Материнская плата. Архитектура системной платы

• Название: Архитектура системной платы
• Анкор: Материнская плата
• Дата: 02.12.2021
• Размер: 194.68 Kb.
• Имя файла: 001a04ea-6939070c.docx
• Тип: Лабораторная работа; #289287

--

Лабораторная работа №3.

Тема: архитектура системной платы.

Цель работы: изучение архитектуры системной платы.

Задачи:

1. 
   Ознакомиться с понятием интерфейса;
   
2. 
   Изучить параметры системной шины;
   
3. 
   Научиться определять архитектуру системной платы;
   
4. 
   Выполнить задания по теме;
   
5. 
   Оформить отчет по лабораторной работе и представить преподавателю.
   

Краткая теория по теме:
Системная, или материнская (motherboard — MB), плата — это важнейшая часть компьютера, содержащая основные электронные компоненты машины. С помощью материнской платы осуществляется взаимодействие между большинством устройств машины.
Конструктивно системная плата представляет собой печатную плату площадью 100-150 кв. см, на которой размещается большое число различных микросхем, разъемов и других элементов. Существует две основные разновидности конструкции системной платы (СП):

1. 
   на плате жестко закреплены все необходимые для работы микросхемы — сейчас такие платы используются лишь в простейших домашних компьютерах, называемых одноплатными;
   
2. 
   непосредственно на системной плате размещается лишь минимальное количество микросхем, а все остальные компоненты объединяются при помощи системной шины и конструктивно устанавливаются на дополнительных платах (платах расширения), устанавливаемых в специальные разъемы (слоты), имеющиеся на материнской плате; компьютеры, использующие такую технологию, относятся к вычислительным системам с шинной архитектурой.
   

Современные профессиональные персональные компьютеры имеют именно шинную архитектуру. На системной плате непосредственно расположены:

1. 
   разъем для подключения микропроцессора;
   
2. 
   набор системных микросхем (чипсет, chipset), обеспечивающих работу микропроцессора и других узлов машины;
   
3. 
   микросхема постоянного запоминающего устройства, содержащего программы базовой системы ввода-вывода (basic input-output system — BIOS);
   
4. 
   микросхема энергонезависимой памяти (питается от автономного, расположенного на MB аккумулятора), по технологии изготовления называемая CMOS;
   
5. 
   микросхемы кэш-памяти 2-го уровня (если они отсутствуют на плате микропроцессора);
   
6. 
   разъемы (слоты) для подключения модулей оперативной памяти;
   
7. 
   наборы микросхем и разъемы для системных, локальных и периферийных интерфейсов;
   
8. 
   микросхемы мультимедийных устройств и т. д.
   

В качестве примера рассмотрим размещение основных компонентов на мультимедийной системной плате ТС430НХ.



Рис. 3.1. Системная плата ТС430НХ

На рисунке показаны:

1. 
   Интегральная схема звукового адаптера Yamaha OPL4-ML — звуковая карта с поддержкой табличного синтеза звука Wawe Table.
   

2. 
   Интегральная схема звукового адаптера Yamaha OPL3-SA, звуковая карта с поддержкой цифрового частотно-модулированного синтеза звука.
   

3. 
   Выход CD-ROM audio.
   

4. 
   Разъем для подключения внешнего звукового адаптера.
   

5. 
   Разъем для подключения телефонной линии.
   

6. 
   Интегральная схема стереоадаптера audio.
   

7. 
   Разъемы ввода-вывода на задней панели ПК.
   

8. 
   Последовательный порт СОМ 2.
   

9. 
   Разъем типа Socket 7 для микропроцессора.
   

10. 
    Микросхемы кэш-памяти 2-го уровня.
    

11. 
    Разъем питания материнской платы (два раздельных напряжения питания 2,8 и 3,3 В).
    
12. 
    Регулятор напряжения.
    

13. 
    Разъемы (слоты) для микросхем оперативной памяти.
    

14. 
    Разъем для подключения вентилятора микропроцессора.
    

15. 
    Разъем для подключения дисководов гибких дисков.
    

16. 
    Набор системных микросхем — чипсет 1430НХ.
    

17. 
    Разъемы передней панели.
    

18. 
    Разъем первичного канала дискового интерфейса IDE.
    

19. 
    Разъем вторичного канала дискового интерфейса IDE.
    

20. 
    Аккумулятор для системы CMOS (в том числе и для внутреннего таймера).
    

21. 
    Интегральная схема контроллера шин PCI/ISA IDE.
    

22. 
    Блок конфигурационных перемычек (джамперов).
    

23. 
    Пьезоэлектрический системный динамик.
    

24. 
    Интегральная схема контроллера ввода-вывода (для универсальной шины USB), поддерживающего интерфейсы гибких дисков, последовательных и параллельного порта, часов реального времени (таймера), контроллера клавиатуры и т. д.
    

25. 
    Видеопамять — память графики типа EDO (2 Мбайт).
    

26. 
    Видеокарта — графический контроллер S3 VIRGE, поддерживающий растровую и трехмерную графику.
    

27. 
    Разъемы шины расширения ISA.
    

28. 
    Разъем для внешних адаптеров работы с видео.
    

29. 
    Разъемы расширения локальной шины PCI.
    

От типа используемого на СП набора системных микросхем - чипсета зависят многие важные характеристики ПК. Чипсеты во многом определяют тактовую частоту шин СП, обеспечивают надлежащую работу микропроцессора, системной шины, интерфейсов взаимодействия с оперативной памятью и другими компонентами ПК. В частности, они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, микросхемы управления памятью и шиной - все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда - контроллер клавиатуры, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных микросхем.
При выборе системной платы следует учитывать:

1. 
   Микропроцессор, который может быть установлен на плате;
   

2. 
   Типоразмер системной платы (должен быть согласован с возможностями системного блока);
   

3. 
   Тактовую частоту, на которой работает системная плата;
   

4. 
   Набор основных и вспомогательных микросхем (чипсет), обеспечивающих эффективную работу ПК;
   

5. 
   Основную, локальную и периферийные шины, с которыми плата может работать, и количество слотов для них;
   

6. 
   Наличие и возможность установки кэш-памяти;
   

7. 
   Наличие разъемов для подсоединения микросхем (разъем для процессора, слоты микросхем памяти и т.д.)
   

8. 
   Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называются контроллерами.
   

В настоящее время выпускается большое число различных системных плат, отличающихся конструктивно.
Существуют различные базовые типоразмеры (форм-факторы) плат. Форм-фактор определяет не только внешние размеры системных плат, но и ряд специфических параметров, характеризующих функциональные и эксплуатационные свойства системной платы.
Задания на лабораторную работу:
Задание 1
Идентифицируйте элементы системной платы.
Задание 2
Нарисуйте схему системной платы, указав на ней основные элементы.
Задание 3
Программными средствами идентифицируйте системную плату целевого компьютера. Определите ее основные характеристики. Выделите достоинства и недостатки.
Вопросы для зачета

1. Что такое системная плата и зачем она нужна?
2. Что такое чипсет?

3. Что такое системная шина?
4. Назовите основные устройства, расположенные на системной плате.

Содержание отчета
Отчет должен содержать:

1. 
   Название работы.
   
2. 
   Цель работы.
   
3. 
   Задание и его решение.
   
4. 
   Вывод по работе.
   

Вопросы для самоконтроля

1. 
   
   Что такое системная плата и зачем она нужна?
   

2. 
   
   Что такое чипсет?
   

3. 
   
   Что такое системная шина?
   

4. 
   Назовите основные устройства, расположенные на системной плате.
   

5. 
   
   Что такое разрядность шины данных?
   

6. 
   
   Что называется адресным пространством?
   

7. 
   
   Что называется тактовой частотой МП?