Функциональная организация персонального компьютера

Материнские платы

Материнская плата (системная плата) является основным элементом системного блока. К материнской плате подключаются практически все составляющие элементы компьютера, через нее осуществляется их взаимодействие. Важной характеристикой материнской платы является количество имеющихся слотов расширения и их типы. Слотами расширения называются разъемы, в которые могут устанавливаться дополнительные устройства - контроллеры или адаптеры, называемые также картами или платами расширения (видеокарта, аудиокарта, модем и т.д.).

Существуют материнские платы, у которых все необходимые для работы компьютера элементы размещены непосредственно на плате. Это так называемые платы All In One. Однако в большинстве ПК системные платы содержат лишь основные узлы, а элементы связи с периферийными устройствами (т.е. карты расширения) вставляются в слоты.

Кроме этого на материнской плате имеется разъем для подключения блока питания, несколько разъемов для установки модулей памяти, 80-контактные разъемы для подключения накопителей с интерфейсами IDE, 7-контактные разъемы интерфейса SATA и др.

Для связи между отдельными функциональными узлами ЭВМ различные устройства должны иметь одинаковый интерфейс. Интерфейс – это средство сопряжения двух устройств, в котором все физические и логические параметры согласуются между собой. Если интерфейс является общепринятым, например, утвержденным на уровне международных соглашений, то он называется стандартным.

Материнские платы различаются по типу поддерживаемых процессоров, или по типу сокета (процессорных разъемов).

Другая характеристика материнской платы - чипсет, на базе которого она производится.

Чипсет

Основным устройством, определяющим возможности ПК, является процессор. Но для создания компьютерной системы требуются различные контроллеры, буферы адреса, данных, таймеры и т.д. В первых моделях компьютеров все эти функции реализовывались в нескольких интегральных микросхемах (чипах). Под каждый тип процессора разрабатывается и производится набор таких микросхем (чипсет). Чипсет определяет основные возможности системной платы, он является фундаментом, на базе которого строится взаимодействие процессора с памятью, видеосистемой, устройствами ввода/вывода.

Чипсет, или набор микросхем, определяет производительность локальной шины, через которую процессор общается с другими, подключаемыми к материнской плате устройствами.

Чипсет определяет типы шинных интерфейсов с дополнительными устройствами. К этим интерфейсам можно отнести шины PCI и PCI Express, и поддерживаемую еще на некоторых платах шину AGP. Встроенные в плату контроллеры портов в/в и сетевые карты определяют возможности подключения внешних устройств и сетевых подключений.

Основами современных чипсетов являются контроллеры, жаргонно называемыми «северным» и «южным» мостами. Двухчипсетовая архитектура с микросхемами северного и южного мостами является классической (однако имеются и одночиповые решения).

Микросхема «северный мост» (north bridge), в основном ориентирована на поддержку работы МП, оперативной памяти (ОП), периферийной магистрали и видеоадаптера Он является связующим звеном, контролирующим потоки данных от различных шин, т.е., позволяет процессору обмениваться данными с памятью, видеосистемой и т.д. Подключается к внешней шине ЦП.

«Южный мост» (south bridge) называют также функциональным контроллером. Он выполняет функции контроллера жестких и гибких дисков, функции контроллера шины PCI, контроллера клавиатуры, мыши, шины USB и т.п. К нему подключаются слоты расширения шин PCI и PCI Express, порты USB, IDE контроллеры, SATA дисководов, аудиоустройства.