Тема №4.
 Центральные(внутренние) устройства  ПК.

Вернемся к рассмотрению устройства системного блока компьютера как основного блока компьютера.

Материнская плата

Системная (материнская) плата является основой системного блока и определяет всю архитектуру ПК. На ней устанавливаются следующие обязательные компоненты:

  1. микропроцессор или несколько процессоров
  2. память: постоянная (ROM), оперативная (ОЗУ, DRAM), кэш-память (SRAM)
  3. шины расширения
  4. кварцевый генератор тактовой частоты
  5. источник питания (литиевая батарейка) для поддержания работоспособности внутренних часов
  6. разъемы для подключения питания от блока питания ПК
  7. разъем клавиатуры
  8. разъем для кнопок управления
  9. разъем для светодиодов на лицевой панели корпуса
  10. разъем системного динамика
  11. регулятор напряжения питания
  12. разъемы для подключения гибких и жестких дисков
  13. адаптеры последовательных сом-портов и lpt-портов
  14. SCSI-контроллеры, SVGA-адаптеры, в случае интегрированных плат


   Рис. Системная(материнская) плата

1. Слот для процессора
2. Слоты для ОЗУ(оперативной памяти)
3-4. Разъемы для IDE-устройств(жесткий диск, CD-ROM, флоппи-дисковод)
5. Слот для видеокарты AGP
6-7. PCi- и ISA-слоты(слоты расширения)
8. Набор контактов для соединения с кнопками и лампочками корпуса

Характеристиками системной платы являются:

Рассмотрим основные из этих характеристик подробнее:

Размер платы(Форм Фактор). Материнская плата должна иметь тот же форм фактор, что и блок питания в корпусе, в который она будет установлена. Форм факторы бывают следующих типов:
1. AT. Устаревший формат. Использовался в основном в первых поколениях персональных компьютеров. Компьютеры IBM PC AT имеют форм фактор AT, который был уменьшен в размерах и стал называться Baby AT. Размеры обычных плат с форм фактором Baby AT примерно 21,5 сантиметров в ширину и 25 - 27,5 сантиметров в длину. Платы с форм факторами 2/3 и 3/4 Baby AT того же размера, что и обычные платы Baby AT, но на 2,5 - 5 сантиметров короче. Сейчас используется лочень редко.
2. ATX. Форм фактор ATX был представлен и разработан корпорацией Intel, чтобы устранить проблему, связанную с помехами, влияющими на кабели, которые вызваны большими дополнительными картами и оборудованием для охлаждения процессора.

AT Extension (расширение AT) - на сегодняшний день стандарт корпуса и системной платы для настольных компьютеров. Плата (стандартный размер - 305 x 244) располагается в нем длинной стороной вдоль задней стенки. Блок питания имеет приточную систему вентиляции, процессор устанавливается в непосредственной близости от него для минимизации длины питающих цепей и охлаждения от встроенного вентилятора(для мощных процессоров все же требуется собственный вентилятор). Некоторые блоки имеют автоматическую регулировку скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры.

Блок питания ATX, кроме стандартных для AT напряжений и сигналов, обеспечивает также напряжение 3.3В и имеет возможность включения и отключения основного питания по сигналу с платы, которая имеет для этого программный интерфейс. Имеется также отдельная линия слаботочного питания 5 В, напряжение на которой поддерживается постоянно и используется в цепях управления основным питанием для отслеживания внешних сигналов запуска по сети, модему и т.п.

Для соединения блока питания с платой используется единый 20-контактный разъем. В стандарте ATX оговорен также необязательный разъем, через который с блока питания на плату подается информация о частоте вращения вентилятора, а с платы в блок питания - сигнал управления вентилятором и контрольный уровень напряжения 3.3 В для более точной его стабилизации.

Наружные интерфейсные разъемы располагаются в области верхнего правого угла платы и могут устанавливаться друг над другом. Для разъемов расширения отведена левая половина платы(до семи разъемов); за счет вынесения процессора на правую сторону ограничения на длину устанавливаемых плат отсутствуют. Разъемы для модулей памяти расположены посередине, а интерфейсные разъемы дисков- в правом нижнем углу, в непосредственной близости от самих дисков.

Выпускаются также стандартные платы формата AT, имеющие разъем для блока питания ATX и поддерживающие управление сетевым питанием.

Корпуса ATX как правило дороже, чем корпуса AT, и, как показывает опыт охлаждение не на много эффективней, чем корпусов AT со стандартным вентилятором.

Существует разновидность этого двух стандарта, такая как Micro ATX, но корпус для этого варианта используется тот же самый. Основное отличие между Micro ATX и ATX, кроме отличия в размерах, в максимально допустимом количестве слотов для памяти и для дополнительных карт. Многие интегрированные МП используют форм фактор Micro ATX из-за маленькой PCB и несколькими слотами для дополнительных карт, что позволяет существенно сократить расходы. Платы Micro ATX на 10 сантиметров короче ATX.

Типы разъемов процессоров.

Socket для Pentium IV

Разъем процессора – это разъем на системной плате, куда вставляется процессор.
Разъемы различаются по внешнему виду и числу контактов.


Существуют два типа разъемов:

На сегодняшний день распространены следующие варианты процессорных разъемов для ПК:

Chipset.

Чипсет VIA KT333

ChipSet - это одна или несколько микросхем. Они содержат в себе контроллеры прерываний прямого доступа к памяти, устройства управления памятью и шиной были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда - клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств.

Внешне микросхемы Chipset'а выглядят, как самые большие после процессора, с количеством выводов от нескольких десятков до двух сотен. Название набора обычно происходит от маркировки основной микросхемы - OPTi495SLC, SiS471, UMC491, i82C437VX и т.п. При этом используется только код микросхемы внутри серии: например, полное наименование SiS471 - SiS85C471. Последние разработки используют и собственые имена; в ряде случаев это - фирменное название (Neptun, Mercury, Triton, Viper), либо собственная маркировка чипов третьих фирм (ExpertChip, PC Chips).

Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживамых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно сложных с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.

Сейчас довольно большой выбор чипсетов различных фирм на компьютерном рынке. На протяжении нескольких лет, Intel владела примерно 90% рынка производителей чипсетов, но эта ситуация изменилась. Конкурирующие фирмы VIA, ALi и SiS активно выпускают чипсеты под Socket 7, Slot 1, Socket 370, Slot A и Socket A.

Шины.

Шина (Bus) – общая линия доступа к нескольким устройствам для обмена данными с любым из подключенных к ним устройств. Шина является одним из способов подключения периферийных устройств (внутренних), карты которых в вставляются в слоты шины.
В компьютере может быть несколько шин. Например, одна шина может использоваться для обмена с низкоскоростными устройствами (клавиатурой, мышью, дисководами для дискет, модемом, звуковой картой и т.д.), а другая — с высокоскоростными (жесткими дисками, видеоконтроллером и т.д.).

Виды шин, которые используются в современных материнских платах:

Современные устройства, такие как USB, Firewire, AMR, AGP очень часто называют интерфейсами подключения различных устройств. В это более общее понятие также входит и шина расширения

Последние несколько лет одной из наиболее "горячих" тем была тема интеграции МП - нужно ли встраивать видео, звук, и другие возможности в МП. Большинство опытных пользователей решительно выступают против интеграции МП, так это ограничивает возможности их выборе и считают, что интеграция должна осуществляться на МП, которые поставляются на "массовый рынок". С другой стороны, производители находят интеграцию МП довольно привлекательной, так как это позволяет им представлять пользователю более функциональный продукт и в то же время снизить цену на товар в связи с уменьшением нескольких расширительных гнезд и меньших PCB.
Несмотря ни на что, главная задача производителей - предоставить пользователю как можно больше возможностей и функциональности вместе со своим товаром. В конце концов, мы, скорее всего, станем свидетелем того, что будут изобретены специальные гнезда, куда будут вставляться графические чипы и тем самым видео возможности того или иного продукта будут улучшены, примерно то же самое мы проделываем сегодня с процессором. Графическая память будет встроена в графический чип, в МП или будет находиться и там и там. Так же будут включены модемы, звуковые и LAN контроллеры. Это позволит производителям устранить ISA слот, а так же большинство PCI слотов. USB и IEEE1394 приборы потихоньку заменят сравнительно медленные серийные, параллельные, IDE и SCSI приборы, которые сейчас наиболее распространены - что собственно сейчас мы и можем наблюдать.