И в свет разрешаю на основании «Единых правил», п 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методи- ческого управления В. Б. Юскаев Строение персонального компьютера учебное пособие
| Вид материала | Учебное пособие |
- И в свет разрешаю на основании "Единых правил", п 14 Заместитель первого проректора-, 427.3kb.
- И в свет разрешаю на основании "Единых правил", п 14 Заместитель первого проректора-, 350.14kb.
- И в свет разрешаю на основании "Единых правил", п. 14 Зам первого проректора начальник, 1086.32kb.
- Учебное пособие Часть 1 основы персонального компьютера. Операционные системы, 1386.35kb.
- Альнейшем исполнитель, в лице первого проректора-проректора по научной работе Лысака, 69.99kb.
- Копбаев Кайрат Рашидович заместитель начальника Главного управления начальник организационно-аналитического, 956.76kb.
- Копбаев Кайрат Рашидович заместитель начальника Главного управления начальник организационно-аналитического, 1180.28kb.
- Копбаев Кайрат Рашидович заместитель начальника Главного управления начальник организационно-аналитического, 1044.49kb.
- Копбаев Кайрат Рашидович заместитель начальника Главного управления начальник организационно-аналитического, 834.36kb.
- Экзаменационные вопросы, 789.33kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
К печати и в свет
разрешаю на основании
«Единых правил»,
п.2.6.14
Заместитель первого проректора –
начальник организационно – методи-
ческого управления В.Б. Юскаев
Строение персонального компьютера
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
по курсу “Архитектура компьютеров”
для студентов специальности
«Информационные технологии проектирования»
дневной формы обучения
Часть 4
«матЕринская плата»
Все цитаты, цифровой
и фактический материал,
библиографические данные
проверены, запись единиц
соответствует стандартам
Составители: В.Г. Концевич,
А.М. Лавренко
Ответственный за выпуск В.Г. Неня
Декан инженерного факультета А.А. Евтушенко
Сумы
Изд-во СумГУ
2007
Навчальне видання
Концевич Валерій Георгійович
Лавренко Олександр Максимович
Будова персонального комп’ютера
НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК
з курсу “Архітектура комп’ютерів”
для студентів спеціальності
«Інформаційні технології проектування»
денної форми навчання
Частина 4
“материнська плата”
(Російською мовою)
Відповідальний редактор С.М. Симоненко
Редактор С.М. Симоненко
Комп’ютерне верстання В.Г. Концевич
План 2005 р., поз . Обл.-вид. арк.
Підп. до друку . Формат 60х84/16.
Тираж 50 пр. Ум. друк. арк.
Папір офс. Ум. фарбовідб.
Друк офс. Замовлення № .
____________________________________________________________
Вид-во СумДУ при Сумському державному університеті
40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2
Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру ДК №2365 від 08.12.2005 р.
____________________________________________________________Надруковано у друкарні СумДУ
40007, м. Суми, вул. Римського-Корсакова, 2.
СОДЕРЖАНИЕ
Материнская плата 7
Микропроцессор 30
Чипсет 81
Слоты и сокеты 84
Контрольные вопросы 89
Материнская плата
Основной частью любой компьютерной системы является материнская плата с главным процессором и поддерживающими его микросхемами. Это основной модуль, элемент без которого компьютер не может работать. Такая плата называется “материнская плата” (mother board), “системная плата” (system board) или “главная плата” (main board). Именно материнская плата является сердцем современного компьютера, а не процессор, как принято считать. На материнской плате монтируются все основные устройства компьютера, к ней же подключается внешнее оборудование вычислительной машины.
Функционально материнскую плату можно описать различным образом. Иногда такая плата содержит всю схему компьютера (одноплатные). В противоположность одноплатным, в шиноориентированных компьютерах системная плата реализует схему минимальной конфигурации, остальные функции реализуются с помощью многочисленных дополнительных плат. Все компоненты соединяются шиной. В системной плате нет видеоадаптера, некоторых видов памяти и средств связи с дополнительными устройствами. Эти устройства (платы расширения) добавляются к системной плате путем присоединения к шине расширения, которая является частью системной платы.
Первая материнская плата была разработана фирмой IBM и показана в августе 1981 года (PC-1). В 1983 году появился компьютер с увеличенной системной платой (PC-2). Максимум, что могла поддерживать PC-1 без использования плат расширения- 64К памяти. PC-2 имела уже 256К, но наиболее важное различие заключалось в программировании двух плат. Системная плата PC-1 не могла без корректировки поддерживать наиболее мощные устройства расширения, такие, как жесткий диск и улучшенные видеоадаптеры.
Конструкция и компоненты
Материнская плата — это комплекс различных устройств поддерживающий работу системы в целом. Обязательными атрибутами материнской платы являются базовый процессор, оперативная память, системный BIOS, контролер клавиатуры, разъемы расширения.
Плата представляет собой электронное устройство, выполненное из стекловолокна, электронные компоненты которого связаны между собой металлическими дорожками.
Хотя общее количество дополнительных функциональных возможностей системной платы различается в зависимости от производителя и модели, она является ядром, связывающим основные компоненты компьютера. К основным компонентам системной платы относятся:
- интегральные схемы (ИС, микросхемы, чипы, чипсеты), представляющие собой пластиковые или керамические блоки. Для соединения микросхемы с панелью на чипах имеются серебряные штырьки. Размер микросхемы зависит от количества штырьков и обычно служит показателем сложности чипа. Меньшие чипы (14-штырьковые) могут выполнять только несколько функций, 8088-й микропроцессор имеет 40 штырьков, а 80386 – 132 штырька;
- микросхемы постоянного запоминающего устройства ROM (ПЗУ, Flash), в которую записывается BIOS - программа, управляющая взаимодействием отдельных частей компьютера. В микросхемах ПЗУ, наряду с основными элементами, содержится ПО, необходимое для запуска компьютера;
- микросхемы оперативной памяти RAM (ОЗУ), предназначенные для временного хранения программ и данных;
- микросхемы-контроллеры, управляющие работой системной шины, портов, винчестера и других устройств хранения информации HDD, FD, CD-ROM. К каждому дисковому контроллеру может подключаться несколько дисковых накопителей. Между дисковым контролл
ером и основной памятью может быть целая иерархия контроллеров и магистралей данных, сложность которой определяется главным образом стоимостью компьютера. Поскольку время передачи часто составляет очень небольшую часть общего времени доступа к диску, контроллер в высокопроизводительной системе разъединяет магистрали данных от диска на время позиционирования так, что другие диски, подсоединенные к контроллеру, могут передавать свои данные в основную память. Поэтому время доступа к диску может увеличиваться на время, связанное с накладными расходами контроллера на организацию операции ввода/вывода.
Практически любая современная системная плата имеет два канала IDE-контроллера, интегрированных в чипсет - первичный (Primary) и вторичный (Secondary), каждый из которых представляет собой, по сути, отдельный контроллер, имеющий собственный разъем на плате и отдельный шлейф с двумя оконечными разъемами, к которому можно подключить один или два накопителя. Причем для обеспечения взаимной совместимости устройств, работающих на одном шлейфе, одно из них должно работать в режиме Master (ведущий), а другое - в режиме Slave (ведомый), и эти режимы устанавливаются перемычками непосредственно на самом устройстве;
- разъемы для подключения плат (карт) других устройств (слоты расширения): ISA, PCI, AGP, т.е. для расширения возможностей ПК. Можно добавить память или для ускорения математических вычислений добавить математический сопроцессор;
- кэш II-уровня;
- разъемы параллельного + 2 последовательных порта;
- перемычки и коннекторы для кабелей системного блока.
Существуют и так называемые "одноплатные" компьютеры. В этом случае в материнскую плату встраивают часть других модулей, например видеокарту, звуковую карту и др. Обычно на "одноплатном" компьютере все же оставляют один-два разъема для добавления дополнительных модулей.
Конструкция материнской платы и ее составляющие рассмотрены на примере Soyo КТ333 Ultra Dragon Platinum Edition.
Конденсаторы имеют ёмкость в 4800 микрофарад. В настоящее время такие производители, как Asus, MSI и ниже по классу, ставят конденсаторы около 2000-2200 микрофарад, что составляет меньше половины от идеального. На чипе установлен вентилятор.
Присутствуют пять подключений для вентиляторов, каждый из которых имеет мониторинг, т.е. имеется возможность получения оповещения о застрявшем вентиляторе в любом из 5 подключений.
Для стабилизации питания на плате установлено 14 довольно высокого качества конденсаторов (фотография приведена на рисунке).
Расширение: материнская плата должна иметь как можно меньше интегрированных плат. Ни в коем случае не должно быть видеоплаты, т.к. они очень сильно загружают ОЗУ, и процессор часто ждёт, пока ОЗУ и видеоплата обмениваются информацией. На этой плате есть маленькое количество устройств: USB, IDE RAID, Soundcard 5.1, Smart Card Reader. Огромным плюсом является присутствие RAID-контроллера, позволяющего подключить 8 IDE устройств.
IDE RAID-контроллер очень сильно увеличивает overall performance - два одинаковых жёстких диска могут читать и писать одновременно, увеличивая скорость в два раза (RAID массив 0 уровня). Все прекрасно знают, что HDD - это самое медленное устройство компьютера. Также возможно использовать режим "зеркало", когда оба жестких диска заполняются идентичными данными, и, если один выходит из строя, ни один байт информации не будет потерян (RAID 1-го уровня). Кстати, следует отметить, что компания Soyo была одна из самых первых в удачной попытке интеграции данного контроллера.