Книга: Устранение неисправностей и ремонт ПК своими руками на 100%

Описание работы МП

Описание работы МП

Материнская, или системная, плата (МП, motherboard, main board, MB) – основа компьютера, на базе нее строится платформа ПК. Все взаимодействия между устройствами в системном блоке и периферийными устройствами производятся через эту главную плату, без которой компьютер работать не может. От материнской платы зависит производительность, функциональность и устойчивость работы компьютера в целом.

Технология изготовления МП построена с использованием многослойных печатных плат. Количество слоев от восьми и более. Между слоями проходят печатные металлические дорожки – проводники, соединяющие выводы электронных компонентов: микросхемы, транзисторы, резисторы, конденсаторы и др.

На МП расположен самый главный элемент – центральный процессор, выполненный в виде большой микросхемы. Также на «материнке» находится основная микросхема или набор микросхем – чипсет, который при включении ПК инициализирует центральный процессор (ЦП). В микросхеме BIOS записаны команды программы, по ней ЦП проводит тест всех периферийных устройств, подключенных к МП. После этого ПК готов к работе – исполнению команд пользовательских программ.

Выбирая МП, вы определяете поддерживаемый процессор, объем и тип оперативной памяти, используемый видеоадаптер, наличие и скорость коммуникационных портов.

На плате расположены разъемы для подключения внутренних и внешних компонентов ПК. Гнезда, предназначенные для подключения внешних устройств, выведены на торцевую планку, которая после сборки ПК оказывается на задней стенке корпуса системного блока.

Рис. 5.1. Материнская плата

Рис. 5.2. Панель для подключения внешних устройств на материнской плате

Рис. 5.3. Панель для подключения внешних устройств на задней стороне корпуса

Основным элементом материнской платы является чипсет – набор микросхем, отвечающий за связь между остальными компонентами МП. Он помогает ЦП и отвечает за обмен данными между ним, ОЗУ, устройствами, подключенными к шинам, выполняет различные функции, обеспечивающие вычисления.

Чипсет, установленный на МП, определяет: тип поддерживаемого ЦП, тип ОЗУ, стандарт видеоадаптера, поддержку USB, наличие SATA, FireWire, наличие на МП видео, аудио, сетевых возможностей.

Старайтесь приобретать МП с чипсетами Intel и NVIDIA, хотя они по цене дороже, но намного производительнее, чем такие, как VIA или SIS.

Чипсет состоит из двух микросхем, получивших названия «северный мост» и «южный мост». На некоторых МП эти две микросхемы могут быть объединены в одну и выполнены в едином корпусе. На микросхему часто устанавливается теплоотвод, причем некоторые МП имеют вентилятор, установленный на радиатор, охлаждающий эту микросхему. Поэтому периодически нужно проверять работает ли вентилятор, если он стоит на вашей МП.

Рис. 5.4. Чипсет на материнской плате

«Северный мост» связывает между собой процессор, оперативную память и видеокарту, определяет частоту системной шины, объем, тип и скорость обмена данными оперативной памяти. MCH – контроллер-концентратор памяти (Memory Controller Hub). В некоторые чипсеты может быть включена интегрированная видеоподсистема.

Микросхема обеспечивает высокоскоростные каналы связи: 6,4 Гбайт/с – между ЦП и МСН; 8 Гбайт/с – между МСН и видеоадаптером; 8,5 Гбайт/с – между МСН и ОЗУ.

«Южный мост» обеспечивает взаимосвязь ЦП и контроллера жесткого диска, а также шин PCI, USB, SATA и т. д. ICH – контроллер-концентратор ввода-вывода (I/O Controller Hub). По сравнению с «северным мостом», «южный мост» – ICH поддерживает передачу данных ввода-вывода на значительно меньших скоростях, чем каналы передачи данных между ЦП, ОЗУ и видеоадаптером. Пропускная способность порта SATA – 150 Мбайт/с, PCI – 133 Мбайт/с, USB 2.0 – 60 Мбайт/с. «Южный мост» также поддерживает функционирование встроенного звукового адаптера, интерфейса с системной BIOS и беспроводной контроллер.

К чипсетам можно отнести и микросхему Super I/O, которая соединяется с «южным мостом» и контролирует работу низкоскоростных портов: PS/2, RS 232, LPT.

На сайте компании Intel (www.intel.com/cd/products/services/emea/rus/desktop/chipsets/378138.htm) содержится информация с описанием и структурными схемами чипсетов этого производителя.

Структурные схемы чипсетов от AMD можно найти на сайте www.amd64.ru/index.php?link=2&addr=5&page=1.

Основные производители чипсетов для ПК: Intel, nVidia, AMD, VIA, SIS.

Intel производит чипсеты лишь для собственных процессоров. Для процессоров AMD основной производитель чипсетов – nVidia (производятся под торговой маркой nForce). Чипсеты VIA и SIS обычно используются в недорогих и офисных ПК. SIS в основном производит чипсеты для процессоров Intel, а компания VIA – для AMD. Системная шина (Front side bus, FSB) обеспечивает общий канал передачи данных для процессора и чипсета. Она объединяет шины ISA, USB, AGP, PCI и PCI Express, каждая из которых работает на своей частоте. Частота вторичной шины бывает как выше, так и ниже системной, причем иногда она является производной от частоты FSB, а в некоторых случаях задается индивидуально. В отличие от вида соединения точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств, используя общие дорожки проводников. Каждая шина определяет собственный набор разъемов для подключения различных устройств, плат и кабелей. Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения. Для шин USB могут использоваться хабы.

Устройства ПК, в зависимости от типа, могут подключаться к контроллерам одной из вторичных шин. Контроллер представляет собой составную часть устройства ввода-вывода, напрямую подключаемую к системной шине. Контроллеры располагаются на системной плате, также они могут конструктивно быть исполнены в виде плат расширения. Такие контроллеры – внешние – вставляются в слоты МП.

В ПК используется адресная шина – это компьютерная шина, которая позволяет ЦП взаимодействовать с устройствами, способными инициировать сеансы DMA. Основной характеристикой шины адреса является ее «ширина» в битах. Она определяет объем адресуемой памяти. Адресная шина активизирует работу всех внешних устройств по команде, поступающей с микропроцессора.

Шина данных предназначена для передачи информации (например, в виде сигналов низкого или высокого уровня) устройствам. На МП шина данных может также состоять из множества параллельно идущих через всех потребителей данных проводников. Главный параметр шины данных – «ширина» в битах. «Ширина» шины данных определяет объем информации – количество бит, которое шина может передать за один такт.

Оглавление книги