Виды корпусов и блоков питания

Системная плата NLX и платы  ввода-вывода (располагающиеся, как  и в конструкции LPX, параллельно  системной) теперь легко вставляются  и вынимаются, при этом другие платы, в том числе и расположенные вертикально, остаются нетронутыми. Легче добраться и до самого процессора, который охлаждается теперь гораздо лучше, чем в системах с тесно расположенными компонентами. Поддержка плат расширения различного размера позволяет выпускать системы различных модификаций.

Стандарт NLX обеспечивает максимальную гибкость систем и самое оптимальное  использование свободного пространства. Даже самые длинные платы ввода-вывода устанавливаются без труда и  не задевают при этом никаких других системных компонентов.

 

Разъем  процессора (Slot/Socket). На системных платах, предназначенных для установки процессоров Pentium, Pentium ММХ и Суriх М2, «гнездо» — квадратной формы, с много численными дырочками под «ножки» процессора по краю рамки. Такой тип разъема носит название Socket. На платах, предназначенных для установки процессора Pentium П, а также нового процессора фирмы AMD под названием К7 вы увидите уже не квадратное гнездо, а длинный «щелевой» разъем Slot . Процессоры для Socket  можно устанавливать в Slot  через переходник , но они хуже вентилируются и, соответственно, хуже разгоняются.   На большинстве материнских плат, предназначенных для построения домашних систем, Socket  или Slot имеется в единственном экземпляре (хотя в продаже имеются и платы для построения двухпроцессорных систем).

В настоящее время наиболее распространенными разъемами для  процессоров являются: Socket-370, Socket-А (Socket-462), Socket-423, Socket-478. Разъемы Slot-1, Slot-А  и Socket-7 на современных платах почти  не встречаются.

 

Количество  и тип разъемов для плат расширения (1SА/PCI/AGP). Для подключения плат расширения (видео карт, звуковых карт, внутренних модемов и др.) необходимо иметь на плате достаточное количество разъемов (слотов) расширения соответствующего типа. ISA-разъемы постепенно исчезают из поля зрения, уже сейчас на материнской плате для Pentium I обычно не более двух таких разъемов. PCI - "стандартный" разъем для Pentium II, для этого разъема уже выпускается большинство устройств. Обычное количество PCI-разъёмов на материнской плате: 4 – 5. AGP - разъем для подключения видео карты, разгружает шину PCI от большого объема данных, передаваемых на видео карту, к тому же гораздо быстрее. На всех современных материнских платах он обязательно присутствует.

Набор микросхем (Чипсет – Chipset). Чипсет — набор контроллеров, через которые осуществляется связь процессора с другими устройствами. Это одна или несколько микросхем, таймеры, системы управления, специально разработанные для "обвязки" процессора. Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы поддерживаемых процессоров, структура и объем КЭШа, возможные сочетания типов и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность программной настройки параметров и т.п.

Функциональные  возможности ПК определяет чипсет, а от процессора зависит скорость, с которой эти функции выполняются.   На одном и том же наборе может  выпускаться несколько моделей  системных плат, от простейших до довольно сложных.

Основное требование к чипсету с точки зрения производительности - это обеспечение полной пропускной способности процессорной шины и других шин, по которым происходит передача информации. Основное требование к чипсету с точки зрения функциональности — это реализация максимального количества функций. То есть в чипсете должно реализовываться управление как можно большим количеством устройств, что способствует снижению стоимости и повышению надежности всей системы.

 Раньше чипсеты  состояли из разного количества микросхем. Сегодня в основном чипсеты состоят из двух микросхем, одна из которых называется «южным мостом» (меньшего размера), а другая, соответственно, «северным мостом» (большего размера). Это самые крупные микросхемы после процессора. В северном реализован контроллер памяти, ускоренного графического порта AGP и шины PCI. В южном — АТА (IDЕ) контроллер для жестких дисков, порты ввода-вывода и некоторые другие контроллеры. Южный мост соединяется с северным с помощью шины PCI.  Современные чипсеты выполняются по так называемой хабовой архитектуре. В хабовой архитектуре для связи между мостами используется специальная, более скоростная шина. Такое решение позволяет, во-первых, ускорить обмен данными между устройствами и процессором, а во-вторых, освободить шину PCI от обслуживания южного моста (контроллер PC1 переносится в южный мост).

 

Наличие интегрированных возможностей (видео/аудио/сеть/модем). На некоторых материнских платах интегрируют дополнительные возможности, которые обычно находятся на платах расширения. При такой интеграции повышается надежность системы (меньшее количество контактов), и плата стоит дешевле, чем материнская плата с платой расширения. Но модернизировать такую плату дороже (нет возможности сдать старую плату расширения).

 

Возможности разгона. Для эффективного разгона процессора необходима возможность менять частоту шины и напряжение питания процессора. Эти функции могут быть реализованы с помощью перемычек на плате или через настройки в BIOS. Для существенного подъема частоты шины надо иметь быструю память, способную работать на этой частоте.

 

 

 

 

МИКРОПРОЦЕССОР

 

Установка процессора на материнскую плату

Для установки  процессоров на материнскую плату  используются специальные разъемы, допускающие замену устаревшего  процессора. (Имеются также варианты установки процессоров распайкой их в гнезда. Этот вариант применяется для материнских плат мобильных компьютеров.) Все производители материнских плат поставляют свои изделия в соответствии с требованиями модернизации системы и последующей замены процессоров современными версиями.

Процессоры  вставляются в разъемы (или панели) с самозащелкивающимися гнездами (self-standing). На материнской плате смонтированы стандартные цанговые гнездовые панели (LIF, Low-Insertion-Force) или установочные панели с нулевым усилием (ZIF, Zero-Insertion-Force).

Типы  корпусов микропроцессоров.

Корпус типа PGA (Pin Grin Array) является самым распространенным. На нижней части корпуса микросхемы имеется массив штырьков, расположенных в виде решетки по строкам и столбцам. Корпус PGA вставляется в Socket  типа ZIF, которое имеет рычаг для упрощения процедуры установки и удаления чипа. Для большинства процессоров Pentium используется разновидность корпуса PGA – SPGA (Staggered PGA), где штырьки на нижней стороне чипа расположены в шахматно-мозаичном порядке. Это было сделано для того, чтобы разместить штырьки  ближе друг к другу и уменьшить занимаемую микросхемой площадь.

Корпуса МП Pentium II/III относятся к типу SECC (Single Edge Contact Cartridge) – картридж с однорядным выводом контактов разъёма.  Процессор и несколько микросхем кэш-памяти второго уровня установлены на маленькой плате. Картридж вставляется в разъём системной платы, называемый Slot .

Корпус SEP (корпус с одним процессором) является более дешевой разновидностью    корпуса SECC . В корпусе SEP нет верхней пластмассовой крышки, а также может не устанавливаться кэш-памяти второго уровня (или устанавливается меньший объём). Чаще всего в корпус SEP помещает процессоры Celeron.

Процессор Pentium III упаковывается в корпус, который называется  SECC 2. Этот корпус является разновидностью корпуса SECC. Крышка расположена с одной стороны, а с другой – непосредственно к микросхеме прикрепляется охлаждающий элемент. 

 

 

ШИНЫ

 

Шины — это физические линии и микросхемы на материнской плате, осуществляющие передачу электрических сигналов определенного функционального назначения между различными компонентами ПК. Совокупность всех шин  компьютерной системы называется системной магистралью.

Под разрядностью шины понимают количество линий, составляющих шину.

По шинам  передаются сигналы трех групп: адресные, управляющие и данные. Со- ответственно различают следующие шины.

 Шина данных. Предназначена для передачи данных между электронными модулями ПК; характеризуется разрядностью, т.е. количеством линий связи в шине.

 Шина адреса. Обеспечивает пересылку кодов адресной информации к ОЗУ или электронным модулям ПК для доступа к ячейкам памяти или устройствам ввода-вывода. Как и шина данных, характеризуется разрядностью — количеством линий в шине. (Шины, по которым одновременно передаются и данные, и адреса, называются мультиплексируемыми.)

 Шина управления. Включает линии, по которым передаются сигналы управления: обмена, запросы на прерывания, передачи управления, синхронизации и т.д.

 

Различаются системные и локальные шины.

 Системная  шина используется для передачи информации между МП и остальными компонентами ПК.

Локальная шина (ограниченная) связывает основной МП только с определенными устройствами, например с ОЗУ или с видеоконтроллером. Она работает на более высокой скорости.

 

Виды  системных шин.

Системная шина представляет из себя совокупность сигнальных линий, объединённых по их назначению (данные, адреса, управление).

Основной функцией системной шины является передача информации между базовым микропроцессором и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине так же осуществляется не только передача информации, но и адресация устройств, а также обмен специальными служебными сигналами.

Все современные  компьютеры располагают комбинированными системными шинами, например, ISA (Industry Standart Architecture - стандартная промышленная архитектура)  или EISA (Extanded Industry Standart Architecture) и PCI (Peripheral Component Interconnect). Одна из шин называется первичной системной (EISA, ISA), а другая (PCI) вторичной системной.

Системную шину условно можно разделить на шину данных, адресную и шину управления. Если важнейшей характеристикой  двух первых шин является разрядность, то применительно к третьей говорят  о количестве линий аппаратных прерываний IRQ и линий требования внешними устройствами прямого доступа к памяти DMA.

Передачей информации по системной шине управляет одно из подключённых устройств или специально выделенный для этого узел, называемый арбитром шины.

В компьютерах  используют системные шины, соответствующие модификациям ISA с частотой 8,33 Мгц и EISA с частотой 33 МГц, а так же шина PCI с частотой 66 Мгц.

Архитектура системной  шины той или иной модели системной  платы зависит от производителя  и определяется типом платформы  ПК (типом центрального процессора), применяемым набором микросхем chipset и количеством и разрядностью периферийных устройств, подключаемых к данной системной плате. Так системные шины платформы Pentium, т.е. PCI обеспечивают обмен центрального процессора с оперативной памятью 64-разрядами данных, при этом адресация данных осуществляется 32-разрядным адресом. С периферийными устройствами шина ISA поддерживает обмен 16-разрядным кодом данных и 16- разрядным адресным кодом данных, шина EISA - 32-разрядным кодом данных и 32-разрядным адресным кодом.

Виды  локальных шин.

Графическая шина AGP (Accelerated Graphics Port) помогает системной шине PCI разгрузиться от потока видеоданных. Плата графического контроллера AGP устанавливается в специальный разъем на материнской плате. Графический контроллер AGP может быть встроен также на материнскую плату. В этом случае в дальнейшем видеоподсистему нельзя будет модернизировать.

Шина AGP имеет  несколько версий. Первая версия AGP 1х обеспечивает скорость передачи до 264 Мбайт/с при тактовой частоте 66 МГц. Версия AGP 2х поддерживает скорость передачи 528 Мбайт/с на частоте 66 МГц, а AGP 4х — 1 Гбайт на частоте 133 МГц. Последняя версия шины несовместима с ранними версиями.

Шина AMR (Audio/Modem Riser) — это шина среднего быстродействия, пред- назначенная для подключения к материнской плате модемов и звуковых плат. Шина позволяет высвободить разъемы системной шины для подключения других устройств.

 

 

 

КОНТРОЛЛЕРЫ

Контроллеры предназначены для управления доступом из системы к какому-либо из устройств, а также для выполнения соответствующих операций информационного обмена. Каждое внешнее устройство имеет свой контроллер. После получения соответствующих команд от центрального процессора контроллер выполняет операции по обслуживанию внешнего устройства. Контроллеры предназначены для согласования электрических сигналов, передаваемых между компьютером и периферийными устройствами. От характеристик контроллера зависят показатели производительности устройства.

В ПК широко используются контроллеры, интегрированные (встроенные) на материнские платы. Встроенными, например, являются контроллеры клавиатуры, накопителей на жестких и гибких магнитных дисках, параллельного и последовательно портов, видеосистемы. Внешние контроллеры могут состоять из нескольких микросхем, расположенных на отдельной плате, которая устанавливается в разъем слота расширения.

Контролер управляет  своим устройством с помощью  программы- драйвера. Драйверы могут  быть интегрированы в BIOS, операционную систему или поставляться на отдельных носителях.

 

Универсальный контроллер SCSI

SCSI (Small Computer system Interface) предусматривает подключение к одному контроллеру до семи устройств, в том числе приводов CD-ROM, и обеспечивает скорость передачи данных до 20 Мб/с. SCSI является наиболее универсальным и эффективным контроллером. Однако его аппаратная реализация значительно дороже по сравнению с контроллерами накопителей IDE. Интерфейс SCSI имеет явные преимущества при работе с видео, а также при использовании привода CD-ROM в составе многозадачной операционной среды или в качестве сетевого накопителя. SCSI представляет собой системную шину, способную обеспечить работы восьми устройств. Одно из них, называемое Host-адаптером, является связующим звеном между шиной SCSI и системной шиной компьютера. Сама шина взаимодействует не непосредственно с устройствами, а со встроенными в них контроллерами. В настоящее время известно несколько стандартов на интерфейс SCSI.