ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.08.2024
Просмотров: 13
Скачиваний: 0
Тема 2.11: Материнська плата: інтегровані пристрої та сервісні компоненти. Загальне розташування елементів та характеристики материнської плати. BIOS.
Мета: Ознайомити з інтегрованими пристроями та сервісними компонентами, дати поняття про загальне розташування елементів та характеристики материнської плати, ознайомити з призначенням та принципами роботи BIOS.
Перелік питань для вивчення.
1.Інтегровані пристрої материнської плати.
2.Сервісні компоненти материнської плати.
3.Загальне розташування елементів материнської плати.
4.Характеристики материнської плати.
5.Призначення та основні підпрограми BIOS.
6.Основні налаштування BIOS.
1. Інтегровані пристрої материнської плати.
Cучасні системні плати мають багато вбудованих пристроїв, які раніше були реалізовані у вигляді окремих додаткових плат.
Більшість таких пристроїв виконані у вигляді контроллерів і кодеків – невеликих мікросхем, які входять до складу чіпсета.
Звук. Вбудований звук вважається обов'язковим компонентом будь-якої системної плати. Найчастіше за звук відповідає невелика мікросхема-кодек. Вона бере на себе частину роботи по перетворенню звукових сигналів. При цьому велика частина роботи зі звуком лягає на централь-
ний процесор.
Мережа. Більшість сучасних ПК об'єднані в мережі. Отже, контроллер для підключення
локальної мережі повинен бути обов'язково. Старі системні плати оснащені 10/100-мегабітним
контроллером. Сучасний варіант - Gigabyte Ethernet – реалізує передачу даних зі швидкістю до 1 Гбіт/с. Але ця швидкість реалізується тільки в тому випадку, якщо всі комп'ютери мережі оснаще-
ні такими контроллерами.
Графіка. В багатьох чіпсетах та сучасних процесорах є також вбудована відеосистема (за-
міна відеокарти). ЇЇ потужність цілком достатня для звичайної, двовимірної графіки. А в ряді ви-
падків «вбудована» відеоплата може конкурувати і з окремою відеоплатою нижчого цінового кла-
су. Це добрий варіант для покупців офісних і домашніх комп'ютерів, для яких великі ігрові можливості не дуже важливі.
Контроллер RAID. Плати, які забезпечені цим контроллером, дозволяють об'єднувати декілька жорстких дисків в єдиний «масив». Ці масиви підвищують надійність збереження або збільшують швидкість роботи з інформацією. Контроллер RAID не є стандартним, тому не варто турбуватися, якщо материнська плата їм не оснащена.
2. Сервісні компоненти материнської плати.
До сервісних компонентів материнської плати належать генератор тактової частоти та
акумуляторна батарея.
Генератор тактової частоти (тактовий генератор, System Сlock) синхронізує роботу різних компонентів комп'ютера. Мінімальний проміжок часу роботи комп’ютера, обумовлений
тактовим генератором, називають циклом. Частоту роботи тактового генератора вимірюють y
мегагерцах або гігагагерцах.
Сучасні комп'ютери мають чотири або п'ять тактових генераторів, які працюють синхронно на різних частотах. Під тактовою частотою системи розуміють частоту системної шини. Тактові частоти всіх інших компонентів комп'ютера кратні частоті системної шини.
Акумуляторна батарея забезпечує постійним електроживленням мікросхему, яка зберігає основні параметри конфігурації комп’ютера, поточний час і дату.
3. Загальне розташування елементів материнської плати.
Загальне розташування елементів материнської плати показане на рисунку 2.11.1.
4. Характеристики материнської плати.
Продуктивність роботи комп’ютера значною мірою залежить від характеристик материн-
ської плати. Ефективність роботи самої материнської плати залежить від її чіпсету.
Існують дві основних архітектури материнських плат - мостова та hub-архітектура. В мостовій архітектурі використовують «північний» та «південний» мости.
5
4
7
6
8
3
12
10
13
2
9
1 |
11 |
Рис. 2.11.1 Загальне розташуванняелементівматеринськоїплати:
1- роз’єм РСІ;
2- роз’єм PCI Express x1;
3- роз’єм PCI Express x16;
4- порти;
5- гніздоцентральногопроцесора;
6- північний міст;
7- слот оперативної пам'яті;
8– роз’єм електроживлення;
9- роз’єм АТА;
10- південний міст;
11- роз’єм Serial ATA;
12– мікросхема BIOS;
13– акумуляторна батарея.
Внаш час використовують продуктивнішу Hub-архітектуру, в якій північний міст називають
MCH (Memory Controller Hub), а
південний - ICH (I/O Controller Hub).
Основною відмінністю Hub-ар-
хітектури від мостової є наяв-
ність окремої шини зв’язку між
MCH та ICH, яка має високу пропускну здатність та зменшує навантаження на інші шини.
Отже, до основних характеристик материнської плати належать:
1)тип гнізда для підключення процесора (Socket);
2)кількість гнізд для підключення процесорів;
3)тип процесорів, які підтримує материнська плата;
4)частоти системної шини та процесора;
5)типи та кількість роз’ємів, портів і шин;
6)максимальний об’єм оперативної пам’яті, який підтримує материнська плата;
7)наявність інтегрованих компонентів.
Однією з основних характеристик материнських плат є так званий формфактор (form factor).
Формфактор – це стандарт, який визначає конструктивні особливості плати.
Найбільш розповсюдженим для сучасних материнських плат є формфактор ATX (Advanced Technology eXtended). Він був розроблений в 1995 році. Згідно даного стандарту розмір материнської плати дорівнює 305 х 244 мм. На платі вказані місця для розміщення основних елементів.
Порти винесені на бокову панель плати. Плата стандарту АТХ має 24-контактний та додатковий 4-контактний роз’єми електроживлення.
Типове компонування системи АТХ показане на рис. 2.11.2.
Також використовують плати стандарту АТХ, менші за розміром: mini-АТХ, micro-ATX та flex-ATX. Крім розмірів, вони відрізняються від плат АТХ меншою кількістю або відсутністю деяких роз’ємів.
5. BIOS.
Одним з основних елементів на материнській платі є мікросхема BIOS (Basic Input Output
System) - базова система введення-виведення.
Рис. 2.11.2 Типове компонування системи АТХ
Основне призначення BIOS:
1)тестування елементів ПК на предмет виявлення помилок (POST-тест);
2)початкове завантаження ПК;
3)збереження інформації про конфігурацію ПК (CMOS);
4)визначення нових пристроїв, підключених до ПК (технологія Plug & Play);
5)завантаження внутрішніх драйверів;
6)робота системного годинника (таймера);
7)опрацювання апаратних переривань.
Конструктивно BIOS виконано у вигляді мікросхеми постійної пам’яті, яка містить декіль-
ка підпрограм.
На даний час найчастіше використовують мікросхеми BIOS типу EEPROM (Electrically Erasable PROM) - найпопулярніший тип BIOS, який ще називають FlashROM.
Його можна багато раз перепрограмовувати (оновлювати) без спеціального обладнання. Необхідність оновлення BIOS інколи виникає при зміні апаратного забезпечення комп’ютера. Для
оновлення BIOS необхідно зайти на сайт його виробника та скачати звідти програму модифікації.
Найбільш поширеними в Україні є BIOS виробництва Award, AMI, Phoenix Technologies та
Microid Research.
Розглянемо основні підпрограми BIOS.
POST (Power-On Self Test) - підпрограма, яка здійснює тестування основних пристроїв ПК під час його початкового завантаження. У випадку виявлення фатальних помилок POST припиняє завантаження, видає звуковий сигнал через динамік та код помилки на екран монітора.
Якщо POST-тест пройдений без помилок, BIOS здійснює пошук системного диска та по-
чинає завантаження операційної системи.
CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) – це мікросхема з малим енергоспожи-
ванням, яка зберігає інформацію про конфігурацію ПК. Дані про конфігурацію можна змінити за допомогою програми CMOS Setup, яка є також частиною BIOS. Запустити CMOS Setup можна на початку завантаження ПК, натиснувши клавішу Delete або іншу клавішу в залежності від виробника BIOS. Оскільки інформація в CMOS при вимкненні живлення знищується, то мікросхема BIOS постійно живиться від спеціального акумулятора, який встановлений на материнській платі.
Від нього також живиться таймер (системний годинник).
Технологія Plug & Play. Сучасні версії BIOS використовують спеціальні підпрограми для автоматичного визначення нових зовнішніх пристроїв. Дана технологія називається стандартом
Plug & Play - “вмикай і працюй”. Це дозволяє організувати безконфліктну роботу операційної сис-
теми з мінімальною участю користувача. Практично це означає, що на материнській платі не потрібні ніякі перемички та перемикачі.
Внутрішні драйвери BIOS.
BIOS містить драйвери основних компонентів ПК (клавіатури, портів та ін.), без яких не-
можливе його початкове завантаження.
Драйвер (driver) – це спеціальна програма, яка керує роботою окремого пристрою.
Драйвери поділяються на два типи:
1)внутрішні (internal) - знаходяться в BIOS;
2)зовнішні (external) - є окремими програмами.
Апаратні переривання.
Переривання (Interrupt) - це сигнал, згідно якого процесор призупиняє виконання однієї команди для виконання іншої.
Переривання бувають:
1)апаратні – генеруються пристроями;
2)програмні - ініціюються програмним забезпеченням.
Кожне переривання має свій номер (адресу): від 0 до 20 - апаратні переривання, від 21 і вище (всього 255) - програмні. BIOS відповідає за опрацювання апаратних переривань.
6. Основні налаштування BIOS.
Основна ідея налаштування сучасних BIOS полягає в тому, що більшість основних опцій
включена в автоматичному режимі. Тобто, користувачу без необхідності в налаштуваннях BIOS
нічого змінювати не потрібно.
Незважаючи на це, необхідно розуміти основні налаштуваннях BIOS та вміти використовувати їх на практиці.
Налаштування BIOS різних материнських плат можуть відрізнятися дуже суттєво. Для їх
розуміння необхідно вивчати технічну документацію для кожної конкретної плати.
Розглянемо основні налаштування BIOS материнської плати Asus.
Основні значення параметрів BIOS можуть бути наступними:
Enabled - ввімкнено; Disabled - вимкнено;
Auto - автоматичний режим.
Розглянемо основні меню та опції програми CMOS Setup:
а) меню MAIN - основні налаштування:
System Time - установка часу. System Date - установка дати.
Legacy Diskette A - тип дисководу для гнучких дисків. Найчастіше використовують параметр 1.44M, 3.5". Якщо дисковод відсутній, вибирається пункт Disabled.
Language – мова інтерфейсу.
Далі йде перелік роз’ємів SATA з описом пристроїв, які до них підключені. Для кожного
пристрою можна змінювати такі налаштування:
Type - тип підключеного пристрою (ARMD - ATAPI Removable Media Device – дисковод для гнучких дисків, магнітооптика та інші пристрої).
LBA/Large Mode - режим адресації жорсткого диска. Для сучасних вінчестерів вибирають значення Auto.
Block (Multi-Sector Transfer) - блочний режим читання даних жорсткого диска.
PIO Mode – застарілий режим обміну данимиз жорстким диском. Краще вибрати режим Auto. DMA Mode - сучаснийрежим обміну данимиз жорстким диском. Краще вибрати режим Auto.
Smart Monitoring – ввімкнення моніторингу стану жорсткого диска.
32Bit Data Transfer – ввімкнення 32-бітного режиму обміну даними з жорстким диском.
Підменю SATA Configuration - розширені налаштування SATA-контроллера: SATA Configuration – режим роботи SATA-контроллера:
-розширений (Enhanced Mode) - сучасний режим;
-сумісний (Compatible Mode) - застарілий режим.
Сonfigure SATA as - режим роботи SATA-контроллера:
-IDE - застарілий режим (менша швидкість, але без додаткових драйверів).
-AHCI - Advanced Host Controller Interface – сучасний швидкісний режим роботи контрол-
лера SATA II (потрібні додаткові драйвери).
-RAID – підтримка RAID-масивів із декількох жорстких дисків.
Hard Disk Write Protect - заборона запису на жорсткий диск. Дана опція повинна бути
вимкнена.
SATA Detect Time Out - пауза перед першим звертанням до жорсткого диску.
Підменю System Information - загальні дані про систему:
-поточна версія та дата BIOS;
-модель, частота та індекс процесора;
-об’єм доступної оперативної пам’яті.
б) меню ADVANCED – розширені налаштування:
Підменю Jumperfree Configuration - налаштування розгону системи:
AI Overclock Tuner:
-Auto - оптимальні параметри розгону;
-Manual - ручні параметри розгону.
-N.O.S. - динамічний розгін, при якому продуктивність системи зростає при збільшенні завантаження процесора.
При виборі пункту Manual можна вручну задати наступні параметри: CPU Ratio Setting - коефіцієнт внутрішнього множення процесора.
FSB Strap to North Bridge - режим роботи північного моста в залежності від частоти системної шини.
FSB Frequency - частота системної шини.
PCIE Frequency - робоча частота шини PCI Express. Нормальне значення - 100 МГц. DRAM Frequency - частота шини пам’яті.
DRAM Command Rate - затримка під час обміну командами між контроллером пам’яті
чіпсета та пам’яттю.
DRAM Timing Control - установки параметрів роботи оперативної пам’яті.
DRAM Static Read Control – покращення роботи пам’яті. Transaction Booster - покращення роботи пам’яті.
CPU Voltage - напруга живлення ядра процесора.
CPU PLL Voltage - напруга живлення системи фазової автопідстройки частоти. FSB Termination Voltage - напруга живлення системної шини.
DRAM Voltage - напруга живлення модулів пам’яті. NB Voltage - напруга живлення компонентів чіпсета.
CPU Spread Spectrum – зменшення електромагнітного випромінювання комп’ютера за рахунок зменшення значення сигналу тактового генератора процесора.
PCIE Spread Spectrum - зменшення електромагнітного випромінювання комп’ютера за рахунок зменшення значення сигналу тактового генератора шини PCI Express.
Підменю USB Configuration - налаштування контроллера USB: USB Function – ввімкнення-вимкнення контроллера USB.
USB 2.0 Controller – ввімкнення-вимкнення контроллера USB 2.0.
USB 2.0 Controller Mode – вибір режиму роботи контроллера USB 2.0.
