Componentes Esenciales del PC: Fuente de Alimentación, BIOS y Proceso de Arranque

Fuentes de Alimentación

¿De qué se encarga una fuente de alimentación?

Este dispositivo es el que se encarga de «reducir» el voltaje (mediante un transformador), convertir la corriente alterna en continua (con un puente de diodos) y finalmente filtrarla (mediante condensadores electrolíticos) para suministrar la energía necesaria a los componentes del ordenador.

Diferencias entre Tipos de Fuentes

Fuentes AT vs. ATX

• AT:
  • Circuitería más rudimentaria.
  • Interruptor físico que puede ser peligroso para el usuario y el sistema al cortar directamente la corriente.
  • Posibilidad de confundir los conectores de alimentación a la placa base.
  • Menor necesidad de refrigeración activa.
  • Tensiones suministradas: +5V, +12V, -5V, -12V y la señal de control PG (Power Good, +5V).
• ATX:
  • Alimentación ininterrumpida (stand-by) que permite funciones avanzadas.
  • Posibilidad de arranque mediante software (Wake-on-LAN, Wake-on-Ring, hibernación, etc.).
  • Compatibilidad con tecnologías modernas como memorias DDR2, bus PCI Express, SATA, etc.
  • Tensiones suministradas: Las mismas que AT (+5V, +12V, -5V, -12V) más +3.3V (cables naranjas).
  • La señal PG (+5V) suele ser un cable de color gris (en lugar de naranja como en algunas AT).
  • Incorpora una señal PS_ON (normalmente cable verde) para el arranque por software (la placa base la conecta a masa para encender la fuente completamente).

Fuentes Lineales vs. Conmutadas

• Fuente Lineal:
  • Requieren pocos componentes y son fáciles de construir.
  • La diferencia de tensión entre la entrada y la salida es absorbida por un elemento regulador que maneja toda la corriente de la carga, generando calor.
  • Trabajan a la frecuencia de la red eléctrica (o al doble), por lo que los transformadores, bobinas y condensadores son grandes y pesados.
  • Menos eficientes energéticamente.
• Fuente Conmutada (Switching):
  • Diseño más complejo, especialmente el lazo de regulación.
  • Utilizan un interruptor (transistor) que conmuta a alta frecuencia y un filtro pasivo.
  • En el interruptor, idealmente, nunca coinciden altos niveles de tensión y corriente simultáneamente, reduciendo pérdidas.
  • Trabajan a frecuencias elevadas (decenas o cientos de kilohercios), permitiendo usar transformadores, bobinas y condensadores mucho más pequeños y ligeros.
  • Más eficientes energéticamente. Son el tipo estándar en los PCs modernos.

BIOS y CMOS

¿De qué se encarga el BIOS?

El BIOS (Basic Input/Output System – Sistema Básico de Entrada/Salida) es un firmware almacenado en un chip de memoria no volátil en la placa base. Este programa es el que se encarga de:

• Comprobar el hardware instalado en el sistema (POST).
• Ejecutar un test inicial de arranque.
• Inicializar circuitos de la placa base.
• Manipular periféricos y dispositivos a bajo nivel.
• Cargar el gestor de arranque (bootloader) que permite iniciar el sistema operativo.

En resumen, es lo que permite que el ordenador arranque correctamente en primera instancia.

¿Qué es el CMOS?

El CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) se refiere comúnmente a una pequeña cantidad de memoria RAM en la placa base que almacena la configuración del BIOS. En ella se cargan y guardan los valores que necesita el BIOS y que son susceptibles de ser modificados por el usuario (cantidad de memoria instalada, número de discos duros, secuencia de arranque, fecha y hora, etc.). Esta memoria requiere una pequeña cantidad de energía constante para no perder los datos, suministrada por una pila tipo botón.

¿Cómo entrar en la configuración del BIOS?

La secuencia de teclas necesaria varía según el fabricante de la placa base o del portátil. La tecla más común suele ser Supr (o Del). Otras teclas empleadas frecuentemente son: F1, F2, F10, F12, Esc, o incluso una combinación específica. Para saberlo con exactitud, consulta el manual de tu placa base o presta atención a la pantalla inicial durante el arranque, ya que suele mostrar un mensaje similar a: «Press DEL to enter Setup» o «Press F2 for settings».

Apartados Comunes en la Configuración del BIOS/UEFI

Aunque la interfaz gráfica y los nombres exactos pueden variar (especialmente con UEFI, el sucesor del BIOS), suelen existir secciones comunes:

1. Configuración básica de parámetros: A menudo llamada Standard CMOS Setup, Main o similar. Aquí se suele encontrar la configuración de la fecha y hora del sistema, información sobre los discos duros y unidades ópticas detectadas (IDE/SATA), y la memoria RAM detectada.
2. Opciones avanzadas de BIOS/UEFI: Secciones como BIOS Features, Advanced Setup, Advanced. Contienen muchos parámetros modificables, como la configuración de la caché del procesador, la secuencia de arranque (Boot sequence), habilitar/deshabilitar tecnologías del procesador (virtualización, hyper-threading), etc.
3. Configuración avanzada y del chipset: Puede llamarse Chipset Features, Integrated Peripherals o estar dentro de Advanced. Permite ajustar parámetros relativos a las características específicas del chipset, configuración detallada de la memoria RAM (tiempos, frecuencia), buses (PCI, PCIe) y controladores integrados (USB, audio, red).
4. Seguridad, Periféricos, Discos Duros, etc.: Estas opciones pueden estar agrupadas o separadas. Permiten establecer contraseñas de acceso al BIOS/UEFI o de arranque del sistema, modificar parámetros relativos a los periféricos integrados (activar/desactivar puertos), configurar modos SATA (AHCI/IDE/RAID), gestión de la administración de energía (Power Management), y a veces, control de la frecuencia y el voltaje para overclocking (Tweaker, Overclocking).
5. Otras utilidades y Salida: Secciones como Boot, Save & Exit, Tools. Reúnen las opciones para guardar los cambios efectuados y salir, descartar los cambios y salir, cargar valores por defecto (Load Default Settings), cargar valores optimizados (Load Optimized Defaults), actualizar el BIOS/UEFI, y seleccionar directamente el dispositivo de arranque para esa sesión.

Es importante prestar atención a la leyenda de teclas que suele aparecer en la parte inferior o lateral de la interfaz del programa de configuración, ya que indica cómo navegar entre las opciones y modificarlas.

El Proceso POST (Power-On Self-Test)

Tareas realizadas durante el POST

Durante el arranque inicial, antes de cargar el sistema operativo, el BIOS/UEFI realiza una serie de comprobaciones automáticas conocidas como POST. Estas son las tareas principales:

1. Encendido inicial: Al pulsar el botón de arranque, la corriente eléctrica de la fuente de alimentación llega a la placa base y a la CPU. Paralelamente, la electricidad alcanza las unidades de almacenamiento internas (discos duros, SSD) para que inicien sus motores o controladores, preparándose para su uso.
2. Activación del procesador: La CPU recibe la señal eléctrica inicial (reset), borra sus registros internos para evitar datos residuales y se prepara para ejecutar la primera instrucción del firmware (BIOS/UEFI).
3. Inicio del POST: El procesador comienza a ejecutar el código del BIOS/UEFI, iniciando la secuencia de pruebas del sistema (POST).
4. Comprobación de hardware básico: El procesador envía señales a través de los buses del sistema para detectar y verificar el funcionamiento de componentes esenciales como la propia CPU, la memoria RAM inicial, el chipset y la tarjeta gráfica básica. Los dispositivos Plug and Play (PnP) se identifican y comunican sus necesidades de recursos. En este punto, la tarjeta de vídeo se inicializa y suele mostrar los primeros mensajes en pantalla.
5. Test de memoria RAM: El POST realiza pruebas en la memoria RAM principal, escribiendo y leyendo datos para comprobar su correcto funcionamiento. A menudo, se muestra un contador en pantalla indicando la cantidad de memoria comprobada.
6. Detección de periféricos: Se comprueba la presencia y funcionamiento básico de otros periféricos clave, como el teclado. Una vez superada esta fase, generalmente se permite al usuario interrumpir el proceso de arranque para acceder a la configuración del BIOS/UEFI (pulsando la tecla correspondiente).
7. Selección del dispositivo de arranque: Superadas todas las pruebas del POST, el BIOS/UEFI consulta la secuencia de arranque configurada (guardada en CMOS/NVRAM) y busca un sector de arranque válido (Master Boot Record – MBR o EFI System Partition – ESP) en las unidades de almacenamiento disponibles (disco duro, SSD, USB, red). Una vez encontrado, carga el gestor de arranque (bootloader) del sistema operativo en la memoria RAM y le cede el control del PC.