Внешне материнская плата представляет собой текстолитовую пластину с разъемами, на которую припаяны различные детали.

В имеющиеся разъемы вставляются остальные комплектующие компьютера, а именно – процессор, оперативная память, накопители, платы расширения и периферийные устройства, такие как клавиатура, мышь, монитор и пр.

Отдельный разъем предназначен для блока питания.

Не нужно быть заядлым технарем, чтобы знать: многие устройства классифицируются по принципу «мама-папа», т.е. «мама» — это гнездо, а «папа» — штеккер. Плату называют материнской именно потому, что в нее вставляются остальные детали компьютера. Для полноты картины можно сказать, что роль «папы» в данном случае отводится процессору.

На школьных уроках информатики преподаватели объясняют некоторую странность названия следующим образом. Проводится параллель с семьей, в которой мама играет очень важную роль – хозяйственную, обеспечивая в этом направлении нужную взаимосвязь между остальными членами семьи.



В самых первых персональных компьютерах к материнской плате крепились все комплектующие, за исключением и привода. В современных моделях компьютерной техники многие из них отделены от «материнки», а название осталось прежним.

Роль материнской платы в компьютере равносильна той, что выполняет сердце в живом организме. Точно так же, как «пламенный мотор» заставляет все органы и системы работать и взаимодействовать друг с другом, материнская плата обеспечивает взаимодействие всех компонентов ПК, подключаемых к ее разъемам, и управляет их совместной работой.

В самом деле, для того, чтобы вводимые нами посредством клавиатуры и мыши данные отобразились на мониторе, необходимо, чтобы они попали в оперативную память, а процессор их обработал, преобразовал в изображение и показал нам на экране компьютера. Всеми этими операциями заправляет именно «материнка».

Материнская плата – важнейшая деталь компьютера, от которой зависит его мощность, производительность и дополнительные возможности. Различные типы «материнок» могут отличаться друг от друга чипсетом, встроенными устройствами, типом поддерживаемого процессора, числом слотов расширения и множеством других характеристик. Иными словами, для конкретного компьютера следует подбирать определенную материнскую плату.



Самыми популярными на текущий момент типами материнских плат являются:

Mini-ITX — применяется с 2001 года;
Extended-ATX – выведена на рынок в 2004 году;
Micro-ITX – разработана в далеком 1996 году;
ATX – самая простая и доступная модель «материнки», используемая с 1996 года;
SSi-CEB/EEB – используется в крупных интернет-серверах.

Понятием «чипсет» обозначают набор микросхем системной логики. ПК состоит из ряда комплектующих, которые прямо или опосредованно подключены к материнской плате и выполняют свою часть работы по приему, обработке и передаче информации.

Чипсет играет роль связующего звена, обеспечивающего совместное функционирование всех перифирийных устройств, подключаемых к процессору. Чипсет (его еще называют «северный мост») влияет на скорость обработки информации, видео-шину, память процессора и взаимодействие между ними.

На каждый чипсет в заводских условиях наносится порядковый номер разработки (чем он выше, тем шире возможности для подключения периферии) и буквенный префикс, указывающий сектор целевой аудитории сбыта.

Данный термин используется для обозначения разъема на материнской плате, служащего для присоединения процессора. Внешне он представляет собой площадку прямоугольной формы с множественными контактами, фиксатором для крепления процессора и отверстиями, в которые крепится система охлаждения.



Компьютерные комплектующие непрерывно модернизируются, и сокеты не являются исключением. Едва ли не ежегодно появляются новые стандарты сокетов, более производительные и современные. Поэтому на рынке имеют хождение материнские платы как с новыми разъемами, так и со старыми.

Материнская плата компьютера это тот фундамент, на котором выстроены все компоненты системного блока .

Роль материнской платы компьютера нельзя переоценить. Ведь только от нее зависит сможете ли Вы в будущем расширить функциональность Вашего ПК или нет? Увеличить количество оперативной памяти , поставить более производительную видеокарту? Будет ли позволять дальнейшее расширение («upgrade» - апгрейд) всей системы наличие дополнительных, первоначально не используемых, слотов и разъемов? Это как фундамент дома: сделаете его не качественно и, со временем, конструкция может обрушиться.

Материнская плата представляет собой многослойный «пирог» из однослойных (односторонних или двусторонних) печатных плат. Каждый из слоев и представляет собой такую отдельную плату. Многослойность, прежде всего, нужна для борьбы с перекрестными наводками и помехами, создаваемыми сигнальными линиями (дорожками) платы, близко друг к другу расположенными. Чтобы увеличить это расстояние и изолировать сигнальные линии одного слоя от другого и придумывался весь этот «бутерброд». Каждый слой отделяется друг от друга специальными прокладками из стеклоткани (адгезивом) и после все это дело запрессовывается в специальной печи.

Графически внутренне строение изделия можно изобразить примерно так:

Как бонус, дополнительно возрастает и общая механическая прочность подобной конструкции. Количество отдельных слоев в современных брендовых продуктах может доходить до десяти, а то и больше! После чего уже почти готовую материнскую плату с обеих сторон покрывают диэлектрическим защитным лаком нужного цвета, просушивают, насверливают в ней необходимые отверстия под крепеж, установку разъемов и других компонентов, металлизируют отверстия по краям и изделие практически готово! Конечно, после этого нужно установить сами разъемы и всю элементную базу радиоэлектронных компонентов, осуществить их пайку, контроль качества, произвести всеобъемлющее тестирование под нагрузкой, но этот процесс наглядно показан в видео под статьей, поэтому не вижу смысла лишний раз его описывать.

Примечание: печатная плата или PCP (Printed Circuit Board) - пластина из диэлектрика на которой химическим или механическим способом сформированы электропроводящие дорожки. Они могут формироваться как классическим методом их травления на плате, так и с применением технологии лазерной гравировки.

Поскольку нас, в первую очередь, интересуют именно качественные материнские платы компьютера, давайте обратим свое внимание на полноразмерную плату от фирмы-производителя «Asus». Большое количество расположенных на ней элементов и слотов расширений позволяет нам надеяться на хорошую перспективу апгрейда, а качественная элементная база компонентов и разводка платы, - на длительный срок ее эксплуатации.

Давайте, как обычно, пройдемся по порядку по всем обозначениям и выясним, из каких компонентов состоит материнская плата компьютера:

1. сокет CPU (разъем, куда устанавливается процессор компьютера)
2. обозначены два слота под PCI Express видеокарты (в дорогих материнских платах можно устанавливать две дискретные видеокарты одновременно)
3. четыре слота под оперативную память стандарта DDR2
4. северный мост чипсета материнской платы компьютера
5. южный мост чипсета материнской платы
6. радиаторы системы охлаждения для цепей питания (фаз питания) процессора
7. четыре USB выхода (выводятся на заднюю стенку корпуса компьютера)
8. выходы встроенной звуковой карты
9. интерфейс флоппи диска 3,5 (дисковода) FDC controller
10. четыре выхода SATA для подключения жестких дисков
11. три PCI слота для подключения дополнительных плат расширения (ТВ тюнера, сетевой или звуковой карты, платы видеозахвата и т.д)
12. батарейка «BIOS»
13. четырех-контактный 12-ти вольтовый разъем питания процессора
14. 24-х контактный разъем для подключения блока питания и подачи напряжения на материнскую плату
15. два разъема для подключения жестких дисков или CD-DVD-ROM старого образца «IDE»
16. сама микросхема «BIOS»

Давайте остановимся с Вами на наиболее важных моментах, требующих отдельных комментариев. На изображении мы четко видим систему охлаждения в центре, с расходящимися от него медными трубками. Центральный радиатор прикрывает собой «северную» микросхему чипсета платы. Она включает в себя такие немаловажные компоненты как встроенная видеокарта , контроллер оперативной памяти и контроллер системной шины (сейчас эти элементы активно переносятся в ЦПУ) и, естественно, поддерживает интерфейс взаимодействия с «южной» микросхемой.

Названия «северный» и «южный» мост обозначают лишь географическое расположение этих элементов относительно слотов PCI (севернее - выше или южнее - ниже). Микросхема южного «моста» также прикрыта радиатором. Она, как правило, содержит в себе контроллер встроенной сетевой карты компьютера, шины USB, интегрированный звук, отвечает за работу шины PCI, различных датчиков на плате и т.д.

Примечание: чипсет (chipset) - набор микросхем, спроектированных для совместной работы по выполнению каких-либо задач. Второе название - набор системной логики.

Применимо к компьютерам, классический чипсет на материнской плате состоит из двух больших микросхем:

• северный мост (Northbridge)
• южный мост (Southbridge)

Северный «мост» связывает (посредством интегрированных в него контроллеров) ЦПУ с высокопроизводительными устройствами, расположенными на материнской плате компьютера (память, видеоадаптер). Южный «мост» отвечает за поддержку более «медленных» периферийных устройств (USB, звуковая и сетевая карта, жесткие диски, различные платы расширения и т.д.)

Вот, к примеру, как выглядит набор системной логики («северный» - больший и «южный» - меньший мост) производства компании «VIA».

Двигаемся дальше. Под номерами «6» (см. первое фото статьи) на материнской плате у нас - два радиатора, которые охлаждают цепи питания процессора. Элементы, расположенные под радиаторами (конденсаторы и транзисторы) предотвращают сильные перепады напряжения питания CPU при изменении его нагрузки. Качественное их исполнение - один из показателей хорошей материнской платы. Согласитесь, если работа компьютера окажется нестабильной просто по причине некачественного электропитания - будет обидно!

Отдельно отметим, что элементная база цепей питания на современных материнских платах достаточно разнообразна: в нее входят ШИМ-контроллер, преобразователи напряжения, транзисторы, резисторы, дроссели, конденсаторы и т.д.

На фото ниже представлена типовая многофазная схема питания современного процессора:

Например, преобразователи напряжения нужны для того, чтобы подавать на тот или иной элемент строго нужное для его штатной работы питание. Одно дело, что на входе преобразователя от блока питания «приходит» 12 вольт, но не всем элементам именно двенадцать нужно! Вот преобразователи и понижают его до нужного значения и «отдают» конечному «потребителю» (конкретной микросхеме, или другому элементу).

Предлагаю более подробно поговорить о том, для чего все эти фазы нужны и как они работают? Считаю, что это нужно знать! В роли понижающего преобразователя может выступать VRM (Voltage Regulation Module - модуль регулирования напряжения) или VRD (Voltage Regulator Down - модуль понижения напряжения). Особо не зацикливайтесь на этом, достаточно будет, если запомните эти аббревиатуры и будете знать, к чему они относятся.

Как правило, в схему преобразователя также включены несколько полевых МОП-транзисторов. Они управляются электрическим полем, поэтому их называют «полевыми» (полевиками). Аббревиатура МОП происходит от «металл-оксид-полупроводник», в английском варианте: «metal-oxide-semiconductor field effect transistor» или сокращенно - MOSFET. Поэтому можно встретить название, как mosfet-транзисторы (в народе - «мосфеты»).

В основе управления фазами питания на материнской плате компьютера, как правило, находится PWM-контроллер. У аббревиатуры PWM тоже есть свое значение и это «Pulse Wide Modulation» - широтно-импульсная модуляция, по русски ШИМ. Поэтому подобные компоненты часто называют ШИМ-контроллерами.

Вот как он может выглядеть:

О требуемом для процессора в данный момент питании ШИМ-контроллер «узнает» с помощью специального 8-ми битного сигнала, который и «говорит» ему о том, какое напряжение нужно подать на ЦП в тот или иной момент времени.

В очень старых компьютерах все схемы регуляторов напряжения были однофазными, однако со временем (с ростом потребляемой процессорами мощности) они стали неэффективными и производителям пришлось использовать несколько фаз для регулировки напряжения, подаваемого на ЦП. Отсюда и появилось понятие «многофазности». Четырехфазное питание восьмифазное и т.д… Сейчас есть, вроде бы, даже 24-х фазное! :)

Что же стоит за этим понятием? Попробуем разобраться! В чем основное ограничение однофазного регулятора? Прежде всего, в максимальном токе, который можно пропустить через те элементы, которые его формируют: мосфеты, катушки индуктивности (дроссели), конденсаторы. Их ограничение составляет около тридцати ампер, в то время, как современные CPU могут потреблять ток свыше ста ампер! Понятно, что при таких «запросах» одна фаза «закипит» очень быстро:) Вот именно для компенсации этого ограничения, на материнских платах и начали использовать многофазное питание.

При использовании многофазного регулятора общий ток нагрузки можно распределить по N-ному количеству отдельных фаз, которые в сумме будут выдавать нужную (номинальную) мощность! Например: при шестифазном питании на каждую из шести фаз будет приходиться по 30 Ампер (помним про ограничение по максимальному току), в то время, как суммарно все наши фазы могут при пиковой нагрузке «пропустить» через себя целых180 Ампер!

Примечание: для процессоров Intel поколения Core i7 с энергопотреблением свыше 130-ти Ватт (даже учитывая возможность разгона), вполне достаточно шестифазного питания! Все что больше - от лукавого маркетолога:)

Также нужно иметь в виду, что элементная база не стоит на месте и вместо обычных электролитических конденсаторов сейчас широко используются, так называемые, твердотельные полимерные, срок службы которых превышает 50 000 часов, дроссели с ферритовым сердечником и т.д. Все это вкупе, позволяет пропускать через них максимальный ток уже не 30, а 40 Ампер. Поэтому такая шестифазная схема (цепь) питания процессора вполне сможет обеспечить ток на процессор около 240 Ампер (энергопотребление более 200 Ватт)! Какой домашний CPU такое потребляет, кроме AMD ?! :)

Последнее что хотелось бы добавить, сейчас на материнских платах компьютеров часто применяется такая вещь, как динамическое переключение фаз питания. Это значит, что по мере необходимости (потреблении процессором большего тока) в работу включается все большее количество фаз, а при снижении нагрузки некоторые из них отключаются. По идее, слабенький ЦП можно запустить только при одной рабочей фазе. Другое дело, долго ли он так протянет? Но для старта в режиме тестирования этот метод может вполне сгодиться!

Итак, возвращаемся к нашему основному материалу! Если попытаться схематично изобразить расположение всех основных элементов и разъемов на материнской плате компьютера, то получится приблизительно вот такая картина:

Вот еще одно (графическое) воплощение этой идеи:

Давайте несколько слов скажем о системной шине платы - FSB (Front Side Bus - фронтальная системная шина). Это скоростной интерфейс взаимодействия между процессором и северным «мостом» чипсета материнской платы. Чем больше ее частота, тем выше скорость передачи данных и скорость всей системы в целом. Частота FSB измеряется в мегагерцах.

Примечание: что такое частота, какие значения может принимать и в чем измеряется мы с Вами разбирали вот в этой статье.

Непосредственно к самой системной шине подключен только ЦПУ, остальные устройства подключаются к ней через специализированные контроллеры, которые интегрированы в микросхему северного «моста».

Справедливости ради стоит отметить, что сейчас наблюдается тенденция к высокой интеграции основных контроллеров и даже целых устройств (графический ускоритель) непосредственно в ядро центрального процессора.

Одним из первых из чипсета был перенесен контроллер оперативной памяти, что позволило сократить временные задержки, неизбежные при передаче данных и команд по системной шине. К примеру, в процессор на базе «Intel LGA1156» были перенесены практически все основные контроллеры, до этого располагавшиеся на материнской плате. В результате, FSB в ней, фактически, отсутствует!

Разработчики компании «AMD» используют свою фирменную технологию для замены системной шины. Она называется «Hyper Transport». Данная разработка пережила уже несколько ревизий и успешно используется не только в персональных компьютерах, но и в таких высокопроизводительных устройствах, как сетевые маршрутизаторы фирмы «Cisco».

Еще одним из «кандидатов» на перенос непосредственно в ядро CPU оказалось встроенное видео, которое раньше весьма комфортно «чувствовало» себя в северном мосту чипсета материнской платы. И, казалось, куда оно оттуда может деться?! А прошло некоторое время и - пожалуйста: видеоядро на одном кристалле с процессором. Фантастика! :)

Как подобное стало возможным? Прежде всего, в силу того, что постоянно уменьшается техпроцесс изготовления всех основных элементов компьютера. К примеру, процессор семейства Intel Core i7 сделан с использованием 22-х нанометрового техпроцесса, что позволило разместить на той же площади кристалла примерно 1,4 миллиарда транзисторов!

Примечание: 22 нанометра соответствуют, в данном случае, линейному разрешению литографического оборудования, которое используется при изготовлении конечного устройства. А «нанометр» (нм или nm) - это одна миллиардная часть метра (миллимикрон)!

Что у нас получается? С уменьшением техпроцесса уменьшается и размер основных элементов (транзисторов), которые мы можем разместить на кристалле. Следовательно, этих самых транзисторов на той же площади мы можем разместить больше! И, как результат, - построить на их базе встроенное в ЦП графическое ядро или любой другой элемент. Собственно, этим активно и пользуются разработчики, стараясь постоянно уменьшать технологический процесс производства.

Со временем, это привело к тому, что все основные высокоскоростные интерфейсы и контроллеры «перекочевали» под крышку процессора, а многие материнские платы современных компьютеров лишились не только южного, но иногда и северного моста! Так как все контроллеры периферии переместились в северный мост, то южный просто отпал за ненадобностью. Сегодня еще можно встретить материнские платы с классическим расположением элементов системной логики (чипсета), но это происходит все реже.

Итак, продолжим! Для более дешевых материнских плат характерна ситуация, когда производители набирают все ее элементы на уже укороченной (снизу или - сбоку) пластине текстолита. В результате, все элементы материнской платы расположены очень близко друг к другу и о каких-то дополнительных разъемах или выходах приходится забыть (тут бы основное все уместилось!).

Запомните: соотношение сторон у хорошей материнской платы должно быть таким же, как на фото (она не должна быть маленькой квадратной или прямоугольно-вытянутой) и места на ней должно быть много! До сих пор - это мое ИМХО, несмотря на 2015-й год:) Хорошо зарекомендовавшими себя производителями материнских плат для десктопных компьютеров являются компании: «Msi», «Asus» «Gigabyte» и «Intel».

Например, фирма «Gigabyte» дополнительно «прокладывает» между слоями печатной платы несколько тонких слоев меди. Эта фирменная технология даже получила собственное название: «Ultra Durable» (фото в начале статьи). Медь выступает дополнительным радиатором, отводящим тепло от самых горячих зон материнской платы: процессора с его цепями питания и микросхем чипсета.

Также разные производители плат чтобы выделить свою продукцию добавляют к ней всякие улучшения: наподобие двойного биоса (чтобы в случае сбоя не использовать программатор), датчика пост-кодов, кнопок включения и перезагрузки на самой плате и т.д.

Вот - один из примеров того, как на качественные материнские платы устанавливают дополнительные улучшения.

Внизу красным обведен датчик POST кодов, о котором мы упоминали выше. Он может «сказать» нам о проблеме в работе компьютера посредством цифровых комбинаций на табло. Их расшифровка, как правило, прилагается к самой материнской плате в виде маленькой книжки.

А вот какие еще бывают материнские платы. Фото ниже - форм фактор «micro ATX» с процессором «Atom 550» на пассивном охлаждении.

В завершении статьи, хочу показать Вам свое рабочее место и, как тестируется на нем очередная материнская плата:

Сейчас я устанавливаю Windows. Подобный вариант подключения позволяет исключить случаи короткого замыкания платы на корпус компьютера, да и визуальный осмотр и общий контроль за процессом намного удобнее.

Бывают и серверные материнские платы. Чем отличаются серверные решения от обычных (десктопных)? Прежде всего, повышенной надежностью! Ведь серверам приходится работать в режиме 24/7 (как супермаркету) :) Сервера обычно комплектуются дорого регистровой оперативной памяти с контролем четности (ECC), также они могут поддерживать несколько физических процессоров. На фото ниже мы видим плату, в которую может быть установлено четыре физических ЦПУ.

Это уже продукция никак не относящаяся к сегменту SOHO (Small Office/Home Office - малый офис/домашний офис), а серьезные корпоративные решения. Естественно, здесь тоже есть свои Lov-End (дешевые) и Hi-End (дорогие) продукты, но это уже другая история. Также на серверах, как правило, устанавливаются аппаратные рейд (RAID) контроллеры, выполненные в виде отдельной печатной платы, на десктопах подобный функционал можно получить только программным способом.

Примечание: RAID (Redundant Array of Independent Disks - избыточный массив независимых дисков). Технология надежного хранения данных основанная на избыточности хранимой информации. Когда несколько жестких дисков объединяются в один виртуальный логический элемент для обеспечения надежности и повышения производительности.

Отдельно можно выделить геймерский сегмент материнских плат. Как правило, подобные решения стоят на порядок дороже и имеют кучу дополнительных опций: в виде продвинутых возможностей по разгону, расширенного управления питанием и охлаждением, различных датчиков индикации соcтояний, усиленной элементной базы и т.д. Одним из таких примеров являетcя изделие от фирмы Asus (Asus Maximus 7):

Крутая «игрушка», правда? Напоследок, - мысль статьи, сформированная на основе личного опыта: хорошая (качественная) вещь не может стоить 30-50 долларов. Ну, вот не может и все тут! :)

Материнская плата - это основная деталь современного компьютера. Она представляет собой пластину изоляционного материала с токопроводящими дорожками, на которой расположено большинство деталей компьютера и разъемы. Их можно условно разделить на внешние и внутренние.

Внешние разъемы служат для обмена информацией с окружающим миром. К этим разъемам подключаются клавиатура, манипулятор «мышь», монитор, принтеры и другие Все эти разъемы смонтированы у края материнской платы так, что при установке ее в компьютер они выходят на заднюю стенку. Через внешний разъем LAN (Local Area Network, локальная вычислительная сеть) компьютер выходит в локальную (местную) сеть и интернет.

В настоящее время наблюдается тенденция к сокращению числа видов внешних разъемов. Так, например, старые порты LPT (параллельные) и COM (последовательные) на многие новые платы не устанавливаются. Эти порты имеют низкую скорость обмена данными и вытесняются портами USB (Universal Serial Bus, универсальная последовательная шина).

Материнские платы последних разработок имеют спецификацию USB 3.0. Отличить порт такой спецификации можно по голубому цвету разъема. Очень полезное свойство порта USB заключается в том, что он допускает «горячую» замену. При этом устройство (например, лазерный или струйный принтер) можно переключать «на ходу», не выключая ни его, ни компьютер.

Достигается это особой конструкцией разъемов. При этом контакты питания (крайние выводы разъема) подключаются первыми и отключаются последними. Старые разъемы для «мышей» и клавиатур PS/2 нельзя было переключать «на ходу», это было чревато выходом из строя устройства или даже порчей материнской платы.

Внутренние разъемы материнской платы могут быть нескольких видов:

. для процессора ,

Для памяти,

. для плат расширения ,

Дискретные (разъемы-гребенки).

В настоящее время в компьютерах используется в большинстве случаев процессоры двух фирм - AMD и INTEL. Процессоры даже одного класса, но разных фирм, имеют отличия в архитектуре и отличаются числом выводов, поэтому они не взаимозаменяемы. И не может быть вставлен в плату, спроектированную для

Однако при этом платы изготавливают так, что один разъем (socket) поддерживает несколько процессоров одной фирмы. Отметим, что процессоры последних разработок имеют более 1000 выводов.

Материнская плата содержит и несколько (минимум два) разъема (слота) для модулей памяти. Модули памяти имеют контакты с двух сторон и ключи двух видов - выступы на нижней стороне (там, где контакты) и сбоку. Боковые выступы служат для фиксации модулей в разъеме. Нижние выступы - это «защита от дурака».

Дело в том, что в настоящее время память может быть нескольких видов (в бытовых и офисных компьютерах используются модули DDR2 и DDR3), каждый из которых работает на своих частотах и напряжениях питания. Поэтому «не свой модуль» вставить в разъем нельзя . Такая защита предотвращает выход модулей памяти и материнской платы из строя.

Контакты модулей покрыты защитным проводящим слоем (золото, надо сказать, уже давно не используют), но иногда контакт все равно ослабевает. Это может вызвать сбой в работе компьютера. Рекомендуется вынуть модуль, протереть его контакты изопропиловым (или этиловым) спиртом и вновь вставить его в разъем.

Есть внутренние разъемы и для плат расширения. Платы расширения - это законченные модули для расширения функциональности компьютера. Так, графическая плата (или видеокарта) имеет на борту собственный процессор и графическую память. Она берет вывод графической информации на себя, разгружая тем самым процессор и оперативную

Следует отметить, что разъемы для плат расширения имеются только в компьютерах с открытой архитектурой (их еще называют IBM совместимыми). Компьютеры фирмы «Apple» имеют закрытую архитектуру. В настоящее время для графических плат используется разъем PCI eXpress.

Более подробно об устройстве материнской платы компьютера можно почитать в статье "Что такое материнская плата" на сайте "Компьютер и жизнь" . Там же можно посмотреть и фотографии хорошего качества.

Системная плата – основа компьютера. На ней находятся основные электронные элементы: процессор, память, BIOS, набор микросхем и др.

Типы системных плат

All-In-One – плата, на которой размещены все необходимые для работы компьютера элементы. Motherboard (материнская) – плата, содержащая основные узлы и разъемы расширения для установки дочерних плат.

Состав материнской платы

На материнской плате расположены:

1. Наборы больших однокристальных электронных микросхем – чипов (центральный процессор, другие процессоры, интегрированные контроллеры устройств и их интерфейсы)

2. Микросхемы оперативной памяти и разъемы их плат

3. Микросхемы электронной логики

4. Простые радиоэлементы (транзисторы, конденсаторы, сопротивления и др.)

5. Разъемы системной шины (стандартов ISA, EISA, VESA, PCI и др.)

6. Слоты для подключения плат расширений (видеокарт или видеоадаптеров, звуковых карт, сетевых карт, интерфейсов периферийных устройств IDE, EIDE, SCSI…)

7. Разъемы портов ввода/вывода (COM, LPT)

Общая характеристика

Материнская плата предназначена для размещения или подключений всех остальных внутренних устройств компьютера – служит своеобразной платформой, на базе которой строится конфигурация всей системы.

Тип и характеристики различных элементов и устройств материнской платы, как правило, определяется типом и архитектурой центрального процессора (материнские платы на базе процессоров фирм Intel, AMD, Cyrix и др. – 8086/8088/80188, 286, 386, 486/586/686, Pentium, Pentium II-V. Как правило, именно центральный процессор или процессоры, их семейство, тип, архитектура и исполнение определяют тот или иной вариант архитектурного исполнения материнской платы.

По числу процессоров, составляющих центральный процессор, различают однопроцессорные и многопроцессорные (мультипроцессорные) материнские платы. Большинство персональных компьютеров являются однопроцессорными системами и комплектуются однопроцессорными материнскими платами.

Настройка материнской платы на конкретные электронные компоненты осуществляется с помощью перемычек (jumpers). В частности, этими перемычками устанавливается настройка на конкретную модель процессора – регулируются тактовая частота и напряжение питания.

Материнская плата крепится к шасси корпуса системного блока, как правило, двумя винтами с изолирующими пластмассовыми креплениями.

Современные требования к материнским платам

Современные материнские платы соответствуют требованиям программы Energy Star. Это энергосберегающая программа, введенная американским Агенством защиты окружающей среды (EPA – Environment Protection Agency). Согласно этим требованиям, плату относят к разряду "зеленых" (green motherboard), если ее энергопотребление в режиме холостого хода не более 30 Вт, в ней не используются токсичные материалы, допускается 100-процентная утилизация после истечения срока службы.

Рассмотрим устройство типичной материнской платы Pentium-класса с набором микросхем 430HX (плата АSUS P55T2P4).

1 – разъем USB (USB header), 2 – установочное отверстие, 3 – контроллер клавиатуры (keyboard controller), 4 – микросхема BIOS (flash BIOS ROM), 5 – разъем шины ISA (ISA bus slot), 6 – разъем шины PCI (PCI bus slot), 7 – разъем расширения мультимедиа (mediabus slot), 8 – установочное отверстие, 9 – микросхема часов с элементом питания (real-time clock/CMOS), 10 – разъем процессора (CPU socket),

11 – регулятор напряжения, 12 – разъемы подключения индикаторов корпуса,

13 – конденсаторы, 14 – антистатическое покрытие, 15 – переключатели (jumpers),

16 – микросхемы Кэш-памяти 2 уровня (cache chips), 17 – разъем расширения Кэш-памяти, 18 – разъем расширения Tag-памяти (Tag RAM expansion socket), 19 – набор микросхем Intel 430 HX (chipset chips), 20 – разъемы модулей памяти (SIMM sockets), 21 – разъем дисковода (floppy header), 22 – разьем первого IDE устройства (primary IDE header), 23 – разъем второго IDE устройства (secondary IDE header), 24 – разъем питания (power connector), 25 – контроллер ввода-вывода (I/O controller), 26 – разъем параллельного порта (LPT header), 27 – разъем 1 последовательного порта (COM1 header), 28 – разъем 2 последовательного порта (COM2 header), 29 – разъем порта PS2 (PS2 mouse header), 30 – разъем клавиатуры (keyboard connector)

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.

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)

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.