ГОУ ВПО

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра «Информационные

технологии и системы»

Березюк А.Т.

Приходько С. А.

ВЫБОР И КОНФИГУРИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Методическое пособие для проведения лабораторных работ и курсовому проектированию по дисциплинам «Архитектура ЭВМ и систем» и

«Аппаратные средства вычислительной техники»

2010

1. Выбор системной платы

Системная (материнская) плата явля­ется важнейшим элементом персональ­ного компьютера, служит для объеди­нения и организации взаимодействия других компонентов. По сути, выбор конфигурации компьютера начинается именно с выбора системной платы. Ее основными параметрами являются: форм-фактор, поддерживаемый про­цессорный интерфейс, типы и объем поддерживаемой системной (опера­тивной и кэш) памяти, поддерживаемый интерфейс видеоадаптера, поддер­живаемые интерфейсы накопителей, интерфейсы общего назначения (вво­да-вывода, клавиатуры, USB, IEEE 1394 и др.), тип BIOS. В качестве дополнитель­ных часто выступают встроенные гра­фические, звуковые, коммуникацион­ные средства.

Основные параметры системной платы большей частью определяются системным набором (чипсетом). Имен­но он является «ядром» всей компью­терной системы. Остальные элементы важны, но даже самая лучшая «навеска» не может компенсировать неудачные решения, заложенные в системном на­боре.

1.1 Форм-фактор

Форм-фактор, или типоразмер сис­темной платы, определяет ее размеры, тип разъема питания, расположение элементов крепления (отверстий, клип­сов), размещение разъемов различных интерфейсов и т. д. Требования к мак­симальным размерам системных плат приведены ниже.

Наименование	Ширина, мм	Глубина, мм
АТХ	305	244
Mini АТХ	284	208
Micro АТХ	244	244
Flex АТХ	229	191
AT	305	330
Baby AT	216	330
NLX	229	345
LPX	229	330
Mini LPX	229	279

Таблица 1.1 – Размеры системных плат

AT и АТХ. Существуют два ос­новных типоразмера (форм-фактора) материнских (системных) плат: AT (различных модификаций) и АТХ (так­же имеющий подклассы). Полномасштабные платы с форм-фактором AT сей­час найти практически невозможно. Иногда производители материнских плат выпускают по две модификации каждой платы — в форматах AT и АТХ. В ближайшем будущем не исключено быстрое расширение рынка плат но­вейшего форм-фактора NLX, который разработан фирмой Intel. Форм-фак­тор LPX становится популярным для компактных компьютерных систем.

Платы формата AT и Baby AT отлича­ются только размерами. Размер полномасштабной платы AT достигает 12 дюй­мов по ширине. Такая плата вряд ли по­местится в большинстве современных корпусов. Ее монтажу мешают отсеки для дисководов, жестких дисков, блок питания. Кроме того, удаленное распо­ложение компонентов на плате иногда вызывает проблемы при работе сис­темной шины на больших тактовых частотах. Поэтому платы AT в «чистом», полномасштабном виде уже не выпус­каются.

В формате AT преобладающими на сегодняшний день являются платы Baby AT (именно их сейчас и принято называть АТ-платами) с размерами 8,5 дюймов по ширине и 13 дюймов по глу­бине. Причем стандартная глубина иногда уменьшается некоторыми про­изводителями с целью добиться боль­шей компактности.

Форм-фактор АТХ был предложен фирмой Intel еще в 1995 г. С тех пор он приобрел широкую популярность. К настоящему моменту большинство плат для процессоров производства Intel, AMD, Cyrix выпускаются в форма­те АТХ. К его новым (по сравнению с AТ) возможностям относятся: размеще­ние портов ввода-вывода на системной плате; встроенный разъем мыши типа PS/2; расположение IDE-разъемов и разъемов контроллера дисководов ближе к самим устройствам (благодаря развороту платы, по сравнению с AT, на 90 градусов); перемещение гнезда про­цессора с передней части платы на зад­нюю, рядом с блоком питания; исполь­зование единственного 20-контактного разъема питания, вместо двух раздель­ных у AT. Предусмотрена возможность управления режимами работы блока питания со стороны контроллера сис­темной платы. Вентилятор блока пита­ния является нагнетающим, поэтому на материнскую плату попадает меньше пыли, а воздух, поступающий из блока питания, сначала охлаждает процес­сор. Если в АТ-платах для получения на­пряжения питания процессоров 3,3В использовался отдельный стабилиза­тор, установленный на материнской плате, в АТХ-корпусах оно вырабатыва­ется блоком питания.

1.2 BIOS

Важным элементом системной платы является BIOS (Basic Input/Output System - базовая система ввода-вывода). Так на­зывают аппаратно встроенное в компью­тер программное обеспечение, кото­рое доступно без обращения к диску. В микросхеме BIOS содержится про­граммный код, необходимый для управ­ления клавиатурой, видеокартой, дис­ками, портами и другими компонента­ми.

Обычно BIOS размещается в микро­схеме ПЗУ (ROM, Read-Only Memory), расположенной на материнской плате компьютера (этот узел часто называют ROM BIOS). Такая технология позволяет обеспечить постоянную доступность BIOS независимо от работоспособно­сти внешних по отношению к материн­ской плате компонентов (например, за­грузочных дисков). Поскольку доступ к RAM (оперативной памяти) осуществ­ляется значительно быстрее, чем к ROM, многие изготовители предусматривают при включении питания автоматиче­ское копирование BIOS из ROM в опера­тивную память. Задействованная при этом область оперативной памяти на­зывается теневым ПЗУ (Shadow ROM).

В микросхемах BIOS используют раз­личные типы памяти для хранения про­граммного кода. PROM (Programmable Read-Only Memory) — это тип памяти, данные в которую могут быть записа­ны только однократно. Отличие PROM от ROM в том, что PROM изначально производятся «чистыми», в тот время как в ROM данные заносятся в процес­се производства. А для записи данных в микросхемы PROM применяют уст­ройства, называемые программаторами. EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory — стираемое программи­руемое ПЗУ) — специальный тип PROM, который может очищаться с использованием ультрафиолетовых лучей и пе­резаписываться. Память типа EEPROM похожа на EPROM, но операции стира­ния-записи производятся электриче­скими сигналами.

В настоящее время большинство со­временных материнских плат комплектуется микросхемами Flash BIOS, код в которых может перезаписываться при помощи специальной программы. Такой подход облегчает модерниза­цию BIOS при появлении новых компо­нентов, которым нужно обеспечить поддержку (например, новейших ти­пов микросхем оперативной памяти). Так как львиная доля программного кода BIOS стандартизирована, то есть является одинаковой и обязательной для всех компьютеров PC, в принципе менять его нет особой необходимости. Перезапись BIOS — крайне ответствен­ная и весьма непростая задача. Браться за нее следует только в самом крайнем случае, когда проблема не решается никакими другими способами. При этом надо ясно отдаивать себе отчет в необходимости и последствиях каждо­го шага этой операции.

Современные типы BIOS, поддержи­вающие технологию Plug-and-Play, называют PnP BIOS, при этом поддержка такой архитектуры обеспечивается только микросхемами Flash ROM. Во­обще полная поддержка технологии Plug-and-Play со стороны Windows 9x возможна только в случае применения PnP BIOS. Обычно это обстоятельство служит веским основанием для приня­тия решения о перезаписи BIOS. Кроме вышеуказанного, в новых версиях BIOS часто исправляются мелкие ошибки и недоработки. Новые версии обычно содержат и новые возможности (за­грузка с CD-ROM, выбор очередности загрузки с разных устройств и пр.).