2014-02-02
7858
Классификация материнских плат по форм-фактору
Содержание учебного материала
Классификация ЭВМ
Классификация ЭВМ по этапам создания.
По этапам создания и используемой элементной базе ЭВМ условно делятся на поколения:
· 1 – е поколение, 50 – е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
· 2 – е поколение, 60 – е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);
· 3 – е поколение, 70 – е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции;
· 4 – е поколение, 80 – е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах – микропроцессорах;
· 5 – е поколение, 90 – е гг.: ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно – векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
· 6 – е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ С массовым параллелизмом и нейронной структурой – с распределенной сетью большого числа несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.
|
|
|
Каждое следующее поколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующим существенно лучшие характеристики. Так, производительность ЭВМ и емкость всех запоминающих устройств увеличиваются, как правило, больше чем на порядок.
Классификация по габаритам и производительности:
· сверхпроизводительные ЭВМ и системы (суперЭВМ);
· большие ЭВМ (универсальные ЭВМ общего назначения);
· малые, или мини-ЭВМ;
· микроЭВМ- это компьютеры, в которых ЦП выполнен в виде одной микросхемы. Современные могут содержать несколько микропроцессоров.
  МикроЭВМ
| |||
| Универсальные | специализированные | ||
 
|  
| ||
| Многопользовательские | Однопользовательские | Многопользовательские | Однопользовательские |
| оборудованные несколькими видеотерминалами и функционирующие в режиме разделения времени, что позволяет эффективно работать на них сразу нескольким пользователям | (серверы) | (рабочие станции) | |
| мощные микроЭВМ в вычислительных сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети. | специализированные для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и др.). | ||
Классификация ЭВМ по назначению.
· Универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно – технических задач: экономических, математических, информационных и других задач, отличающихся сложность алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных. Они широко используются в вычислительных центрах коллективного пользования и в других мощных вычислительных комплексах.
|
|
|
· Проблемно – ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими объектами; регистрацией, накоплением и обработкой относительно небольших объемов данных; выполнением расчетов по относительно несложным алгоритмам; они обладают ограниченными по сравнению с универсальными ЭВМ аппаратными и программными ресурсами.
· Специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций. Такая узкая ориентация ЭВМ позволяет четко специализировать их структуру, существенно снизить их сложность и стоимость при сохранении высокой производительности и надежности их работы.
Материнская плата, процессор.
Виды, типы, классификация материнских плат в зависимости от используемого сокета.
Классификация и основные производители современных процессоров.
Материнская плата (англ. motherboard, MB, также используется название англ. mainboard - главная плата) - это сложная многослойная печатная плата, на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Материнская плата содержит разъёмы (слоты) для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.
Материнская плата покрыта сетью медных проводников-дорожек.
По ним электропитание и данные поступают к смонтированным на плате микросхемам и слотам, в которые вставляются остальные устройства компьютера.
Компоненты материнской платы:
1. процессорный сокет (разъем, куда вставляется процессор)
2. обозначены два слота под PCI EXPRESS видеокарты (в дорогих материнских платах можно устанавливать две дискретные видеокарты одновременно)
3. четыре слота под оперативную память стандарта DDR2
4. северный мост чипсета материнской платы компьютера
5. южный мост чипсета материнской платы
6. радиаторы системы охлаждения для цепей питания процессора
7. четыре USB выхода (выводятся на заднюю стенку системного блока)
8. выходы встроенной звуковой карты
9. интерфейс флоппи диска 3,5 (дисковода) FDC controller
10. четыре выхода SATA для подключения жестких дисков нового стандарта
11. три PCI слота для подключения дополнительных плат расширения (ТВ тюнера, сетевой или звуковой карты, платы видео-захвата и т.д)
12. батарейка «BIOS»
13. четырех-контактный 12-ти вольтовый разъем питания процессора
14. 24-х контактный разъем для подключения блока питания и подачи напряжения на материнскую плату
15. два разъема для подключения жестких дисков или CD-DVD-ROM старого образца «IDE»
16. сама микросхема «BIOS»
Основные компоненты, установленные на материнской плате:
1.Центральный процессор (ЦП; CPU - англ. central processing unit, дословно -центральное вычислительное устройство) - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера, отвечающая за выполнение арифметических операций, заданных программами операционной системы, и координирующий работу всех устройств компьютера.
2.Набор системной логики (англ. chipset) - набор микросхем, обеспечивающих подключение ЦПУ к ОЗУ и контроллерам периферийных устройств. Как правило, современные наборы системной логики строятся на базе двух СБИС: северного и южного моста.
· Северный мост (англ. Northbridge), системный контроллер, обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины: ОЗУ, графический контроллер. Для подключения ЦПУ к системному контроллеру могут использоваться шиныFSB, Hyper-Transport или SCI. Так как к системному контроллеру подключается ОЗУ, то он содержит в себе контроллер памяти. Таким образом, от типа применённого системного контроллера зависит максимальный объём ОЗУ, а также пропускная способность шины памяти персонального компьютера. В настоящее время имеется тенденция встраивания контроллера ОЗУ непосредственно в СБИС ЦПУ, что меняет роль системного контроллера. В качестве шины для подключения графического контроллера на современных материнских платах используется PCI-Express. Ранее эту нишу занимали шины AGP и PCI.
|
|
|
· Южный мост (англ. Southbridge), периферийный контроллер, содержит контроллеры периферийных устройств (контроллер НЖМД, контроллер Ethernet, аудио-контроллер), контроллеры шин для подключения периферийных устройств (шиныPCI, PCI-Express и USB), а также контроллеры шин, к которым подключаются устройства, не требующие высокой пропускной способности(шина LPC используется для подключения загрузочного ПЗУ; также шина LPC используется для подключения мультиконтроллера (англ. Super I/O) - СБИС, обеспечивающей поддержку "устаревших" низкопроизводительных интерфейсов передачи данных: последовательного и параллельного интерфейсов, контроллера клавиатуры и мыши).
3.О перативное запоминающее устройство
4.З агрузочное ПЗУ - хранит ПО, которое, исполняется сразу после включения питания. Как правило, загрузочное ПЗУ содержит BIOS, однако может содержать и ПО, работающие в рамках EFI.
Сокеты, представляют собой разъёмы для крепления процессора к материнской плате, для каждого типа процессоров разрабатываются свои сокеты. Так, для Intel сейчас наиболее распространены LGA 1155 и LGA 2011. Для AMD рекомендуется брать материнскую плату на базе сокета AM3+, FM1 и FM2.
Форм-фактор материнской платы - стандарт, определяющий размеры материнской платы для персонального компьютера, места ее крепления к корпусу; расположение на ней интерфейсов шин, портов ввода/вывода, сокета центрального процессора (если он есть) и слотов для оперативной памяти, а также тип разъема для подключения блока питания.
|
|
|
Форм-фактор носит рекомендательный характер. Спецификация форм-фактора определяет обязательные и опциональные компоненты. Однако подавляющее большинство производителей предпочитают соблюдать спецификацию, поскольку ценой соответствия существующим стандартам является совместимость материнской платы и стандартизированного оборудования других производителей.
· Устаревшими являются форматы: Baby-AT; полноразмерная плата AT; LPX.
· Современные и массово применяемые форматы: ATX; Mini-ATX; microATX.
· Внедряемые форматы: Mini-ITX и Nano-ITX; Pico-ITX; FlexATX; NLX; WTX, CEB; BTX, MicroBTX и PicoBTX.
1. ATX (Advanced Technology eXtended) - один из самых распространенных форматов материнских плат для ПК, идеально подходит для построения домашнего компьютера. Платы ATX имеют размеры 30.5 x 24.4. см и поддерживают семь слотов расширения. Основной разъем для подключения блока питания на материнской плате стандарта ATX может иметь 20 или 24 контакта. Практически все новые модели материнских плат имеют 24-контактный разъем.
2. mATX (micro ATX) - несколько уменьшенный по размерам стандарт ATX. Подходит для построения офисных компьютеров, когда не требуется много слотов для расширения системы. Платы mATX имеют размеры 24.4 x 24.4 см и поддерживают четыре слота расширения. Основной разъем для подключения блока питания на материнской плате стандарта mATX может иметь 20 или 24 контакта. Практически все новые модели материнских плат имеют 24-контактный разъем. EATX (Extended ATX) материнские платы отличаются от ATX размерами (до 30.5 x 33.0 см), используются в основном для серверов.
3. BTX (Balanced Technology Extended) - новый стандарт, который приходит на смену ATX. При разработке этого форм-фактора большое внимание уделялось эффективному охлаждению установленных на плате элементов. BTX идеально подходит для построения миниатюрных компьютеров. Материнские платы BTX имеют размеры 26.7 х 32.5 см и поддерживают семь слотов расширения.
4. mBTX (micro BTX) - уменьшенный вариант BTX. Размеры таких плат составляют 26.7 х 26.4 см. mBTX поддерживают четыре слота расширения.
5. mini-ITX - форм-фактор для материнских плат, разработанный компанией VIA Technologies. Электрически и механически совместимы с форм-фактором ATX. Материнские платы mini-ITX имеют небольшие габариты (17 х 17 см).
6. SSI EEB (Server Standards Infrastructure Entry Electronics Bay). Материнские платы этого стандарта обычно служат для построения серверов. Разъемы для подключения блока питания имеют 24+8 контактов. Габариты таких плат составляют 30.5 x 33.0 см.
7. SSI CEB (SSI Compact Electronics Bay). Материнские платы этого стандарта обычно служат для построения серверов. Разъемы для подключения блока питания имеют 24+8 контактов. Габариты таких плат составляют 30.5 x 25.9 см.
Таблица. Форм факторы
| Форм-фактор | Физические размеры | Спецификация, год | Примечание | |
| дюймы | мм | |||
| XT | 8,5 Ч 11 | 216 Ч 279 | IBM, 1983 | архитектура IBM PC XT |
| AT | 12 Ч 11/13 | 305 Ч 279/330 | IBM, 1984 | архитектура IBM PC AT (Desktop/Tower) |
| Baby-AT | 8,5 Ч 10/13 | 216 Ч 254/330 | IBM, 1990 | архитектура IBM PC XT (форм-фактор считается недействительным с 1996 года.) |
| ATX | 12 Ч 9,6 | 305 Ч 244 | Intel, 1995 | для системных блоков типов MiniTower, FullTower |
| ATX Riser | Intel, 1999 | для системных блоков типа Slim | ||
| eATX | 12 Ч 13 | 305 Ч 330 | eATX | |
| Mini-ATX | 11,2 Ч 8,2 | 284 Ч 208 | для системных блоков типа Tower и компактных Desktop | |
| microATX | 9,6 Ч 9,6 | 244 Ч 244 | Intel, 1997 | имеет меньше слотов, чем ATX, также возможно использование меньшего PSU |
| LPX | 9 Ч 11/13 | 229 Ч 279/330 | Western Digital, 1987 | для системных блоков типа Slim |
| Mini-LPX | 8/9 Ч 10/11 | 203/229 Ч 254/279 | Western Digital, 1987 | для системных блоков типа Slim |
| NLX | 8/9 Ч 10/13,6 | 203/229 Ч 254/345 | Intel, 1997 | предусмотрен AGP, лучшее охлаждение чем у LPX |
| Продолжение таблицы 1.1 | ||||
| FlexATX | 9,6 Ч 7,5/9,6 | 244 Ч 190,5/244 | Intel, 1999 | разработан как замена для форм-фактора MicroATX |
| WTX | 14 Ч 16,75 | 355,6 Ч 425,4 | для высокопроизв.рабочих станций и серверов среднего уровня | |
| Mini-ITX | 6,7 Ч 6,7 | 170 Ч 170 | VIA Technologies, 2003 | допускаются только 100 Вт блоки питания |
| Nano-ITX | 120 Ч 120 | VIA Technologies, 2004 | ||
| BTX | 12,8 Ч 10,5 | 325 Ч 267 | Intel, 2004 | допускается до 7 слотов и 10 отверстий для монтажа платы |
| MicroBTX | 10,4 Ч 10,5 | 264 Ч 267 | Intel, 2004 | допускается до 4 слотов и 7 отверстий для монтажа платы |
| PicoBTX | 8,0 Ч 10,5 | 203 Ч 267 | Intel, 2004 | допускается 1 слот и 4 отверстия для монтажа платы |
| ETX и PC-104 | используются для встраиваемых (embedded) систем | |||
| CEB | 12 Ч 10,5 | 305 Ч 267 | для высокопроизв. рабочих станций и серверов среднего уровня | |
| Pico-ITX | 3,9 Ч 2,7 | 100 х 72 | VIA, 2007 | используются в ультракомпактных встраиваемых системах |
| SSI CEB | 12 Ч 10,1 | 305 x 259 | Материнские платы этого стандарта обычно служат для построения серверов. Разъемы для подключения блока питания имеют 24+8 контактов. |
Виды материнских плат
Количество производителей материальных плат много, а также их видов и одной страницы про материнские платы недостаточно. Самые популярные производители материнских плат: Asus, Microstar(MSI), Epox, GigaByte, Intel, Foxconn, EliteGroup и т.д.. Для каждой материнской платы есть своя характериститка и архитектура. При сборке учитываются множество показателей от комплектующих также от процессора, видеокарты, шины, блока питания и другое.
Определить модель установленной материнской платы можно:
· визуально, с помощью заводских этикеток,
· с помощью программного инструментария типа DMI
· програмно, с помощью утилиты типа Cpu-Z. В Linux можно использовать утилиту dmidecode, в Windows — SIW или AIDA64, Everest.
