Componentes del Ordenador: Tarjetas de Expansión y Proceso de Arranque de la BIOS

1. Tarjeta Gráfica

La tarjeta gráfica es el componente que envía al monitor la información gráfica para representarla en pantalla.

El conector estándar tradicional es el VGA.

El proceso que realiza la tarjeta gráfica consiste en interpretar la información que llega del procesador mediante la realización de cálculos, para posteriormente presentar esta información mediante puntos o píxeles.

Flujo de trabajo: CPU → Cálculos → Tarjeta Gráfica → Puntos o Píxeles → Monitor

Componentes y Conectores de Video

• RAMDAC: Conversor digital-analógico (Digital-to-Analog Converter).
• En la pantalla clásica/antigua la señal es analógica y en la torre (ordenador) es digital.
• VGA DB-15 (3 filas): Conector analógico.
• DVI: Conector digital.
• S-Video: Conector de video.
• RCA (amarillo): Se utiliza para señales de video compuesto. Las señales de brillo, luminosidad y contraste van juntas.
• HDMI: Interfaz multimedia de alta definición (digital). Transmite audio y video digital simultáneamente.

Aceleración 3D y Gráficos

La aceleración 3D libera al procesador central de carga de trabajo al realizar tareas específicas de renderizado.

• DirectX y OpenGL: Son APIs y algoritmos utilizados para generar triángulos y rellenar texturas. Se procesa y dibuja mediante triángulos en lugar de hacerlo punto a punto. Estos algoritmos pueden ir implementados directamente en la tarjeta (mediante puertas lógicas en hardware) o a través de software.
• Resolución: Es el producto de los píxeles horizontales por los píxeles verticales.
• Cálculo de memoria mínima para video:

  Píxeles horizontales × Píxeles verticales × Profundidad de color (ej. 8 bits).

  Posteriormente, se divide el resultado entre 8 (para obtener bytes) y luego se divide entre 1024 tantas veces como sea necesario hasta alcanzar la unidad de almacenamiento requerida (KB, MB, etc.).

• Frecuencia de refresco vertical: Es el número de veces que se redibuja la pantalla por segundo. Se mide en hercios (Hz).
• Memoria gráfica: La memoria dedicada de la tarjeta se denomina GDDR.
• Tarjetas sintonizadoras: Dispositivos con los que se puede ver la televisión, sintonizar la radio y capturar video; en este tipo de tarjetas la resolución suele ser algo más limitada.

2. Tarjeta de Sonido

Una tarjeta de sonido añade al ordenador la capacidad de grabar y reproducir sonido desde fuentes externas e internas.

Componentes Fundamentales

• ADC: Conversor analógico a digital (Analog to Digital Converter).
• DSP: Procesador digital de señal (Digital Signal Processor).
• DAC: Conversor digital a analógico (Digital to Analog Converter).

Conexiones Internas

• Bus de expansión: Ranura que conecta la tarjeta a la placa base.
• Audio CD: Conector interno que permite reproducir música directamente desde la unidad lectora de CD a la tarjeta de sonido, habitualmente mediante un cable interno.

Conectores Analógicos (Jack 3.5 mm)

• Line In (Azul): Entrada de línea; permite conectar una unidad de CD o un sistema estéreo externo a la tarjeta de sonido.
• Microphone In (Rojo o Rosa): Entrada para micrófono.
• Speaker Out (Verde): Salida de altavoces frontales; permite conectar altavoces o auriculares.
• Center / Subwoofer (Naranja): Salida para canal central y altavoz de subgraves.
• Surround Left (Negro): Salida para canal envolvente izquierdo / altavoces traseros.
• Surround Right / Lateral (Plateado o Gris): Salida para canales envolventes laterales.
• MIDI / Game Port (Amarillo): Puerto para conectar dispositivos MIDI (teclados, pianos, etc.) o mandos de juegos.

Conectores Digitales

• Digital Out (RCA Naranja): Conecta equipos digitales de sonido coaxial.
• S/PDIF In: Entrada óptica/digital para conectar equipos de sonido mediante fibra óptica (Toslink) o coaxial.
• S/PDIF Out: Salida óptica/digital para conectar equipos mediante fibra óptica (Toslink) o coaxial.
• FireWire (IEEE 1394): Para conectar grabadoras y dispositivos de audio externos digitales.
• USB: Para conectar interfaces de audio y grabadoras externas digitales.

3. Tarjetas Controladoras de Almacenamiento

• IDE: Integrated Drive Electronics (PATA).
• SCSI: Small Computer System Interface. Diseñada para conectar todo tipo de periféricos, desde discos duros hasta escáneres y unidades de copia de seguridad (backup).
• SATA: Serial ATA. Diseñada para sobrepasar los límites de velocidad y longitud del estándar paralelo IDE o P-ATA (Parallel ATA).
• RAID: Redundant Array of Independent Disks (matriz redundante de discos independientes). Conceptos asociados:
  • Hot Plug: Conexión y extracción en caliente.
  • Hot Spare: Disco de repuesto en línea disponible de inmediato ante fallos.
  • Hot Fix (o Warm Spare): Mecanismo de sustitución y recuperación asistida de discos.
• SAS: Serial Attached SCSI. Desarrollada para superar las limitaciones de transferencia y escalabilidad de la interfaz SCSI tradicional.

4. Tarjetas de Red (NIC)

Estándares y tecnologías principales:

• ARCNET
• Ethernet: Velocidades de transmisión típicas a través de redes locales de 10 Mbps, 100 Mbps y 1 Gbps.
• Token Ring
• Wi-Fi: Redes inalámbricas basadas en la familia de estándares IEEE 802.11.

Interfaces de conexión: Internamente mediante ranuras PCI / PCI Express; externamente a través de puertos USB o mediante tarjetas PCMCIA en portátiles.

Conectores de Red

• BNC: Conector para cable coaxial (10Base2).
• AUI: Interfaz de unidad de conexión usada históricamente en tarjetas Ethernet y Token Ring.
• RJ-45 (UTP): Conector modular de 8 pines para cables de par trenzado en redes Ethernet.
• FDDI: Interfaz de datos distribuida por fibra para redes de alta velocidad mediante fibra óptica.

5. Proceso de Arranque de la BIOS

1. Comprobación del hardware (POST): Se realiza un chequeo de todos los componentes de hardware. Si se detecta algún problema, el sistema avisa de inmediato mediante pitidos de alarma sonoros. Este proceso de comprobación se denomina POST (Power-On Self-Test).
2. Inicio del video: Si el proceso POST no encuentra problemas graves, el arranque continúa. La BIOS busca la BIOS del adaptador de video y la inicializa. En ese momento, la información de la tarjeta gráfica aparece en pantalla.
3. Datos de la BIOS: Se muestra en pantalla la información referente al fabricante y a la versión de la BIOS principal.
4. Test de memoria: La BIOS inicia pruebas de verificación del sistema, incluyendo el recuento de la cantidad de memoria RAM detectada. Si surge algún fallo, los mensajes de error se presentan en pantalla.
5. Reconocimiento de unidades: La BIOS comprueba los dispositivos conectados a las controladoras integradas en la placa base con sus características (unidades de disco duro, unidades ópticas CD-ROM, etc.).
6. Configuración Plug and Play: Si la BIOS soporta la tecnología Plug & Play (PnP), procede a configurar los recursos (interrupciones, canales DMA) de todos los dispositivos detectados.
7. Pantalla de resumen: Se presenta en pantalla un resumen de la configuración del hardware del sistema.
8. Carga del Sistema Operativo: Tras comprobar el correcto funcionamiento del ordenador, la BIOS transfiere el control de ejecución al sistema operativo mediante el gestor de arranque.

Nota técnica: Otra vía para detectar errores durante el arranque consiste en utilizar una tarjeta POST de diagnóstico conectada a una ranura de expansión, la cual muestra códigos hexadecimales de error.

Estructura de Menús de la BIOS

Menús Típicos en BIOS AMI y Award

• Standard CMOS Setup: Ajustes básicos de fecha, hora y unidades.
• BIOS Features Setup: Configuración de opciones de arranque y microcódigo.
• Chipset Features Setup: Ajustes del controlador de memoria y buses.
• PnP / PCI Configuration: Asignación de recursos Plug & Play y ranuras PCI.
• Load BIOS Defaults / Load Setup Defaults: Carga de parámetros seguros o por defecto.
• Integrated Peripherals: Configuración de puertos y periféricos integrados en placa.
• Hardware Monitor Setup: Monitorización de temperaturas, voltajes y ventiladores.
• Supervisor Password / User Password: Gestión de contraseñas de seguridad.
• IDE HDD Auto Detection: Detección automática de discos duros.
• Save & Exit Setup: Guardar cambios y salir del programa de configuración.
• Exit Without Saving: Salir descartando las modificaciones efectuadas.

Menús Típicos en BIOS Phoenix

• Main: Configuración principal del sistema y hora.
• Advanced: Opciones avanzadas de procesador y periféricos.
• Security: Configuración de seguridad y contraseñas.
• Power: Gestión de ahorro de energía y estados ACPI.
• Boot: Configuración del orden de prioridad de dispositivos de arranque.