Элементы расположенные на материнской плате

Элементы расположенные на материнской плате

На материнской плате размещаются следующие компоненты:

Процессор, установленный в специальный разъем. Для охлаждения процессора на него обычно устанавливается кулер (радиатор с вентилятором);

Микросхемы кэш-памяти второго уровня (внешней кэш-памяти). Во многих процес­сорах, например, Pentium III корпорации Intel, эти микросхемы устанавливаются на плате картриджа самого процессора;

Разъемы (слоты) для установки модулей оперативной памяти. В настоящее время используются разъемы с 72 контактами для модулей SIMM и с 168 контактами — для модулей DIMM. В некоторых материнских платах применяются разъемы для модулей RIMM.Количество и тип разъемов на разных материнских платах может быть различным;

Разъемы (слоты) для установки карт расширения. Как правило, на старых материн­ских платах имеются разъемы для карт стандарта ISA и PCI. Современные модели материнских плат оборудованы слотом AGP, а разъемов ISA на них уже нет;

Микросхема перепрограммируемой памяти (EEPROM), в которой хранятся програм­мы базовой системы ввода/ввода (BIOS), начальной проверки компьютера, загрузки операционной системы, драйверы устройств, начальные установки (CMOS Setup) и т.п.;

Разъемы для подключения жестких и гибких дисков, устройств для чтения и записи дисков CD и DVD, последовательные порты СОМ для подключения таких устройств, как мышь, модем и др., параллельные порты LPT для подключения принтера, сканера ,некоторых типов накопителей со съемными дисками и др., а также порты USB;

Системный набор микросхем (Chipset — [чипсет]) для управления обменом данными между всеми компонентами персонального компьютера. Две основные микросхемы чипсета называются «северным мостом» и «южным мостом»;

Аккумуляторная батарея для питания микросхемы памяти CMOS, в которой хранятся текущие настройки BIOS (CMOS Setup) и системных часов.

Дополнительно на некоторых материнских платах могут быть установлены микросхемы, выполняющие функции видеоадаптера, звуковой карты, сетевой карты и т.д. Как правило, подобные материнские платы выполнены в форм-факторе LPX или miniLPX. Интеграция перечисленных устройств на материнской плате помогает экономить место в корпусе персонального компьютера и позволяет подключать другие устройства в освободившиеся слоты расширения.

Все компоненты материнской платы связаны друг с другом посредством шин — проводников, по которым обмениваются информацией компоненты и устройства персонального ком­пьютера. Шина (Bus) отличается от простого проводника тем, что имеет три типа линий из параллельных проводов, по числу которых определяется разрядность этих линий:

линии данных (шина данных);

линии адреса (шина адреса);

линии управления (шина управления).

Кроме этого, каждая шина имеет контроллер. Контроллер шины осуществляет управле­ние процессом обмена данными и служебными сигналами и обычно выполняется в виде отдельной микросхемы либо интегрируется в микросхемы чипсета.

По шине данных происходит обмен данными между центральным процессором и уста­новленными в слоты памятью и картами расширения. Особую роль при этом играет так называемый режим DMA (Direct Memory Access — Прямой доступ к памяти). Управление обменом данными в этом режиме осуществляется DMA-контроллером, минуя централь­ный процессор. DMA-контроллер обычно интегрируется в одну из микросхем чипсета.

Чем выше разрядность шины данных, тем больше данных может быть передано за опре­деленный промежуток времени и тем выше производительность персонального компью­тера. Компьютеры с процессором 80286 имели 16-разрядную системную шину данных, с процессором 80386 и 80486 — 32-разрядную, а компьютеры с процессорами семейства Pentium имеют уже 64-разрядную системную шину данных.

Максимальный объем адресуемой оперативной памяти зависит от разрядности адресной шины (числа линий) и равен 2 n , где n — число линий шины адреса. Компьютеры с процессором 8088 имели 20 адресных линий в систем­ной шине данных и могли адресовать память объемом лишь 1 Мб (2 20 = 1048 576 байт), с процессором 8028624 адресные линии, а компьютеры с процессором 80486 и выше имеют уже 32-разрядную шину адреса, с помощью которой можно адресовать 4 Гб памяти.

Для того, чтобы данные были записаны/считаны в регистры устройств, подключенных к шине, необходим ряд служебных сигналов, которые переда­ются по шине управления.

Шина управления предназначена для обмена информацией между двумя и более устройствами. Шина, связывающая только два устройства, называется портом. Обычно шина имеет места для подключения внешних устройств, которые при подключении сами становятся частью шины и могут обмениваться информацией со всеми другими подключенными к ней устройствами.

В персональном компьютере имеются следующие типы шин, различающиеся по своему функциональному назначению:

системная шина (или шина центрального процессора). Часто системную шину назы­вают английской аббревиатурой FSB (Front Side Bus — шина переднего плана);

Читайте также:  Как откатить андроид до предыдущей версии samsung

шина AGP для подключения видеоадаптера;

шина кэш-памяти, предназначенная для обмена информацией между централь- ным процессором и кэш-памятью;

шина памяти, используемая для обмена информацией между оперативной памя- тью и центральным процессором;

Электрические цепи материнской платы, связывающие центральный процессор с опера­тивной и кэш-памятью, образуют системную шину компьютера. Обмен информацией по системной шине осуществляется под контролем одной из микросхем, входящих в Чипсет, которую называют «северным мостом». Системная шина является самой быстродейст­вующей. Для оценки быстродействия системной шины используется характеристика, называемая пропускной способностью. Пропускная способность шины измеряется в максимально возможном объеме информации, которую можно передать по шине за еди­ницу времени. (Мбайт/сек.). Пропускная способность шины определяется разрядностью ее линии данных и тактовой частотой, которая у современных материнских плат состав­ляет 100 МГц и выше.

Как уже отмечалось ранее, системная шина работает под управлением контроллера, ин­тегрированного в одну из микросхем чипсета («северный мост»). Этот кон­троллер в свою очередь образует обычно две интерфейсные шины: PCI (Peripheral Component Inter­connect — Шина соединения периферийных компонентов) и AGP (Accelerated Graphics Port — Ускоренный графический порт). Шина PCI предназна­чена для связи центрального процессора с наиболее быстродействующими устройст­вами компьютера, такими, как сетевые платы, дополнительные видеоадаптеры и т.д. Шина AGP была разработана спе­циально для ввода и вывода графической информа­ции непосредственно в оперативную память. Шина AGP обладает большей пропуск­ной способностью по сравнению с PCI.

К шине PCI подключен контроллер (вторая микросхема из чипсета — «южный мост»), который образует другие интерфейсные шины и управляет ими: ISA (на ста­рых материн­ских платах), USB (Universal Serial Bus — Универсальная последователь­ная шина) и IЕЕE 1394 (Insti­tute of Electrical and Electronic Engineers 1394 — Стандарт института инженеров по электротех­нике и электронике № 1394), которая также носит название FireWireогненный провод»).Контроллер жесткого диска подключается к контроллеру «южного моста». Контрол­лер дисковода для чтения 3,5-дюймовых дискет подключается к шине ISA. Шина ISA является самой медленной интерфейсной шиной по сравнению с но­выми, бо­лее быстродействующими шинами USB и FireWire. В современных ма­теринских платах она отсутствует. С появлением шин USB и FireWire все больше подключаемых к компь­ютеру внешних устройств поддерживают новые стандарты интерфейсных шин.

Статья описывает предназначение, строение и принципы работы материнской платы.

Читатель узнает, как выбрать системную плату, оценить ее функциональные возможности а также подобрать совместимые с ней устройства.

Содержание:

Устройство материнской платы

Системная (материнская) плата (англ. — motherboard, mainboard, MB, разг. — мамка, мать, материнка) — это основная плата, к которой подсоединяются все части компьютера (процессор, видеокарта, ОЗУ и др.), устанавливается в системном блоке. Главная задача материнской платы — соединить и обеспечить совместную работу всех элементов компьютера.

Основой любой современной материнской платы является набор системной логики, который чаще называют чипсетом (от англ. chipset). Чипсет — это совокупность микросхем, обеспечивающих согласованную совместную работу составных частей компьютера и их взаимодействие между собой. Чипсет, как правило, состоит из двух основных микросхем, чаще всего называемых "северным" и "южным" мостами.

Северный мост (North bridge, системный контроллер) — это часть системной логики материнской платы, обеспечивающая работу основных узлов компьютера — центрального процессора, оперативной памяти, видеокарты. Именно он управляет работой шины процессора, контроллера ОЗУ и шины PCI Express, к которой подсоединяется видеокарта. В некоторых случаях северный мост может содержать интегрированный графический процессор.

Южный мост (Southbridge, ICH (I/O controller hub), периферийный контроллер, контроллер ввода-вывода) — обеспечивает подключение к системе менее скоростных устройств, не требующих высокой пропускной способности — жёсткого диска, сетевых плат, аудиоплаты и т.д., а также шин PCI, USB и др., в которые устанавливаются разного рода дополнительные устройства. Клавиатура и мышь также замыкаются на южный мост.

Наличие северного и южного мостов — классическая, общепринятая схема построения чипсета, на котором базируется системная плата. Но существуют также схемы, отличающиеся от традиционных. Это касается в первую очередь компьютеров на базе современных процессоров, содержащих в себе элементы, в большей или меньшей степени выполняющие функции северного моста (чаще всего — контроллер оперативной памяти, интегрированное графическое ядро). На системных платах для таких процессоров северный мост существенно упрощен.

Качеством и возможностями системной логики определяются производительность и стабильность работы компьютера. При выборе материнской платы нужно учитывать в первую очередь то, какой чипсет был взят за основу при ее изготовлении. Основными производителями чипсетов сейчас являются компании Intel, NVidia, ATI/AMD и др., в то время как материнские платы производятся ASUS, MSI, Gigabyte, ASRock, Zotac и др. Системные платы с одинаковым чипсетом у разных производителей называются по-разному. По цене они тоже могут существенно отличаться. При выборе как првило лучше отдать предпочтение материнской плате с более "продвинутым" чипсетом от менее известного производителя, чем наоборот.

Читайте также:  Знак около в ворде

Основные разъемы материнской платы

Кроме разъема центрального процессора (сокета), системная плата содержит другие разъемы:

• Слоты модулей ОЗУ, к которым подсоединяются модули оперативной памяти соответствующего типа;

• PCI (Peripheral component interconnect — взаимосвязь периферийных компонентов) — это шина с небольшой пропускной способностью, которой, однако, достаточно для подключения многих устройств (TV-тюнеров, звуковых карт, карт для захвата видео, сетевых карт, Wi-Fi-модулей и др.);

• РСI-Express — быстрая шина для видеокарты, создана с использованием программной модели PCI. В зависимости от чипсета, таких шин на материнской плате может быть несколько, и они могут иметь разную пропускную способность (x16 или меньше). Конфигурация с несколькими РСI-Express позволяет использовать сразу несколько видеокарт, что делает видеоподсистему компьютера более производительной.

• USB — разъем для подключения периферийных устройств. Известен всем в первую очередь как разъем, к которому можно подключить флешку, цифровой фотоаппарат, видеокамеру, телефон и др. Он бывает нескольких спецификаций: USB 1.0 (пропускная способность до 12 Мбит/с), USB 2.0 (до 480 Мбит/с) и самый новый USB 3.0 (до 4800 Мбит/с). USB 1.0 и 2.0 внешне одинаковы, имеют 4 контакта. USB 3.0 имеет вдвое больше контактов, хотя и поддерживает возможность подключения более старых устройств (рассчитанных на USB 1.0 и 2.0).

• SATA (Serial Advanced Technology Attachment — цифровое подсоединение по передовой технологии) — служит для подсоединения накопителей информации (жестких дисков или SSD, оптических приводов). Скорость передачи данных зависит от ревизии SATA: 1.x — до 1,5 Гбит/с; 2.x — до 3 Гбит/с; 3.x — до 6 Гбит/с.

• PATA (Parallel ATA) — является предшественником SATA и до его появления назывался IDE (название можно встретить до сих пор). PATA предназначен для подключения старых носителей информации и поскольку последние еще продолжают служить своим владельцам, этот интерфейс сохраняется на новых материнских платах для обеспечения совместимости;

• Floppy — разъем для подключения привода дискеты 3,5. Как ни странно, эти носители все еще не полностью вышли из употребления;

• Разъемы для подключения блока питания. Основной разъем, питающий все компоненты (ATX) имеет 24 контакта. Питание центрального процессора может иметь 4 или 8 контактов (в зависимости от мощности процессора, на который рассчитана материнская плата).

Кроме того, на системной плате имеются различные игольчатые гребенки, предназначенные для подключения передней панели корпуса (кнопки Power, Reset, индикаторы процессора и жестких дисков, наушники, микрофон, USB), куллеров (вентиляторов) процессора, корпуса, жестких дисков и др.

На материнской плате есть также разъемы звуковой карты, сетевого адаптера (RJ45) и др. На моделях системных плат с интегрированным графическим процессором или рассчитанных на процессоры, содержащие в себе графическое ядро, есть соответствующие разъемы для подключения мониторов (VGA, DVI, HDMI).

Системная плата включает еще одну важную часть — микросхему ПЗУ (ее часто называют ROM BIOS), которая замыкается на южный мост чипсета. В этой микросхеме хранится базовая программа управления компьютером, называемая базовой системой ввода-вывода и больше известна как BIOS (basic input-output system). В отличии от операционной системы и другого программного обеспечения, устанавливаемых на жесткий диск, BIOS доступен компьютеру без подключения винчестера и остальных элементов. Это программное обеспечение определяет порядок взаимодействия составных частей компьютера между собой. В зависимости от чипсета материнской платы и версии BIOS, его настройками можно определить источник загрузки компьютера, изменить частоту шины процессора, тайминги модулей оперативной памяти (изменив их производительность), а также настройки многих других устройств, отключить отдельные элементы (сетевую плату, дисковод 3,5 и др.) и многое другое.

Компьютер всегда запускается и работает с учетом данных BIOS. Если микросхему ПЗУ повредить или внести в BIOS настройки, не совместимые с работоспособностью системы, компьютер не запустится. В последнем случае для решения проблемы достаточно "обнулить" настройки BIOS до стандартных ("заводских") параметров. Для этого нужно на непродолжительное время вынуть из соответствующего разъема материнской платы батарейку, питающую микросхему ПЗУ (типа CR2032, внешне похожа на монету). Обнуление BIOS также происходит, когда эта батарейка розряжается (первый признак этого — при выключении компьютера сбивается системное время).

Читайте также:  Ключ активации windows 7 максимальная 32 бит

Скорость доступа к микросхеме ПЗУ низкая. Чтобы это не влияло на быстродействие компьютера, большинство системных плат создаются таким образом, что при запуске системы, BIOS из микросхемы ПЗУ копируется в специально зарезервированную область оперативной памяти, называемую Shadow Memory (теневая память), скорость доступа к которой значительно выше.

Современные микросхемы ПЗУ позволяют менять BIOS на другие версии. Эта операция называется перепрошивкой BIOS, выполняется при помощи специального программного обеспечения (обычно доступного на сайте производителя системной платы), и требует серьезного подхода, поскольку в случае неудачи может повлечь за собой плачевные последствия, вплоть до необходимости приобретения новой материнской платы. Поэтому без крайней необходимости перепрошивать BIOS не нужно. Новые версии иногда позволяют решить проблемы совместимости системных плат с новыми устройствами, добавить отдельные варианты настроек или устранить мелкие недочеты. Но если система и без того работает стабильно, лучше не рисковать.

Форм-фактор материнской платы

По размеру системные платы бывают разными. Существует несколько стандартов, которые принято называть форм-фактором материнской платы. Кроме размеров, форм-фактор подразумевает определенную схему расположения мест крепления платы, интерфейсов шин, портов ввода-вывода, сокета процессора, разъема для подключения блока питания и слотов установки модулей ОЗУ. Известны следующие форм-факторы материнских плат: Baby-AT, Mini-ATX, AT, LPX, АТХ, microATX, Flex-АТХ, NLX, WTX, CEB, Mini-ITX, Nano-ITX, Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX. Наиболее распространенными являются АТХ (305 x 244 мм.), microATX (244 x 244 мм.) и mini-ITX (150 x 150 мм.). Форм-фактор материнской платы нужно учитывать при выборе корпуса системного блока.

Содержание:

Одним из самых важных компонентов компьютера, безусловно, можно назвать материнскую плату, которая выступает в роли связующего звена между всеми комплектующими ПК. Неправильно подобранная материнская плата может сильно повлиять на производительность всего компьютера, несмотря на то, что остальные компоненты сами по себе являются достаточно мощными. Итак, что такое материнская плата? Давайте разберемся.

Материнская плата (еще ее называют системная, главная плата, от англ. — mainboard, motherboard или сокращенно MB, разг. – материнка, «мать» и т.д.) – многослойная печатная плата, к ней подключаются все элементы компьютера: жесткий диск, процессор (CPU), оперативная память (ОЗУ), видеокарта, оптический привод и др.), устанавливается материнская плата внутри системного блока. Основная задача материнской платы — объединение и обеспечение совместной работы всех комплектующих компьютера.

Одной из важных характеристик «материнки» является её форм-фактор — стандарт, который определяет её размеры для компьютера, места крепления внутри системного блока, расположение на поверхности сокета CPU, портов ввода/вывода, слотов для оперативной памяти и др. При сборке нового компьютера (или выполняя ремонт компьютеров) обязательно нужно учитывать, что корпус должен поддерживать форм-фактор выбранной системной платы.

Элементы материнской платы

Чипсет (англ. chipset) – набор из нескольких микросхем, которые спроектированы для совместной работы и основная задача которых — выполнение набора определенных функций. В компьютерах чипсет, находящийся на материнской плате, является связующим компонентом. Он обеспечивает совместную работу процессора, подсистем памяти, ввода-вывода и др.

От чипсета зависит, какой тип оперативной памяти и процессор поддерживаются «материнкой». Кроме этого от него зависит, с какой скоростью будут передаваться данные по шине ко всем устройствам компьютера.

Как мы уже определили – одна из основных функций материнской платы заключается объединении устройств между собой или, говоря образно, в "наведении мостов" между ними, поэтому главные составляющие чипсета называются "мостами".

Чипсет состоит из двух "мостов", каждый из которых является отдельной микросхемой и выполняет свою определенную задачу:

  • "северный" мост (англ. Northbridge) нужен для соединения между собой процессора и устройств, которые используют высокопроизводительные шины — оперативная память и видеокарта. От северного моста зависит частота системной шины, максимальный объем оперативной памяти и ее тип. Иногда северный мост содержит в себе интегрированный (встроенный) графический процессор.
  • "южный" мост (англ. Southbridge) необходим для подключения менее скоростных устройств, которые не требуют высокой пропускной способности – сетевые платы, жёсткий диск, шины USB, PCI и др., к которым подключаются дополнительные устройства.

Наличие двух мостов — классическая схема построения чипсета практически всех материнских плат. Однако есть схемы, которые отличаются от традиционных. Это относится к компьютерам построенным на базе современных процессоров, имеющих в своем составе встроенные элементы, которые в определенной степени выполняют функции северного моста (как правило, контроллер оперативной памяти). В этом случае северный мост на материнской плате отсутствует.

Ссылка на основную публикацию
Что случилось с facebook
На форумах и в поисковых запросах часто встречается вопрос, почему не работает Фейсбук сегодня, и что делать в такой ситуации....
Читы для вар тандер на орлы
Данный чит носит название Орлы чит для War Thunder 3.0. Это обновление для игры вышло совсем недавно, но для него...
Что больше мегабит или килобит
В эпоху оптоволокна и накопителей объемом в десятки терабайт считать в битах не принято. Мы бы совсем забыли, чем отличается...
Что смотрят в интернете больше всего
Наверное, многим интересно, что чаще всего запрашивают люди в поисковиках, какие поисковые запросы самые популярные и востребованные. Ошибки и опечатки...
Adblock detector