Материнська плата (схема). Пристрій і призначення материнської плати

Відео: Знайомство з принциповою схемою. початківцям

Комп`ютер має багато складових. Однією з найважливіших деталей, без яких неможливо уявити його роботу, є материнська плата. Схема даного пристрою досить складна, а воно само включає в себе кілька складових частин. Що в нього входить?

Що таке материнська плата

Так називають пристрій, який є основою побудови обчислювальної системи в техніці. Монтується материнська плата всередині корпусу разом зі своєю системою охолодження і блоком живлення. Для класифікації використовують різні стандарти, що визначають розмір даного пристрою, місце його кріплення, розміщення портів введення / виводу, шин і роз`ємів (для процесора і оперативної пам`яті). Схема материнської плати в рамках статті буде вимальовуватися поступово. І почнемо ми з самої основи.

Відео: 1.1 Пристрій ланцюга харчування MacBook (роз`єм блоку живлення)

Друкована плата

На ній розташовуються сигнальні лінії, які з`єднують всі елементи між собою. Якщо їх розмістити надто близько, то будуть створюватися перешкоди для сигналів. Чим більша довжина лінії і передача даних по ній здійснюється, тим буде вище рівень нестабільності. Тому можуть виникати збої навіть у роботі дуже дорогих і надійних ЕОМ. Для мінімізації цього ефекту друковану плату створюють багатошарової, при цьому багаторазово збільшуючи її корисну площу, а також відстань між лініями. У сучасних пристроях використовують найчастіше шість шарів: три є сигнальними, один заземляє і два живлять. На друкованих платах розміщуються всі елементи, які перетворюють її на невід`ємну частину комп`ютера. Сюди відносять і компоненти, і порти. схема підключення материнської плати дозволяє судити нам, що в майбутньому можна буде приєднати. Так, на сучасних пристроях є з півдесятка роз`ємів для різних пристроїв, крім тих, що будуть розглянуті в рамках статті. Варто відзначити, що більшість розробників материнських плат лояльно ставляться до бажання користувачів своєї продукції вдосконалити її шляхом додавання нових складових (наприклад, оперативної пам`яті).

чіпсет

Також називається набором системної логіки. Так називають мікросхеми, які разом забезпечують безпроблемне функціонування ОЗУ, центрального процесора, контролерів периферійних пристроїв, відеокарти і інших компонентів, що підключаються до материнської плати. Завдяки їм визначаються основні параметри, якими володіє даний пристрій. Сучасні набори системної логіки, як правило, будують на базі двох компонентів. Кожен з них є окремим чіпсетом. Але вони з`єднані за допомогою високошвидкісної шини. Але схема материнської плати має таку тенденцію, що вони поступово об`єднуються. Завдяки цьому відбувається розвантаження каналів зв`язку з різними доповненнями і периферійними пристроями. Також у міру розвитку технології інтеграції схеми виходять більш маленькими, дешевими і зменшується споживання енергії ними.

північний міст

Він контролює і направляє дані, одержувані з чотирьох шин:

1. Системною.
2. Пов`язаної з пам`яттю.
3. Обмінюється даними з графічним адаптером.
4. Пов`язаної з південним мостом.

Цей пристрій складається з контролера пам`яті і ряду інтерфейсів. Хоча першу функцію можна вважати морально застарілої через те, що такий же пристрій є у всіх сучасних комп`ютерах. Це ж можна сказати і про інтерфейс, що відповідає за графіком.

південний міст

Це теж важлива частина, яку має практично будь-яка материнська плата. Схема пристрою в даному випадку значно більше. Так, в неї входять такі шини:

1. Відповідальні за підтримку зв`язку з північним мостом.
2. З`єднують міст з платами розширення.
3. Відповідають за обмін даними з іншими ЕОМ або периферійними пристроями.
4. Займаються зв`язком з жорсткими дисками.
5. Обслуговуючі обмін даними з повільними пристроями.

Базова система введення / виведення (БІОС)

BIOS - це спеціальна програма, яка прошивається в постійному пристрої, що запам`ятовує (ПЗУ). БІОС є і в материнській платі, і в інших елементах ЕОМ (відкритих, контролерах і так далі). Вже згадана нами версія має важливість завдяки тому, що при включенні комп`ютера вона перевіряє більшість підключених до неї пристроїв (пам`ять, жорсткі диски, процесор та інше). Потім БІОС инициализирует контролери, які має материнська плата. Схема, розміщена в статті, дозволяє зрозуміти, що разом з ними запускаються і деякі пристрої і відбувається процес встановлення їх базових параметрів. Якщо все працює без проблем, то БІОС передає управління операційній системі.

Генератор тактової частоти

Це пристрій необхідно для формування високостабільного періодичного сигналу, який синхронізує роботу елементів ЕОМ. Він складається з тактового генератора і кварцового резонатора. Останній сам по собі може створювати сигнали. Але вони не можуть виходити з частотою, яка потрібна для функціонування сучасної пам`яті, шин і процесора. Тому для посилення і використовується тактовий генератор. Від частоти імпульсів багато в чому залежить швидкість, з якою будуть відбуватися обчислення. Так, на будь-яку операцію потрібно певну кількість тактів. Відповідно, чим їх більше в секунду, тим вища продуктивність. Але це твердження є вірним тільки для пристроїв, у яких однакова мікроархітектура. Показник тактової частоти може бути збільшений, завдяки чому зросте продуктивність ЕОМ. Але тут є і мінуси. Так, зменшиться стабільність роботи компонентів комп`ютера, тому після такої операції завжди необхідно перевіряти працездатність. Ще один мінус - внаслідок важких умов роботи можуть пошкодитися різні елементи. Причому характер пошкоджень буде наростаючим.

Інші елементи, якими володіє материнська плата

Схема даного пристрою допомагає зрозуміти, що перераховані вище компоненти - це не все. Що ж є ще крім цього? Важливим є і велика кількість конденсаторів, завдання яких - забезпечувати рівний потік напруги. Вони необхідні через те, що рівень споживання енергії може різко змінитися (що відбувається при зупинці роботи або її відновлення). Конденсатори згладжують перепади напруги. Завдяки цьому підвищується стабільність роботи техніки, а також збільшується термін служби всіх елементів, які є в ЕОМ.

конкретний приклад

Давайте подивимося, що собою являє схема материнської плати Asus. Як бачите, на малюнку чітко видно великий контролер, який займається широким спектром дій. Так, слід зазначити, що схема материнської плати ноутбука і комп`ютера буде трохи відрізнятися. Так, на першому мало місця, через що доводиться все розміщувати якомога кучнее. Звичайно, на комп`ютері не розкидаються місцем, але там ця проблема не стоїть так гостро. Щоб зрозуміти це, вам потрібна схема підключення материнської плати Asus і довільного комп`ютера. Порівняйте, як і що розміщено. У ноутбуці все оптимізовано, будь-який простір на рахунку. Тоді як в комп`ютерах, завдяки наявності системного блоку, де більше вільного місця, над цим особливо не замислюються.

висновок

Що ж, зараз, думаємо, у вас є гарне уявлення про те, чим є даний пристрій. Нами була розглянута навіть схема материнської плати Asus. Добре доповнюють картину надані в рамках статті малюнки.