Выполнил: студент НИУ «БелГУ»
Андреев Дмитрий гр. 82001304
Проверил: Мишенин Владислав Юрьевич
Дата: «___» _______ 20__
по лабораторной работе № 3.
«Изучение компонентов материнской платы»
Цель работы: знать устройства, расположенные на материнской плате персонального компьютера.
Типы электронных плат управления работой компьютера;
Основные характеристики материнской платы;
Устройства, расположенные на материнской плате, их характеристики;
Характеристики шин — тип подключаемых устройств, скорость передачи данных;
Контроллеры и адаптеры, их назначение и основные характеристики.
Таблицы с характеристиками.
Краткое изложение контрольных вопросов.
1. Убедился в том, что компьютерная система обесточена .
2. Установил местоположение процессора и изучил организацию системы его охлаждения. По маркировке определите тип процессора и фирму-изготовителя.IntelPentium II Processor (233Mhz-333MHz), два процессора Pentium II для модели P2L97-DS;
Сопроцессор: Внутренний сопроцессор Pentium II
3.Установил местоположение разъемов для установки модулей оперативной памяти. Выяснил их количество и тип используемых модулей (DIMM или SIMM) ,установиа количество контактов.
Четыре 168-выводных слота DIMM, поддерживающих планки по 16, 32, 64, 128, 256, 512 или 1024MB памяти SDRAMобщей емкостью до 4GB, поддержкой режима ECC и тактовой частотой 100/133 MHz. На плату допускается установка только регистровой SDRAM, незначительно отличающейся по стоимости от обычной SDRAM
4.Установил местоположение слотов для установки плат расширения. Выяснила их количество и тип (ISA, VLB, PCI, AGP), установите количество контактов. Зафиксируйте их различия по форме и цвету
5. Установил местоположение микросхемы ПЗУ. По наклейке на ней определила производителя системы BIOS данного компьютера.BIOS: Award AGP BIOS с поддержкой ACPI, DMI, Green, PlugandPlay режимов, 1M-bit Flash-память в модели P2L97 и 2Mbit в моделях P2L97-S и P297L-DS.
6. Установил местоположение микросхем системного комплекта (чипсета). По маркировке определила тип комплекта и фирму-изготовителя.
7. Заполнил отчетные таблицы:
ServerWorks LE 3.0
P2L97 и 2Mbit в моделях P2L97-S и P297L-DS
Количество разъемов модулей оперативной памяти
Количество слотов для установки плат расширения
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Типы электронных плат управления работой компьютера. Для упрощения подключения устройств электронные схемы IBM PC состоят из нескольких модулей электронных плат. На основной плате компьютера — системной, или материнской, плате — обычно располагаются основной микропроцессор, сопроцессор, оперативная память и шина. Схемы, управляющие внешними устройствами компьютера (контроллеры или адаптеры),находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через эти разъемы контроллеры устройств подключаются непосредственно к системной магистрали передачи данных в компьютере — шине. Таким образом, наличие свободных разъемов шины обеспечивает возможность добавления к компьютеру новых устройств. Чтобы заменить одно устройство другим (например, устаревший адаптер монитора на новый), надо просто вынуть соответствующую плату из разъема и вставить вместо нее другую. Несколько сложнее осуществляется замена самой материнской платы.
2. Основные характеристики материнской платы. Материнская плата – основная плата персонального компьютера. Именно на материнской плате монтируются все основные устройства компьютера, к ней же подключается внешнее оборудование вычислительной машины. Основные характеристики современных материнских плат: 1) компания-производитель; 2) тип установленного на плате чипсета; 3) тип и быстродействие поддерживаемых платой процессоров; 4) тип и быстродействие поддерживаемых платой модулей оперативной памяти; 5) наличие и количество слотов для подключения встроенного оборудования; 6) наличие и количество портов для подключения периферийных устройств; 7) форм-фактор.
3.Устройства, расположенные на материнской плате, их характеристики. На материнской плате размещаются: 1) процессор – основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций; 2) микропроцессорный комплект (чипсет) – набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы; 3) шины – наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера; 4) оперативная память – набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер выключен; 5) постоянное запоминающее устройство – микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен; 6) разъемы для подключения дополнительных устройств.
4. Характеристики шин — тип подключаемых устройств, скорость передачи данных. XT-Bus — шина архитектуры XT — первая в семействе IBM PC. Относительно проста, поддерживает обмен 8-разрядными данными внутри 20-разрядного адресного пространств, работает на частоте 4.77 МГц. Совместное использование линий IRQ в общем случае невозможно. ISA (архитектура промышленного стандарта) — основная шина на компьютерах типа PC AT. Является расширением XT-Bus, разрядность — 16/24, тактовая частота — 8 МГц, предельная пропускная способность — 5.55 Мб/с. Разделение IRQ невозможно. EISA (расширенная ISA) — функциональное и конструктивное расширение ISA. Платы EISA имеют более высокую ножевую часть разъема с дополнительными рядами контактов. Разрядность — 32/32, работает на частоте 8 МГц. Предельная пропускная способность — 32 Мб/с. Поддерживает BusMastering — режим управления шиной со стороны любого из устройств на шине, имеет систему арбитража для управления доступом устройств на шине, позволяет автоматически настраивать параметры устройств, возможно разделение каналов IRQ и DMA. MCA (микроканальная архитектура) — шина компьютеров PS/2 фирмы IBM. Не совместима ни с одной другой, разрядность — 32/32. Поддерживает BusMastering, имеет арбитраж и автоматическую конфигурацию, синхронная, предельная пропускная способность — 40 Мб/с. VLB (локальная шина стандарта VESA) — 32-разрядное дополнение к шине ISA. Разрядность — 32/32, тактовая частота — 25..50 МГц, предельная скорость обмена — 130 Мб/с. PCI (соединение внешних компонент) — развитие VLB в сторону EISA/MCA. Не совместима ни с какими другими, разрядность — 32/32, тактовая частота — до 33 МГц, пропускная способность — до 132 Мб/с, поддержка BusMastering и автоконфигурации. PCMCIA (ассоциация производителей плат памяти для персональных компьютеров) — внешняя шина компьютеров класса NoteBook. Предельно проста, разрядность — 16/26, поддерживает автоконфигурации, возможно подключение и отключение устройств в процессе работы компьютера.
Читайте также: Как скинуть папку с файлами по почте
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д. В современных компьютерах многие контроллеры входят в состав материнской платы. Такие контроллеры называются встроенными или интегрированными (в материнскую плату). Шины. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине — магистрали передачи данных между оперативной памятью и контроллерами. В современных компьютерах обычно имеются две шины:
· шина ISA для контроллеров низкоскоростных устройств;
· шина PCI для обмена данными с высокоскоростными устройствами.
Каждый контроллер может быть подключен лишь к той шине, на которую он рассчитан. Поэтому разъемы различных шин сделаны разными, чтобы их нельзя было перепутать. Контроллеры портов ввода-вывода. Контроллер портов ввода-вывода соединяется кабелями с разъемами на задней стенке компьютера, через которые к компьютеру подключаются принтер, мышь и другие устройства.
Ада́птер — приспособление, устройство или деталь, предназначенные для соединения устройств, не имеющих иного совместимого способа соединения.
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.
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.
Читайте также: Как определить геолокацию айфона
• 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).
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.
Здравствуйте, любители покопаться в компьютерном железе. В этой статье мы расскажем, что располагается на материнской плате. Иными словами, перечислим все компоненты и их назначение. И речь пойдет не только о разъемах, хотя и о них мы также писали, но и таких элементах как цепи питания, контроллеры и микросхемы.
p, blockquote 1,0,0,0,0 —>
Возможно, данная информация пригодится вам в дальнейшем для сборки, для ремонта, или собственного образования. Здесь мы хотим кратко пройтись по компонентам, чтобы ваше представление о характеристиках компьютера было более обширным.
p, blockquote 2,0,0,0,0 —>
p, blockquote 3,0,0,0,0 —>
Что находится на материнской плате ПК
Представьте себе среднестатистическую МП в форм-факторе ATX (про другие вы можете почитать в этой статье). Ее компоновка выглядит таким образом:
p, blockquote 4,0,0,0,0 —>
Сокет – разъем, в который вставляется центральный процессор. Разъем зачастую имеет квадратную, либо прямоугольную форму. С одной стороны от него располагается прижимной рычаг. Сразу скажем, что сокеты Intel и AMD кардинально отличаются друг от друга, так что перепутать материнку будет сложно.
p, blockquote 5,0,0,0,0 —>
Северный мост – один из ключевых компонентов такого понятия как чипсет. Данный компонент серьезно влияет на возможности и характеристики МП, а также подключаемых к ней комплектующих (разгон и его стабильность, количество одновременно работающих плат расширения и аппаратных элементов, число портов расширения).
Читайте также: Обзор электронных книг pocketbook
p, blockquote 6,0,0,0,0 —>
Свое «географическое» прозвище получил из-за расположения на плате (под процессором). Северный мост связывает воедино процессор, видеокарты и прочие комплектующие, работающие через шину PCI‑E, а также ОЗУ.
p, blockquote 7,0,1,0,0 —>
Южный мост – вторая часть чипсета, распаянная на нижней части МП. Ответственный за стабильную работу «медленных» портов и слотов расширения (USB), а также звуковой и сетевой карты. На его совести работоспособность всех гнезд задней панели, SATA и PCI.
p, blockquote 8,0,0,0,0 —>
Слоты для ОЗУ – порты, в которые устанавливается оперативная память. На данный момент самый распространенный стандарт – DDR4.
Слоты PCI‑E – используются для высокоскоростных устройств (видеокарты, SSD NVMe, Intel Optane). Существуют порты PCI‑E x16/x8/x4/x1. Последние, напоминают собой сильно урезанные разъемы, хотя их функционал полностью идентичен полноформатным. Для работы используются, как ни странно, линии PCI-Express, количество которых определяется процессором.Слот PCI – стандартное гнездо для установки сетевых карт и контроллеров, плат расширения, звуковых карт, кард-ридеров, дополнительных USB-портов, ТВ-тюнеров и карт захвата. Курируется южным мостом.
p, blockquote 9,0,0,0,0 —>
Разъем питания – порт, к которому подключается блок питания, подающий напряжение на всю систему. Зачастую схема подключения имеет формулу 24+4 или 24+8 pin (материнская плата + процессор/видеокарты). Некоторые современные МП обладают усиленной схемой с формулой 24+4+4 либо 24+4+6 pin. Платы для майнинга могут иметь еще более серьезную подсистему питания, ввиду наличия большого числа разъемов PCI‑E.
p, blockquote 10,0,0,0,0 —>
Разъемы вывода на переднюю панель корпуса – к ним подключаются кнопки включения и перезагрузки и LED-индикаторы состояния системы.
p, blockquote 11,0,0,0,0 —>
Порт SATA – порт подключения жестких дисков и скоростных SSD-накопителей. Также с его помощью коннектится оптический привод, который сейчас практически не востребован.
p, blockquote 12,0,0,0,0 —>
Цифровые и аналоговые аудиоразъемы/контроллеры – служат для подключения наушников, гарнитуры с микрофоном, акустических систем и рекордеров. Функционал разъемов и качество воспроизведения музыки контролируется отдельным звуковым чипом, распаянным возле выходов.
p, blockquote 13,0,0,0,0 —>
USB (внешние и внутренние) – гнезда для подключения практически любой современной периферии и внешних устройств. Практика показывает, что лишних USB в принципе не бывает.
p, blockquote 14,1,0,0,0 —>
Это, что касалось разъемов. Если думаете, что на ней (на плате само собой) больше ничего нет, то ошибаетесь. Теперь перейдем к функциональным элементам.
p, blockquote 15,0,0,0,0 —>
Сетевой контроллер – микросхема, отвечающая за стабильную работу интернета и локальной сети. Контроллер используется с Ethernet-розеткой, распаянной на МП. Если он выгорает, что может случиться из-за грозы или отсутствия заземления, спасет только внешняя сетевая карта.
p, blockquote 16,0,0,0,0 —>
Стабилизатор – микросхема, обеспечивающая стабильные 12В от блока питания, выравнивающая напряжение от скачков и перепадов. Также схема преобразует ток, подавая его на ЦП.
p, blockquote 17,0,0,0,0 —>
BIOS (UEFI) – ключевая схема компьютера, имеющая собственное предустановленное ПО, которое отвечает за стабильную работу абсолютно всех комплектующих на ПК. С помощью этой микросхемы можно разогнать железо, протестировать комплектующие на стабильность, выставить время, изменить приоритет загрузки носителей, задать скорость вращения вентиляторов (с ШИМ-контроллером), выставить ограничения на работу и не только. Питается от отдельной батарейки CR2032.
p, blockquote 18,0,0,0,0 —>
Транзисторы цепей питания (мосфеты) – используются для создания, усиления или преобразования электрических сигналов.
p, blockquote 19,0,0,0,0 —>
Конденсаторы – используются для выравнивания напряжения, которое подается на материнскую плату с помощью БП. Также они блокируют постоянный ток в цепи. Принцип действия схож с аккумуляторами, но «бочонки» отдают весь свой заряд мгновенно.
p, blockquote 20,0,0,0,0 —>
LED-индикаторы состояния – показывают статус устройства (подключено или нет). Довольно распространенная фишка в новых или дорогих материнских платах.
p, blockquote 21,0,0,1,0 —>
Генераторы тактовой частоты (клокеры) – устройство, формирующее частоту процессора.
ШИМ-контроллер – главная микросхема, которая управляет напряжением на всей материнской плате и распределяет нагрузку по компонентам системы.
p, blockquote 22,0,0,0,0 —>
Мультиконтроллер – третья после мостов микросхема, по значимости, однако на данный момент считается устаревшей. Отвечает за работу портов LPT, COM (RS-232, PS/2) и выполняет часть прошивки BIOS. Из дополнительных возможностей стоит отметить:
p, blockquote 23,0,0,0,0 —>
- встроенный Hardware Monitoring;
- управление скоростью вращения кулеров;
- интерфейс подключения CompactFlash-карт.
А вы думали, что компьютером магия управляет? Сразу хочу сказать, что все тонкости работы знать не обязательно, хотя иногда полезно для саморазвития. Если желаете заполучить отличное современное устройство для создания ПК, на базе того же Intel Core i5-8400 или любого другого представителя семейства Coffee Lake, то присмотритесь к следующим платам:
p, blockquote 24,0,0,0,0 —>
- ASUS ROG Strix B360‑G Gaming;
- ASUS TUF B360-Plus Gaming;
- ASUS Prime H310M‑K;
- Gigabyte B360M DS3H.
Нет, я не фанат ASUS, хотя платы у них действительно достойные, но большинство пользователей проголосовало рублем именно за них.
p, blockquote 25,0,0,0,0 —>
Надееюсь, теперь вы стали понимать свой ПК немного лучше. Читайте, делитесь с друзьями и не забывайте подписываться на обновления. Пока.
p, blockquote 26,0,0,0,0 —>
p, blockquote 27,0,0,0,0 —> p, blockquote 28,0,0,0,1 —>
