Глава 2.4. Материнская плата, процессор и оперативная память - основные компоненты пк.

2.4.1. Материнская плата.

Материнская плата, является основным устройством ПК, обеспечивающим подключение и взаимодействие всех других устройств друг с другом. Именно материнская плата обеспечивает реализацию аппаратных интерфейсов. В составе материнской платы можно выделить следующие элементы.

1. Микропроцессорный набор (чипсет, chipset);

2. Энергонезависимую память, называемую также ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) или ROM (Read Only Memory);

3. Интегрированные устройства;

4. Генератор тактовой частоты;

5. Системные шины;

6. Слоты (разъемы) для подключения устройств;

7. Автономный источник питания.

Рассмотрим назначение этих элементов.

Чипсет– это набор микросхем, из которых собственно и построена материнская плата. Именно чипсет реализует необходимые аппаратные интерфейсы, на основе которых работает компьютер. Все остальные устройства материнской платы можно считать дополнением к чипсету. Однако необходимо иметь в виду, что на основе одного и того же чипсета разными производителями разрабатываются различные материнские платы, поэтому типов материнских плат значительно больше, чем базовых чипсетов.

Энергонезависимая памятьявляется необходимым дополнением к чипсету. Она содержит набор базовых программ (BIOS–Basic Input and Output System), поддерживающих аппаратные интерфейсы, выполняющих проверку работоспособности компьютера при его включении, загружающих операционную систему и т.д. Основное содержимое энергонезависимой памяти записывается при изготовлении материнской платы и не изменяется в процессе эксплуатации компьютера, однако часть этого содержимого (настройкиBIOS) можно изменить через специальную программуBIOS Setup, которая также записана в энергонезависимую память. Современные материнские платы поддерживают и процедуру перезаписи всего содержимого энергонезависимой памяти (перезаписьBIOS, прошивкаBIOS), но это очень критичная процедура – при неудаче компьютер окажется полностью неработоспособным.

Кроме чипсета в состав материнской платы могут входить микросхемы других устройств, выполняющих функции, не относящиеся к функциям материнской платы. Например, в материнскую плату может быть встроена звуковая карта, сетевая карта или видеокарта. Такие устройства называются интегрированнымив материнскую плату. Наличие интегрированной видеокарты означает, например, что монитор можно подключать непосредственно к соответствующему разъему материнской платы.

Генератор тактовой частотытакже является необходимым элементом материнской платы, задающим частоту прохождения всех электрических импульсов (частоту системной шины) и, следовательно – скорость обмена данными между всеми устройствами компьютера. Если частота системной шины равна, то минимальное временное расстояние между импульсами. Если от одного устройства передается другому одновременноn бит, то максимальная (пиковая) скорость передачи денных между этими устройствамибит/с. Это же относится и к передаче данных внутри устройств, за исключением процессора – в нем внутренняя скорость передачи данных гораздо выше. В процессоре действует другая, более высокая тактовая частота, где К_п– коэффициент умножения частоты. ВеличинаK_п находится в диапазоне от 2 до 21. Поэтому-тактовая частота процессора- может значительно превышать тактовую частоту системной шины.

Системные шины– это системы проводников, обеспечивающие прохождение электрических сигналов между устройствами. Таким образом, устройства обмениваются данными друг с другом именно через системные шины. Микросхемы чипсета связаны друг с другом и со слотами устройств через шины, выполненные в виде электрической разводки платы. Основной характеристикой шины являетсяразрядность(ширина шины) – количество бит, которые могут передаваться по шине одновременно. Тип и разрядность шины определяются аппаратным интерфейсом, который эта шина должна поддерживать, поэтому, говоря о разрядности шины, имеют в виду именно тип интерфейса.

Для подключения различных устройств к материнской плате используются слоты– специальные разъемы, соединенные через соответствующие шины с микросхемами чипсета. Каждый слот предназначен для передачи данных в соответствии с определенным интерфейсом, поэтому слоты обозначаются теми же аббревиатурами, что и интерфейсы, например,PCI, AGP, USB.

Последний элемент списка автономный источник питанияпредставляет собой стандартный маленький аккумулятор, предназначенный для поддержания работы энергонезависимой памяти и генератора тактовой частоты в то время, когда компьютер выключен. При выходе автономного источника питания из строя происходит сбой системных часов и настроекBIOS, что может привести к сбоям в работе программ. Вышедший из строя автономный источник питания, как правило, несложно заменить.