Материнская плата. 8
СОДЕРЖАНИЕ
6
Материнская плата
Материнская плата – единственный компонент ПК, который всегда содержится в компьютере. Именно она несет основные функции по объединению абсолютно всех компонентов ПК в согласованно работающее устройство.
Материнская плата – это не просто конструктивный элемент; как правило, именно ее функциональность определяет «мощность» компьютера. В ее состав входят все базовые компоненты, которые обеспечивают работу остальных подсистем ПК. Самыми главными из которых являются
- так называемый «чипсет»;
- BIOS;
- набор системных шин;
- разъем процессора;
- ряд других (вспомогательных) подсистем, которые обеспечивают удобство и функциональность конкретной материнской платы: подсистема электропитания, подсистема мониторинга физических и электрических параметров и т.д.
Что такое Chipset?
Chip
Set - набор микросхем. Это одна
или несколько микросхем,
Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно сложных – с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.
Что такое BIOS?
Это Basic Input/Output System - базовая система ввода/вывода, зашитая в ПЗУ («постоянное запоминающее устройство» - отсюда и название ROM BIOS). Она представляет собой набор программ проверки и обслуживания аппаратуры компьютера, и выполняет роль посредника между DOS и аппаратурой. BIOS получает управление при включении и сбросе (reset) системной платы, тестирует саму плату и основные блоки компьютера (как правило – лишь наличие) - видеоадаптер, клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода, настраивает Chipset платы и запускает загрузку операционной системы. При работе под DOS/Windows BIOS управляет основными устройствами, при работе под OS/2, UNIX, Window 9x/NT/2000/XP BIOS практически не используется, выполняя лишь начальную проверку оборудования и настройку чипсета.
Что такое кэш?
Cache (запас) в контексте терминов материнской платы обозначает быстродействующую буферную память между процессором и основной памятью. Кэш служит для частичной компенсации разницы в скорости процессора и основной памяти – там хранятся наиболее часто используемые данные. Когда процессор первый раз обращается к ячейке памяти, ее содержимое параллельно копируется в кэш, и в случае повторного обращения в скором времени может быть с гораздо большей скоростью выбрано из малого, но очень быстродействующего кэша, чем из относительно медленной основной памяти.
Типоразмеры (форм-факторы) материнских плат
На
сегодняшний день существует четыре
преобладающих типоразмера
AT
Форм-фактор АТ делится на две, отличающиеся по размеру модификации - AT и Baby AT. Размер полноразмерной AT платы достигает до 12" в ширину, а это значит, что такая плата вряд ли поместится в большинство сегодняшних корпусов. Монтажу такой платы наверняка будет мешать отсек для дисководов и жестких дисков и блок питания. Кроме того, расположение компонентов платы на большом расстоянии друг от друга может вызывать некоторые проблемы при работе на больших тактовых частотах. Поэтому после материнских плат для процессора 386, такой размер уже не встречается.
Таким образом единственные материнские платы, выполненные в форм-факторе AT, доступные в широкой продаже, это платы соответствующие форматы Baby AT. Размер платы Baby AT 8.5" в ширину и 13" в длину. В принципе, некоторые производители могут уменьшать длину платы для экономии материала или по каким-то другим причинам. Для крепления платы в корпусе в плате сделаны три ряда отверстий.
Все
AT платы имеют общие черты. Почти
все имеют последовательные и
параллельные порты, присоединяемые к
материнской плате через
Сегодня этот формат плавно сходит со сцены. Часть фирм еще выпускает некоторые свои модели в двух вариантах – Baby AT и ATX, но это происходит все реже и реже. Тем более что все больше новых возможностей, предоставляемых операционными системами, реализуются только на ATX материнских платах. Не говоря уже просто об удобстве работы – так, чаще всего на Baby AT платах все коннекторы собраны в одном месте, в результате чего либо кабели от коммуникационных портов тянутся практически через всю материнскую плату к задней части корпуса, либо от портов IDE и FDD – к передней. Гнезда для модулей памяти, заезжающие чуть ли не под блок питания. При ограниченности свободы действий внутри весьма небольшого пространства MiniTower, это, мягко говоря, неудобно. Вдобавок, неудачно решен вопрос с охлаждением – воздух не поступает напрямую к самой нуждающейся в охлаждении части системы – процессору.
ATX
Неудивительно, что форм-фактор ATX во всех его модификациях стал самым популярным. И никто не может сказать, что она необоснованна. Спецификация ATX, предложенная Intel еще в 1995 году, нацелена как раз на исправление всех тех недостатков, что выявились со временем у форм-фактора AT. А решение, по сути, было очень простым – повернуть Baby AT плату на 90 градусов, и внести соответствующие поправки в конструкцию. К тому моменту у Intel уже был опыт работы в этой области – форм-фактор LPX. В ATX как раз воплотились лучшие стороны и Baby AT и LPX: от Baby AT была взята расширяемость, а от LPX – высокая интеграция компонентов. Вот что получилось в результате:
- Интегрированные разъемы портов ввода-вывода. На всех современных платах коннекторы портов ввода-вывода присутствуют на плате, поэтому вполне естественным выглядит решение расположить на ней и их разъемы, что приводит к довольно значительному снижению количества соединительных проводов внутри корпуса. К тому же, заодно среди традиционных параллельного и последовательного портов, разъема для клавиатуры, нашлось место и для новичков – портов PS/2 и USB. Кроме всего, в результате несколько снизилась стоимость материнской платы, за счет уменьшения кабелей в комплекте.
- Значительно увеличившееся удобство доступа к модулям памяти. В результате всех изменений гнезда для модулей памяти переехали дальше от слотов для материнских плат, от процессора и блока питания. В результате наращивание памяти стало в любом случае минутным делом, тогда как на Baby AT материнских платах порой приходится браться за отвертку.
- Уменьшенное расстояние между платой и дисками. Разъемы контроллеров IDE и FDD переместились практически вплотную к подсоединяемым к ним устройствам. Это позволяет сократить длину используемых кабелей, тем самым, повысив надежность системы.
- Разнесение процессора и слотов для плат расширения. Гнездо процессора перемещено с передней части платы на заднюю, рядом с блоком питания. Это позволяет устанавливать в слоты расширения полноразмерные платы - процессор им не мешает. К тому же, решилась проблема с охлаждением - теперь воздух, засасываемый блоком питания, обдувает непосредственно процессор.
- Улучшено взаимодействие с блоком питания. Теперь используется один 20-контактный разъем, вместо двух, как на AT платах. Кроме того добавлена возможность управления материнской платой блоком питания – включение в нужное время или по наступлению определенного события, возможность включения с клавиатуры, отключение операционной системой, и т.д.
- Напряжение 3.3 В. Теперь напряжение питания 3.3 В, весьма широко используемое современными компонентами системы (взять хотя бы карты PCI) поступает из блока питания. В AT-платах для его получения использовался стабилизатор, установленный на материнской плате. В ATX-платах необходимость в нем отпадает.
Micro ATX
Форм-фактор ATX разрабатывался еще в пору расцвета Socket7 систем, и многое в нем сегодня несколько не соответствует времени. Например, типичная комбинация слотов, из расчета на которую составлялась спецификация, выглядела как 3 ISA/3 PCI/1 смежный. Несколько неактуально не сегодняшний день, не так ли? ISA, отсутствие AGP, AMR, и т.д. Опять же, в любом случае, 7 слотов не используются в 99 процентах случаев, особенно сегодня, с такими чипсетами как MVP4, SiS 620, i810, и прочими готовящимися к выпуску подобными продуктами. В общем, для дешевых PC ATX – пустая трата ресурсов. Исходя из подобных соображений в декабре 1997 года и была представлена спецификация формата microATX, модификация ATX платы, рассчитанная на 4 слота для плат расширения.
По сути, изменения, по сравнению с ATX, оказались минимальными. До 9.6 x 9.6’’ уменьшился размер платы, так что она стала полностью квадратной, уменьшился размер блока питания. Блок разъемов ввода/вывода остался неизменным, так что microATX плата может быть с минимальными доработками использована в ATX 2.01 корпусе.
Процессор
Самым
главным элементом в
В технической литературе, пресс-релизах, а также в предварительных анонсах разработчиков и производителей нередко используются кодовые наименования процессоров и их архитектур. Однако после официального объявления эти же изделия становятся известны уже под другими именами. При этом из маркетинговых соображений процессорам, созданным по разной технологии и имеющим отличия в архитектуре своих ядер, часто присваиваются одинаковые имена. Такое положение вещей дезорганизует не только начинающих пользователей, но нередко и специалистов.
Оперативная память
Оперативная память (RAM, Random Access Memory, память произвольного доступа) - это энергозависимая среда, в которую загружаются и в которой находятся прикладные программы и данные в момент, пока вы с ними работаете. Когда вы заканчиваете работу, информация удаляется из оперативной памяти. Если необходимо обновление соответствующих дисковых данных, они перезаписываются. Это может происходить автоматически, но часто требует команды от пользователя. При выключении компьютера вся информация из оперативной памяти теряется.
В связи с этим трудно недооценить все значение оперативной памяти. Однако до недавнего времени эта область компьютерной индустрии практически не развивалась (по сравнению с другими направлениями). Взять хотя бы видео, аудиоподсистемы, производительность процессоров и. т. д. Усовершенствования были, но они не соответствовали темпам развития других компонентов и касались лишь таких параметров, как время выборки, был добавлен кэш непосредственно на модуль памяти, конвейерное исполнение запроса, изменен управляющий сигнал вывода данных, но технология производства оставалась прежней, исчерпавшей свой ресурс. Память становилась узким местом компьютера, а, как известно, быстродействие всей системы определяется быстродействием самого медленного ее элемента. И вот несколько лет назад волна технологического бума докатилась и до оперативной памяти. Быстрое усовершенствование оперативной памяти позволило кроме ее усовершенствования, значительно снизить цену на нее.
Но даже после падения цен, память системы, как правило, стоит вдвое дороже, чем системная плата. До обвального падения цен на память в середине 1996г. в течении многих лет цена одного мегабайта памяти держалась приблизительно на уровне 40 долларов. К концу 1996г. цена одного мегабайта памяти снизилась примерно до 4 долларов. Цены продолжали падать, и после главного обвального падения стоимость одного мегабайта не превышает доллара, или приблизительно 125 доларов за 128 Мбайт.
Хотя память значительно подешевела, модернизировать приходится ее намного чаще, чем несколько лет назад. В настоящее время новые типы памяти разрабатываются намного быстрее, и вероятность того, что в новые компьютеры нельзя будет устанавливать память нового типа, как никогда велика.
От
количества установленной в компьютере
оперативной памяти напрямую зависит
возможность, какими программами вы
сможете на нем работать. При недостаточном
количестве оперативной памяти многие
программы либо вовсе не будут работать,
либо станут работать крайне медленно.
Можно привести следующую приблизительную
классифика-цию возможностей компьютера,
в зависимости от объема оперативной памяти:
1 Мбайт и менее - на компьютере возможна
работа только в среде DOS. Такие компьютеры
можно использовать для корректировки
текстов или ввода данных;
4 Мбайта - на компьютере возможна работа
в среде DOS, Windows 3.1 и Windows for Workgroups. Работа
в DOS вполне комфортна, а в Windows - нет: некоторые
Windows-программы при таком объеме памяти
не работают , а некоторые позволяют обрабатывать
лишь небольшие и несложные документы.
Одновременный запуск нескольких Windows-программ
также может быть затруднен;
8 Мбайт - обеспечивается комфортная работа
в среде Windows 3.1, Windows for Workgroups, при этом дальнейшее
увеличение объема оперативной памяти
уже практически не повышает быстродействие
для большинства офисных приложений. Использование
более новых операционных систем, как
Windows 95 и OS/2 Warp, в принципе возможно, но
работать они будут явно медленно; 16 Мбайт
- обеспечивается комфортная работа в
операционных системах Windows 95 и OS/2, причем
дальнейшее увеличение объема оперативной
памяти уже практически не повышает быстродействие
при выполнении большинства офисных приложений.
Возможно использование Windows NT, хотя ей
не помешает добавить еще 8-16 Мбайт;
32 Мбайта и более - такой объем оперативной
памяти может требоваться для серверов
локальных сетей, компьютеров, используемых
для обработки фотоизображений или видеофильмов,
и в некоторых других приложениях. Полезен
он может быть и для компьютеров, работающих
под управлением ОС Windows NT.
Всю память с произвольным доступом (RAM) можно разделить на два типа:
- DRAM (динамическая RAM)
- SRAM (статическая RAM).
Причем независимо от типа оперативная память ЭВМ является адресной. Это значит, что каждой, хранимой в памяти единице информации ставится в соответствие специальное число, а именно адрес, определяющий место его хранения в памяти. В современных ЭВМ различных типов, как правило, минимальной адресуемой единицей информации является байт (8-ми разрядный код). Более крупные единицы информации - это слово и производные: двойное слово, полуслово и т. д. (образуется из целого числа байт). Обычно слово соответствует формату данных, наиболее часто встречающихся в данной машине в качестве операндов. Часто формат слова соответствует ширине выборке из основной памяти
Существуют несколько методов организации оперативной памяти:
1)
Метод строк/колонок (Row/
2)
Метод статических колонок (
3)
Метод чередования адресов (
4)
Метод страничной организации
(Page-mode) . При данном методе организации
память адресуется не по
Последние
два метода системной организации
памяти предполагают обязательное наличие
в системе сверх
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами. Во всех компьютерах IBM PC имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.
Интегрированные контроллеры
В современных компьютерах многие контроллеры входят в состав материнских плат. Такие контроллеры называют встроенные или интегрированные (в материнскую плату). Так, контроллер клавиатуры всегда является встроенным. На современных материнских платах обычно имеются встроенные контроллеры дискет, портов ввода-вывода, контроллер жестких дисков -- видеоконтроллер.
Платы контроллеры
Разным
пользователям нужен разный набор
контроллеров. Поэтому все контроллеры
компьютера встраиваются в материнскую
плату только в некоторых специальных
компьютерах. В большинстве компьютеров
некоторые контроллеры
С помощью добавления и замены плат контроллеров пользователь может модифицировать компьютер, расширяя его возможности и настраивая его по своим потребностям. Например, можно добавить в компьютер факс-модем, звуковую карту, плату приема телепередач и т.д.
Шины.
При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеется две шины:
- шина ISA для контроллеров низкоскоростных устройств (т.е. для обмена данных с клавиатурой, мышью, дисководами для дискет, модемом, звуковой картой и т.д.);
- шина PCI для обмена данными с высокоскоростными устройствами (жесткими дисками, видеоконтроллерами и т.д.).
Разъемы шин.
Каждый контроллер может быть подключен лишь к той шине, на которую он рассчитан. Поэтому разъемы различных шин сделаны разными, чтобы их нельзя было перепутать. При покупке контроллеров следует знать, разъемы каких шин имеются в Вашем компьютере, так как иначе купленный контроллер окажется бесполезным.
Контроллеры портов ввода-вывода.
Одним из контроллеров, которые присутствуют почти в каждом компьютере, является контроллер портов ввода-вывода. Часто этот контроллер интегрирован в состав материнской платы. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кобелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключают принтер, мышь и некоторые другие устройства. Порты ввода-вывода бывают следующего типа:
-параллельные (обозначаемые LPT1-LPT4), обычно подключаются принтеры;
-последовательные (обозначаемые COM1- COM3), обычно присоединяются мышь, модем и др. устройства;
- игровой порт – к его разъему подключается джойстик. Такой порт есть не на всех компьютерах.
Как правило, контроллер портов компьютера поддерживает один параллельные и два последовательных порта.
Слоты
Гнездо для установки процессора. На системных платах, предназначенных
для установки процессоров Pentium и Pentium MMX, а также новых
процессоров AMD и Сyrix M2, гнездо квадратной формы, с многочисленными
дырочками под ножки процессора по краю рамки. Такой тип разъема носит
название Socket 7. На платах, предназначенных для установки процессора
Pentium II, а также нового процессора фирмы AMD под названием К7 мы
увидим уже не квадратное гнездо, а длинный щелевой разъем слот (тип Slot
На большинстве материнских плат, предназначенных для построения
домашних систем, сокет или слот имеется в единственном экземпляре (хотя
в
продаже имеются и платы для
построения двухпроцессорных
Разъемы-слоты стандарта PCI. Как правило, их четыре (изредкаменьше).
Разъемы PCI обычно самые короткие на плате, белого цвета, разделённые
своеобразной перемычкой на две неравные части. Основным и чаще всего
единственным
устройством, устанавливаемым
видеокарта: лишь совсем недавно к ней присоединились новые звуковые кары
типа PCI.
Разъём Advanced Graphic Port (AGP). Специальный, более быстрый с
точки зрения пропускной способности слот, предназначенный для установки
видеокарт формата AGP. Ещё совсем недавно стандарт AGP, позволяющий
видеокартам работать с немыслимой доселе скоростью и использовать не
только свою оперативную память, но и оперативную память компьютера, был
изюминкой и исключительной особенностью материнских плат Pentium II.
Однако в последнее время появились снабженные этим разъемом платы
старого формата Socket 7.
Разъемы-слоты типа ISA. Гораздо более слабые в отношении пропускной
способности, чем слоты PCI, слоты ISA, по сути делачистейший анахронизм,
оставшейся ещё со времён компьютеров типа 386. Но парадокс!именно эти
слоты, а их более быстрые собратья PCI, являются наиболее дефицитными.
Именно
к ним подключается громадное
количество дополнительных
звуковые платы, внутренние модемы, специализированные платы сканеров и
так
далее. В итоге нередка
2 до 4) заняты и есть необходимость ещё в одном-двух. По внешнему виду
слоты ISA напоминают слоты PSI, только они почти в полтора раза длиннее
и цвет их не белый, а черный.
Слоты
для установки оперативной
отличаются
наличием специальных замков-
как
правило, предусмотрена
формата SIMM (72 контакта) и новогобыстрой памяти типа DIMM (168
контактов). Слоты DIMM значительно короче слотов SIMM, так что путаницы
здесь не возникает. Количество слотов обоих типов может варьироваться от
2 до 4.
Материнскую плату выбирать
оперативной памятью DIMM.
Контролеры портов. Под портами понимаются разъемы на задней стенке
компьютера,
предназначенные для
принтер,
мобильный дисковод большой
называемый параллельный, или LPT), а также внешнего модема, манипулятора
типа мышь (через два последовательных порта COM1 и СОМ2 с разъемами 9 и
25 штырьков). Параллельный порт (LPT) всегда один, число же портом СОМ
может варьироваться от 2 до 4. Во многих платах Pentium II,
соответствующих стандарту АТХ, имеются ещё и специальные разъемы для
подключения
мыши и клавиатурыкруглые
последовательный порт USB, позволяющий подключить к компьютеру множество
внешних
устройств соединенных в
включается в компьютер, второе к первому и т.д.).
Заключение
Развитие электронной промышленности осуществляется такими быстрыми темпами, что буквально через один год сегодняшнее "чудо техники" становится морально устаревшим. Однако принципы устройства компьютера остаются неизменными еще с того момента, как знаменитый математик Джон фон Нейман в 1945 году подготовил доклад об устройстве и функционировании универсальных вычислительных устройств.
К тому же, каждый пользователь, эксплуатирующий персональный компьютер, знает круг задач, для решения которых он использует компьютер, следовательно, и 10 лет назад приобретенная "286-я машина", исправно работающая, удовлетворяющая запросы того или иного специалиста, является незаменимым его помощником в повседневном труде.
Весь
спектр ПО просто неиссякаем. Каждые полчаса
в мире появляются всё новые и
новые программы. Какие-то из них останутся
неизвестными, какие-то получат мировое
признание. Создание программного обеспечения
для персональных компьютеров за какой-то
десяток лет превратилось из занятия программистов-одиночек
в важную и мощную сферу промышленности.
Поэтому развитие ПО, предназначенного
для широкого круга пользователей, происходит
уже не в состязании индивидуальных программистов,
а в процессе ожесточенной конкурентной
борьбы между фирмами – производителями.
Помимо этого, создание новых программ
влёчёт за собой развитие новых комплектующих,
способных полностью покрыть все требования
программы, необходимые для нормального
её функционирования.

- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата. Процессор. Системная шина. Шины ввода/вывода
- Материнская семья
- Материнские платы
- Материнские платы: хорошие и разные
- Материнский капитал
- Материнка звичайна мачок жовтий медунка лікарська
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата
- Материнская плата