ЗМІСТ

ВСТУП 4

Розділ 1 5

1.1.1 Заміна материнської плати 18

1.1.4 Батарейки 25

1.1.5 Системна шина 26

1.1.6 Чіпсет (Chipset) 28

1.1.7 POST Card 29

Розділ 2 35

Розділ 3 40

ВИСНОВОК 43

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 44

ВСТУП

Було обрано тему дипломної роботи «технологія монтажу та тестування материнської плати» тому що материнська плата це так мовити серце системного блоку і вона керує всією роботою комп’ютера.

Метою дипломної роботи є розповісти про материнську плату та спосіб її тестування так як вона є найбільшою деталлю всередині системного блоку. Має багато імен, серед найпоширеніших можна виділити: системна плата, мати, мама, материнка, motherboard, MB. Як вже зрозуміло з назв є головною деталлю, серцем системи, хоча скоріше можна порівняти з нервовою системою людини. Всі інші компоненти комп'ютера встановлюються на неї або підключаються до її роз'ємів. Материнська плата забезпечує взаємодію всіх компонентів, як єдиної системи, керуючи їх спільною роботою.

Дійсно, є жорсткий диск з даними, але їх обробляє процесор, а для цього вони повинні виявитися в оперативній пам'яті. Щоб користувач комп'ютера побачив результати роботи процесора, відеокарта повинна вивести їх на монітор, а дані з клавіатури і миші навпаки повинні надійти в процесор. Нарешті результати роботи треба зберегти назад на жорсткий диск комп'ютера. Координацією цієї роботи і займається материнська плата комп'ютера.

Фізично материнська плата представляє собою складну друковану плату з безліччю мікросхем. Так як всі інші пристрої підключаються до неї, вона є лімітуючим фактором при виборі інших комплектуючих або якщо вже є якісь компоненти системи, доведеться під них підбирати материнку.

Розділ 1

1.1 Материнська плата, також звана головною або системною платою (в розмовах фахівців просто "мати"), є одним з основних пристроїв в комп'ютері і забезпечує зв'язок між усіма елементами. При продажу плата часто називається не по її типу, а за типом центрального процесора, наприклад, плата для Pentium i3. Вона виготовляється зі скловолокна, причому складається з декількох листів, на які наносяться контакти (так звана друкована плата) і має багатошарову структуру. Вид плати показаний нижче.

Рисунок 1.1 Зображення материнської плати

Материнська плата кріпиться до стійки декількома гвинтами. На ній розташовуються такі основні елементи: процесор, оперативна пам'ять, набір керуючих мікросхем (чіпсет), BIOS, кеш-пам'ять, шини, слоти розширення, батарейка і інші пристрої. Крім перерахованих вище пристроїв, на платі є

роз'єми для паралельних, послідовних портів (для підключення клавіатури і миші), джерела живлення, вбудованого динаміка, індикаторів і кнопок, що знаходяться на передній панелі системного блоку. Тип материнської плати впливає на продуктивність комп'ютера і визначає ті пристрої, які можна до неї підключити.

Для передачі даних між пристроями, розташованими на материнській платі, використовуються провідники, звані шиною. Шини використовуються для передачі інформації між пристроями і можуть бути декількох видів: шина головного процесора (на якій працює процесор і кеш-пам'ять), системна шина.

Системна шина є основним джерелом передачі інформації між пристроями, що знаходяться на материнській платі і поза нею, такими, як оперативна пам'ять, процесор, клавіатура, жорсткий диск, флоппі-дисковод, клавіатура, миша і так далі. Звичайно, така взаємодія відбувається не безпосередньо, а через спеціальні пристрої, які називаються контролерами.

Так, наприклад, існує контролер для клавіатури, шини розширення (через яку відбувається обмін інформацією між зовнішніми пристроями та пристроями на материнській платі, такими як звукова плата, дисплей, сканер) та інші. Характеристики адресної шини і шини даних розглянуті при описі процесорів, а шини розширення - далі в цьому розділі.

Материнська плата має наступні основні характеристики:

Тип плати або форм-фактор, визначає розмір, роз'єми живлення материнської плати, кількість і види роз'ємів для карт розширення та ін. Нижчое вказані приблизні розміри материнських плат різних типів, так як на практиці вони можуть відрізнятися, зазвичай в меншу сторону. Крім того вказані основні типи плат, існують і інші модифікації.

ХТ (розміром 216х279 мм) введений компанією IBM в 1983 році, АТ (305х279-330 мм) введений компанією IBM в 1984 році, Baby-AT (216х254-330 мм) введений компанією IBM в 1985 році - старі формати, якими користувалися в 80ті -90е роки. Зараз не випускаються.

ATX (Advanced Technology Extended) випущений в 1995 році компанією Intel для конструкції корпусу, в якому уніфіковано розташування основних пристроїв. Для цього типу корпусу розроблена материнська плата, що носить аналогічну назву АТХ. При цьому в системному блоці розрахована циркуляція повітря, щоб охолоджувати найбільш нагріваються пристрої, крім того, кабелі раціонально розміщені, є новий тип блоку живлення, всі порти розташовані на материнській платі з виходом на задню стінку системного блоку. В даний час це найпоширеніший вид блоку. Підтримує плати розміром 305x244 мм, що мають до семи слотів розширення (PCI, PCI-E і AGP). Має 20 або 24 контактний роз'єм для підключення материнської плати до блоку живлення. Ідеальний для домашнього користувача.

mATX (microATX) випущений 1997 році компанією Intel для конструкції невеликих по висоті корпусів типу microATX, в якому уніфіковано розташування основних пристроїв. Розрахована на чотири слота розширення, в які встановлюються карти розширення PCI, PCI-E і AGP і плата має розміри 244х244 мм. Ці плати можна встановлювати в системні блоки АТХ, так як вони мають уніфіковані з форматом АТС отвори для кріплення і розташування основних компонентів. Має 20 або 24 контактний роз'єм для підключення материнської плати до блоку живлення. Зазвичай використовується в офісах.

Mini-ATX призначений для мобільних процесорів і використовується в тонких корпусах. Розмір плати 170х170 мм.

FlexATX випущений 1999 році компанією Intel. Має розмір 229х191мм, і до 3х слотів розширення. Такі плати можна встановлювати в системні блоки АТХ, так як вони мають уніфіковані з форматом АТС отвори для кріплення і розташування основних компонентів.

BTX (Balanced Technology Extended) запропонований компанією Intel в 2004 році. Ці плати мають різні розміри, наприклад, 266х325 мм, підтримують до семи слотів розширення: один - для відеокарти PCI Express x16, два - для карт PCI Express x1, і чотири - для PCI. Має зменшену висоту материнської плати з встановленим кулером. Створює прямі потоки повітря для охолодження пристроїв за рахунок установки материнської плати на ліву сторону корпусу (в АТХ -права). Забезпечує знижений рівень шуму. Має модуль теплового балансу і підтримує модуль (SRM-металева пластина, на якій кріпляться материнська плата і модуль теплового балансу). У більшість корпусів цього форм-фактора можна встановлювати і материнські плати mATX. Даний форм-фактор створювався як альтернатива АТС, але його головна перевага в тому, щоб охолодження процесорів Герасимчука критичним, так як стали випускатися менш тепловироблювальних процесора (або менш енергоємні).

mBTX (microBTX) випущений в 2004 році компанією Intel, призначений для материнських плат форм-фактора mBTX, розміром 266.7х264.16 мм, підтримують чотири слота розширення: один PCI Express x16, два - PCI Express x1 і один для PCI. Як і в BTX-корпусі мають модуль теплового балансу і підтримує модуль. Використовують ефективну схему відведення тепла.

ЕATX (Extended ATX) призначений для материнських плат форм-фактора ЕATX з розмірами до 304.8x330.2 мм і великою кількістю слотів розширення. Використовуються в основному для серверів. У більшість

ЕATX-корпусів можна встановлювати і материнські плати форм-фактора ATX.

Mini-ITX призначений для блоків з невеликими розмірами (170х170 мм), малим енергоспоживанням і низьким тепловиділенням, що дозволяє використовувати пасивну систему охолодження. Використовуються в тонких клієнтах (комп'ютер, пов'язаний з сервером, велика частина обробки у якого проводиться не на самому комп'ютері, а на сервері), у яких мало пристроїв. Якщо є твердотільний жорсткий диск, то комп'ютер практично безшумний.

Nano-ITX призначений для блоків з невеликими розмірами (120х120 мм), малим енергоспоживанням і низьким тепловиділенням, що дозволяє використовувати пасивну систему охолодження. Використовуються в тонких клієнтах (комп'ютер, пов'язаний з сервером, велика частина обробки у якого проводиться не на самому комп'ютері, а на сервері), у яких мало пристроїв. Якщо є твердотільний жорсткий диск, то комп'ютер практично безшумний.

Pico-ITX застосовується для блоків з невеликими розмірами (100х72 мм), малим енергоспоживанням і низьким тепловиділенням, що дозволяє використовувати пасивну систему охолодження. Використовуються в тонких клієнтах (комп'ютер, пов'язаний з сервером, велика частина обробки у якого проводиться не на самому комп'ютері, а на сервері), у яких мало пристроїв. Якщо є твердотільний жорсткий диск, то комп'ютер практично безшумний.

LPX в даний час застарів. Використовувався для низькопрофільних корпусів, має розміри 229х279-330. Замість того, щоб вставляти карти розширення в материнську плату, була спеціальна плата, що вставляється в спеціальний роз'єм на материнській карті, в яку вставлялися інші карти розширення.

Є й інші види форм-факторів материнських плат, наприклад, для домашніх і офісних комп'ютерів: Mini-LPX (203-229x254-279), NLX, SSI CEB

(305-267), DTX (200x244), mini-DTX (170x200) , PicoBTX (203-267), WTX (356x426), Ultra ATX (244x367), старі - Babysize (221х330), Halfsize (218х244 для 386, 486 процесорів), Fullsize (356х304), Full AT (305х350), Halfsize (244х218).

Вбудовувані (центральний процесор вбудований або упаяний в материнську плату): UTX (88x108), ETX (95x125), XTX (95х125), COM Express (55x125 або 110x155), CoreExpress (58x65), nanoETXexpress (55x84).

Для серверів: SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay) розміром 305x259 мм, SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay) - 305x259 мм, WTX (356x426), EATX (305x330).

Ці плати можуть мати різні розміри, наприклад, АТХ може бути 212х305, 190х305, 192х304, 268х304, 180х305, 203х305, 204х305 210х305, і т.д. Тому для різних плат вказані приблизні розміри, які можуть широко варіюватися.

Рисунок 1.2 Розташування входів і виходів на платі

Харчування материнської плати залежить від типу роз'єму від блоку живлення, наприклад 24 + 4, то є два роз'єми, один на 24 виведення, другий на 4. Чи можуть бути роз'єми: 24 + 4,24 + 4 + 4, 24 + 8 + 4, 24 + 8 + 4 + 4 pin. На малюнку вище показаний роз'єм, який має 20 гнізд для підключення материнської плати і на малюнку нижче додатковий 4-контактний роз'єм. Таким чином на материнській платі і на тому ж малюнках є роз'єм типу 20 + 4.

Рисунок 1.3 Розташування на платі

Гніздо процесора вказує вид роз'єму, в який вставляється процесор, наприклад, LGA 775. Число вказує число контактів роз'єму. Якщо у процесора є інше число роз'ємів, наприклад, LGA 1155, то дана материнська

плата не підходить під цей процесор. Материнські плати для серверів можуть мати від 1 до 4 таких роз'ємів. На домашніх комп'ютерах присутній один роз'єм.

Підтримувані процесори. Як правило, в описі материнської плати вказуються види процесорів, які можна встановити на дану материнську плату. Однак на сайтах компаній, що продають комплектуючі, практично не вказуються ці типи, так як їх зазвичай багато. Рекомендується зайти на сайт виробника і переглянути документацію на плату. Деяку інформацію можна знайти далі в розділі про центральний процесор.

Число слотів і їх вигляд для оперативної пам'яті (як правило, від 2 до 4. Для серверів може бути до 16). В даний час материнська плата може підтримувати пам'ять виду: DDR, DDR2 і DDR3 (для мобільних пристроїв може бути SO DDR, для серверів DDR2 FB-DIMM). DDR має роз'єм з 184 штирями, DDR2 з 240 штирями, DDR3 з 240 штирями. Незважаючи на однакову кількість штирів, в роз'єм для DDR2 можна вставити DDR3 і навпаки, так як вони мають різний ключ (тобто, виїмка в планці розташована в різних місцях, тому інший модуль вставити в роз'єм не вийде). Але деякі плати містять слоти двох різних видів (DDR і DDR2, DDR2 і DDR3). Якщо материнська плата підтримує частоту роботи оперативної пам'яті 800 Мгц, а пам'ять підтримує 1066 МГц, то буде використовуватися менше значення (800 МГц). Тому потрібно дивитися яку частоту підтримує материнська плата (від 133 до 2 600 мегагерц). Крім того вказується максимальний обсяг оперативної пам'яті, який підтримує плата (наприклад, 4, 16, 32 гігабайти). Також грає роль, чи підтримується двоканальний, трьохканальний, двоканальний режим пам'яті, який збільшує вдвічі або більше, продуктивність доступу до оперативної пам'яті. Щоб отримати виграш в продуктивності, то слід встановити відповідну пам'ять на все роз'єми

(однакового обсягу і виду). Практично на всіх сучасних платах є двоканальний доступ. Може бути вказано параметр ЕСС, який збільшує надійність роботи комп'ютера, але в домашніх комп'ютерах він не використовується.

Частота системної шини. Більш докладно про цей параметр розказано в розділі про центральні процесори. Якщо є шина HyperTransport або QuickPath, то частота не вказується (вона більше 1 ГГц).

Наявність на материнській платі вбудованої відеопідсистеми. На платі, в чіпсет можуть бути вбудовані деякі підсистеми, наприклад, відеосистема. В цьому випадку не потрібна відеокарта. Якщо функціонує відеосистема, то вона використовує оперативну пам'ять, про що зазначається в BIOS. Там призначається максимальний обсяг, який зазвичай менше, ніж зазначений. Відеосистема використовує оперативну пам'ять для своїх цілей, тому бажано на комп'ютер встановити більший розмір цієї пам'яті.

Вбудована відеосистема дозволяє комфортно працювати з офісними програмами, переглядом відео і великою кількістю ігор. При цьому комп'ютер дешевше, ніж в разі, коли відеосистема використовує окрему плату. Вбудована відео система повинна підтримувати технологію DirectX. Як правило, сучасні системи підтримують 10 версію, і відповідно більш ранні версії. Однак починають випускатися гри з версією 11. Якщо підтримується 10 версія, а потрібно 11, то програма все одно буде працювати, але фактура в грі буде більш грубою. Для абсолютної більшості інших програм (НЕ ігор), цей параметр не суттєвий.

Наявність на платі вбудованої аудіосистеми. В цьому випадку не обов'язково мати аудіокарту. Для аудіосистеми вказується чіпсет, який визначає можливості цієї підсистеми. Як правило, він не є високопродуктивним, але для офісних програм і нескладних ігор достатній. Зустрічаються і високопродуктивні відеопідсистеми. Якщо їх можливості не задовольняють, то ці карти можна додатково встановити. У цьому випадку через BIOS потрібно відключити вбудовані підсистеми.

Існує кілька видів вбудованих аудіосистем:

AC'97 - підтримує 16ті бітовий звук з частотою дискретизації 48 кГц, об'ємний звук за стандартом 5.1 (тобто, п'ять каналів на колонікі і один канал на сабвуфер);

HDA (High Definition Audio - звук високого дозволу) підтримує 32ті бітовий звук з частотою дискретизації до 192 кГц, об'ємний звук за стандартами 5.1 і 7.1;

DSP (Digital Signal Processor -цифровий сигнальний процесор) є більш високоякісною системою, в порівнянні з попередніми, так як знаходиться в окремій мікросхемі на материнській платі.

Слотів PCI вказує кількість встановлюваних роз'ємів PCI, в які вставляються карти з підсистемами (наприклад, аудіо, відеозахвату, Eternet, модем та інше).

Слотів PCI-E x16 використовується, як правило, для високо потребуючих систем, в основному, відеокарт. Якщо встановлено кілька таких роз'ємів, то можна встановити кілька відеокарт, які будуть працювати спільно (режим SLI, CrossFire).

Можуть бути також встановлені роз'єми PCI-E x1, PCI-E x2, PCI-E x4, PCI-E х8, PCI-E x12, PCI-E х32 Швидкість передачі даних у них в одну сторону версії 2.0: 4 Гбіт / сек ( PCI-E x1), 8 Гбіт / сек (PCI-E x2), 16 Гбіт / сек (PCI-E x4), 32 Гбіт / сек (PCI-E х8), 48 Гбіт / сек (PCI-E x12), 64 Гбіт / сек (PCI-E х16), 128 Гбіт / сек (PCI-E x32). При передачі даних в обох напрямках число передачі даних збільшується вдвічі.

Рисунок 1.4 Розташування слотів

Дискові контролери вказує, які роз'єми для дискових накопичувачів (внутрішніх жорстких дисків і DVD накопичувачів) встановлюються на материнській платі. Можуть бути: IDE (застарілий роз'єм для внутрішніх жорстких дисків), FDD (застарілий роз'єм для гнучких дисків), SATA (сучасний роз'єм для внутрішніх жорстких дисків і DVD-накопичувачів).

Швидкість передачі даних через інтерфейс SATAII становить 3 Гб / с. Роз'єми на задній панелі вказує роз'єми, які знаходяться на материнській платі, але їх роз'єми виведені на задню панель. Як правило, є роз'єми USB (зазвичай версії 2.0, але з'являються і 3.0), відео (VGA або DMI), PS / 2 (для підключення миші зеленого кольору і клавіатури фіолетового кольору), Паралельний порт або LPT (застарів), Послідовний порт або COM (застарів), мережевий інтерфейс Ethrnet для підключення до локальної мережі (RJ-45), аудіо роз'єми, якщо автомобіль обладнаний вбудованою аудіосистема (роз'єм підключення навушників, мікрофона, лінійний вхід), Wire Fire (застосовується рідко), Може бути вихід S / PDIF для підключення багатоканальної акустичної системи, роз'єм GAME / MIDI для підключення джойстиків і синтезатора. Більш докладно про роз'єми вказано на попередній сторінці.

Наявність контролера Bluetooth, яка дозволяє працювати з бездротовою клавіатурою, мишею, з стільниковим телефоном і іншими пристроями, які підтримують цей стандарт.

Підтримка бездротового зв'язку Wi-Fi.

Версією і можливості BIOS. Основні виробники BIOS: Award, Phoenix, Ami. Можливість відновлення BIOS.

Зазвичай в комплект материнської плати входять: сама плата, диск з драйверами, кабелі, планки з додатковими роз'ємами і т.д.

Якщо центральний процесор використовує напруга менше 5 в (в старих комп'ютерах), яке подається на плату, то на ній є спеціальний перетворювач VRM (Voltage Regulator Module), який виробляє потрібну напругу для пристроїв, що підключаються до плати. При цьому напруга можна змінити за допомогою перемичок.

Під час розвитку комп'ютерної техніки з'явилося досить багато нових технологій, що дозволяють підвищити продуктивність комп'ютера. Зазначимо деякі з них:

• HyperStreaming (в перекладі - «гіперпоток»), забезпечує кращу передачу даних між пристроями материнської плати;

• CIA (CPU Intelligent Accelerator - «інтелектуальний розгін ЦП»), здійснює управління тактовою частотою процесора і системної шини в періоди, коли відбуваються зміни обчислювального навантаження на процесор;

• MIB (Memory Intelligent Booster - «інтелектуальне підвищення пропускної здатності пам'яті»), дозволяє обходитися без великої кількості буферів між центральним процесором і оперативної пам'яті при частоті шини в 800 МГц;

• DOT (Dynamic Overclocking Technology - «технологія динамічного розгону»), виконує підвищення тактової частоти центрального процесора при зростаючих потоках даних і зниження частоти його роботи під час зменшення навантаження, а також в такі періоди відбувається управління роботою вентилятора, що охолоджує. Для виконання цих функцій на системній платі знаходиться спеціальна мікросхема CoreCell, яка контролює поточні характеристики системної плати і керуюча необхідними компонентами через BIOS;

• HyperTransport двунаправленная комп'ютерна шина з малими затримками. Працює на частотах від 200 МГц до 3.2 Ггц (800Мгц, 1.4 Ггц, 2.6 Ггц, 3.2 Ггц). Шина сама визначає ширину шини, тобто, кількість даних, переданих за один такт, яка може бути від 2 до 32 біт. Є найшвидшою серед усіх інших шин.

На материнській платі знаходяться роз'єми, які виходять на задню панель системного блоку і містять роз'єми для підключення клавіатури, миші, шини USB, послідовного і паралельного порту та інші.

Крім зазначених роз'ємів, на материнській платі можуть бути і додаткові. Наприклад, якщо в плату інтегрована звукова підсистема, то присутній аудіороз'єм для підключення до передньої панелі системного блоку і додатковий аудіовхід, роз'єм ATAPI (білий). На платі можуть перебувати різного виду індикатори, наприклад, індикатор сплячого режиму, а якщо в материнську плату інтегрована підсистема роботи з мережею, то індикатор роботи з мережею. Якщо інтегрована система SCSI, то індикатор

SCSI. Також можливі роз'єми USB і IEEE 1394а-2000, якщо вони виводяться на передню панель.

В останніх платах з'явився роз'єм для послідовних жорстких дисків за стандартом SATA. Крім того, може бути роз'єм для датчика розтину кришки системного блоку і роз'єм для додаткового вентилятора (третього).

Додатково: роз'єм для живлення, роз'єм для вентилятора регулювання напруги, вентилятора оперативної пам'яті, додатковий роз'єм для індикатора харчування (їх може бути два). Також можливі - роз'єм Wake on LAN, Роз'єм Wake on Ring.

В даний час застосовується технологія: миттєва готовність ПК або STR (Suspend to RAM) ,. Це технологія дозволяє системі переходити в режим зі зниженим енергоспоживанням. При цьому оперативна пам'ять продовжує працювати, а більшість компонентів системи, в тому числі і вентиляторів, вимикається. «Прокидається» комп'ютер після отримання сигналу з мережі, модему, наприклад, для зчитування електронної пошти, після чого знову переходить в сплячий стан.