Основные элементы материнской платы и их назначение

Основные элементы материнской платы и их назначение

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.

• 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.

Читайте также:  Поддержка виндовс 10 мобайл

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.

Системная плата есть в каждом компьютере и является одной из его главных составляющих. К ней подключаются другие внутренние и внешние компоненты, образуя одну целую систему. Упомянутое выше комплектующее представляет собой набор микросхем и различных разъемов, расположенных на одной палитре и связанных между собой. Сегодня мы поговорим об основных деталях материнской платы.

Компоненты компьютерной материнской платы

Практически каждому пользователю понятна роль системной платы в ПК, однако существуют факты, о которых знают не все. Рекомендуем ознакомиться с другой нашей статьей по ссылке ниже, чтобы подробно изучить эту тему, а мы же переходим к разбору составляющих.

Чипсет

Начать стоит со связующего элемента – чипсета. Его структура бывает двух видов, которые различаются взаимосвязью мостов. Северный и южный мост могут идти раздельно или быть объединенными в одну систему. Каждый из них имеет на борту разнообразные контроллеры, например, южный мост обеспечивает взаимосвязь периферийного оборудования, содержит контроллеры жестких дисков. Северный мост выступает в роли объединяющего элемента процессора, графической карты, оперативной памяти и объектов под управлением южного моста.

Выше мы дали ссылку на статью «Как выбрать материнскую плату». В ней вы можете детально ознакомиться с модификациями и различиями чипсетов от популярных производителей комплектующих.

Сокет процессора

Сокетом процессора называется разъем, куда собственно и устанавливается это комплектующее. Сейчас главными производителями ЦП являются AMD и Intel, каждая из которых разработала уникальные сокеты, поэтому модель материнской платы и подбирается исходя из выбранного CPU. Что касается самого разъема, он представляет собой небольшой квадрат со множеством контактов. Сверху гнездо накрывается металлической пластиной с держателем — это помогает процессору держаться в гнезде.

Обычно рядом расположено гнездо CPU_FAN для подключения питания кулера, а на самой плате присутствует четыре отверстия под его установку.

Сокетов существует множество видов, многие из них несовместимы между собой, поскольку имеют разные контакты и форм-фактор. О том, как узнать эту характеристику, читайте в других наших материалах по ссылкам ниже.

Читайте также:  Создать медиа сервер windows 10

PCI и PCI-Express

Аббревиатура PCI дословно расшифровывается и переводится как взаимосвязь периферийных компонентов. Такое название получила соответствующая шина на компьютерной системной плате. Ее основное предназначение – ввод и вывод информации. Модификаций PCI есть несколько, каждая из них различается пиковой пропускной способностью, напряжением и форм-фактором. Подключаются к такому разъему ТВ-тюнеры, звуковые карты, адаптеры SATA, модемы и старые видеокарты. PCI-Express только использует программную модель PCI, но является более новой разработкой, предназначенной для подключения множества более сложных устройств. В зависимости от форм-фактора гнезда к нему подсоединяются видеокарты, накопители SSD, беспроводные сетевые адаптеры, профессиональные звуковые карты и многое другое.

Количество разъемов PCI и PCI-E на материнских платах варьируется. При ее выборе нужно обращать внимание на описание, чтобы убедиться в наличии необходимых слотов.

Разъемы под ОЗУ

Слоты для установки оперативной памяти называются DIMM. Во всех современных системных платах используется именно этот форм-фактор. Существует несколько его разновидностей, различаются они по количеству контактов и несовместимы друг с другом. Чем больше контактов, тем новее плашка ОЗУ устанавливается в такой разъем. На данный момент актуальной является модификация DDR4. Как и в случае с PCI, количество слотов DIMM на моделях материнок разное. Чаще всего встречаются варианты с двумя или четырьмя разъемами, что позволяет работать в двух- или четырехканальном режиме.

Микросхема BIOS

Большинство пользователей знакомы с BIOS. Однако если вы впервые слышите о таком понятии, рекомендуем ознакомиться с другим нашим материалом по этой теме, который вы найдете по следующей ссылке.

Код БИОС располагается на отдельной микросхеме, что крепится на материнскую плату. Она носит название EEPROM. Память такого типа поддерживает многоразовое стирание и запись данных, однако имеет достаточно маленькую емкость. На скриншоте ниже вы видите, как выглядит микросхема BIOS на материнке.

Кроме этого значения параметров BIOS хранятся в микросхеме динамической памяти, которая называется CMOS. В нее также записываются определенные конфигурации компьютера. Питается данный элемент через отдельную батарейку, замена которой приводит к сбросу настроек БИОС до заводских.

Разъемы SATA и IDE

Ранее жесткие диски и оптические дисководы подключались к компьютеру с помощью интерфейса IDE (ATA), находящегося на материнской плате.

Сейчас более распространенными являются разъемы SATA разных ревизий, которые различаются между собой преимущественно скоростью передачи данных. Рассматриваемые интерфейсы служат для подключения накопителей информации (HDD или SSD). При подборе комплектующих важно учесть количество таких портов на материнке, поскольку их может быть от двух штук и выше.

Разъемы питания

Помимо разнообразных слотов на рассматриваемом комплектующем имеются различные разъемы для подключения питания. Самый массивный из всех — порт самой материнской платы. Туда втыкается кабель от блока питания, обеспечивая корректное поступление электроэнергии для всех остальных составляющих.

Все компьютеры находятся в корпусе, на котором также присутствуют разные кнопки, индикаторы и разъемы. Их питание подключается через отдельные контакты для Front Panel.

Отдельно выведены гнезда USB-интерфейсов. Обычно они имеют девять или десять контактов. Подключение их может различаться, поэтому внимательно изучайте инструкцию перед началом сборки.

Внешние интерфейсы

Все периферийное компьютерное оборудование подсоединяется к системной плате посредством специально отведенных разъемов. На боковой панели материнки вы можете наблюдать интерфейсы USB, последовательный порт, VGA, сетевой порт Ethernet, акустический выход и вход, куда вставляется кабель от микрофона, наушников и колонок. На каждой модели комплектующего набор разъемов отличается.

Мы детально рассмотрели основные составляющие материнской платы. Как видите, на панели находится множество слотов, микросхем и разъемов для подключения питания, внутренних комплектующих и периферийного оборудования. Надеемся, предоставленная выше информация помогла вам разобраться со строением этого компонента ПК.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Основная печатная плата компьютера называется материнской платой. Она еще называется системной платой или основная плата. Все основные компоненты компьютера размещены на материнской плате, это слоты процессора, памяти и порты расширений. Материнская плата прямо или косвенно связана с каждым компонентом компьютера.

В этой статье мы рассмотрим основные компоненты материнской платы пк, которые играют самую значительную роль в его работе, а также основные порты материнской платы.

Центральный процессор (CPU)

Центральный процессор также известен как микропроцессор, процессор или мозг компьютера. Он отвечает за обработку данных, выполнение команд пользователя и программ, а также за выполнение логических и математических вычислений.

Микросхема процессора идентифицируется типом процессора и производителем. Эта информация, как правило, обозначается на самом чипе. Например, Intel 386, AMD 386, Cyrix 486, Pentium MMX, Intel Core 2Duo или iCore 7. Если процессор не подключен, вы можете рассмотреть сокет процессора. Он может быть версии от 1 до 8. Определенные процессоры могут работать только с определенным типом сокетов.

Оперативная память (RAM)

Слоты оперативной памяти — это самые основные части материнской платы. Оперативная память, Random Access Memory или RAM — это чип памяти, в котором временно хранятся определенные данные. Оперативная память работает намного быстрее, чем другие устройства хранения.

Другими словами, это рабочее место вашего компьютера, сюда загружаются все данные и активные программы, а процессор может в любое время получить их и не нужно загружать их с жесткого диска.

Читайте также:  Функция определяющая длину строки

Оперативная память энергозависимая, а это значит, что она теряет свое содержимое когда питание отключается. Она отличается от энергозависимой памяти, такой, как жесткие диски, флеш память и не требует источника питания.

Когда компьютер выключается правильно, все данные, находящиеся в оперативной памяти сохраняются на жесткий диск. При следующей загрузке содержимое памяти восстанавливается.

Basic Input / Output System (BIOS)

BIOS расшифровывается как Basic Input Output System. Это часть энергонезависимой памяти, доступной только для чтения, в которой содержится программное обеспечение низкого уровня, которое контролирует все аппаратное обеспечение и выступает связующим звеном между ним и операционной системой.

Все материнские платы включают в себя небольшой блок памяти, которая используется для инициализации оборудования во время загрузки и управления оборудованием во время работы операционной системы. BIOS содержит весь необходимый код для управления клавиатурой, экраном, дисками, портами передачи данных. Все программы BIOS хранятся на энергонезависимой памяти.

Память CMOS RAM

CMOS RAM или Complimentary Metal Oxide Semiconductor Random Access Memory — это небольшой блок энергозависимой памяти, который питается от аккумулятора. Это необходимо, чтобы данные, содержащиеся в этой памяти, не стирались при перезагрузке, но в то же время их можно было обнулить.

CMOS память используется для хранения базовых настроек BIOS, например: первое загрузочное устройство, частоты компонентов компьютера, время и дата, настройки энергопотребления. BIOS и CMOS — это основные части материнской платы, без которых компьютер не запуститься.

Кэш-память

Кэш память представляет собой небольшой блок высокоскоростной энергозависимой памяти, которая ускоряет работу компьютера путем предварительного кэширования данных из более медленной оперативной памяти. Затем данные очень быстро отдаются процессору при необходимости.

Обычно процессоры имеют встроенный чип кэш памяти, который именуется кэш первого уровня или L1, но он также может быть дополнен кэшем второго уровня L2. В современных процессорах кэши L1 и L2 встраиваются в процессор, а кэш третьего уровня реализован в виде внешнего кэша.

Шина расширений

Шина расширений это путь связи между процессором и периферийными устройствами, которые подключены через порты материнской платы. Она состоит из серии слотов на материнской плате. Платы расширений подключаются к шине. Наиболее распространенная шина расширений — это PCI, они используется в персональных компьютерах и других устройствах. Шины способны передавать данные, сигналы, адреса памяти и управляющие сигналы от одного устройства к другому.

Кроме PCI, существуют такие шины расширений, как ISA и EISA. Шины расширений очень важны, поскольку они позволяют пользователям добавлять недостающие функции.

Чипсеты

Чипсет представляет собой группу небольших микросхем, которые координируют поток данных от ключевых компонентов компьютера. Это процессор, оперативная память, вторичный кэш. и все остальные устройства, размещенные на шинах. Чипсет также контролирует передачу данных от жесткого диска и других устройств, подключенных по IDE.

У каждого компьютера есть два чипсета, это очень нужные части материнской платы компьютера:

  • Северный мост — также называется контроллер памяти, отвечает за контроль передачи данных между процессором и оперативной памятью. Физически, он находится посередине между ними. Еще иногда можно найти название GMCH (Graphic and Memory Controller Hub);
  • Южный мост — еще известен как контроллер расширений, управляет связью между медленными расширениями. Как правило, с помощью него соединяются несколько шин.

Таймер процессора

Таймер процессора синхронизирует работу всех компонентов компьютера и обеспечивает основной сигнал синхронизации для процессора. Таймер процессора вдыхает жизнь в кусок кварца постоянно передавая в него поток импульсов. Например, частота 200 МГц процессора означает 200 млн импульсов в секунду от таймера. 2 ГГц, это уже два миллиарда импульсов. Точно так же для любого устройства данных используется таймер для синхронизации импульсов между отправителем и получателем.

А таймер реального времени или системный таймер отслеживает время суток и делает эти данные доступными для программ. Таймер распределения времени переключает процессор с одной программы на другую, позволяя операционной системе разделить свое время между программами.

Переключатели и перемычки

Переключатели и перемычки — это не такие важные компоненты материнской платы, но у них тоже есть своя функция. С помощью них можно менять различные параметры подключения компонентов.

  • Перемычки — это небольшие штырьки на материнской плате. Они используются для короткого замыкания нескольких контактов чтобы реализовать определенную конфигурацию, например, с помощью перемычек можно очистить CMOS, изменить режим питания, и многое другое. Функциональность каждой перемычки описана в документации определенной материнской платы.
  • Переключатели — металлические мосты, которые позволяют замыкать электрическую цепь. Как правило, переключатель состоит из двух штырьков и пластиковой заглушки, размещая переключатель по другому, вы можете изменить конфигурацию платы.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели основные компоненты материнской платы компьютера. Все они необходимы для нормальной работы вашей машины и если выйдет из строя хоть что-то, то компьютер не сможет нормально функционировать. Надеюсь, эта информация была для вас полезной.

Ссылка на основную публикацию
Определить место нахождения сим карты
Определите местоположение мобильного устройства без помощи оператора, воспользовавшись нашим сервисом геолокации, и узнайте, где находится человек, которого вы ищите. Система...
Нью йорк город контрастов цитата
Brilliantovaya ruka (СССР, 1968 г.) Комедия Реж.: Леонид Гайдай В ролях: Юрий Никулин, Андрей Миронов, Анатолий Папанов, Нина Гребешкова, Станислав...
О типе информации хранящейся в файле
Входной контроль за 9 класс 1. Информацию, не зависящую от чьего-либо мнения или суждения, называют: а) достоверной; б) актуальной; в)...
Определить номер откуда звонил
На данной странице можно определить сотового оператора и регион (или город и страну) по любому номеру телефона в России или...
Adblock detector