Chipset

Наступний найважливіший компонент, на якому ми зупинимося - так званий набір мікросхем абоchipset, на базі якого будується материнська плата. Чіпсет - найбільші (після процесора) мікросхеми в комп'ютері, і найбільші з припаяних до материнської плати. Які функції виконує чіпсет? Чіпсет забезпечує зв'язок між основними вузлами, розташованими на материнській платі, в першу чергу між процесором і пам'яттю. Тому, природно, від чіпсета так само залежить продуктивність комп'ютера в цілому, оскільки якщо, наприклад, чіпсет повільно працює з пам'яттю, то і система працює повільніше, ніж система з тим же процесором і пам'яттю, але іншим, більш швидше працюючим з пам'яттю чіпсетом.

Але функція скріплення всіх компонентів в єдину систему не єдина функція чіпсета. Крім того, сучасний чіпсет містить цілий ряд основних, базових контроллерів різних пристроїв, що підключаються до материнської плати. Наприклад: практично до будь-якого комп'ютера підключають дисковод для гнучких магнітних дисків (дискет). Навіщо купувати для підключення дисковода окрему плату контроллера дисковода, якщо контроллер можна інтегрувати в чіпсет. Зрозуміло, собівартість інтеграції контроллера на материнську плату набагато нижче придбання окремої плати контроллера. Тому багато контроллерів і інтегрують на плату (в даному випадку в чіпсет). Які ж контроллери інтегрують?

Контроллер дисковода (його називають FDC - Floppy Disk Controller, а сам дисковод FDD - Floppy Disk Drive), до нього можна підключити 2 дисководи;

Контроллер жорсткого диска (контроллер прийнято називати IDE Controller, а жорсткий диск - HDD - Hard Disk Drive), причому вбудований в чіпсет контроллер підтримує 2 порти для підключення жорстких дисків, а до кожного порту можна підключити по 2 диски, тобто до стандартної материнської плати можна підключити до 4 жорстких дисків.

Контроллер порту принтера (ще його називають паралельний порт або LPT роrt). Як ясно з назви до цього порту підключають принтер, так само нерідко в цей порт підключають сканер.

Комунікаційні порти (2 шт.), говорять так само про послідовні порти, COM - порти. До цих портів може підключатися миша, модем (пристрій для зв'язку з іншими комп'ютерами по телефонних лініях), деякі екзотичні принтери (звичайно від мобільних комп'ютерів) і т.д.

Контроллер клавіатури і контроллер спеціального порту миші . Роз'єм такого вигляду прийнято називати PS/2. Тому говорять про PS/2 порт миші і клавіатури.

Контроллер Універсальної Послідовної Шини (USB, Universal Serial Bus). Це достатньо нова шина, і цікава тим, що дозволяє до одного порту підключити послідовно 127 пристроїв! Але, при цьому потрібно відзначити, що поточна реалізація USB в чіпсетах забезпечує надто низьку швидкість обміну з пристроями, але вже розроблена нова версія шини USB, і в 2001 році вона реалізована в чіпсетах.

Крім того, в чіпсети інтегрують і інші, наприклад відео і аудіо контроллери. Але така практика не є загальноприйнятою, оскільки, наприклад, відеоконтроллери самі різні, з різними можливостями і розкидом цін від $25 до $500! Нерідко інтеграція відеоконтроллера в чіпсет багато в чому зобов'язала користувача використовувати саме цей відеоконтроллер, а не придбавати інший. Отже, придбавши плату, в чіпсет якої вбудований (інтегрований) відеоконтроллер, користувач виявляється обмежений в можливості його заміни, що, зрозуміло, далеко не завжди добре. Те ж можна, хоча і у меншій мірі, сказати і про аудіо контроллер. З другого боку, перераховані вище контроллери, вбудовані в чіпсет багато в чому стандартні, і не будь вони інтегровані, всі користувачі б купили за одну ціну однакові контроллери, а ми вже говорили про те, що інтегрований на плату контроллер дешевший. Тобто стандартні контроллери інтегрують завжди у всі чіпсеты, а інші, такі як відео, аудіо і ін. - не у всі чіпсети (і такі чіпсети називаються інтегрованими).

Звичайно чіпсет складається з декількох мікросхем, частіше всього з двох. Ці мікросхеми прийнято називати мостами (bridge). Одна мікросхема забезпечує зв'язок компонентів системної плати, її звичайно називають Північним мостом (North bridge), інша мікросхема називається Південним мостом (South bridge), вона відповідальна в першу чергу за інтегровані в чіпсет контроллери. Бувають і інші назви мікросхем чипсета (Hub, хаб, але про це як не будь пізніше). Бувають чіпсети, які складаються з 1, 3, 4 мікросхем.

Від чипсета, на базі якого побудована материнська плата, залежать всі можливості, які плата надає. Зокрема тип процесора, що використовується, тип і кількість оперативної пам'яті залежать в першу чергу від чіпсета. Отже, ясно, що чіпсет є як би серцем материнської плати, і, безумовно, найважливішим її компонентом.

BIOS

Також важливим компонентом материнської плати є мікросхемаBIOS (Basic Input Output-System, базова система введення-виведення). Ця мікросхема є пам'яттю, але не оперативною, а, навпаки, постійною. В цій мікросхемі записана програма, яка забезпечує початковий старт комп'ютера. Ця програма і називається BIOS. (На ім'я цієї програми і саму мікросхему також іноді називають BIOS). Річ у тому, що комп'ютер, взагалі кажучи, лише купа заліза і пластику. І примусити цю купу що-небудь робити може лише програмне забезпечення. І в цій мікросхемі якраз записана програма, яка забезпечує початковий страт комп'ютера.

Умомент старту комп'ютера в першу чергу починає виконуватися вміст мікросхеми постійної пам'яті, власне програма BIOS. Ця програма забезпечує процедуру старту машини, перевірки, ініціалізації і настройки всіх її вузлів, а потім передає управління операційній системі. Природно, якщо мікросхема пошкоджена, або програма BIOS стерта, або мікросхема витягнута з плати, то комп'ютер у принципі не може запуститися. Але якщо обережно витягнути мікросхему з працюючого комп'ютера, то він продовжує працювати. Для зберігання BIOS застосовуються різні типи мікросхем. Найстаріші мікросхеми - так звані "однократні". В цю мікросхему в заводських умовах одного разу записується інформація, а потім вона не може бути ні стерта, ні змінена. Потім стали застосовувати мікросхеми з ультрафіолетовим стиранням. В таку мікросхему записують дані на спеціальному пристрої, званому програматором, стирання можливо при опромінюванні мікросхеми ультрафіолетом через спеціальне вікно - отвір в корпусі. Потім знову можливий запис на програматорі. Але сьогодні в першу чергу застосовують так звані flash мікросхеми. Вони дозволяють як електричне стирання, так і електричне програмування. Сучасні материнські плати мають все для того, щоб перепрограмувати мікросхему BIOS самостійно, без її витягання. Про перепрограмувавання BIOS, а також про тонкість і нюанси цієї небезпечної для машини процедури (нагадаю: не працює BIOS - машина не запускається) ми поговоримо пізніше. При початковому старті комп'ютера і початковій ініціалізації пристроїв є цілий ряд параметрів, якими BIOS необхідно користуватися. Найбільш інтуїтивно зрозумілі параметри: системний час і дата. Адже користувач не вводить їх самостійно при кожному включенні комп'ютера (хоча на старих машинах так бувало). Окрім цих є безліч інших параметрів, необхідних для початкового старту машини і які користувач може міняти.

Де ж зберігаються значення цих параметрів? Природно, в спеціально відведеній для цієї мети пам'яті, званій CMOS. Мікросхема пам'яті CMOS має місткість 2-4 кб і розташовується на материнській платі. Ця пам'ять не є енергозалежною і живиться від розташованої на платі батареї.