«Фаховий коледж інформаційних технологій
Національного університету «Львівська політехніка»
Лабораторна робота №1
з предмету:
«Комп'ютерна схемотехніка та архітектура комп'ютера»
на тему:
«Материнська плата»
Виконав:
Студент групи КН-21
Гламазда А. П.
Перевірив викладач:
Шпікула М.О.
Львів – 2022
1. За розміром системні плати бувають різними. Існує кілька стандартів, які прийнято називати форм-фактором материнської плати. Крім розмірів, форм-фактор передбачає певну схему розташування місць кріплення плати, інтерфейсів шин, портів вводу-виводу, сокету процесора, роз'єм для підключення блоку живлення та слотів установки модулів ОЗП.
Відомі такі форм-фактори материнських плат: Baby-AT, Mini-ATX, AT, LPX, АТХ, microATX, Flex-АТХ, NLX, WTX, CEB, Mini-ITX, Nano-ITX , Pico-ITX, BTX, MicroBTX, PicoBTX.
Найбільш поширеними є АТХ (305 x 244 мм.), microATX (244 x 244 мм.) та mini-ITX (150 x 150 мм.).
Форм-фактор материнської плати потрібно обов’язково враховувати при виборі корпусу системного блоку.
2. системна плата містить роз'єми:
• Слоти модулів ОЗП, до яких приєднуються модулі оперативної пам'яті відповідного
• РСI-E - роз'єм для встановлення різних пристроїв. Залежно від можливостей процесора та чіпсету, таких роз'ємів на материнській платі може бути кілька, і вони можуть мати різну кількість ліній (x16, x8, x4, x1). У РСI-E x16 встановлюється відеокарта. У РСI-E з меншою кількістю ліній встановлюються інші пристрої (мережева карта, звукова карта, W-Fi та ін.).
• USB- роз'єм для підключення периферійних пристроїв. Відомий усім у першу чергу як роз'єм, до якого можна підключити флешку, цифровий фотоапарат, відеокамеру, телефон та ін. Він буває кількох специфікацій: USB 1.0 (пропускна здатність до 12 Мбіт/с), USB 2.0 (до 480 Мбіт/с), USB 3.0 (до 4800 Мбіт/с), USB 3.1 (до 10 Гбіт/с), USB 3.2 ( до 20 Гбіт/с). USB 1.0 та 2.0 зовні однакові, мають 4 контакти. USB 3.0 і новіші мають вдвічі більше контактів, хоч і підтримують можливість підключення старих пристроїв, розрахованих на USB 1.0 та 2.0.
• SATA (Serial Advanced Technology Attachment – цифрове під'єднання за передовою технологією) – служить для приєднання накопичувачів інформації (жорстких дисків або SSD, оптичних приводів). Швидкість передачі залежить від ревізії SATA: 1.x - до 1,5 Гбіт/с; 2.x – до 3 Гбіт/с; 3.x – до 6 Гбіт/с.
• M.2 – роз'єм для підключення швидких накопичувачів інформації SSD. У порівнянні з запам'ятовуючими пристроями, які підключаються до роз'єму SATA, M.2 забезпечує в рази більш високу швидкість читання і запису.
• Роз'єми для підключення блоку живлення. Основний роз'єм, що живить всі компоненти (ATX), має 24 контакти. Живлення центрального процесора може мати 4 або 8 контактів (залежно від потужності процесора, на який розрахована материнська плата).
Системна плата містить ще одну важливу частину - мікросхему ПЗП (її часто називають ROM BIOS). У цій мікросхемі зберігається базова програма управління комп'ютером, звана базовою системою вводу-виводу і відома як BIOS (basic input-output system). На відміну від операційної системи та іншого програмного забезпечення, що встановлюються на жорсткий диск або SSD, BIOS доступний комп'ютеру без підключення запам'ятовуючого пристрою та інших елементів. Це програмне забезпечення визначає порядок взаємодії складових частин комп'ютера між собою. Залежно від чіпсету материнської плати та версії BIOS, його налаштуваннями можна визначити джерело завантаження комп'ютера, змінити частоту процесора, таймінги модулів оперативної пам'яті (змінивши їхню швидкодію), а також налаштування багатьох інших пристроїв, відключити окремі елементи (мережеву плату, звукову плату, Wi -Fi та ін) та багато іншого.
Комп'ютер завжди запускається та працює з урахуванням даних BIOS. Якщо мікросхему ПЗП пошкодити або внести в BIOS налаштування, які не сумісні з працездатністю системи, комп'ютер не запуститься. В останньому випадку для вирішення проблеми достатньо "обнулити" налаштування BIOS до стандартних ("заводських") параметрів. Для цього потрібно на кілька секунд вийняти з відповідного роз'єму материнської плати батарейку, що живить мікросхему ПЗП (типу CR2032, зовні схожа на монету). Обнулення BIOS також відбувається, коли ця батарея розряджається.
3. Набір мікросхем - це рама, підвіска, рульовий механізм, колеса і шини, коробка передач, карданний вал, диференціал і гальма. Шасі автомобіля є механізмом, що перетворює енергію двигуна в поступальну ходу транспортного засобу. Набір мікросхем, у свою чергу, є з'єднанням процесора з різними компонентами комп'ютера. Процесор не може взаємодіяти з пам'яттю, платою адаптера і різними пристроями без допомоги наборів мікросхем. Якщо скористатися медичною термінологією і порівняти процесор з головним мозком, то набір мікросхем системної логіки по праву займе місце хребта і центральної нервової системи.
Набір мікросхем управляє інтерфейсом або з'єднаннями процесора з різними компонентами комп'ютера. Тому він визначає кінець кінцем тип і швидкодію використовуваного процесора, робочу частоту шини, швидкість, тип і об'єм пам'яті. По суті, набір мікросхем відноситься до числа найважливіших компонентів системи, навіть, напевно, важливіших, ніж процесор. Іноді доводиться бачити системи з потужними процесорами, які програвали в швидкодії системам, що містять процесори меншої частоти, але більш функціональні набори мікросхем. Під час змагань досвідчений гонщик часто перемагає не за рахунок високої швидкості, а за рахунок умілого маневрування. При компоновці системи необхідно починати в першу чергу з набору мікросхем системної логіки, оскільки саме від його вибору залежить ефективність процесора, модулів пам'яті, пристроїв вводу-виводу, а також різноманітні можливості розширення.
4. На системній платі містяться:
Сокет або гніздо центрального процесора. З допомогою контактних ніжок чи пружних контактів процесор поєднується з сокетом. Здебільшого передбачається можливість заміни процесорів, проте зрідка центральний процесор припаюється до плати (BGA).
Мікросхема BIOS, призначена для забезпечення первинної роботи комп'ютера. Вона містить інформацію про підключені пристрої, режими їхньої роботи, та надає користувачеві через графічний інтерфейс на моніторі змогу змінювати конфігурацію обладнання. Батарея, що міститься поруч, забезпечує живлення годинника, котрий слугує для синхронізації пристроїв і забезпечує зручність користування комп'ютером. Наприклад, він визначає системний час і термін, впродовж якого користувач має змогу увійти в керування BIOS.
Слоти модулів оперативної пам'яті. Модулі форм-фактору DIMM типу SDRAM, такі як DDR, DDR2 і новіші (слоти різні для кожного типу пам'яті). Найчастіше їх 3-4, хоча на компактних платах можна зустріти тільки 1 або 2 таких слоти;
Роз'єм відеокарти. Спеціалізований рознім типу AGP або “широкий” PCI-Express слугує передусім для установки відеокарти. Також зустрічаються і системні плати без таких слотів - їхні чипсети мають вбудоване графічне ядро, і зовнішня графічна карта для них необов'язкова. В останньому випадку відеокарта використовує частину оперативної пам'яті, а не окрему відеопам'ять;
Слоти розширення стандартів PCI або PCI-Express (раніше використовувалися слоти ISA). Через них під'єднуються SSD-накопичувачі, контролери USB, WiFi-карти;
Інтерфейси Serial ATA (раніше IDE) для під'єднання дискових накопичувачів - твердих дисків і оптичних приводів. Також там може знаходитися роз'єм для floppy-дисковода (3,5" дискети). Всі дискові накопичувачі підключаються до системної плати за допомогою спеціальних кабелів, які в розмовній мові називають «шлейфами»;
Роз'єми живлення (основні два типи — 24-контактний ATX і 4-контактний ATX12V для додаткової лінії +12 V) і дво-, три- або чотирифазний модуль регулювання напруги VRM (Voltage Regulation Module), що складається з силових транзисторів, дроселів і конденсаторів. Цей модуль перетворює, стабілізує і фільтрує напругу, що подається від блоку живлення;
Задня панель з роз'ємами для підключення додаткових зовнішніх пристроїв — монітора, клавіатури і миші, мережевих-, аудіо- і USB-пристроїв тощо. Часто комплектується заглушкою, що закриває невикористовуваний простір між роз'ємами і корпусом;
Окрім перелічених слотів і роз'ємів, на будь-якій системній платі є велика кількість допоміжних джамперів (перемичок) і роз'ємів: це можуть бути і контакти для підключення системного динаміка, кнопок і індикаторів на передній панелі корпусу, і роз'єми для підключення вентиляторів, і контактні колодки для підключення додаткових аудіороз'ємів і роз'ємів USB і FireWire.
5. Так як у мене ноутбук, моя материнська плата називається відповідно назві комп’ютера HP Pavilion Gaming Laptop 17-cd0xxx. Тип шини пам’яті - DDR4 SDRAM, ширина цієї шини 128 біт, реальна частота – 1333 МГц, пропускна здатність – 42667Мб/с.
Висновки: Материнська плата – це основний компонент комп’ютера, саме тому вона так і називається. Вона поєднує в сі інші не менш важливі складові в одну систему.
Список використаних джерел:
1) https://sites.google.com/site/materinskiplati/harakteristika-materinskih-plat
2) www.chaynikam.info
3) studfile.net
4) uk.wikipedia.org
5) vidpoviday.com