Основные компоненты

Системная плата – system board – (иногда ее еще называют материнской – motherboard, основной или главной платой – main board) является основой системного блока. Она определяет архитектуру и производительность компьютера. На ней устанавливают следующие обязательные компоненты (рис. 1):

 гнездо для центрального процессора. Для процессоров i8086-i80386 устанавливалось гнездо и для сопроцессора, для современных многопроцессорных систем также имеется несколько подобных гнезд;

 микросхема (чип) базовой системы ввода/вывода — BIOS. Это перепрограмми­руемый элемент постоянной флэш-памяти (Flash BIOS), содержимое которой можно изменить;

 гнезда модулей ОЗУ SIMM/DIMM/RIMM. Представляют собой разъемы для уста­новки модулей динамической системной оперативной памяти. Эти модули отличаются напряжением питания, разъемом, объемом, шириной строки памяти и алгоритмом (типом) доступа. Модули SIMM (модуль памяти с односторонним печатным разъемом) сейчас используются редко. Модули DIMM (модуль памяти с двусторонним разъемом) работают в режиме высокоскоростной пакетной передачи, а модули RIMM (память с широким каналом и двусторонним разъемом) поддерживают усовершенствованную пакетную передачу. Ключи (выемки) на таких модулях памяти указывают на наличие или отсутствие буфера (ключ типа DRAM) и на напряжение питания 5,0 В или 3,3 В (ключ рабочего напряжения). Для не самых новых процессоров устанавливалась также кэш-память (SRAM);

 обязательные системные средства ввода-вывода: контроллеры клавиатуры, прерываний, ПДП (DMA), таймеры, микросхема памяти CMOS RTC (микросхема памяти небольшого объема для хранения информации о конфигурации компьютера, питающаяся от батарейки при выключенном компьютере, и часы), средства управления динамиком;

  интерфейсные схемы и разъемы шин расширения, таких как PCI, ISA и AGP. В эти разъемы устанавливаются платы контроллеров периферийных устройств различного быстродействия. Устрой­ства ввода-вывода подключены к платам контроллеров;

 кварцевый генератор синхронизации;

 схема формирования сброса системы по сигналу PowerGood от блока питания или кнопки Reset;

 разъем питания. Наиболее популярны для установки в ПК блоки питания типа АТХ, которые содержат один кабель вторичного питания. Этот кабель подклю­чается к разъему на системной плате и снабжает электропитанием все контрол­леры и компоненты платы;

 схема управления блоком питания (для плат АТХ), включая аккумулятор питания, который предназначен для обеспечения работоспособности ком­понента CMOS RTC RAM при отключении напряжения питания;

 регуляторы напряжения питания (преобразователи напряжения) – VRM. Как правило, это управляемые преобразователи напряжения +5 В в более низкое, требуемое для современных низковольтных процессоров и интерфейсов;

 средства мониторинга состояния системного блока: измерители скорости вращения вентиляторов и температуры процессора и других «горячих» компонентов; измерители питающих напряжений; сигнализаторы несанкционированного доступа и т.п. Эти средства позволяют программно (через загружаемое ПО или меню CMOS Setup) снимать показания измерителей и датчиков, а также при определенной настройке вырабатывать прерывание, оповещающее о критических событиях, и даже предпринимать экстренные меры (вплоть до выключения питания при перегреве). Эти средства мониторинга присутствуют не на всех системных платах.

Кроме этих сугубо обязательных средств, на большинстве современных системных плат устанавливают и контроллеры НГМД, интерфейсы СОМ- и LPT-портов, 2-6 портов USB, пару разъемов интерфейса IDE, к которому подключаются быстродействующие уст­ройства, поддерживающие протокол АТА, например, устройства внешней памя­ти (рис. 1). Обычно эти средства называют каналами АТА. Иногда к этому набору добавляются контроллеры SCSI, FireWire (1394). Существуют и системные платы с интегрированными видео- и аудиоустройствами, адаптером локальной сети, модемом и прочими, обеспечивающими полную функциональность компьютера без всяких карт расширения.

Интегрированные системные платы позволяют сократить общее число плат компьютера и уменьшают его стоимость, но они обладают средними функциональными характеристиками. При необходимости интегрированные устройства могут быть заменены устройствами, установленными в слоты расширения, правда, иногда не все устройства системной платы можно полностью отключить. Размещение на системной плате контроллеров ATA, SCSI и графического адаптера связано с тем, что они требуют интенсивного обмена данными и в этом случае они «напрямую» (минуя дополнительные разъемы карт расширения) подключаются к шине памяти и процессора. Цель размещения других контроллеров на системной плате - сокращение общего числа плат компьютера.

ЭВМ на не интегрированной системой плате (ее еще называют «голой») более гибкая в плане модернизации, но могут возникнуть проблемы с совместимостью подключаемых компонент.

Современные системные платы исполняются на основе чипсетов (Chipset) – наборов из нескольких БИС, реализующих необходимые функции связи основных компонентов – процессора, памяти и шин расширения. От чипсета зависит, какие типы процессоров, основной и кэш-памяти можно использовать и какая производительность будет у ЭВМ. (Этому вопросу посвящена отдельная лекция.)