Материнские платы. Системные шины

ЭВМ классифицируются на следующие типы:

1. Одноплатные, в которых все необходимые компоненты устанавливаются на материнскую плату без использования дополнительных схем.

2. Шинные, в которых материнская плата выполняет лишь минимально необходимые функции, а остальные функции выполняют, присоединяемые к ней посредством системной шины, платы расширения.

На материнской плате персонального компьютера типа IBM PC располагаются следующие основные компоненты:

- Микропроцессор, установленный в специальный разъём (слот). Как правило, на процессор устанавливается радиатор с вентилятором (кулером - cooler).

- Микросхемы внешней кэш-памяти.

- Разъёмы (слоты) для установки модулей оперативной памяти.

- Разъёмы (слоты) для установки карт расширения.

- Микросхема перепрограммируемой памяти, в которой хранятся программы BIOS (Basic Input/Output System), тестирования ПК, загрузки операционной системы, драйверы устройств, начальные установки (CMOS Setup) и т.п.

- Разъёмы для подключения накопителей HDD, FDD, CD-ROM, последовательные и параллельные порты для подключения периферийных устройств ввода-вывода.

- Набор микросхем высокой степени интеграции (chipset - чипсет) для управления обменом данными между всеми компонентами ПК.

- Аккумуляторная батарея для питания микросхемы памяти CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor – комплиментарный металло-оксидный полупроводник), в которой хранятся текущие настройки BIOS (CMOS Setup) и электронного таймера (системных часов).

На некоторые модели материнских плат фирмы-производители устанавливают микросхемы, выполняющие функции видеоадаптера, звуковой карты, сетевой карты и т.д. Эти меры приняты с целью экономии места в корпусе ПК и увеличения количества свободных слотов.

Современные вычислительные системы характеризуются:

- ростом быстродействия микропроцессоров и некоторых внешних устройств;

- появлением программ, требующих большого количества интерфейсных операций (например, обработка графики в операционной системе Windows).

В этих условиях были созданы современные типы системных шин.

Для ускорения ввода/вывода данных на видеоадаптер и увеличения производительности ПК при обработке трехмерных изображений без установки специализированных дорогостоящих двухпроцессорных видеоплат был разработан стандарт на шину AGP (Accelerated Graphics Port). Шина AGP является каналом передачи данных между видеоадаптером и оперативным запоминающим устройством.

Помимо наличия стандарта AGP особенностями современных материнских плат является наличие шин USB (Universal Serial Bus) и FireWire (IEEE 1394).

Шина USB(Universal Serial Bus). Спецификация шины USB была разработана для подключения периферийных устройств вне корпуса персонального компьютера. На новых материнских платах имеется специальный разъём для подключения концентратора USB (USB-Hub).

К компьютерам, оборудованным шиной USB, можно подключать периферийные устройства (клавиатуру, мышь, джойстик, принтер и др.), не выключая питание. Как только устройство будет подключено, автоматически осуществляется его автоконфигурирование. Все периферийные устройства при этом должны быть оборудованы разъёмом USB и подключаться к ПК через отдельный выносной блок, именуемый USB-хабом или концентратором, с помощью которого можно подключить к персональному компьютеру до 127 периферийных устройств.

Шина FireWire– это стандарт на высокоскоростную локальную последовательную шину, он является частью нового стандарта Serial SCSI (SCSI-3). Высокая скорость передачи данных (до 1 Гигабит в секунду) достигается за счет использования пакетного режима.