Устройство, модернизация, ремонт ibm pc
Скачать 7.85 Mb.
|
| ГЛАВА 7 Материнская плата Название "материнская плата" произошло от английского слова motherboard. Судя по названию, несложно догадаться, для каких целей она нужна компьютеру. Прямо как настоящая мать она "дает жизнь" всем остальным компонентам компьютера, постоянно "кормит" их необходимым питанием, всегда готова "выслушать" любое из подключенных устройств — все эти функции, вероятно, и привели к такому названию, а возможно нет. Дело в том, что иностранные языки, в частности английский, не обладают настолько большим количеством синонимов как, например, русский, поэтому зачастую за границей описывают объект иносказательно, используя привычные слова, но, прибавляя к ним различные приставки, которые указывают на направление смыслового перевода. Попробуйте перевести слово "motherboard" в каком-нибудь англо-русском переводчике, например, Magic Gooddy 2000. Перевод получается совсем не такой, как мы привыкли считать, а именно "объединительная плата", что, наверное, намного ближе по смыслу, чем первый вариант. Теперь понятно, почему материнская плата считается самым главным компонентом любого компьютера — она объединяет все остальные компоненты в единое целое, т. е. отдельные устройства начинают работать вместе, образуя тем самым компьютер. Каждое отдельное устройство само по себе абсолютно ничего не значит. Представьте себе одинокую мышь посередине стола — разве она похожа на компьютер? Нет, потому что она является всего лишь манипулятором, который при помощи разъема на материнской плате подключается к единой внутренней системе компьютера и только после этого может называться компьютерной мышью — мышью, которая подключается к компьютеру. Все остальные устройства (платы расширения, принтер, монитор) также имеют значение только после подключения их в единую систему, а до этого они остаются товаром, который стоит на полке и ждет своего покупателя. Но хватит теории, давайте попробуем взглянуть на данный вопрос с практической стороны. Материнская плата (иногда ее называют системной платой) является самой большой платой во всем компьютере. Для чего это нужно? Представьте себе, сколько всего устройств можно подключить к компьютеру: как минимум, около десятка. Для каждого из них на материнской плате имеется отдельный разъем. Посмотрите на заднюю панель системного блока и посчитайте, сколько установлено различных плат (их можно увидеть по разъемам, выходящим наружу). Для каждой из этих плат имеется собственный разъем на материнской плате. Вот по этой причине самая главная плата в компьютере имеет такие большие размеры.. Если вы ни разу ее не видели, то найдите коробку с надписью "Motherboard" среди тех, что были отданы вам вместе с новым компьютером. Размер этой коробки в точности соответствует размеру материнской платы. Итак, стало известно, что материнская плата это самая большая печатная плата, которая несет на себе главные компоненты компьютерной системы: центральный процессор, оперативную память, микросхемы поддержки (чипсет), центральную магистраль (шину), контроллер шины и большое количество различных разъемов. Разъемы предназначены для подключения к материнской плате других плат (контроллеров, плат расширения и т. д.). Часть разъемов в исходной комплектации персонального компьютера обязательно остаются свободными, что позволяет потом без проблем осуществлять добавление разнообразных устройств. Кроме того, на плате может находиться некоторое количество перемычек или микропереключателей, с помощью которых производится настройка электрической схемы платы. На плате также расположены различные контакты, к которым при помощи специальных соединительных кабелей подключаются дополнительные устройства. Разновидности материнских плат Многие слышали, что существуют различные системные блоки: те, которые могут сами отключаться, и те, на которых для выключения обязательно нужно нажать кнопку Power. Еще одним ярким отличием системных блоков всегда был их размер: одни представляют собой небольшой горизонтальный "чемоданчик", другие же стоят, гордо возвышаясь над монитором, прямо как небоскреб где-нибудь в Нью-Йорке. Но мало кто знает, что эти различия в размерах и принципах работы очень тесно взаимосвязаны с размерами и функциональными возможностями материнских плат. Существует целый ряд различных типов, при этом для объяснения принадлежности платы к одному из типов применяют термин "форм-фактор". Форм-фактор представляет собой описательный термин, который включает в себя такие признаки, как размеры материнской платы, особенности размещения различных компонентов на плате и соответственно ее функциональные возможности. Существует два самых распространенных сегодня форм-фактора: AT и АТХ. Рассмотрим особенности каждого из них. Форм-фактор А Т представляет собой наиболее "древний" тип материнской платы, который применялся в IBM PC с самых первых моделей. Помимо основного типа существует еще один "урезанный" вариант форм-фактора — Baby-AT, который представляет собой плату с уменьшенными размерами. В результате этого появилась возможность значительно уменьшить размеры системного блока. Размер материнской платы AT может достигать в ширину 30 см, из-за чего ее нельзя поместить в большинство распространенных сегодня системных блоков. Монтажу такой платы в корпус компьютера, как правило, мешают отсеки, предназначенные для установки дисководов и жестких дисков, а также блок питания. Такие платы в последний раз применялись для компьютеров на базе процессоров Intel 386 и в настоящее время уступили место своему "младшему брату" Baby-AT. Размеры этих плат составляют около 22 см в ширину и примерно 33 см в длину, хотя некоторые производители могут уменьшать длину платы, руководствуясь только им понятными принципами, ведь чем меньше плата, тем меньше на ней можно разместить разъемов. Скорее всего, делается это в целях экономии на производстве плат, чтобы привлечь покупателя в первую очередь низкой стоимостью, а не функциональными возможностями. Для материнских плат форм-фактора AT, как правило, характерны нижеприведенные особенности. □ Разъем для процессора устанавливается в части, ближней к передней панели системного блока. При этом после установки процессора и охлаждающего кулера иногда становится затруднительной установка полноразмерных плат расширения. □ Разъемы для модулей памяти устанавливаются, как правило, очень близко к верхнему краю платы, рядом с разъемами для подключения жесткого диска, дисковода и т. п. Такое размещение затрудняет установку или замену модулей, т. к. с одной стороны доступ к разъемам закрывает блок питания, а с другой кабели, соединяющие материнскую плату с накопителями. □ Практически все порты ввода/вывода, кроме предназначенного для клавиатуры, для которой имеется запаянный в плату разъем, представляют собой набор обычных штырьковых контактов, изредка окаймленных пластмассовым кожухом, препятствующим неправильному подключению. Соответствующие внешние разъемы портов, установленные на металлических планках (скобках), подключаются к ним при помощи плоских соединительных кабелей, мешающих установке, например плат расширения, и ухудшающих воздухообмен внутри системного блока. □ Все штырьковые разъемы на материнской плате собраны в одном месте, из-за чего затруднено подключение некоторых кабелей. Например, если подключены кабели к первому каналу IDE и контроллеру флоппи-дисковода, то будет очень сложно подключить кабель к находящемуся между ними разъему второго канала IDE. Сначала приходится отключать один из крайних разъемов, а уже потом после подключения среднего кабеля возвращать его на место. □ Для соединения с блоком питания используются два совершенно одинаковых разъема, что приводит к постоянной путанице при их подключении к плате.  Рис. 7.1. Материнская плата современного форм-фактора АТХ Форм-фактор АТХ был с самого своего создания нацелен на исправление всех тех недостатков, которые были перечислены ранее для форм-фактора AT. Вот какими характеристиками обладают большинство материнских плат этого типа (рис. 7.1). □ Разъем для процессора вынесен в сторону от слотов расширения, что позволяет без проблем использовать очень высокие кулеры и полноразмерные платы расширения. Правда, из-за конструктивных особенностей процессор теперь находится прямо под блоком питания, но в большинстве случаев это не мешает, т. к. процессор очень редко подвергается замене. Тем более что вентилятор блока питания теперь дополнительно охлаждает процессор. □ Разъемы для модулей памяти теперь находятся в стороне от других разъемов и всегда доступны для пользователя, что облегчает установку или замену модулей. □ Разъемы абсолютно всех интегрированных в материнскую плату портов ввода/вывода теперь запаяны в саму плату, что не только облегчает сборку компьютера, но и значительно улучшает воздухообмен в системном блоке (рис. 7.2). К тому же полностью исключается возможность неправильного подключения кабелей.  Рис. 7.2. Материнская плата АТХ — вид со стороны разъемов □ Разъемы для подключения жестких дисков и флоппи-дисковода теперь находятся в непосредственной близости от самих устройств, позволяя тем самым уменьшить длину соединительных кабелей и увеличить стабильность работы системы. □ Для соединения с блоком питания теперь используется один-единственный 20-контактный разъем, плюс появилась возможность про- □ граммного управления питанием компьютера. Правда, согласно спецификации ATX v2.03 на платах размещается дополнительный 4-контактный разъем для подведения напряжений 5 и 12 В. Для удешевления материнских плат производители решились на создание "урезанной" версии этого форм-фактора — Micro-ATX. Плата стала практически квадратной со стороной примерно 24 см, при этом на самой плате может находиться не более 4-х слотов расширения. В принципе, такое решение вполне оправдано, т. к., во-первых, в последнее время стали очень распространены интегрированные звуковые и видеоплаты, во-вторых, дешевые офисные системы, как правило, содержат не более 1—2 плат расширения, что позволяет, например, использовать материнскую плату с одним AGP и двумя PCI-слотами. Неиспользуемые слоты в этом случае были бы излишними, особенно в плане конечной стоимости компьютера. Из всего вышесказанного можно сделать выводы, что сегодня наиболее актуальным является форм-фактор АТХ. Для того чтобы окончательно убедить вас в этом, приведу еще раз основные его преимущества. □ Возможность программного управления питанием (включение и выключение) при помощи встроенных средств современных операционных систем Windows. При этом вы можете настроить свой компьютер на автоматическое включение в определенное время, а по истечении установленного периода, в который могут быть автоматически запущены программы, например, для "скачивания" файлов из Интернета, он может самостоятельно отключиться. □ При сборке компьютера с АТХ материнской платой вам не придется часами изучать инструкцию, чтобы правильно подключить все необходимые разъемы. Это уже сделали за вас сами производители. □ Меньшее количество проводных соединений внутри системного блока позволяет создать более качественную систему охлаждения, что выражается, например, в возможности установки дополнительных вентиляторов и т. п. Это очень важно для мощных современных процессоров и видеоплат, которые выделяют значительное количество тепла. Как всегда, не обошлось и без серьезных недостатков. Например, из спецификации АТХ исчез 25-контактный разъем СОМ-порта, так что если у вас имеется устройство, его использующее (например, внешний модем), то вам придется дополнительно приобретать переходник, позволяющий подключить это устройство к 9-контактному разъему. Конструкция материнской платы Материнская плата представляет собой плату из стеклотекстолита с нанесенным на нее рисунком электрических соединений компонентов, установленных на плате. Современные платы, как правило, имеют не менее 6— 8 слоев, предназначенных не только для разводки сигналов, но и для обеспечения всех компонентов качественным питанием. Дело в том, что согласно принятым стандартам между каждой парой слоев, служащих для разводки сигналов, должен находиться сплошной слой меди, подключенный к одному из контактов питания (так называемая шина питания). Это позволяет достичь более устойчивой работы системы при максимальных нагрузках и критическом температурном режиме. Дешевые материнские платы малоизвестных производителей чаще всего таких слоев не имеют, что сказывается на стабильности работы систем на базе этих плат. Для подключения компонентов компьютера к материнской плате используют два способа: соединение пайкой и при помощи разъемов. Пайка применяется для тех компонентов, которые являются обязательными для работы компьютера и никоим образом не предназначены для замены на аналогичные компоненты. Это, например, микросхемы тактового генератора, портов ввода/вывода и т. п. От качества пайки во многом зависит не только стабильность работы всей системы, но и ее долговечность. Наличие, например, клякс припоя в конечном итоге может привести к замыканию и выходу из строя до этого нормально работающей платы. Теперь о разъемах. Посмотрите еще раз на приведенный ранее рисунок (см. рис. 7.1), на нем прекрасно видно, что материнская плата просто "усыпана" всякими разными разъемами. Если посчитать общую площадь всех установленных на плате микросхем, то, скорее всего, ее можно было бы разместить в корпусе 3,5" дисковода. Но этого производители не сделали. Почему? Какая польза от такого количества разъемов? Ведь всем известно, что лучше пайки "разъема" не найти, а тут такое количество да еще все разные. Главная причина этого имеет свои корни в истории создания компьютера IBM PC — это открытая архитектура. Персональный компьютер по "прихоти" разработчиков превратился в обыкновенный конструктор. Такой подход позволил получить ряд преимуществ. □ Вы можете купить компьютер, обладающий самым минимальным количеством возможностей и постепенно добавлять их по мере необходимости. Например, для начала можно купить компьютер без звуковой платы, с маленьким жестким диском, а уже потом установить то, чего бы вам хотелось больше всего: хорошую звуковую плату, огромный жесткий диск и т. п. □ Вы можете выбрать устройство любой модели и любого производителя, при этом можете быть уверены, что оно без проблем подойдет к компьютеру. □ Вы можете самостоятельно и очень быстро заменить неисправное устройство, а то и вовсе отключить его, и спокойно продолжить работу за компьютером. Даже эти три пункта говорят о большом преимуществе разъемов над традиционной пайкой. А уж как организовать бесперебойную работу устройств, пусть думают господа ученые — наше дело пользоваться "благами цивилизации". При покупке платы стоит обратить внимание на то, чтобы все разъемы были выполнены аккуратно и желательно, чтобы все они были позолочены. Поверхность практически всех материнских плат покрыта специальным защитным лаком, который предохраняет проводники как от механических воздействий, так и от воздействия пыли, различных жидкостей, вроде чая, кофе, пива и т. п. В последнее время стала популярной технология, когда обе внешние поверхности платы покрываются тонким слоем серебра. Такие материнские платы имеют значительное преимущество перед традиционным исполнением, т. к. двухсторонний слой серебра позволяет значительно уменьшить электромагнитное излучение (до 50%), что является все более актуальным с постоянным повышением скорости работы всех компонентов компьютера и увеличением уровня различных паразитных сигналов. Для крепления платы в системном блоке используются пластиковые держатели и винтовые стойки, для которых по краям платы просверлены отверстия, обычно шесть штук: три ближе к задней стенке системного блока и три на противоположной стороне (более подробно процесс установки рассмотрен в части II, посвященной модернизации компьютера). Компоненты материнской платы Как вы уже знаете, материнская плата представляет собой один из самых важных компонентов компьютера (имеется в виду ее функциональное предназначение). Это позволяет предположить, что устройство этой платы должно отличаться особой сложностью, ведь компьютер объединяет в себе очень разные по своим параметрам устройства. На самом деле, если посмотреть на любую материнскую плату, можно заметить большое количество самых разнообразных микросхем — одни имеют довольно маленькие размеры и небольшое количество выводов, другие по размеру сопоставимы с центральным процессором. Но, несмотря на кажущуюся сложность, все-таки вполне реально выделить среди этого множества компонентов несколько функциональных блоков, предназначенных для строго определенных функций. Чем мы и займемся. Обязательными компонентами любой материнской платы являются: чипсет, разъемы для подключения процессора, модулей оперативной памяти, жестких дисков, плат расширения, дисковода, а также различные вспомогательные элементы вроде стабилизатора напряжения, фильтрующих конденсаторов и т. п. Еще можно выделить микросхему постоянной памяти, о роли которой вы узнаете немного позже. Чтобы понять функциональное предназначение каждого из компонентов, мы рассмотрим их более подробно, что к тому же позволит вам лучше сориентироваться при выборе материнской платы для вашего компьютера. Чипсет Название произошло от английского наименования Chip Set, что переводится как "набор микросхем". Он включает в себя практически всю электронную схему материнской платы, объединяя в себе контроллеры памяти, портов ввода/вывода и т. п. Функционально этот набор микросхем представляет своеобразную "обвязку" центрального процессора, позволяющую организовать работу всех подключаемых устройств в единой системе. Чипсет выполняет согласование высокой скорости работы процессора с более низкой скоростью работы подключаемых устройств, некоторые управляющие функции, например, управление работой жесткого диска и многое другое. От возможностей чипсета зависят такие параметры, как: □ тип и диапазон тактовых частот поддерживаемого процессора; □ максимальный объем кэш-памяти второго уровня, установленной на процессоре; □ максимальный объем кэшируемой основной памяти; □ тип, максимальный объем и количество поддерживаемых модулей памяти; □ поддерживаемая спецификация интерфейса АТА и многое другое. Чипсет, как правило, выполнен в виде двух больших микросхем (северного и южного моста), по своему размеру сравнимых с центральным процессором. По причине особой важности северного моста (см. гл. 2), он располагается в отдельной микросхеме, от маркировки которой, как правило, зависит название всего чипсета. Например, i845, i440BX, SiS745 (рис. 7.3). При этом используется только код микросхемы внутри каждой серии, например, чипсет SiS471 назван так в честь микросхемы с маркировкой SiS85C471. Все известные производители чипсетов обязательно включают свою торговую марку в название всех разработанных ими микросхем (Via, Intel и т. п.). Безымянные чипсеты вроде HXPRO обычно являются перемаркированными чипсетами известных фирм. Таким способом некоторые компании (например, PCChips) стараются "скрыть" имя возможно неудачного чипсета, чтобы акцентировать все внимание пользователя на низкой стоимости продукции, а не на функциональных возможностях. |
Похожие:
 | План введение основные блоки ibm pc дополнительные устройства логическое... Эвм и мини ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы ibm (International Bussines Machines Corporation) ведущей компании... |  | Литература по мдк 01. 02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автотранспорта» Организация самостоятельной работы студентов по мдк 01. 02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автотранспорта» |
| Новости ibm academic Initiative Представляем Вашему вниманию семнадцатый выпуск ежемесячной новостной рассылки ibm для вузов | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Фото сделано в клубе ibm недалеко от пересечения Рейна и Майна на барбекю-парти нашего отдела в ibm |
| «Маркировка шин» ... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Устройство и ремонт механического оборудования кранов металлургического производства» |
| План урока по мдк 02. 01 «Устройство, техническое обслуживание и... Ок организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем | | Урок Курс: второй Специальность Обучающая цель: Ознакомить учащихся со сварочными п/автоматами: назначение, устройство; механизм подачи проволоки и регулирования... |
| «Московский государственный университет культуры и искусств» «утверждаю» Проректор по научной Ключевые слова: модернизация, социальная модернизация, человеческий потенциал, социокультурные изменения, факторы модернизации | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ремонт, проводящийся в этом году, не закончен. Много недоделок. Не все работы проведены достаточно качественно. Не закончен ремонт... |
| Устройство для измерения массы микро- и нанообъектов Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве фоторефрактивного кристалла использован кристалл теллурида кадмия | | Моделирование процесса сборки персональных компьютеров в системах... Моделирование процесса сборки персональных компьютеров в системах ibm rational rose и bpwin/arena |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Устройство пк», урок №9-10 в теме «Компьютер как универсальное устройство обработки информации» | | Методика изучения раздела «Уход за одеждой, ее ремонт» Цель урока: сформировать у учащихся знания, а также умения выполнять ремонт распоровшихся швов, ухаживать за одеждой из хлопчатобумажных... |
| Пояснительная записка к рабочей программе по курсу: «Устройство и... Учебники: Боровских Ю. И. «Устройство автомобиля» М, Карагодин В. Н. «Слесарь по ремонту автомобилей» М | | Снятие, ремонт и установка радиатора автомобилей газ 53 Ремонт, сборка, установка, регулировка регулятора распределения зажигания автомобиля газ 53 |
