Основные блоки IBM PC. Внешний
вид системного блока.
Материнская плата. Типы разъёмов
на материнской плате.
Системная плата (англ. motherboard, MB, матери́нская
пла́та, также используется название англ. mainboard — главная плата; на компьютерном жаргоне —мама, мать, материнка) — это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются
основные компоненты персонального компьютера либосервера начального уровня (центральный процессор, контроллер
ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов
ввода-вывода).Именно материнская плата
объединяет и координирует работу таких
различных по своей сути и функциональности
комплектующих, как процессор, оперативная
память, платы расширения и всевозможные
накопители. Это второй по важности компонент
системного блока.
Начнем, пожалуй, с самого главного
- коннектор FRONT_PANEL, обычно он так и подписывается.
Практически все современные матери имеют
стандартный 9-пиновый коннектор, но обычно
загвоздка в том, что пук проводов, выходящий
из передней панели системного блока,
не сходится в один коннектор, а каждая
пара болтается сама по себе.
Начнем с самой главной кнопки
- Power switch (PС_ON, PWR_SW). Полярность в ее подключении
не играет никакой роли, это просто кнопка,
работающая на замыкание при нажатии.
Если АККУРАТНО пинцетом замкнуть эти
2 контакта на коннекторе FRONT_PANEL при включенном
блоке питания, то мать должна запуститься.
Под ней находится Reset switch (RESET,RESET_SW) принцип
тот-же, кнопка, замыкающая 2 контакта.
Tеперь подключим светодиоды - HDD LEAD (HDD_LD,
индикатор обращения к жесткому диску)
и POWER LEAD (PWR_LD, MSG_LD - индикатор включения\спящего
режима). Светодиод имеет определенную
полярность, если ее перепутать, он просто
не будет гореть, а байки про то, что если
их неправильно подключить, то сгорит
мать - полная чушь. Если после включения
у вас не загорелся какой-либо из индикаторов
(или оба), то нужно просто выключить компьютер
и перевернуть разъем негорящего светодиода
на 180 градусов, то есть сменить полярность
на обратную.
Динамик обычно подписывается,
как SPEAKER и стандартен практически во
всех материнских платах, 4 pin, используются
2 крайних. Динамик можно не подключать,
но если при запуске компьютера возникают
проблемы, то BIOS сообщает об этом серией
звуковых сигналов, поэтому с подключенным
динамиком будет намного проще определить
неисправность, задать вопрос на форуме.
Подробнее - ТУТ. разъем SPEAKER обычно выностися
отдельно, но искать его нужно вблизи от
FRONT_PANEL
От блока питания приходят 2 шлейфа - один 4-х пиновый
(от него питается формирователь напряжения
процессора) другой 20 или 24 pin, вставить
их неправильно практически невозможно,
но стараться не нужно, ничего хорошего
из этого не выйдет. Хочу заметить, что
в 90 процентах случаев при неподключении
процессорного питания мать не стартует,
поэтому не забывайте
отсутствие дополнительных
4-х pin на разъеме ATX как правило, на работу
матери особого влияния не оказывает,
матери, имеющие разъем 24 pin прекрасно
стартовали и работали с питателем 20 pin.
Но встречаются исключения, имейте это
ввиду. И еще один небольшой нюанс по блокам
питания. Все современные питатели не
имеют напряжения -5 вольт (20-я ножка разъема).
Для современных материнок это напряжение
не нужно, но более старые раритеты отказываются
стартовать при отсутствии данного напряжения,
так что чем старше у вас мать, тем больше
вероятность того, что она использует
шину минус 5 вольт.
Вентилятор процессорного куллера подключается
к разъему CPU_FAN, вентилятор в системном
блоке (если он есть и если дотянутся провода)
к разъему SYS_FAN, их может быть несколько.
Современные матери предпочитают вентиляторы
с отдельной регулировкой скорости (4-я
ножка), но и 3-х пиновые вентиляторы так
же будут работать, но в подавляющем большинстве
случаев они работают на полные обороты
без возможности регулировки скорости.
Хотя есть матери, умеющие регулировать
обороты на обоих типах пропеллеров, у
них в биосе можно выбрать тип - PWM (4pin),
Voltage (3pin) или AUTO (автоопределение). Разъемы
для подключения дополнительных вентиляторов
системного блока, как правило, функции
регулировки оборотов не имеют (но исключения
есть в любых правилах).
Панель FRONT_AUDIO обычно подключается одним разъемом,
так что проблем с подключением быть не
должно, за исключением пары мелких нюансов...
Нюанс первый - если вы не подключили переднюю
панель, то не забудьте поставить 2 джампера
(перемычки) на контакты 5-6 и 9-10, в противном
случае вы рискуете остаться без звука
при исправном аудиоустройстве и корректно
установленных драйверах. Схема распиновки
для HD Audio немного отличается для AC97 (ЛЮБИТЕЛИ
SКYPE, ИМЕЙТЕ ВВИДУ!!!), я лично не проверял,
но выкладываю обе схемы, я думаю, кому
нужно, тот разберется
USB - их может быть несколько, я
встречал мать с 8-ю коннекторами. Поключаются
они так: порт А 1 +5 вольт, 3 DX-, 5 DX+, 7 GND (минус,
земля). Для порта Б соответственно 2 +5
вольт, 4 DX-, 6 DX+, 8 GND. ВАЖНО!!! ЕСЛИ
ВЫ ПОДКЛЮЧАЕТЕ ПОРТЫ НЕ СТАНДАРТНЫМ РАЗЪЕМОМ,
А НАПРИМЕР, САМОДЕЛЬНЫМ, ТО БУДЬТЕ ПРЕДЕЛЬНО
ВНИМАТЕЛЬНЫ С ПОЛЯРНОСТЬЮ, НЕ ПЕРЕПУТАЙТЕ
+5 ВОЛЬТ И МИНУС, В ЛУЧШЕМ СЛУЧАЕ ВЫ РИСКУЕТЕ
ЛИШИТЬСЯ ДЕВАЙСА, ВСТАВЛЕННОГО В USB, В
ХУДШЕМ - УМРЕТ МАТЬ ВМЕСТЕ С ФЛЕШКОЙ (ЮЖНЫЙ
МОСТ). ПЕРЕД ПОДКЛЮЧЕНИЕМ ЕЩЕ РАЗ ВНИМАТЕЛЬНО
ПРОВЕРЬТЕ ПОЛЯРНОСТЬ!!! Я ВАС ПРЕДУПРЕДИЛ!!!
Для остальных интерфейсов (COM,
LPT, SPDIF_IO и т.д.) лучше купить планки с готовыми
разъемами и шлейфами, слишком много проводов
и возни. Если кто хочет поплясать с бубном,
то почитайте мануал на свою мать, там
все должно быть описано
И в конце немного о джамперах.
Их сейчас практически нет. Самый основной
(он присутствует практически везде) это CLEAR_CMOS (CLR_CMOS). Он нужен для сброса настроек
биоса к дефолтным значениям, например,
при неудачном разгоне, когда материнская
плата не может запуститься. Для обнуления
настроек нужно вытащить джампер и поставить
его в положение 2-3, подождать минуту -
две, вернуть его в изначальное положение
(1-2) и включить компьютер. Если такого
джампера на материнке нет, то можно на
несколько часов вытащить батарейку, а
потом ее вставить обратно. Обычно после
данной процедуры в большинстве случаев
происходит обнуление микросхемы CMOS (энергозависимой
памяти) с последующей загрузкой дефолтных
значений для BIOS. Есть так же материнские
платы, имеющие джампер с 2-мя контактами,
на которых НЕ СТОИТ перемычка. В таком
случае для обнуления CMOS достаточно на
несколько секунд замкнуть отверткой
эти 2 конца (или одеть на низ джампер, если
он имеется под рукой), затем снова включить
компьютер (предварительно вытянув джампер,
если вы его одевали).
Довольно часто встречается
еще один джампер, он зовется (обычно) +5v SB. Он определяет, будет ли подаваться
на клавиатуру, мышь и (как правило) на
порты USB дежурное напряжение 5 вольт, когда
компьютер выключен, но не физически из
розетки. Это сделано для того, чтобы комп
можно было включить с клавиатуры или
кликом мышки (соответствующие настройки
присутствуют в биосе). Итак, 1-2 питание
отсутствует, 2-3 присутствует в дежурном
режиме. Удобно, например, заряжать мобилу
от usb data - кабеля, не нужно включать компьютер
Микропроцессор, его характеристики
Микропроцессор — это центральный
блок персонального компьютера, предназначенный
для управления работой всех остальных
блоков и выполнения арифметических и
логических операций над информацией.
Микропроцессор выполняет
следующие основные функции:
- чтение и дешифрацию
команд из основной памяти;
- чтение данных из основной
памяти и регистров адаптеров внешних
устройств;
- прием и обработку запросов
и команд от адаптеров на обслуживание
внешних устройств;
- обработку данных и
их запись в основную память и регистры адаптеров внешних устройств;
- выработку управляющих
сигналов для всех прочих узлов и блоков
компьютера.
В состав микропроцессора
входят следующие устройства.
1. Арифметико-логическое
устройство предназначено для
выполнения всех арифметических
и логических операций над
числовой и символьной информацией.
2. Устройство управления
координирует взаимодействие различных
частей компьютера. Выполняет следующие
основные функции:
- формирует и подает
во все блоки машины в нужные моменты времени
определенные сигналы управления (управляющие
импульсы), обусловленные спецификой выполнения
различных операций;
- формирует адреса ячеек
памяти, используемых выполняемой операцией,
и передает эти адреса в соответствующие
блоки компьютера;
- получает от генератора
тактовых импульсов обратную последовательность
импульсов.
3. Микропроцессорная
память предназначена для кратковременного
хранения, записи и выдачи информации,
используемой в вычислениях непосредственно
в ближайшие такты работы машины.
Микропроцессорная память строится
на регистрах и используется
для обеспечения высокого быстродействия
компьютера, так как основная
память не всегда обеспечивает
скорость записи, поиска и считывания
информации, необходимую для эффективной
работы быстродействующего микропроцессора.
4. Интерфейсная система
микропроцессора предназначена
для связи с другими устройствами
компьютера. Включает в себя:
- внутренний интерфейс
микропроцессора;
- буферные запоминающие
регистры;
- схемы управления портами
ввода-вывода и системной шиной. (Порт
ввода-вывода — это аппаратура сопряжения,
позволяющая подключить к микропроцессору , другое устройство.)
К микропроцессору
и системной шине наряду с
типовыми внешними устройствами
могут быть подключены и дополнительные платы
с интегральными микросхемами, расширяющие
и улучшающие функциональные возможности
микропроцессора. К ним относятся математический
сопроцессор, контроллер прямого доступа
к памяти, сопроцессор ввода-вывода, контроллер
прерываний и др.
Математический сопроцессор используется для ускорения
выполнения операций над двоичными числами
с плавающей запятой, над двоично-кодированными
десятичными числами, для вычисления тригонометрических
функций. Математический сопроцессор
имеет свою систему команд и работает
параллельно с основным микропроцессором,
но под управлением последнего. В результате
происходит ускорение выполнения операций
в десятки раз. Модели микропроцессора,
начиная с МП 80486 DX, включают математический
сопроцессор в свою структуру.
Контроллер прямого
доступа к памяти освобождает
микропроцессор от прямого управления
накопителями на магнитных дисках, что
существенно повышает эффективное быстродействие
компьютера.
Сопроцессор ввода-вывода
за счет параллельной работы с микропроцессором
значительно ускоряет выполнение процедур
ввода-вывода при обслуживании нескольких
внешних устройств, освобождает микропроцессор
от обработки процедур ввода-вывода, в
том числе реализует режим прямого доступа
к памяти.
Прерывание — это временный останов
выполнения одной программы в целях оперативного
выполнения другой, в данный момент более
важной. Контроллер прерываний обслуживает
процедуры прерывания, принимает запрос
на прерывание от внешних устройств, определяет
уровень приоритета этого запроса и выдает
сигнал прерывания в микропроцессор.
Все микропроцессоры
можно разделить на группы:
- микропроцессоры типа
CISC с полным набором системы команд;
- микропроцессоры типа
RISC с усеченным набором системы команд;
- микропроцессоры типа
VLIW со сверхбольшим командным словом;
- микропроцессоры типа
MISC с минимальным набором системы команд
и весьма высоким быстродействием и др.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются:
- тактовая частота. Характеризует
быстродействие компьютера. Режим работы
процессора задается микросхемой, называемой
генератором тактовых импульсов. На выполнение
процессором каждой операции отводится
определенное количество тактов. Тактовая
частота указывает, сколько элементарных
операций выполняет микропроцессор за
одну секунду. Тактовая частота измеряется
в МГц;
- разрядность процессора
— это максимальное количество разрядов
двоичного числа, над которым одновременно
может выполняться машинная операция.
Чем больше разрядность процессора, тем
больше информации он может обрабатывать
в единицу времени и тем больше, при прочих
равных условиях, производительность
компьютера;
Внутренняя память
Внутренняя память компьютера
предназначена для оперативной обработки
данных. Она является более быстрой, чем
внешняя память, что соответствует принципу
иерархии памяти, выдвинутому в проекте
Принстонской машины. Следуя этому принципу,
можно выделить уровни иерархии и во внутренней
памяти.
Выделяют следующие виды внутренней
памяти:
оперативная. В нее помещаются программы
для выполнения и данные для работы программы,
которые используются микропроцессором.
Она обладает большим быстродействием
и является энергозависимой. Обозначается
RAM - Random Access Memory -память с произвольным доступом;
кэш-память (от англ. caсhe – тайник). Она служит буфером между RAM и микропроцессором и позволяет увеличить скорость выполнения операций, т.к. является сверхбыстродействующей. В нее помещаются данные, которые процессор получил и будет использовать в ближайшие такты своей работы. Эта память хранит копии наиболее часто используемых участков RAM. При обращении микропроцессора к памяти сначала ищутся данные в кэш-памяти, а затем, если остается необходимость, в оперативной памяти;
постоянная память - BIOS (Basic Input-Output System). В нее данные занесены при изготовлении
компьютера. Обозначается ROM - Read Only Memory. Хранит:
программы для проверки оборудования
при загрузке операционной системы;
программы начала загрузки операционной
системы;
программы по выполнению базовых
функций по обслуживанию устройств компьютера;
программу настройки конфигурации
компьютера - Setup. Позволяет установить характеристики: типы видеоконтроллера, жестких дисков и дисководов для дискет, режимы работы с RAM, запрос пароля при загрузке и т.д;
полупостоянная память - CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor). Хранит параметры конфигурации
компьютера. Обладает низким энергопотреблением,
потому не изменяется при выключении компьютера,
т.к. питается от аккумулятора;
видеопамять. Используется для хранения видеоизображения, выводимого на экран. Входит в состав видеоконтроллера.
Внутренняя память дискретна.
Элементарной (минимальной) единицей хранения
информации является бит. Он может содержать
02 или 12. Однако компьютер
при работе с памятью для размещения или
выборки данных из нее оперирует не битами,
а байтами и более крупными единицами
- словами и двойными словами. В зависимости
от класса компьютера слово - это два или
четыре байта памяти.
Для обращения к элементам памяти
они снабжаются адресами, начиная с нуля.
Максимальный адрес основной памяти определяется
функциональными возможностями того или
иного компьютера.
Внешняя память
Внешняя память - это память, предназначенная для длительного
хранения программ и данных. Целостность
содержимого ВЗУ не зависит от того, включен
или выключен компьютер
Дисковод (накопитель) - устройство записи/считывания
информации. Накопители имеют собственное
имя – буква латинского алфавита, за которой
следует двоеточие. Для подключения к
компьютеру одного или несколько дисководов
и управления их работой нужен Дисковый
контроллер
Носитель информации (носитель записи) – материальный объект,
способный хранить информацию. Информация
записывается на носитель посредством
изменения физических, химических и механических
свойств запоминающей среды
По типу доступа к
информации внешнюю память делят на два
класса:
Устройства прямого (произвольного)
доступа – время обращения к информации
не зависит от места её расположения на
носителе;
Устройство последовательного
доступа – такая зависимость существует
В состав внешней
памяти входят: 1) накопители на жестких магнитных
дисках (НЖМД); 2) накопители на гибких магнитных
дисках (НГМД); 3) накопители на магнитооптических
компакт дисках; 4) накопители на оптических
дисках (CD-ROM); 5) накопители на магнитной
ленте и др.
НГМД - накопители
на гибких магнитных дисках
- Предназначены для хранения
небольших объемов информации
- Следует оберегать от сильных
магнитных полей и нагревания
- Это носители произвольного (прямого)
доступа к информации
- Используются для переноса
данных с одного компьютера
на другой
- Для работы с информации
носитель должен быть отформатирован,
т.е. должна быть произведена магнитная
разметка диска на дорожки и секторы