1. L'ordinador i la placa base

Tot el que faràs en este mòdul (instal·lar sistemes operatius, programar scripts, configurar xarxes) s’executa sobre un maquinari concret. Si saps què hi ha dins d’un ordinador i com es connecta, podràs triar un equip per a un ús determinat, esbrinar per què no arranca i entendre per què una instal·lació va lenta. Esta pàgina és el mapa de tota la unitat.

Com treballar esta pàgina

Temps orientatiu: uns 60 minuts de lectura i 30 de pràctica.

1. Llig les seccions 1 i 2 (visió general, 15 minuts) i dedica el gruix del temps a les 4 i 6, les que més faràs servir en la presencial.
2. Practica amb el laboratori «Anatomia de la placa base» (a la presentació de la unitat) i fes l’activitat 1.
3. Tanca amb «Comprova el que has après»; els dubtes, al fòrum d’Aules.

1. Què és un ordinador

Un ordinador és una màquina electrònica que rep dades (entrada), les processa seguint instruccions (procés), mostra el resultat (eixida) i guarda informació per a més endavant (emmagatzematge). Este esquema de quatre fases val per a un telèfon mòbil i per a un servidor que atén milions de peticions per segon.

Component	Fase	Funció principal
Teclat, ratolí, escàner	Entrada	Introduir dades i ordres
CPU (processador)	Procés	Executar instruccions i fer càlculs
Memòria RAM	Procés (suport)	Guardar temporalment les dades que la CPU fa servir ara mateix
Monitor, impressora, altaveus	Eixida	Mostrar o comunicar el resultat
Disc SSD o HDD	Emmagatzematge	Guardar la informació de forma permanent

L’arquitectura de Von Neumann

El 1945, el matemàtic John von Neumann va descriure una forma d’organitzar un ordinador que encara seguim: el programa i les dades es guarden en la mateixa memòria, en el mateix format binari. Abans, màquines com l’ENIAC es reprogramaven canviant cables i commutadors, una tasca que podia durar dies. Amb la idea de Von Neumann, canviar de programa és tan senzill com carregar un altre arxiu en memòria; ho fas cada vegada que obris una aplicació.

Des del punt de vista de la CPU, un programa no és més que dades (bytes) que ella interpreta com a instruccions. En la pàgina 2 veuràs com ho fa, i en el laboratori «Dins de la CPU» podràs executar un programa instrucció a instrucció.

Ordinadors «amagats»

No limites la idea d’ordinador a la torre o al portàtil: un caixer automàtic, un router o una rentadora digital també ho són. Són sistemes encastats (embedded systems): executen un programari molt concret i l’usuari no hi instal·la programes nous, a diferència d’un PC, que és d’ús general.

Maquinari i programari

El maquinari (hardware) és la part física, tot el que pots tocar. El programari (software) són els programes que el fan funcionar: el sistema operatiu i les aplicacions. Esta unitat tracta el maquinari; el programari comença en la unitat 2.

2. Tipus de xassís

El xassís (o caixa) és l’estructura metàl·lica o de plàstic que allotja i protegix els components. No és només estètica: determina quina placa base hi cap, condiciona el flux d’aire (i, per tant, la temperatura de treball) i limita quantes unitats d’emmagatzematge, ventiladors i targetes d’expansió pots instal·lar.

Tipus	Grandària aprox.	Ús típic	Avantatge i inconvenient
Torre completa (full tower)	50 cm d’alt o més	Estacions de treball, servidors, PC de gamma alta	+ Màxima expansió i refrigeració · − Ocupa molt d’espai
Semitorre (mid tower)	40-50 cm	Ordinador domèstic i d’oficina	+ Bon equilibri · − Expansió més limitada
Mini-torre	30-40 cm	Equips compactes (microATX, Mini-ITX)	+ Estalvia espai · − Menys ranures i pitjor refrigeració
SFF o slim	Perfil molt baix	Oficines amb poc espai	+ Molt compacte · − Quasi sense ampliació
All-in-one	Integrat en el monitor	Ús domèstic o ofimàtic	+ Estalvia espai d’escriptori · − Ampliació quasi nul·la
Portàtil	Integrat, amb bateria	Mobilitat	+ Portabilitat · − Components soldats, poca ampliació
Servidor en rack	Horitzontal, mesurat en unitats U (1U ≈ 4,45 cm)	Centres de dades	+ Densitat i estandardització · − Necessita un armari rack

Exemple resolt

L’institut vol muntar un servidor d’arxius per al departament: 4 discos durs per a còpies de seguretat, funcionant 24 hores al dia. Quin xassís triaries? La clau no és el nom, sinó el que oferix: com a mínim 4 badies de 3,5” i bon flux d’aire per a treballar sense parar. Una torre completa (o una semitorre amb prou badies) ho complix i et deixa créixer; un SFF no tindria ni espai ni refrigeració.

3. La placa base

La placa base (motherboard) és el circuit imprés principal: una làmina de fibra de vidre amb diverses capes de pistes de coure (entre 4 i 8 en les modernes, o més en gammes altes) que connecten tots els components i porten alhora l’energia i els senyals de dades.

Sense ella, la CPU no podria accedir a la RAM ni la gràfica rebria alimentació: és l’element que convertix un conjunt de peces soltes en un sistema informàtic.

4. Components de la placa base

4.1 El chipset

El chipset és el conjunt de circuits que gestiona la comunicació entre la CPU, la memòria i la resta de dispositius. Determina, en bona part, quins processadors admet la placa, quants ports USB i SATA oferix, si permet l’overclocking (pujar la freqüència de la CPU o de la RAM per damunt de la de fàbrica) i quantes línies PCIe addicionals hi ha.

Antigament eren dos xips, el northbridge (RAM i gràfica) i el southbridge (perifèrics lents). Fa més d’una dècada que el controlador de memòria i les línies PCIe principals estan dins de la CPU, i el chipset (o xipset) actual és hereu del pont sud.

Cada fabricant oferix diverses gammes de chipset per a una mateixa generació de processadors. Es diferencien per les funcions que activen, no per les CPU que admeten:

Fabricant (generació d’exemple)	Gamma alta	Gamma mitjana	Gamma d’entrada
Intel (Core de 12a a 14a gen.)	Z790: overclocking i màxima connectivitat	B760: sense overclocking de la CPU	H610: funcions bàsiques
AMD (Ryzen 7000)	X670: overclocking i més línies PCIe	B650: bon equilibri	A620: funcions bàsiques

Els noms canvien amb cada generació (Z890 per a Intel LGA1851, X870 per a AMD AM5…), però l’escala es manté: importa què activa cada gamma, no memoritzar noms.

4.2 El sòcol de la CPU

El sòcol (socket) és el connector físic on s’inserix el processador. Cada arquitectura de CPU usa un sòcol específic, amb una disposició de contactes pròpia.

Fabricant	Sòcol	Contactes	Famílies de CPU
Intel	LGA1700	Pins a la placa (Land Grid Array)	Core de 12a, 13a i 14a generació
AMD	AM5	Pins a la placa (LGA)	Ryzen 7000 i posteriors
AMD (anterior)	AM4	Pins en el processador (PGA)	Ryzen 1000 a 5000

No és qüestió de rendiment

Un processador només es pot instal·lar en una placa amb el sòcol per al qual es va dissenyar: és compatibilitat física i elèctrica. A més, comprova que la UEFI de la placa admet eixa CPU concreta; de vegades cal actualitzar-la abans.

4.3 Ranures de RAM

Les plaques domèstiques solen tindre entre 2 i 4 ranures DIMM. Si estan acolorides per parelles, no és decoració: indiquen quines cal usar juntes per a activar el mode dual channel, en què la placa llig dos mòduls en paral·lel i duplica l’ample de banda. El manual indica la combinació; a la pàgina 2 calcularàs què guanyes.

4.4 Ranures PCIe

PCI Express (PCIe) és el bus per a targetes d’expansió: gràfiques, de xarxa, de so, controladores d’emmagatzematge. Una ranura té 1, 4, 8 o 16 línies (lanes): x1, x4, x8 o x16. Més línies, més dades alhora; una x16 (la de la gràfica) multiplica per setze l’ample de banda d’una x1. La segona variable és la generació: cada una duplica aproximadament la velocitat de l’anterior.

Generació	Per línia (x1), en cada sentit	Ranura x16 (gràfiques)
PCIe 3.0	≈ 1 GB/s	≈ 16 GB/s
PCIe 4.0	≈ 2 GB/s	≈ 32 GB/s
PCIe 5.0	≈ 4 GB/s	≈ 63 GB/s

Les generacions són compatibles cap enrere (una targeta 4.0 funciona en una ranura 3.0, a la velocitat d’esta). Compte: una ranura x16 pot tindre connectades només 4 o 8 línies; el manual de la placa ho indica.

4.5 SATA i M.2

SATA (Serial ATA) és la interfície clàssica per a discos durs (HDD) i SSD de 2,5”. Cada unitat necessita un cable de dades i un d’alimentació (de la font). Una placa domèstica sol oferir entre 4 i 6 ports.

M.2 és una ranura molt més recent on el mòdul d’emmagatzematge (una xicoteta placa allargada, sense cables) s’inserix directament sobre la placa base; el format més habitual és el 2280 (22 mm d’ample per 80 mm de llarg). Compte: no tots els M.2 són iguals.

	SATA 2,5”	M.2 SATA	M.2 NVMe
Connexió	Cable SATA + alimentació	Ranura M.2, protocol SATA	Ranura M.2, bus PCIe
Velocitat màxima aprox.	≈ 550 MB/s	≈ 550 MB/s	De 3.500 a 10.000 MB/s o més

M.2 no vol dir «ràpid»

Abans de comprar un SSD M.2, mira al manual de la placa quin tipus admet cada ranura: algunes només SATA, altres NVMe i altres tots dos.

4.6 Connectors d’alimentació

La placa rep corrent de la font a través de dos connectors normalitzats: l’ATX principal, de 24 pins, que alimenta la placa en conjunt, i un d’EPS12V, de 4 o 8 pins, prop del sòcol, que alimenta la CPU (en gammes altes pot passar dels 200 W en càrrega màxima). Els veuràs amb detall a la pàgina 3.

4.7 El xip BIOS/UEFI

Un xicotet xip de memòria no volàtil (manté el contingut sense electricitat) guarda el microprogramari (firmware) que arranca el sistema. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) és l’evolució moderna de l’antiga BIOS: hui quasi totes les plaques noves usen UEFI, encara que tothom continue dient «la BIOS». Una pila de botó (normalment una CR2032) manté el rellotge de la placa.

Característica	BIOS (heretada)	UEFI (actual)
Interfície	Text, amb teclat	Gràfica, normalment amb ratolí
Disc d’arrancada	Fins a 2 TB (taula de particions MBR)	Sense eixe límit (taula GPT)
Arrancada segura (Secure Boot)	No disponible	Sí: comprova les signatures del carregador i dels controladors

4.8 Ports del panell posterior

El panell posterior agrupa els connectors accessibles sense obrir el xassís: USB (tipus A i, cada vegada més, tipus C), eixides de vídeo (HDMI, DisplayPort, que només funcionen amb la gràfica integrada de la CPU), xarxa RJ45 (Ethernet), àudio (jack de 3,5 mm) i, en plaques amb Wi-Fi, les antenes.

5. Factors de forma

El factor de forma fixa les dimensions de la placa i, per tant, quin xassís la pot allotjar i quantes ranures d’expansió hi caben.

Factor de forma	Dimensions	Ranures d’expansió	Xassís compatible
ATX	305 × 244 mm	4 a 7	Torre completa, semitorre
microATX (mATX)	244 × 244 mm	2 a 4	Semitorre, mini-torre
Mini-ITX	170 × 170 mm	1	Mini-torre, SFF

Una placa més xicoteta cap, en general, en un xassís pensat per a una de més gran (una Mini-ITX es pot muntar en una torre completa amb els cargols adequats), però no a l’inrevés: una ATX no cabrà mai en un xassís per a Mini-ITX. Els fabricants més habituals de plaques són ASUS, MSI, Gigabyte i ASRock.

6. De l’encesa al sistema operatiu

Conéixer l’arrancada és la base per a diagnosticar un equip que no arranca. Esta és la seqüència:

1. Prems el botó d’encesa: la placa ordena a la font que s’active i, quan les tensions són estables, la font envia el senyal de «tot correcte» (power good).
2. La CPU comença a executar el codi del microprogramari (UEFI o BIOS), guardat en el xip de la placa.
3. POST (Power-On Self-Test): el microprogramari comprova els elements essencials (CPU, RAM, gràfica, teclat). Si alguna cosa falla, avisa amb pitos (beep codes), LED de diagnòstic o un visor de dos dígits; els codis depenen del fabricant i són al manual.
4. El microprogramari inicialitza els dispositius i consulta l’ordre d’arrancada (boot order) per a buscar un disc amb un carregador.
5. Carrega el carregador d’arrancada (bootloader; per exemple, Windows Boot Manager o GRUB), que carrega al seu torn el nucli del sistema operatiu.

Símptoma	Causa probable	Què fer
No s’encén res	Font apagada o sense corrent; connector de 24 pins mal inserit	Revisar el cable i l’interruptor de la font, els connectors i el botó d’encesa
Els ventiladors giren, però no hi ha imatge	RAM mal inserida, gràfica o cable de vídeo	Tornar a inserir la RAM (mòdul per mòdul), comprovar l’entrada del monitor
Pitos o LED de diagnòstic	El POST ha detectat una fallada	Consultar el manual: el codi apunta al component (sovint RAM o gràfica)
«No bootable device»	Ordre d’arrancada incorrecte, disc no detectat o sense sistema	Entrar a la UEFI, comprovar que el disc apareix i ajustar l’ordre

Entrar a la UEFI

Es fa prement una tecla just en encendre l’equip: Supr, F2, F10 o F12, segons el fabricant. La pantalla inicial sol indicar-la.

Comprova el que has après

1. Tens una placa Mini-ITX i un xassís de semitorre ATX. Hi cap? I una placa ATX en un xassís de mini-torre?

   Resposta

   Sí a la primera: una placa més xicoteta cap en un xassís per a una de més gran. No a la segona: una ATX és massa gran per a una mini-torre.

2. Has comprat un SSD M.2 NVMe, però la ranura M.2 de la teua placa només admet SATA. Funcionarà?

   Resposta

   No. Un NVMe necessita una ranura M.2 connectada al bus PCIe: cal mirar al manual quin tipus admet cada ranura abans de comprar.

3. Vols muntar un Ryzen 7 7700 en una placa amb sòcol AM4. És possible?

   Resposta

   No. Els Ryzen 7000 usen el sòcol AM5, diferent de l’AM4 (que admet de la sèrie 1000 a la 5000).

4. L’equip s’encén (els ventiladors giren), el monitor no mostra res i la placa fa pitos curts repetits. Quin és el primer pas?

   Resposta

   Buscar el codi de pitos en el manual. Sovint apunta a la RAM o a la gràfica: apaga, desconnecta, torna a inserir els mòduls de RAM (un cada vegada) i prova de nou.

Glossari

Valencià	Castellano
maquinari	hardware
programari	software
xassís	chasis
sòcol	zócalo (socket)
ranura	ranura (slot)
microprogramari	firmware
arrancada	arranque
ample de banda	ancho de banda
sistema encastat	sistema embebido
factor de forma	factor de forma
font d’alimentació	fuente de alimentación