Материнская плата

Состав и назначение основных элементов персонального компьютера

История использования механических и полуавтоматических средств для арифметических операций насчитывает не одно тысячелетие. В 1943 г. американец Говард Эйкен на основе уже созданных электромеханических реле сконструировал и изготовил на одном из предприятий фирмы IBM вычислительную машину, названную «Марк-1». В августе 1981 г. состоялась официальная презентация нового компьютера под названием IBM PC, который быстро занял ведущее место на рынке, став стандартом персонального компьютера. Сейчас компьютеры, совместимые с IBM PC, составляют более 90% всех производимых в мире ПК. Существенно им уступают по популярности ПК фирм Apple и DEC (Digital Equipment Corporation) и их аналоги, занимающие по распространенности 2-е место.

Персональный компьютер (ПК) предназначен для хранения и переработки информации. Информация может представлять собой текст, таблицы, рисунки, фотографии, звукозаписи и т. п. Информация хранится и обрабатывается в цифровом виде. Единица измерения информации - байт. Один байт (1б) соответствует примерно одному символу текста. Для удобства введены также более крупные единицы измерения информации: килобайт (Кб), мегабайт (Мб), гигабайт (Гб), терабайт (Тб).

Основными элементами ПК служат:

· материнская плата;

· процессор;

· оперативная память (ОЗУ);

· постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

· видеокарта;

· звуковая карта.

Материнская плата (Motherboard) – основная плата ПК, определяющая его возможности с помощью подключения различных элементов. Это самостоятельный элемент ПК, который управляет внутренними связями и взаимодействует с внешними устройствами.

Структура типовой материнской платы:

· процессор, установленный в специальный разъем и охлаждаемый радиатором с вентилятором;

· микросхемы кэш-памяти второго уровня (внешней);

· слоты для установки модулей оперативной памяти;

· слоты для установки карт расширения. Как правило, на материнских платах имеются разъемы для карт ISA и PCI. В современных моделях материнских плат имеются дополнительные слоты AGP;

· микросхема перепрограммируемой памяти, в которой хранятся программы BIOS, программы тестирования ПК, загрузки операционной системы, драйверы устройств, начальные установки;

· разъемы для подключения накопителей HDD, FDD.

Все компоненты материнской платы связаны между собой системой проводников (линий), по которым происходит обмен информацией. Эта совокупность линий называется информационной шиной (Bus). Взаимодействие между компонентами и устройствами ПК, подключенными к различным шинам, осуществляется за счет мостов, реализованных на одной из микросхем Chipset.

Размеры материнской платы, а также отверстия внутри платы, соединяющие ее с дном корпуса, стандартизированы (Таблица 1).

Наиболее известными производителями системных плат на российском рынке в настоящее время являются фирмы Asus, Gigabyte, MSI, Intel, Elitegroup, ASRock

Обозначение	Размер, см	Примечание
Baby - AT	33,0 / 22,5	Стандартный
HalfSize	24,4 / 21,8	Мини-плата для ПК с CPU 386 и 486, пригодна для корпусов Slimline
LPX	33,0 / 22,9	Для корпусов уменьшенной высоты и Slimline
Mini-LPX	26,4 / 20,1	Для корпусов уменьшенной высоты и Slimline
ATX	30,5 / 24,4	Для корпусов ATX
Mini-ATX	28,4 / 20,8	Для корпусов ATX уменьшенной высоты
Micro-ATX	24,4 / 24,4	Для корпусов ATX уменьшенной высоты
Flex-ATX	22,9 / 19,1	Миниатюрные корпуса
NLX	34,5 / 22,9	Для корпусов уменьшенной высоты и Slimline
Mini-NLX	25,4 / 20,3	Для корпусов уменьшенной высоты и Slimline

Таблица 1

Форм-фактор материнской платы – общая стратегия расположения на ней основных микросхем, слотов, ее форма и размер. Носит, преимущественно, рекомендательный характер.

Формат материнских плат Baby-AT появился в 1982 г. В настоящее время компания Intel прекратила их выпуск. В 1995 г. корпорация Intel предложила спецификацию ATX для материнской платы и ПК. В 1997 г. Intel предложила новый формат NLX, ставший дальнейшим развитием ATX.

Определить модель установленной материнской платы можно с помощью DMI. В Linux можно использовать утилиту «dmidecode», в Windows — SIW или Everest.

Процессор.

Центральное процессорное устройство (CPU) – электронный блок или микросхема – исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

На процессорном кристалле (площадью не более 6 см²) находятся:

1. процессор – главное вычислительное устройство, осуществляющее логические и арифметические операции над данными, состоит из логических элементов – транзисторов;

2. сопроцессор – специальный блок для операций с «плавающей точкой»(или запятой), применяется для особо точных сложных расчетов, для работы с графическими редакторами;

3. кэш-память первого уровня – сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений;

4. кэш-память второго и третьего уровней.

Главными характеристиками CPU являются:

· степень интеграции;

· разрядность обрабатываемых данных;

· тактовая частота;

· память, к которой может адресоваться CPU

· объем установленной кэш-памяти.

Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки данных, изобретённого Джоном фон Нейманом в 1946 году. Отличительной особенностью архитектуры фон Неймана является то, что инструкции и данные хранятся в одной и той же памяти.

Наиболее популярные процессоры сегодня производят фирмы Intel, AMD и IBM.

Оперативная память (ОЗУ)

Оперативная память (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) – массив кристаллических ячеек, способных хранить данные. Основные характеристики модулей оперативной памяти: объем памяти и время доступа. Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компьютера все данные нужно сохранить. Так же от объема оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.

Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ – техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти.

Конструктивно оперативная память выполняется в виде модулей микросхем, что позволяет дополнять объем оперативной памяти, которая используется не только в ПК, но и в самых разных периферийных устройствах – от видеокарт до лазерных принтеров. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут принадлежать к разным модификациям, но все они относятся к типу динамической оперативной памяти (DRAM).

Основные характеристики микросхем памяти различных типов:

· объем (определяется произведением глубины адресного пространства на количество линий ввода/вывода);

· разрядность (определяется числом ее линий ввода/вывода);

· быстродействие (определяется суммой времени последовательного выполнения элементарных действий между двумя операциями чтения либо записи данных – рабочим циклом);

· временная диаграмма (характеризует число тактов, которые необходимы CPU для выполнения четырех последовательных операций считывания данных).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – устройство для длительного хранения информации. Микросхема ПЗУ способна длительное время хранить информацию, даже когда компьютер выключен. Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS). Основное назначение программ этого пакета – проверить состав и работоспособность компьютерной системы и обеспечить взаимодействие с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков.

В постоянную память часто записывают микропрограмму управления техническим устройством: телевизором, сотовым телефоном, различными контроллерами, или компьютером (BIOS на машинах SPARC).

Жёсткий диск – устройство для долговременного хранения больших объемов информации и программ. Первый накопитель на жестких дисках (Hard Disk Drive – HDD) был создан в 1973 г. по технологии фирмы IBM и имел обозначение «30/30».

Дисковод CD – устройство для считывания числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности CD-диска. Основной параметр CD-дисководов – скорость чтения данных.

Оптические накопители информации:

· CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory) – запоминающие устройства только для считывания с них информации;

· CD-WORM (Write Once Read Many) – запоминающие устройства для считывания и однократной записи информации;

· CD-R (CD-Recordable) – запоминающие устройства для считывания и многократной записи информации;

· MO – магнитооптические накопители, на которые возможна многократная запись.

Дата добавления: 2014-01-06