Płyta główna - budowa i zasada działania

drukowana urządzenia elektronicznego, na której
zamontowano najważniejsze elementy urządzenia,
umożliwiająca komunikację wszystkim pozostałym
komponentom i modułom.
W komputerze na płycie głównej (ang. mainboard)
znajdują się procesor, pamięć operacyjna lub gniazda
do zainstalowania tych urządzeń oraz gniazda do
zainstalowania dodatkowych płyt zwanych kartami
rozszerzającymi (np. PCI), urządzeń składujących
(dyski twarde, napędy optyczne itp.) i zasilacza. W
niektórych konstrukcjach także innych urządzeń
zewnętrznych (port szeregowy, port równoległy, USB,
złącze klawiatury, złącze myszy).

Powró
t

Budowa

Kontrolery poszczególnych urządzeń zgrupowane są

głównie w dwóch mostkach – północnym i

południowym.
Mostek północny, podłączony bezpośrednio do

procesora przy pomocy FSB, zawiera kontroler

pamięci oraz kontroler szyny graficznej. W przypadku

zintegrowania kontrolera pamięci z procesorem

mostek ten może nie występować, wówczas

bezpośrednio do procesora podłączany jest przez

HyperTransport mostek południowy.
Mostek południowy, podłączony do mostka

północnego, może zawierać kontrolery PCI, USB,

dźwięku, Ethernetu, dysków (ATA, SATA) itp. Do niego

też zazwyczaj podłączone są dodatkowe zewnętrzne

kontrolery (np. IEEE 1394).
Na płycie głównej umieszczony jest także zegar czasu

rzeczywistego.

Powró
t

Pojęcie power

management

Pojęcie power management określa grupę

funkcji umożliwiających zarządzanie, a

przede wszystkim oszczędzanie energii

podczas pracy komputera. Głównym

założeniem systemu jest redukcja poboru

prądu przez urządzenia, które w danej

chwili nie są wykorzystywane. Konfiguracja

parametrów pracy poszczególnych

podzespołów wchodzących w skład płyty

głównej zmieniana jest poprzez BIOS i

zapamiętywana w pamięci CMOS

komputera. Ustawienia te można

zweryfikować, korzystając z programu

usługowego BIOS-u.

Powró
t

Dodatkowe informacje

Komputery klasy PC są skonstruowane tak,

aby była możliwość ich rozbudowy, dlatego
też jest tak ważne odpowiednie dobranie
płyty głównej do naszego komputera. Płyta
o małej możliwości rozbudowy, może w
przyszłości ograniczyć wymianę procesora
lub uniemożliwić rozszerzenie pamięci
operacyjnej itp. Dlatego podczas zakupu
płyty głównej powinniśmy brać pod uwagę
na możliwości rozbudowy płyty głównej.

Powró
t

Obecnie najbardziej popularnym standardem
płyt głównych jest ATX. Charakteryzuje się
zintegrowanymi z płytą wszystkimi
gniazdami wyprowadzeń. Złącza portów
szeregowych i równoległych, klawiatury,
myszy, USB czy IEEE są integralną częścią
samej płyty co zwiększa jej funkcjonalność,
ułatwia instalację i korzystnie wpływa na
ujednolicenie standardu. Poza tym płyty ATX
dzięki lepszemu rozmieszczeniu
komponentów zapewniają mniejszą plątaninę
kabli wewnątrz komputera, łatwiejszy dostęp
do modułów pamięci, a wszystkie złącza kart
rozszerzających można wykorzystać w pełnej
ich długości.

Standard ATX

Powró
t

Innym, już praktycznie niespotykanym
standardem płyt głównych jest AT lub
Baby AT. Charakterystyczną cechą płyt
głównych w tym standardzie jest sposób
organizacji gniazd portów: szeregowego
i równoległego. Gniazda te połączone są z
płytą za pomocą taśm i umieszczone
każda oddzielnie z tyłu obudowy blokując
najczęściej gniazda rozszerzeń. Poza tym
gniazdo procesora jest umieszczone na
płycie w prostej linii z gniazdami
rozszerzeń co w niektórych przypadkach
szczególnie długich kart blokuje
ich instalację.

Standard AT lub
Baby AT

Powró
t

LPX to kolejny lecz bardzo rzadko stosowany
standard. Używany jest przede wszystkim w
firmowych zestawach komputerowych
wyposażonych w różne warianty obudowy
Desktop. Małe rozmiary płyty i
odpowiadające im obudowy, były
podyktowane dążeniem producentów do jak
najniższych kosztów produkcji.
Ich podstawową cechą jest brak złączy do
kart rozszerzających, alternatywę rozbudowy
stanowiła dopiero oddzielna karta
zawierająca odpowiednie rozszerzenia do
kart. Gniazda portów szeregowych
i równoległych oraz złącza do podłączenia
myszy czy klawiatury stanowiły integralną
część samej płyty. Rozwinięciem standardu
LPX jest z kolei NLX.

Standard LPX

Powró
t

Płyta główna składa się z

elementów:

•

Gniazdo procesora

•

Chipset

•

BIOS

•

PCI

•

VLB

•

EIDE

•

Złącze napędu dyskietek

•

SIMM

•

DIMM

•

Gniazdo zasilania

•

USB

•

AGP

Powró
t

Gniazdo procesora

Na każdej płycie głównej musi być

przynajmniej jedno (a w przypadku płyt

wieloprocesorowych kilka) gniazdo

procesora.

Producenci wyposażają swoje płyty w różne

wersje gniazd umożliwiających zastosowanie

jednego z dostępnych procesorów, przy czym

rodzaj procesora często zależy także od

zainstalowanego na płycie chipsetu.

Powró
t

Rodzaje Gniazd Socket

–

Socket 5- w gnieździe tym możemy umieścić procesory

Pentium P54C. Jeżeli mamy takie gniazdo na płycie

głównej, to nie możemy zainstalować w nim procesora

Pentium MMX, a jedynie Pentium MMX Overdrive

–

Socket 7- gniazdo do którego możemy wstawić zarówno

procesory Pentium P54C, jak i Pentium P55C (MMX),

a także w większości przypadków, procesory AMD K5/K6

i Cyrix M1/M2, jednak istnienie takiej możliwości

najlepiej sprawdzić w instrukcji płyty głównej.

–

Socket 8- gniazdo to przeznaczone jest wyłącznie

dla procesorów Pentium Pro.

–

Slot 1- tak zwane złącze krawędziowe- nowy standard

montażu procesorów na płycie głównej. Przeznaczony

jest do procesora Pentium II. Po zastosowaniu

odpowiedniego adaptera można również włożyć doń

Pentium Pro, jednak tylko w przypadku chipsetu

obsługującego ten procesor.

Powró
t

CHIPSET

Chipsety są układami scalonymi

stanowiącymi integralną część płyty

głównej. Od strony funkcjonalnej chipset

składa się z wielu modułów, których

zadaniem jest integracja oraz zapewnienie

współpracy poszczególnych komponentów

komputera (procesora, dysków twardych,

monitora, klawiatury, magistrali ISA, PCI,

pamięci DRAM, SRAM i innych). Chipsetu

nie da się wymienić na nowszy, tak jak ma

to miejsce w przypadku np. procesora.

Powró
t

CHIPSET cd.

Decydując się na dany model, jesteśmy

całkowicie uzależnieni od jego parametrów, a

jedynym sposobem wymiany jest zakup nowej

płyty głównej. Konfiguracja parametrów pracy

poszczególnych podzespołów wchodzących w

skład chipsetu zmieniana jest poprzez BIOS i

zapamiętywana w pamięci CMOS komputera.

Trzon każdego chipsetu stanowi:
-kontroler CPU,
-kontroler pamięci operacyjnej RAM,
-kontroler pamięci cache,
-kontroler magistral ISA, PCI i innych.

CHIPSET cd.

Dodatkowo chipset może integrować następujące

elementy:

-kontroler IDE, SCSI, FDD i innych,
-kontroler klawiatury (KBC), przerwań IRQ,

kanałów DMA,
-układ zegara rzeczywistego (RTC),
-układy zarządzania energią (power management)-

pojęcie to ogólnie określa grupę funkcji

umożliwiających zarządzanie, a przede wszystkim

oszczędzanie energii podczas pracy komputera.

Głównym założeniem systemu jest redukcja poboru

prądu przez urządzenia, które w danej chwili są

wykorzystywane.
-kontroler układów wejścia / wyjścia: Centronix,

RS232, USB i innych,
-kontroler takich interfejsów jak: AGP, UMA,

adapterów graficznych i muzycznych.

CHIPSET cd.

Chipsetu nie da się wymienić na nowszy, tak

jak ma to miejsce w przypadku np.

procesora. Decydując się na dany model,

jesteśmy całkowicie uzależnieni od jego

parametrów, a jedynym sposobem wymiany

jest zakup nowej płyty głównej. Konfiguracja

parametrów pracy poszczególnych

podzespołów wchodzących w skład chipsetu

zmieniana jest poprzez BIOS i

zapamiętywana w pamięci CMOS komputera.

Ustawienia te możemy zweryfikować,

korzystając z programu usługowego BIOS-u.

CHIPSET cd.

Producenci chipsetów starają się, aby jak

najwięcej modułów było zawartych w

jednym fizycznym układzie (chipie). Jest to

jeden ze sposobów obniżenia kosztów

produkcji płyt głównych, co ma

bezpośredni wpływ na cenę gotowego

komputera. Liczba chipsetów wchodzących

w skład pełnej jednostki obsługującej

komputer waha się od jednego układu do

około 5-6. Poziom integracji jest ważny

jedynie dla producentów płyt głównych

ISA

ISA - Większość komputerów stosowanych

w naszym kraju, wyposażona jest w szynę

ISA. Oryginalna magistrala AT-ISA ma 16-

bitową szynę danych. Teoretyczna

maksymalna szybkość przesyłania danych

wynosi 8 MB/s (gdyż dane taktowane są

zegarem 8 MHz). W praktyce standard ISA

pozwala na traser 1.5 -1.8 MB/s. Jest to, w

porównaniu z szybkością procesora wąskie

gardło, powodujące spowolnienie pracy

komputera. Złącze ISA składa się z dwóch

sekcji: 62-stykowej i 36-stykowej

Powró
t

BIOS

BIOS - Wszystkie współczesne komputery PC

wykorzystają specjalny system obsługi

wejscia/wyjscia zwany BIOS (Basic

Input/Output System) do sterowana

funkcjami sprzętowymi. Po włączeniu

komputera do sieci (lub po wyzerowaniu),

BIOS wykonuje testy POST (Power On Sef

Test) procesora i głównych bloków

funkcyjnych płyty głównej, po czym

następuje inicjacja karty graficznej; na

ekranie pojawia się wtedy informacja o typie

kraty graficznej i systemie BIOS

zainstalowanym na płycie głównej.

Powró
t

BIOS cd.

Następnie jest wykonywany test pamięci

RAM komputera, a w dalszej kolejności

testowana i inicjalizowana jest klawiatura i

poszczególne urządzenia dołączone do

systemu (mysz, dyski elastyczne i twarde).

Rezultat sprawdzania konfiguracji

porównywany jest z zawartością pamięci

COMS (podtrzymywanej za pomocą baterii

umieszczonej na płycie głównej), w której

użytkownik umieścił informacje dotyczące

konfiguracji systemu. W przypadku

niezgodności sygnalizowany jest błąd.

PCI

Standard PCI został zaprojektowany przez

niezależne stowarzyszenie producentów

sprzętu komputerowego znane pod nazwą

Periphearl Component Interconnect Special

Group (co można przetłumaczyć jako " grupa

inicjatywna do zadań opracowania standardu

połączeń urządzeń zewnętrznych " w skrócie

PCI SIG 1).
Magistrala PCI umożliwia zarówno 32-jak i

64-bitową transmisję danych . Akceptowane

poziomy napięć wynoszą +5 lub +3.3 wolta ,

tak więc standard PCI może być stosowany

zarówno w klasycznym sprzęcie

posługującym się sygnałami o poziomie +5 V ,

jak i w nowoczesnych systemach pracujących

z obniżonym napięciem zasilania.

Powró
t

PCI cd.

Standard PCI z założenia jest systemem
elastycznym , zdolnym do ewoluowania w miarę
rozwoju konstrukcji sprzętu komputerowego i
przenośnym , czyli możliwym do implementacji w
innych systemach komputerowych.
Magistralę PCI można sobie wyobrazić jako
ścieżkę przesyłu danych biegnącą równolegle do
tradycyjnej magistrali ISA , EISA lub MCA .
Zarówno procesor jak i pamięć RAM połączone są
bezpośrednio z liniami magistrali PCI , do której z
kolei poprzez specjalny układ pośredniczący (ang.
PCI bridge ) dołączona jest klasyczna magistrala
ISA , EISA lub MCA . Urządzenie zewnętrzne , jak
karty sterowników graficznych , dyskowych ,
karty dźwiękowe i inne , mogą być dołączane
bezpośrednio do magistrali PCI.

PCI cd.

Aktualna specyfikacja standardu PCI

dopuszcza dołączenie do niej urządzeń przez

co najwyżej trzy gniazda rozszerzające.

Typowa płyta główna wykorzystująca

magistralę PCI będzie więc dysponowała

czterema lub sześcioma gniazdami

tradycyjnej magistrali ISA , EISA lub MCA ,

oraz dodatkowo jednym lub trzema

gniazdami PCI .
Cenną zaletą standardu ,jest łatwość

rozszerzenia magistrali z 32-bitowej do 64-

bitowej. Wariant 32-bitowy dysponuje

maksymalną przepustowością 132 MB na

sekundę , podczas gdy w trybie 64-bitowym

magistrala PCI jest w stanie transmitować do

264 megabajtów na sekundę.

VLB

Standard magistrali lokalnej został

opracowany przez stowarzyszenie o nazwie

Video Electronics Standards Association

i obecnie jest jeszcze jedną z

najpopularniejszych magistral wśród

użytkowników komputerów PC. Jednak

magistrala PCI jest magistralą dominującą.

W chwili obecnej trudno przewidzieć który

standard ostatecznie zwycięży: być może

żaden Walka ta na pewno spowodowała

wyparcie już takich standardów jak ISA,

MCA , EISA i pojawienie się nowego rodzaju

magistrali AGP.

Powró
t

VLB cd.

Standard VL definiuje dwa rodzaje urządzeń

współpracujących z magistralą : urządzenia

podporządkowane lub bierne -- target ang.

local bus target , LBT ) i urządzenia nadrzędne

( czynne ) --master ( ang. local bus master,

LBM ). Urządzenie typu master może

dysponować własnym procesorem i jest w

stanie samodzielnie realizować transfery

danych z użyciem magistrali. Urządzenie

bierne potrafi jedynie realizować żądania

generowane przez pracujące w systemie

urządzenia master . Wreszcie urządzenie

master morze być podporządkowane innemu

urządzeniu master. Istotną zaletą magistrali VL

jest możliwość współpracy z szerokim

wachlarzem oprogramowania systemowego i

użytkowego.

EIDE

Rozszerzenie standardu IDE o szybsze protokoły

transmisyjne i obsługę dużych dysków (powyżej

512 MB). Określenia związane z interfejsem

EIDE, zintegrowanego z każdą nowoczesną płytą

główną, są nieco pogmatwane. Znani producenci

dysków twardych tacy jak Western Digital (EIDE)

czy Seagate lub Quantum (ATA2, ATAPI, Fast ATA)

używają różnych nazw dla tych samych

protokołów i funkcji.

Te odmienne określenia dla interfejsów różnią

się tylko trybem transmisji danych, z których

jeden wyznaczany jest przez PIO-Mode, a drugi

przez DMA-Mode. ATA-3 zaś oznacza najszybszy

wariant omawianego interfejsu, obejmujący

również funkcję dla SMART służące do

wykrywania błędów w pracy napędu.

Powró
t

SIMM

SIMM - W starszych płytach głównych
pamięć operacyjna RAM tworzyły
scalone układy rozmieszczone w
dwurzędowych podstawkach typu DIP.
Np.: 9 układy 41256, daje łączną
pojemność 256 k z bitem parzystości.
Aby uzyskać pojemność 1MB, należało
na płycie głównej umieścić 36 "kostek"
typu 41256. Współczesne płyty główne
wyposażane są w złącza typu SIMM
(Sinsle Inline Memory Modules),
umożliwiające rozszerzenie pamięci
RAM do kilku dziecięciu lub nawet do
kilku GB.

Powró
t

SIMM cd.

Moduły SIMM są to podłużne płytki na

których umieszczono "kostki" pamięci,

wyposażone w złącze krawędziowe.

Moduły te wykonywane są w dwóch

wersjach 30-stykowej i 72-stykowej i

mogą mieć pojemność od 256 KB do 1

GBajta. Obecnie najbardziej popularne

wydają się SIMM-y o pojemnościach od

128 MB do 1 GB, czas dostępu modułów

SIMM zawiera się w granicach 30 - 40

nanosekund.

Gniazdo zasilania

Jest to gniazdo poprzez które doprowadzone

jest napięcie zasilające całą płytę główną i

umieszczone na niej elementy. W przypadku płyt

AT mamy do czynienia z gniazdem

dwuwtykowym, co może doprowadzić przy

błędnym ich zamocowaniu do uszkodzenia płyty.

Płyty standardu ATX tej wady nie posiadają.

Zmiany oferowane przez normę ATX usuwają

pewne niedociągnięcia dotychczasowych

konstrukcji. Typowa płyta tego standardu

przypomina konstrukcję Baby-AT obróconą o 90

stopni. Nowsza specyfikacja ściśle określa

położenie procesora który teraz nie jest

umieszczany na przeciw slotów PCI i ISA, dzięki

czemu możliwy jest bezproblemowy montaż kart

rozszerzeń pełnej długości.

Powró
t

USB

Uniwersal Serial Bus - szybki interfejs

szeregowy umożliwiający dołączenie wielu

kolejnych urządzeń peryferyjnych w strukturę

drzewiastą, za pomocą jednego złącza. Cechą

szczególną USB jest fakt, że dołączone

urządzenie jest gotowe do pracy bez potrzeby

restartu komputera. Większość komputerów

ma dwa gniazda USB, co oznacza że

bezpośrednio możemy podłączyć tylko dwa

urządzenia tego typu. Pojedyncze gniazdo

przelotowe stosowane są w samych

urządzeniach peryferyjnych zgodnych z USB,

takich jak monitory, klawiatury. W takim

przypadku kolejne urządzenia łączymy

szeregowo z poprzednim

Powró
t

AGP

(ang. Accelerated Graphic Port) Jest gniazdem

przeznaczonym wyłącznie dla kart graficznych.

Zapewnia większą przepustowość, niezbędną dla

zachowania płynnego i realistycznego

wyświetlania skomplikowanych obrazów

trójwymiarowych oraz umożliwia wykorzystanie

dla własnych celów pamięci RAM komputera.

Szyna AGP została stworzona głównie w celu

sprostania wymaganiom w zakresie

przetwarzania złożonych operacji graficznych 3D.

Powró
t

Zasilanie bateryjne

Bateria zasila wewnętrzny zegar systemowy,

ale również pamięć CMOS, w której

przechowywane są najważniejsze informacje

konfiguracyjne jak np. parametry twardego

dysku. Istnieje wiele typów pamięci CMOS, a

czas ich życia znacznie się różni. Baterie litowe

instalowane w komputerach w ciągu ostatnich

dwóch lat powinny wytrzymać od pięciu do

sześciu lat, starsze średnio około trzy lata.

Baterie CMOS "umierają" powoli. Zużyta

bateria powoduje wyświetlanie komunikatu

"CMOS Read Error" lub "CMOS Battery

Failure" po włączeniu komputera. Oznacza to,

że komputer nie wie jak zainstalować działanie

komponentów, ponieważ stracił kluczowe

informacje o systemie.

Powró
t

• Typ gniazda procesora Socket 754

• Obsługiwane procesory AMD Athlon64 / Sempron

• chipset VIA K8M800

• Magistrala FSB (MHz) 800MHz

• Ilość gniazd pamięci 2

• Osługiwane typy pamięci DDR 400/333/266

• Maksymalna wielkość pamięci (Gb) 2

• Dual Channel nie

• Zintegrowana karta graficzna jest

• Zintegrowana karta dźwiękowa ALC655 6-kanałowa

• Zintegrowana karta sieciowa 10/100 Mb/s

• Kontrolery napędów (ilość złączy) FDD (1), ATA 133 (4) , SATA(2) + RAID 0,

• Złącza kart rozszerzeń 1 x AGP 8X, 3 x PCI

• Interfejsy zewnętrzne 2x PS/2, 1 x COM, 1 x LPT, 6 x USB2 0, 1x RJ-45, 1 x

wejście liniowe audio, 1 x wyjście audio, 1x wejście mikrofonowe

• Interfejsy wewnętrzne 2 x USB2 0, 1 x CD-IN, 1 x AUX-IN, 1 x SPDIF

• Standard mATX

Płyta główna ASUS K8V-MX

Płyta główna GIGABYTE GA-965P-DQ6

• Typ procesora: Pentium 4, Pentium 4 Prescott, Pentium

Extreme Edition, Pentium D, Core2 Duo, Core2 Extreme

• Typ gniazda procesora: LGA775

• Obsługa technologii Hyper Threading: Tak

• Liczba gniazd procesorów: 1

• Producent chipsetu: Intel

• Typ chipsetu: P965

• Częstotliwość szyny FSB: 1066 MHz, 800 MHz, 533 MHz

• Rodzaj pamięci: DDR2

• Typ pamięci: Non-ECC

• Liczba gniazd DDR2: 4

• Częstotliwość szyny pamięci: 800 MHz, 667 MHz, 533 MHz

• Maksymalna wielkość pamięci: 8 Gb

• Wbudowany układ VGA: Nie

• Wbudowany układ dźwiękowy: Realtek ALC888DD

• Układ LAN: Tak, Złącza PCI: 2, Złącza PCI-e 16x: 2,Złącza

PCI-e 1x: 3, Złącza USB 2 0: 10

• Złącza FireWire (IEEE 1394): 1 szt.

• Układ RAID: 8xSATA

Podsumowanie

W obecnej chwili rozwój technologii i budowy płyt
szybko się rozwija i ciągle przybywa coś nowego.
Możemy zauważyć ogromny rozwój płyty poprzez
dodawanie nowych, szybszych, większych i większej
ilości chipsetów, powiększa się wielkość obsługiwanej
ilość Ram, rozwija się także budowa płyty do obsługi 2
lub więcej CPU, wprowadzanie łączenia kart

graficznych,

RAM w DUAL i itp. Tak więc ciągle są nowe rzeczy
dodawane do płyty i konsumenci ciągle gonią za
nowościami, by mieć lepszą moc przeliczeniową,

grafike.

Powró
t

Bibliografia

Strony internetowe i linki do stron z plikami
z których korzystałem w tworzeniu pracy:
- Podstawowe informacje na temat płyty

http://klub.chip.pl/lipka/budowa/glowna.ht
m, http://kompyy.republika.pl/plyta
%20glowna.html,

- Link do pliku ze strony internetowej

http://ethnicolor.zamoyski.edu.pl/~afranko
w/Budowa%20komputer.doc,

http://nowak.igk.pl/iit/utk/serwis/1.doc

Powró
t

Bibliografia cd.

• Pochodzenie zdjęć:

- Zdjęcia płyty pod procesor Intel i AMD pochodzą

ze strony sklepu internetowego

http://www.1klik.pl/

- Zdjęcia budowy płyty głównej:

jedno zdjęcie pochodzi z

http://www.gimbadkowo.neostrada.pl/budowa/obrazki/ply

tad.gif

i opisane własnoręcznie.

drugie zaczerpnięte z Google przez wyszukiwanie

Grafika.
- Reszta zdjęć utworzona własnoręcznie

Document Outline