Тема 2. Структура персонального комп’ютера

Найважливішим вузлом комп'ютера є системна плата (system board), яку іноді називають материнською (motherboard), основною або головною платою (main board). Спільно з процесором і оперативною пам'яттю вона утворює платформу, що визначає основні функціональні можливості комп'ютера і його продуктивність. Ключовий елемент системної плати – набір мікросхем системної логіки (НМСЛ), який забезпечує взаємодію інших компонентів і функціонування базових інтерфейсів. Крім НМСЛ системна плата містить базову систему вводу/виводу (BIOS), ланцюги електричного живлення компонентів, механічні елементи для монтажу в корпус. Основними параметрами системної плати є: форм-фактор; підтримуваний інтерфейс процесора; тип і максимальний об'єм підтримуваної оперативної пам'яті; підтримувані інтерфейси; тип і можливості BIOS. Як додаткові параметри чосто виступають вбудовані графічні, звукові, комунікаційні можливості. 10 Форм-фактори системних плат Існує декілька найбільш поширених форм-факторів, що враховуються при розробці системних плат. Форм-фактор (form factor) є фізичними параметрами плати і визначає тип корпусу, в якому вона може бути встановлена. Форм-фактори системних плат можуть бути стандартними (тобто взаємозамінними) або нестандартними. Нестандартні форм-фактори, на жаль, є перешкодою для модернізації комп'ютера, тому від їх використання краще відмовитися. Найбільш відомі формфактори системних плат перераховані нижче: ATX; micro-ATX; flex-ATX; mini-ITX (різновид flex-ATX); NLX; Інші: незалежні конструкції (розробки компаній Compaq, Packard Bell, Hewlett Packard, портативные/мобильные системи і так далі). За останні декілька років відбувся перехід від системних плат оригінального форм-фактора Baby AT, який використовувався в перших комп'ютерах IBM РС і XT, до плат форм-фактора ATX і NLX, використовуваним в більшості повнорозмірних настольних і вертикальних систем. Існує декілька варіантів формфактора ATX, до числа яких входять micro-ATX (зменшена версія форм-фактора ATX, використовуваного в системах малих розмірів) і flex-ATX (ще більш зменшений варіант, призначений для домашніх комп'ютерів нижчого цінового рівня). Існує також і новий форм-фактор mini-ITX, що є зменшеною версією форм-фактора flex-ATX, призначеного для систем мінімального розміру. Форм-фактор NLX призначений для корпоративних настільних систем. Сучасні форм-фактори фактично є промисловим стандартом, що гарантує сумісність кожного типу плат. Це означає, що системна плата будь-якого типу може бути замінена іншою платою того ж типу. Стисло розглянемо основні стандартні форм-фактори системних плат. Форм-фактор ATX Конструкція ATX була розроблена порівняно недавно. В даний час ATX є найбільш поширеним форм-фактором системних плат, що рекомендується для більшості нових систем [13]. 11 На рис. 2 показано, як виглядає конструкція системи ATX в настольному виконанні із знятою верхньою кришкою або у вертикальному з видаленою бічною панеллю. Рис. 2 Системна плата АТХ Зверніть увагу: системна плата практично не закривається відсіками для установки дисководів, що забезпечує вільний доступ до різних компонентів системи (процесор, модулі пам'яті, внутрішні роз'єми дисководів), не заважаючи доступу до роз'ємів шини. У цій системній платі поєднуються якнайкращі риси раніших стандартів Baby AT і LPX і закладено багато додаткових удосконалень. Наявність вбудованої подвійної панелі роз'ємів . На тильній стороні системної плати є область з роз'ємами вводу/виводу шириною 6,25 і заввишки 1,75 дюйма. Це дозволяє розташувати зовнішні роз'єми безпосередньо на платі і виключає необхідність використання кабелів, що з'эднують внутрішні роз'єми і задню панель корпусу. Наявність одноключевого внутрішнього роз'єму джерела живлення. Це спрощує заміну роз'ємів на джерелі живлення типу Baby AT. Специфікація ATX містить одноключевий роз'єм джерела живлення, яке легко вставляється і який неможливо встановити неправильно. Переміщення процесора і модулів пам'яті. Змінені місця розташування цих пристроїв: тепер вони не заважають платам розширення, і їх легко замінити новими, не виймаючи при цьому жодного зі встаБлок живлення Відсіки для установки дисководів 3,5” і 5,25” Процесор Системна плата Послідовний і паралельний роз'єми, роз'єми шини USB, миші, клавіатури, роз'єм ігрового порту і роз'єми звукової плати 12 новлених адаптерів. Процесор і модулі пам'яті розташовані поряд з джерелом живлення і обдуваються одним вентилятором, що дозволяє обійтися без спеціального вентилятора для процесора, який не завжди ефективний і часто схильний до поломок. Вдаліше розташування внутрішніх роз'ємів вводу/виводу. Ці роз'єми для накопичувачів на гнучких і жорстких дисках зміщені і знаходяться не під роз'ємами розширення або самими накопичувачами, а поряд з ними. Тому можна зменшити довжину внутрішніх кабелів до накопичувачів, а для доступу до роз'ємів не потрібно прибирати одну з плат або накопичувач. Покращуване охолоджування. Процесор і оперативна пам'ять сконструйовані і розташовані так, щоб максимально поліпшити охолоджування системи в цілому. При цьому необхідність в окремому вентиляторі для охолоджування корпусу або процесора знижується. Одна з особливостей оригінальної специфікації ATX полягала в тому, що вентилятор блоку живлення направляє потік повітря всередину корпусу. Зворотний потік або схема нагнітання повітря приводить до під-вищення тиску в корпусі, що перешкоджає проникненню грязі і пилу. Зниження вартості. Конструкція ATX не вимагає наявності гнізд кабелів до роз'ємів зовнішніх портів, що зустрічаються на системних платах Baby AT, додаткового вентилятора для процесора і 3,3 вольтного стабілізатора на системній платі. У цій конструкції використовується один єдиний роз'єм живлення. Крім того, можна укоротити внутрішні кабелі дискових накопичувачів. Все це істотно знижує вартість не тільки системної плати, але і всього комп'ютера, включаючи корпус і джерело живлення. Системна плата ATX, по суті, є конструкцією Baby AT, перевернутою на бік. Роз'єми розширення паралельні коротшій стороні і не заважають гніздам процесора, пам'яті і роз'ємам вводу/виводу (рис. 3). 13 Рис. 3 Типове розташування роз'ємів на платі АТХ і її задній панелі Окрім повнорозмірної схеми ATX, компанія Intel описала конструкцію mini-ATX, яка розміщується в такому ж корпусі: повнорозмірна плата ATX має розміри 305×244 мм (12×9,6 дюйма); плата mini-ATX - 284×208 мм (11,2×8,2 дюйма). Крім того, існує два зменшені варіанти системної плати ATX, які носять назви micro-ATX і flex-ATX.