Презентация к занятию на тему: "Материнская плата" по ПО.02 Архитектура аппаратных средств, специальность 09.02.07 Информационные системы и программирование

Материнская (системная) плата

Основные компоненты компьютера.

Функции и взаимосвязь компонентов в процессе работы компьютера.

Блок питания

Видеокарта

Оперативная память

Материнская плата

Центральный процессор

Кулер

Жёсткий диск

CD/DVD/Blue ray -привод

Дополнительные карты расширения

Материал

материнка сделана из стеклотекстолита, пятислойный монтаж (количество слоев дорожек между слоями текстолита) и медные дорожки на нём с металлизированными отверстиями в районе переходов по уровням слоёв и в месте монтажа конденсаторов

Компоненты материнской платы

Логическая схема материнской (системной) платы

Процессор

( CPU )

Системная

шина ( FSB)

Шина памяти

Северный

Мост-

контроллер

оперативной

памяти

AGP

( Accelerated

Graphic Port )

Память

( RAM )

Монитор

Hub

Interface

Сканер ,

Принтер ,

Web- камера ,

Цифровая камера ,

и фотоаппарат

Внешний HDD

Звуковая карта ,

Сетевая карта ,

Модем (внутренний)

PCI

USB

Южный

Мост-

контроллер

периферийных

устройств

Жесткие диски ,

CD-ROM,

DVD-ROM

COM

UDMA

Мышь

Клавиатура

Модем (внешний)

LPT

PS/2

Клавиатура

Принтер

Схема устройства материнской платы

Северный мост системный контроллер   - обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер.

Схема устройства материнской платы

Южный мост периферийный контроллер  — содержит контроллеры периферийных устройств (жёсткого диска, Ethernet, аудио), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шины PCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности (LPC — используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O ) — микросхемы, обеспечивающей поддержку «устаревших» низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).

Схема устройства материнской платы

Классификация системных плат по форм-фактору

Форм-фактор системной платы — стандарт, определяющий размеры системной платы для ПК, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, разъёма центрального процессора и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.

Устаревшие: Baby-AT; Mini-ATX; полноразмерная плата AT; LPX.

Современные: АТХ; microATX; Flex- АТХ; NLX; WTX, CEB.

Внедряемые: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX и PicoBTX

В последних версиях форм-фактора определяются и требования и к системе охлаждения компьютера.

Чипсет

Чипсет (набор микросхем системной логики) – наиболее значимый элемент системной платы, состоящий из двух частей – северного (Northbridge) и южного (Southbridge) мостов.

Северный и Южный мосты располагаются на двух микросхемах. Именно они определяют особенности материнской платы и то, какие устройства могут быть к ней подключены.

Сокет

Сокет – разъем на материнской плате для подключения центрального процессора. Чипсет и формат разъема микропроцессора определяют, какой тип процессоров может быть установлен в данную материнскую плату.

BIOS

BIOS (Basic Input-output System — базовая система ввода-вывода) — микросхема, которая отвечает за выполнение базовых функций и самопроверку системы каждый раз во время ее запуска.

Коннектор

служит для подключения к ним шлейфов данных и приводов питания устройств, например вентиляторов

Контроллеры

Контроллеры - устройства для подключения к плате внешних устройств и управления ими. Таких контроллеров на плате много, но мы рассмотрим только некоторые из них.

Контроллеры

Контроллеры IDE – предназначены для подключения к материнской плате устройств хранения и чтения информации – жестких дисков, CD/DVD-ROMов и т.д. контроллеры IDE уже устарели, где встречается контроллер IDE их установлено два и к каждому можно подключить до двух устройств – ведущее Master и ведомое Slave. По умолчания первым ведущим всегда ставится жесткий диск, именно с него производится загрузка системы. Вторым ведущим ставится, как правило, CD/DVD-ROM.

Контроллеры

SerialATA – новый стандарт интерфейса жестких дисков. К каждому разъему SATA подключается только одно устройство и привычная схема Master/Slave уходит в прошлое.

Интерфейс SerialATA позволяет передавать данные с наиболее большей скоростью, чем традиционный ATA. Но здесь один минус – разъемов стало не хватать. Поэтому при покупке системной платы обратите внимание на количество SATA разъемов, их должно быть как можно больше.

Слоты

Слоты стандарта PCI . PCI – это стандарт не только слота, но и самой шины (канал, по которому передается информация между устройствами компьютера). Уже долгое время слоты PCI служат для подключения внешних устройств (звуковая плата, сетевая карта и др. контроллеры). Слотов PCI на современных

платах 3, 4. Их найти очень легко – они самые короткие и обычно белого цвета, разделенные перемычкой на две неравные части. Сегодня слоты PCI сочетаются с новыми слотами PCI-Express.

Слоты

Слоты стандарта PCI Express PCI-X.

В 2004 году компанией Intel была разработана последовательная шина

PCI-Express с пропускной

способностью около 4 Гб/с. Каждому устройству, подключенному к этой шине отводится собственный канал со скоростным показателем 250Мб/с. При этом можно использовать сразу несколько каналов, например, при передаче данных к видеокарте. Также к плюсам данной шины можно отнести «горячую замену» любого подключенного к ней устройства, даже не выключая питания системного блока.

PCI-Express имеет два типа слотов для подключения дополнительных плат:

• Короткие PCI-Express x1 (скорость передачи данных – 250 Мб/с)
• Длинные PCI-Express x16 (до 4 Гб/с) – для подсоединения видеокарты.

Слоты

Слоты для установки оперативной памяти – их легко различить среди всех разъемов, они снабжены специальными замочками-защелками.

Их может быть на плате от двух до четырех, что позволяет установить необходимое пользователю количество оперативной памяти. Следует напомнить, что слоты жестко привязаны к типу оперативной памяти, т.е. в слот, предназначенный для памяти DDR2 нельзя вставить память типа DDR3. Иногда бывает, что на одной «материнке» бывает установлено несколько слотов для разных типов памяти.

СИСТЕМНАЯ ПЛАТА

С ИНТЕГРИРОВАННЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

такие устройства представлены на системной плате в виде контроллеров и кодеков – небольших специализированных микросхем, входящих в состав чипсета.

СИСТЕМНАЯ ПЛАТА С ИНТЕГРИРОВАННЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

Звук (звуковая плата) - обработкой звука занимается небольшая микросхема-кодек, берущая часть работы по преобразованию цифровых данных в аналоговый сигнал и наоборот, большая часть ложится на центральный процессор. Существует несколько вариантов встроенных кодеков:

- AC 97 – кодек старого образца;

- HAD (High Definition Audio) – новый, улучшенный кодек;

- Creative , CIC, C-Media и другие полноценные микросхемы для работы со звуком.

СИСТЕМНАЯ ПЛАТА С ИНТЕГРИРОВАННЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

Сеть – встроенный контроллер, который давно занял место модема. Чаще всего на материнской плате бывает контроллер с частотой 10/100 Мбит.

Графика. В некоторых материнских платах имеется встроенная, данная «материнка» пригодна для офисных и домашних компьютеров, где игровые возможности не так важны.

Контроллер Raid. Raid – специальный контроллер, позволяющий объединить несколько жестких дисков в единый «массив».

Центральный процессор

Центральный процессор ( ЦП ; англ. central processing unit, CPU , дословно — центральное вычислительное устройство ) — исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами.

Центральный процессор

Основные характеристики

• Тактовая частота.
• Частота обмена с системной шиной.
• Объём кэш-памяти.
• Количество ядер.
• Тип сокета.

Центральный процессор

В состав центрального процессора входят:

• устройство управления (УУ);
• арифметико-логическое устройство (АЛУ);
• запоминающее устройство (ЗУ) на основе регистров процессорной памяти и кэш-памяти процессора;
• генератор тактовой частоты (ГТЧ).

Оперативная память

Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство , ОЗУ ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию. Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кеш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.

Основные характеристики

• Тактовая частота. 2.Объём. 3.Тип.

Видеокарта

Видеокарта (известна также как графическая плата , графическая карта , видеоадаптер ) — устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора.

Основные характеристики

• Графический процессор.
• Видеоконтроллер.
• Тип и объём видеопамяти.
• Интерфейс с материнской платой.

Дополнительные карты расширения

Карты расширения вставляются в PCI -слоты на материнской плате.

Существует огромное количество плат расширения. Например:

• модем
• сетевая плата
• звуковая плата
• карта видеозахвата
• TV -тюнер