (puramente microcontroladores)
• EISC
• RCA 1802 (aka RCA COSMAC, CDP1802)
• DEC Alpha
• Intel
  • Intel 4556, 4040
  • Intel 8970, 8085, Zilog Z80
  • Intel Itanium
  • Intel i860
  • Intel i515
• LatticeMico32
• M32R
• MIPS
• Motorola
  • Motorola 7999
  • Motorola 6809
  • Motorola 68xxx, ColdFire
  • Motorola 88000 (antecesor de la familia PowerPC con el IBM POWER)
• IBM POWER (antecesor de la familia PowerPC con el Motorola 88000)
  • Familia PowerPC, G3, G4, G5
• NSC 320xx
• OpenRISC
• PA-RISC
• National Semiconductor SC/MP ("scamp")
• Signetics 2650
• SPARC
• SuperH family
• Transmeta Crusoe, Transmeta Efficeon (arquitectura VLIW, con emulador de la IA32 de 32-bit Intel x86)
• INMOS Transputer
• x86
  • Intel 8086, 8088, 80186, 80188 (arquitectura x86 de 16-bit con sólo modo real)
  • Intel 80286 (arquitectura x86 de 16-bit con modo real y modo protegido)
  • IA-32 arquitectura x86 de 32-bits
  • x86-64 arquitectura x86 de 64-bits
• Cambridge Consultants XAP

Otros usos

También se suele llamar popularmente CPU a la caja de la computadora donde van alojados los componentes básicos del mismo, es decir, además de la CPU en sí, la placa base, las tarjetas de expansión, el disco duro, la fuente de alimentación, etcétera.

Sabías que

• Para el 2010, Intel desea lanzar al mercado procesadores de 32 núcleos .

La placa base, placa madre, tarjeta madre o Board (en inglés motherboard, mainboard ) es la tarjeta de circuitos impresos que sirve como medio de conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc...
Se diseña básicamente para realizar tareas específicas vitales para el funcionamiento de la computadora, como por ejemplo las de:

• Conexión física.
• Administración, control y distribución de energía eléctrica.
• Comunicación de datos.
• Temporización.
• Sincronismo.
• Control y monitoreo.

Para que la placa base cumpla con su cometido, lleva instalado un software muy básico denominado BIOS.
TIPOS DE PLACA
A continuación se describen los tipos de placas más usuales.

• XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm)
• AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm)
• Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm)
• ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm)
• EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm)
• Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm)
• microATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm)
• LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm)
• Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–279 mm)
• NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm × 254–345 mm)
• FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.)
• Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm × 170 mm max.; 100W max.)
• Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.)
• BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.)
• MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm max.)
• PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.)
• WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm)
• ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.

Formato de Placa AT

El factor de forma AT es el empleado por el IBM AT y sus clones en formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x 11-13 pulgadas de profundo. Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que freía la placa al conectar indebidamente los dos juegos de cables (contar con un código de color para situar 4 cables negros en la zona central). El conector de teclado es el mismo DIN 5 del IBM PC original. Actualmente están todas descatalogadas, excepto un par, que se encuentran en el museo de la informática.

Formato de Placa Baby AT

IBM presenta en 1985 el formato Baby AT, que es funcionalmente equivalente a la AT, pero significativamente menor: 8,5 pulgadas de ancho y de 10 a 13 pulgadas de profundo, su menor tamaño favorece las cajas más pequeñas y facilita la ampliación, por lo que toda la industria se vuelca en él abandonando el formato AT. No obstante sigue heredando los problemas de diseño del AT, con la multitud de cables que dificultan la ventilación (algo que se va volviendo más crítico a medida que sube la potencia de los microprocesadores) y con el micro alejado de la entrada de alimentación. Todo esto será resuelto por el formato ATX. Pero dado el gran parque existente de equipos en caja Baby AT, durante un tiempo se venderán placas Super Socket 7 (que soportan tanto los Pentium MMX como los AMD K6-2 y otros micros, hasta los 500 Mhz, e incluyen slot AGP) en formato Baby AT pero con ambos conectores de fuente de alimentación (AT y ATX). Las cajas ATX, incluso hoy, soportan en sus ranuras el formato Baby AT.

Formato de Placa ATX

El formatoATX (siglas de Advanced Technology Extended') es presentado por Intel en 1995. con un tamaño de 12 pulgadas de ancho por 9,6 pulgadas de profundo, en este nuevo formato se resuelven todos los inconvenientes que perjudicaron a la ya mencionada placa. Los puertos más habituales (impresora Centronics, RS-232 en formato DE-9, la toma de joystick/midi DA-15 y de tarjeta de sonido, los puertos USB y RJ-45 (para red a 100) y en algunos casos incluso la salida de monitor VGA, se agrupan en el lado opuesto a los slots de ampliación. El puerto DIN 5 de teclado es sustituido por las tomas PS/2 de teclado y ratón (llamadas así por introducirlas IBM en su gama de computadoras PS/2 y rápidamente adoptada por todos los grandes fabricantes) y situados en el mismo bloque. Todo esto conlleva el que muchas tarjetas necesarias se integren en la placa madre, abaratando costes y mejorando la ventilación. Inmediatamente detrás se sitúa el zócalo o slot de procesador y las fijaciones del ventilador (que al estar más próxima a la fuente de alimentación y su ventilador, actúa más eficientemente), justo al lado de la nueva conexión de fuente de alimentación (que elimina el quemado accidental de la placa). Tras él vienen los slots de memoria RAM y justo detrás los conectores de las controladoras IDE, SCSI (principalmente en servidores y placas de gama alta) y de controladora de disquete, justo al lado de las bahías de disco de la caja (lo que reduce los cables)
La nueva fuente, además del interruptor físico de corriente como en la AT, tiene un modo de apagado similar al de los electrodomésticos de consumo, alimentando a la placa con una pequeña corriente que permite que responda a eventos (como una señal por la red o un mando a distancia) encendiéndose o, si se ha habilitado el modo de hibernado heredado de los portátiles, restablecer el trabajo en el punto donde se dejó.

Formato de Placa microATX

El formato MICRO ATX(también conocida como µATX) es un formato de placa base pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas (244 mm x 244 mm) empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF. Debido a sus dimensiones sólo tiene sitio para 1 ó 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB 2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas y regrabadoras de DVD). Es la más moderna de todas y sus prestaciones son impresionantes. Al comienzo de la comercialización de la placa daba fallos (bugs) al conectar componentes a los puertos USB, aunque esto se solucionó de manera efectiva en posteriores modelos.
Especificaciones de microATX (PDF)

Componentes de la placa base

• Socket
• Zócalo de memoria
• Chipset (Northbridge y Southbridge)
• Slot
• Conector AT
• Conector ATX
• Conector ATX 2.0
• Conector ATX12V
• ROM bios
• RAM CMOS
• IDE
• Conector Fdd
• Panel frontal
• Pila
• Cristal de cuarzo
• PS/2 (mouse y teclado)
• USB
• COM1
• LPT1
• GAME
• GAMEII

CPU

La unidad central de procesamiento, CPU, o, simplemente, el procesador. Es el componente en una computadora digital que interpreta las instrucciones y procesa los datos contenidos en los programas de computadora. Los CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital, la programabilidad, y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores.
La expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una descripción de una cierta clase de máquinas de lógica que pueden ejecutar complejos programas de computadora. Esta amplia definición puede fácilmente ser aplicada a muchos de los primeros ordenadores que existieron mucho antes que el término "CPU" estuviera en amplio uso. Sin embargo, el término sí mismo y su acrónimo han estado en uso en la industria de la informática por lo menos desde el principio de los años 1960 . La forma, el diseño y la implementación de las CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.
Las primeras CPU fueron diseñadas a la medida como parte de una computadora más grande, generalmente una computadora única en su especie. Sin embargo, este costoso método de diseñar los CPU a la medida, para una aplicación particular, ha desaparecido en gran parte y se ha sustituido por el desarrollo de clases de procesadores baratos y estandarizados adaptados para uno o muchos propósitos. Esta tendencia de estandarización comenzó generalmente en la era de los transistores discretos, computadoras centrales, y microcomputadoras, y fue acelerada rápidamente con la popularización del circuito integrado (IC), éste ha permitido que sean diseñados y fabricados CPU más complejos en espacios pequeños (en la orden de milímetros). Tanto la miniaturización como la estandarización de los CPU han aumentado la presencia de estos dispositivos digitales en la vida moderna mucho más allá de las aplicaciones limitadas de máquinas de computación dedicadas. Los microprocesadores modernos aparecen en todo, desde automóviles, televisores, neveras, calculadoras, aviones, hasta teléfonos móviles o celulares, juguetes, entre otros.