Лабораторна робота Вивчення будови материнської плати

СИСТЕМНА ПЛАТА (MOTHERBOARD - МАТЕРИНСЬКА ПЛАТА) На системній платі розташовані всі основні компоненти комп'ютера:
1.    Центральний процесор.
2.    Внутрішня пам’ять.
2.1.    ОЗП (оперативний запам’ятовуючий пристрій).
2.2.    ПЗП (постійний запам’ятовуючий пристрій).
2.3.    Cache-пам’ять (буферна пам’ять).
2.4.    Енергонезалежна пам’ять.
3.    Набір мікросхем системної логіки та їх компонентів.
3.1.    North Brіdge і South Brіdge.
3.2.    Мікросхема Super І/O.
3.3.    Шини.
3.4.    Слоти розширення (ISA, PCI , AGP тощо).
3.5.    Роз’єми підключення накопичувачів з інтерфейсом  ATA (вінчестера та CD-ROMa).
3.6.    Роз’єм підключення накопичувача на гнучких дисках.
3.7.    Роз’єм підключення паралельного порта (LPT).
3.8.    Роз’єми підключення послідовних портів (COM).
3.9.    Роз’єми підключення універсальних послідовних портів (USB).
4.    Акумулятор.
5.    Роз’єм підключення клавіатури (та миші).
6.    Роз’єм підключення блока живлення.
7.    Роз’єм підключення фронтальної панелі системного блока.

1. Центральний процесор (CPU - central processor unit) - "мозок" комп'ютера, він розпізнає і виконує команди і програми, що задаються комп'ютеру, зчитує і записує інформацію в пам'ять, передає команди іншим частинам комп'ютера. Від того, наскільки потужний процесор встановлений у комп'ютері, багато в чому залежить його продуктивність.

2. Внутрішня пам'ять ПК
Внутрішня пам'ять ПК складається з оперативного запам?ятовуючого при¬ст¬рою, постійного запам?ятовуючого пристрою, кеш-пам'яті (буферної пам'яті).

2.1. Оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП)
Оперативна пам’ять (ОЗП - оперативний запам’ятовуючий пристрій)
(RAM - Random Access Memory, пам'ять з довільним доступом)
Комп'ютер оснащений оперативною пам'яттю, яка кон¬струк¬тивно виконана на мікросхемах. Вона складається з певної кількості комірок пам'яті, кожна з який має свою власну адресу чи просто номер у двійковому коді. Оперативна пам'ять призначена в основному для зберігання програм і їхніх даних протягом усього часу, поки комп'ютер працює. ОЗП може бути об’ємом 1, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024 і більш Мбайт.
У якості ОЗП використовується два основних типи: статична (SRAM - Static RAM) і динамічна (DRAM - Dynamic RAM).
Конструктивно оперативна пам’ять виконуються в модулях:
SIMM (Single In line Memory Module) - модуль пам'яті з одним рядом контактів.
DIMM (Dual In line Memory Module - модуль пам'яті з двома рядами контактів) - модуль пам'яті з роздільними контактами (2 x 84), за рахунок чого збільшується розрядність або число банків пам'яті в модулі.
2.2. Кеш - пам'ять (Cache)
Cache (запас) означає швидкодіючу буферну пам'ять між процесором і основ¬ною пам'яттю. Кеш-пам’ять служить для часткової компенсації різниці в швидкості процесора і основної пам'яті – там розміщують дані, що найчастіше використовуються.

2.3. ПЗП – постійний запам’ятовуючий пристрій
(RОM – Read Only Memory, пам'ять тільки для читання)
BIOS - це Basic Input/Output System - основна система вводу/виводу, яка за¬писана в ПЗП (звідси назва ROM BIOS). Вона являє собою набір програм перевірки і обслуговування апаратури комп'ютера, і виконує роль посередника між OS і апаратурою.

2.4. Енергонезалежна пам’ять
(CMOS-пам’ять, Complementary Metal-Oxid-Semicondactor)
Різні параметри конфігурації комп'ютера, наприклад кількість і тип дискових накопичувачів, тип відеоадаптера, наявність співпроцесора і деякі інші дані, зберігаються в так званій CMOS-пам'яті. Мікросхема CMOS-пам'яті також містить звичайний електронний годинник. Щоб при відключенні живлення комп'ютера вміст CMOS-пам'яті не стирався, і годинник продовжували відраховувати час, мікросхема CMOS-пам'яті живиться від спеціального акумулятора.

3. Набори мікросхем системної логіки
3.1. North Brіdge і South Brіdge
Більшість наборів мікросхем системної логіки мають дворівневу архітектуру і складаються з двох блоків: North Brіdge і South Brіdge. Цей набір мікросхем підтримує частоту системної шини 100 МГЦ, AGP (66 МГЦ) і PCІ (33 МГЦ). Основним блоком набору мікросхем системної логіки є North Brіdge, у нього включений інтерфейс між процесором і іншою частиною системної плати. Номер на мікросхемі North Brіdge і визначає номер набору мікросхем системної логіки.
North Brіdge містить контролери кеш-пам'яті й оперативної пам'яті, інтер¬фейс між швидкодіючою шиною процесора, шиною PCІ і шиною прискореного графічного порту AGP, North Brіdge у більш сучасних наборах мікросхем системної логіки часто називається РАС (PCІ/AGP Controller).
South Brіdge - компонент у наборі мікросхем системної логіки з більш низькою швидкодією; він завжди знаходився на окремій мікросхемі. South Brіdge підключається до PCІ шини (33 МГц) і містить, інтерфейс шини ІSA (8 МГц). Крім того, звичайно вона містить дві схеми, що реалізують інтерфейс контролера твердого диска ІDE і інтерфейс USB, а також схеми, що реалізують функції пам'яті CMOS і годинника. South Brіdge містить також усі компоненти, необхідні для шини ІSA, включаючи контролер прямого доступу до пам'яті і контролер переривань.

3.2. Мікросхема Super І/O
Super І/O реалізує функції пристроїв, які у ранніх моделей системних плат розміщалися на окремих платах розширення: контролер гнучких дисків; подвійні контролери послідовного порту; контролер паралельного порту.

3.3. Шини.
Шина  (bus) – це загальний канал зв'язку, використовуваний у комп'ютері. Вона застосовується для організації взаємодії між двома і більш компонентами системи.
У комп’ютері можна виділити три шини: шина адреси, шина даних та шина управління.

3.4. Слоти розширення. Види шин архітектури ПК.
XT-Bus - шина архітектури XT - перша в сімействі IBM PC. Відносно проста, підтримує обмін 8-розрядними даними.
ISA (Industry Standard Architecture - архітектура промислового стандарту) - основна шина на комп'ютерах типу PC AT (інша назва - AT-Bus). Є розширенням XT-Bus, розрядність-16/24. Це 16-розрядна шина, що працює на частоті 8 МГЦ; уперше стала використовуватися в системах AT у 1984 році (була 8-розрядної і працювала на частоті 5 МГЦ). Була широко поширена дотепер, але з останньої специфікації РС99 виключена. Реалізується за допомогою компонента South Brіdge. Найчастіше  до цієї шини підключається мікросхема Super І/O.
PCI (Peripheral Component Interconnect - сполучення зовнішніх компонентів) – роз¬виток VLB в сторону EISA/MCA. Не сумісна ані з якими іншими, розрядність - 32/32 (розширений варіант - 64/64). Ця шина працює на частоті 33 МГЦ; використовується, починаючи із систем на базі процесорів 486. Знаходиться під керуванням контролера PCІ - частини компонента North Brіdge набору мікросхем. На системній платі встановлюються роз’єми, у які можна підключати SCSІ, мережні і відеоадаптери, а також інше устаткування, що підтримує цей інтерфейс. До шини PCІ підключається компонент South Brіdge набору мікросхем, що містить реалізації інтерфейсу ІDE і USB.
PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association - асоціація вироб¬ників плат пам'яті для персональних комп'ютерів) - зовнішня шина комп'ютерів класу NoteBook. Інша назва модуля PCMCIA - PC Card. Гранично проста, розрядність - 16/26.
Шина AGP. Ця 32-розрядна шина працює на частоті 66 МГЦ і призначена для підключення відеоадаптера. Вона підключається до компонента North Brіdge набору мікросхем системної логіки.

Хід виконання роботи:
1.    З'ясувати функціональне призначення материнської плати, процесора, пам’яті, системи живлення та системи охолодження персонального комп’ютера користуючись курсом лекцій та допоміжною літературою.
2.    Визначити основні технічні характеристики та параметри материнських плат, процесорів, пам’яті, систем живлення та систем охолодження ПК, а також їх маркірування, яке використовується для їх класифікації.
3.    Ознайомитися з усіма конструктивними елементами материнської плати та з'ясувати їх функціональне призначення.
4.    Виконати в зошиті малюнок плати з позначенням усіх наявних елементів. Занести в зошит технічні характеристики пристрою.
5.    3а допомогою викладача, або лаборанта встановити процесор (з системою охолодження) і ОЗУ на системну плату.
6.    3а допомогою викладача, або лаборанта встановити системну плату в корпус комп’ютера, під’єднати блок живлення.
7.    Ознайомитися з системою безперебійного живлення (UPS) і підключити її до ПК.
8.    Увімкнути комп'ютер та сконфігурувати його систему належним чином (при необхідності).
9.    Вимкнути комп'ютер.
10.    Навести порядок на робочому місті.

Контрольні запитання
1.    Перерахувати основні структурні компоненти материнської плати, показати їх.
2.    Типи процесорів, їх характеристики.
3.    Види внутрішньої пам’яті, їх характеристики.
4.    Системні ресурси материнської плати.
5.    Система живлення, її види.