Почему материнская плата так называется?

Дочерняя плата, дочерняя плата или дополнительная плата — это печатная плата, предназначенная для расширения или «дочерней» материнской платы (или «материнской платы») или иногда другой платы.

Дочерняя плата – наиболее распространенный в настоящее время термин. Когда это заменило бэби-борд?

Самая ранняя из найденных мной была найдена десятью годами позже, в 1965 году, как дочерняя плата, "материнская плата-дочерняя плата" и материнская-дочерняя плата. .

Материнская плата для настольного персонального компьютера Acer с типичными компонентами и интерфейсами материнской платы. Эта модель была произведена Foxconn в 2007 году и соответствует компоновке ATX (известной как «форм-фактор»), обычно используемой для настольных компьютеров. Он предназначен для работы с процессором AMD Athlon 64

Материнская плата (иногда также называемая материнской платой, системной платой, планарной платой или платой логики, или, в просторечии, мобильным устройством) — это основная печатная плата (PCB), используемая в компьютерах и других расширяемых системах. Он поддерживает и обеспечивает связь между многими важными электронными компонентами системы, такими как центральный процессор (ЦП) и память, а также предоставляет разъемы для других периферийных устройств. В отличие от объединительной платы материнская плата содержит важные подсистемы, такие как процессор и другие компоненты.

Материнская плата конкретно относится к печатной плате с возможностью расширения, и, как следует из названия, эту плату часто называют «матерью» всех подключенных к ней компонентов, которые часто включают звуковые карты, видео карты, сетевые карты, жесткие диски или другие формы постоянного хранения; Карты ТВ-тюнера, карты с дополнительными разъемами USB или FireWire и множество других пользовательских компонентов (термин материнская плата применяется к устройствам с одной платой и без дополнительных расширений или возможностей, таких как платы управления в телевизорах). , стиральные машины и другие встраиваемые системы).

Intel D945GCPE Материнская плата microATX LGA775 для процессоров Intel Pentium 4, D, XE, Dual-Core, Core 2 (около 2007 г.)

История

До изобретения микропроцессора цифровой компьютер состоял из нескольких печатных плат в корпусе для карт с компонентами, соединенными объединительной панелью, набором соединенных между собой разъемов. В очень старых конструкциях провода представляли собой дискретные соединения между контактами разъема карты, но вскоре стандартной практикой стали печатные платы. Центральный процессор (ЦП), память и периферийные устройства размещались на отдельных печатных платах, которые вставлялись в заднюю панель.

В конце 1980-х и 1990-х годах перенос все большего числа периферийных функций на материнскую плату стал экономически выгодным. В конце 1980-х годов материнские платы персональных компьютеров стали включать в себя отдельные микросхемы (также называемые микросхемами Super I/O), способные поддерживать набор низкоскоростных периферийных устройств: клавиатуру, мышь, дисковод для гибких дисков, последовательные порты и параллельные порты. К концу 1990-х годов многие материнские платы персональных компьютеров поддерживали полный спектр аудио-, видео-, накопительных и сетевых функций без каких-либо плат расширения; системы более высокого класса для 3D-игр и компьютерной графики обычно сохраняли только видеокарту в качестве отдельного компонента.

Самые популярные компьютеры, такие как Apple II и IBM PC, опубликовали схемы и другую документацию, которая позволяла быстро реконструировать и заменять материнские платы сторонних производителей.Обычно предназначенные для создания новых компьютеров, совместимых с образцами, многие материнские платы предлагали дополнительную производительность или другие функции и использовались для обновления оригинального оборудования производителя.

Дизайн

Материнская плата Octek Jaguar V 1993 года выпуска. На этой плате мало встроенной периферии, о чем свидетельствуют 6 слотов для карт ISA и отсутствие других встроенных разъемов для внешних интерфейсов

Материнская плата Samsung Galaxy SII; почти все функции устройства интегрированы в очень маленькую плату

Материнская плата обеспечивает электрические соединения, с помощью которых другие компоненты системы обмениваются данными. В отличие от объединительной платы, она также содержит центральный процессор и другие подсистемы и устройства.

Обычный настольный компьютер имеет микропроцессор, оперативную память и другие важные компоненты, подключенные к материнской плате. Другие компоненты, такие как внешнее хранилище, контроллеры для отображения видео и звука, а также периферийные устройства, могут быть подключены к материнской плате в виде подключаемых карт или с помощью кабелей. В современных компьютерах все чаще интегрируются некоторые из этих периферийных устройств в саму материнскую плату.

Важным компонентом материнской платы является набор микросхем, поддерживающий микропроцессор, который обеспечивает вспомогательные интерфейсы между ЦП и различными шинами и внешними компонентами. Этот чипсет в какой-то степени определяет функции и возможности материнской платы.

Современные материнские платы включают:

• Сокеты (или слоты), в которые можно установить один или несколько микропроцессоров. В случае ЦП в корпусах с шариковой решеткой, таких как VIA C3, ЦП припаивается непосредственно к материнской плате.
• Слоты, в которые должна быть установлена ​​основная память системы (обычно в виде модулей DIMM, содержащих чипы DRAM)
• Набор микросхем, формирующий интерфейс между передней шиной ЦП, основной памятью и шинами периферийных устройств.
• Микросхемы энергонезависимой памяти (обычно Flash ROM в современных материнских платах), содержащие встроенное ПО или BIOS системы.
• Генератор часов, который вырабатывает системный тактовый сигнал для синхронизации различных компонентов.
• Слоты для карт расширения (интерфейс к системе через поддерживаемые чипсетом шины)
• Разъемы питания, которые получают электропитание от блока питания компьютера и передают его на ЦП, набор микросхем, основную память и карты расширения. Начиная с 2007 года некоторым видеокартам (например, GeForce 8 и Radeon R600) требуется больше энергии, чем может обеспечить материнская плата, поэтому были введены специальные разъемы для их непосредственного подключения к блоку питания.
• Разъемы для жестких дисков, обычно только SATA. Дисководы также подключаются к источнику питания.

Кроме того, почти все материнские платы имеют логику и разъемы для поддержки часто используемых устройств ввода, таких как разъемы PS/2 для мыши и клавиатуры. Ранние персональные компьютеры, такие как Apple II или IBM PC, включали только эту минимальную поддержку периферийных устройств на материнской плате. Иногда аппаратное обеспечение видеоинтерфейса также интегрировалось в материнскую плату; например, на Apple II и редко на IBM-совместимых компьютерах, таких как IBM PC Jr. Дополнительные периферийные устройства, такие как контроллеры дисков и последовательные порты, предоставлялись в качестве плат расширения.

Учитывая высокую расчетную тепловую мощность высокоскоростных компьютерных процессоров и компонентов, современные материнские платы почти всегда включают радиаторы и точки крепления вентиляторов для рассеивания избыточного тепла.

Форм-фактор

Материнские платы производятся различных размеров и форм, называемых форм-фактором компьютера, некоторые из которых зависят от конкретных производителей компьютеров. Однако материнские платы, используемые в IBM-совместимых системах, рассчитаны на различные размеры корпусов. По состоянию на 2007 год большинство материнских плат настольных компьютеров используют стандартный форм-фактор ATX — даже те, которые используются в компьютерах Macintosh и Sun, которые не были собраны из обычных компонентов. Материнская плата корпуса и форм-фактор блока питания должны совпадать, хотя некоторые материнские платы меньшего форм-фактора того же семейства подходят для корпусов большего размера. Например, корпус ATX обычно подходит для материнской платы microATX.

В портативных компьютерах обычно используются высокоинтегрированные, миниатюрные и специализированные материнские платы. Это одна из причин, по которой портативные компьютеры сложно модернизировать и дорого ремонтировать.Часто выход из строя одного компонента ноутбука требует замены всей материнской платы, которая обычно дороже материнской платы настольного компьютера из-за большого количества интегрированных компонентов.

Сокеты процессора

Гнездо ЦП (центральный процессор) или слот — это электрический компонент, который крепится к печатной плате (PCB) и предназначен для размещения ЦП (также называемого микропроцессором). Это особый тип разъема для интегральной схемы, предназначенный для очень большого количества контактов. Сокет ЦП обеспечивает множество функций, включая физическую структуру для поддержки ЦП, поддержку радиатора, облегчение замены (а также снижение стоимости) и, что наиболее важно, формирование электрического интерфейса как с ЦП, так и с печатной платой. Разъемы ЦП на материнской плате чаще всего можно найти в большинстве настольных и серверных компьютеров (в ноутбуках обычно используются ЦП для поверхностного монтажа), особенно в тех, которые основаны на архитектуре Intel x86. Тип сокета ЦП и набор микросхем материнской платы должны поддерживать серию и скорость ЦП.

Встроенные периферийные устройства

Блок-схема современной материнской платы, которая поддерживает множество встроенных периферийных функций, а также несколько слотов расширения

Поскольку стоимость и размер интегральных схем неуклонно снижаются, теперь на материнскую плату можно включить поддержку многих периферийных устройств. Комбинируя множество функций на одной печатной плате, можно уменьшить физический размер и общую стоимость системы; Таким образом, материнские платы с высокой степенью интеграции особенно популярны в компьютерах малого форм-фактора и бюджетных компьютерах.

Слоты для периферийных карт

Обычная материнская плата будет иметь разное количество разъемов в зависимости от ее стандарта и форм-фактора.

Стандартная современная материнская плата ATX обычно имеет два или три разъема PCI-Express 16x для видеокарты, один или два устаревших слота PCI для различных карт расширения и один или два разъема PCI-E 1x (который заменил PCI) . Стандартная материнская плата EATX будет иметь от двух до четырех разъемов PCI-E 16x для видеокарт и различное количество слотов PCI и PCI-E 1x. Иногда он также может иметь слот PCI-E 4x (зависит от марки и модели).

Некоторые материнские платы имеют два или более разъема PCI-E 16x, что позволяет использовать более двух мониторов без специального оборудования или использовать специальную графическую технологию, называемую SLI (для Nvidia) и Crossfire (для AMD). Они позволяют соединить от 2 до 4 видеокарт, чтобы обеспечить лучшую производительность в интенсивных графических вычислительных задачах, таких как игры, редактирование видео и т. д.

Температура и надежность

Материнская плата ноутбука Vaio серии E

Материнские платы, как правило, имеют воздушное охлаждение с радиаторами, часто устанавливаемыми на более крупные микросхемы, такие как северный мост, в современных материнских платах. Недостаточное или неправильное охлаждение может привести к повреждению внутренних компонентов компьютера или к его сбою. Пассивного охлаждения или одного вентилятора, установленного на блоке питания, было достаточно для многих процессоров настольных компьютеров до конца 1990-х годов; с тех пор большинству из них требуются вентиляторы ЦП, установленные на радиаторах, из-за роста тактовой частоты и энергопотребления. Большинство материнских плат имеют разъемы для дополнительных корпусных вентиляторов и встроенные датчики температуры для определения температуры материнской платы и ЦП, а также управляемые разъемы вентиляторов, которые BIOS или операционная система могут использовать для регулирования скорости вращения вентиляторов. В качестве альтернативы компьютеры могут использовать систему водяного охлаждения вместо множества вентиляторов.

Некоторые компьютеры малого форм-фактора и ПК для домашних кинотеатров, предназначенные для бесшумной и энергоэффективной работы, имеют конструкцию без вентиляторов. Обычно это требует использования процессора с низким энергопотреблением, а также тщательной компоновки материнской платы и других компонентов с учетом размещения радиатора.

Исследование, проведенное в 2003 году, показало, что некоторые ложные сбои компьютеров и общие проблемы с надежностью (от искажения изображения на экране до ошибок чтения/записи ввода-вывода) могут быть связаны не с программным обеспечением или периферийным оборудованием, а со старением конденсаторов на материнских платах ПК. В конечном итоге выяснилось, что это результат неправильного состава электролита, проблема, получившая название конденсаторной чумы.

В материнских платах используются электролитические конденсаторы для фильтрации питания постоянного тока, распределяемого по плате. Эти конденсаторы стареют со скоростью, зависящей от температуры, поскольку их электролиты на водной основе медленно испаряются. Это может привести к потере емкости и последующим неисправностям материнской платы из-за нестабильности напряжения.Хотя большинство конденсаторов рассчитаны на 2000 часов работы при температуре 105 ° C (221 ° F), их ожидаемый расчетный срок службы примерно удваивается на каждые 10 ° C (50 ° F) ниже этого значения. При температуре 45 °C (113 °F) можно ожидать, что срок службы составит 15 лет. Это кажется разумным для материнской платы компьютера. Однако многие производители поставляют некачественные конденсаторы, которые значительно сокращают срок службы. Неадекватное охлаждение корпуса и повышенные температуры легко усугубляют эту проблему. Найти и заменить вышедшие из строя конденсаторы на материнских платах персональных компьютеров можно, но это требует много времени.

Загрязнение воздуха и надежность

Высокое количество отказов материнских плат в Китае и Индии, по-видимому, связано с «сернистым загрязнением воздуха, вызванным углем, сжигаемым для производства электроэнергии. По словам исследователей Intel, загрязнение воздуха разъедает электронные схемы.

Загрузка с использованием базовой системы ввода-вывода

Материнские платы содержат некоторое количество энергонезависимой памяти для инициализации системы и загрузки некоторого программного обеспечения для запуска, обычно операционной системы, с какого-либо внешнего периферийного устройства. Микрокомпьютеры, такие как Apple II и IBM PC, использовали микросхемы ПЗУ, установленные в разъемы на материнской плате. При включении питания центральный процессор загружал в свой программный счетчик адрес загрузочного ПЗУ и начинал выполнение инструкций из ПЗУ. Эти инструкции инициализировали и тестировали системное оборудование, отображали системную информацию на экране, выполняли проверки оперативной памяти, а затем загружали исходную программу с внешнего или периферийного устройства. Если ничего не было доступно, то компьютер выполнял задачи из других хранилищ памяти или отображал сообщение об ошибке, в зависимости от модели и конструкции компьютера и версии ПЗУ. Например, как Apple II, так и исходный IBM PC имели в ПЗУ Microsoft Cassette BASIC и запускали ее, если с диска нельзя было загрузить никакую программу.

В большинстве современных материнских плат для загрузки операционной системы используется BIOS, хранящийся в микросхеме EEPROM, припаянной к материнской плате или установленной на ней. Программы загрузки неоперационной системы по-прежнему поддерживаются на современных машинах, происходящих от IBM PC, но в настоящее время предполагается, что программой загрузки будет сложная операционная система, такая как MS Windows NT или Linux. Когда на материнскую плату впервые подается питание, микропрограмма BIOS проверяет и настраивает память, схемы и периферийные устройства. Эта самопроверка при включении питания (POST) может включать проверку некоторых из следующих вещей:

• Видеоадаптер
• Карты, вставленные в разъемы, например обычные PCI.
• Диск гибких дисков
• Температура, напряжение и скорость вращения вентилятора для мониторинга оборудования.
• CMOS, используемая для хранения конфигурации настройки BIOS
• Клавиатура и мышь
• Сетевой контроллер
• Приводы оптических дисков: CD-ROM или DVD-ROM
• Жесткий диск SCSI
• Жесткий диск IDE, EIDE или SATA
• Устройства безопасности, такие как сканер отпечатков пальцев или состояние переключателя с фиксацией для обнаружения вторжения.
• USB-устройства, например запоминающее устройство.

На последних материнских платах BIOS может также исправлять микрокод центрального процессора, если BIOS обнаруживает, что установленный процессор является тем, для которого были опубликованы ошибки.

На компьютерах Apple также может называться mb, mainboard, mboard, mobo, mobd, объединительная плата, базовая плата, главная печатная плата, плоская плата, системная плата или логическая плата. Материнская плата — это печатная плата и основа компьютера, которая является самой большой платой в корпусе компьютера. Он распределяет питание и обеспечивает связь между ЦП, ОЗУ и всеми другими аппаратными компонентами компьютера.

Обзор материнской платы

Материнская плата обеспечивает связь между аппаратными компонентами компьютера, такими как процессор (ЦП), память (ОЗУ), жесткий диск и видеокарта. Существует несколько типов материнских плат, предназначенных для компьютеров разных типов и размеров.

Каждый тип материнской платы предназначен для работы с определенными типами процессоров и памяти, поэтому они не работают с каждым процессором и типом памяти. Однако жесткие диски в основном универсальны и работают с большинством материнских плат независимо от типа и марки.

Ниже показано изображение материнской платы ASUS P5AD2-E с этикетками рядом с каждым из ее основных компонентов. Нажав на изображение, вы перейдете к более крупной и подробной версии.

Где находится материнская плата?

Материнская плата компьютера расположена внутри корпуса компьютера и является местом соединения большинства деталей и периферийных устройств компьютера.В компьютерах в корпусе Tower материнская плата находится с левой или правой стороны корпуса и является самой большой печатной платой.

Компоненты материнской платы

Ниже приведены ссылки на страницы с более подробной информацией о каждом из компонентов системной платы, упомянутых в предыдущем разделе. Ссылки перечислены по часовой стрелке, начиная с верхнего левого угла изображения. Компоненты, не отмеченные на изображении выше, находятся в разделах далее на этой странице.

Старые компоненты материнской платы

Следующий список содержит ссылки на компоненты, которые не показаны на рисунке выше или были частью системных плат старых компьютеров.

Форм-факторы и типы материнских плат

По мере развития компьютеров развивались и материнские платы. Ниже приведен список различных форм-факторов материнских плат и дополнительная информация о каждом, включая ATX, который является наиболее распространенным.

Сколько разъемов, портов или слотов на материнской плате?

Не существует определенного стандарта количества разъемов, портов или слотов расширения на материнской плате. Лучший способ определить, сколько разъемов, портов или слотов доступно для вашей материнской платы, — это просмотреть спецификации, содержащиеся в ее документации. Если вы потеряли или выбросили документацию к материнской плате, часто можно загрузить бесплатную версию в формате PDF с веб-сайта производителя.

Почему слоты и соединения имеют разный цвет?

Разъемы, порты и разъемы на материнской плате могут иметь цветовую маркировку, чтобы было легче определить тип разъема, порта или разъема. Например, на изображении нашей материнской платы разъемы IDE окрашены в разные цвета, чтобы было проще идентифицировать первичный и вторичный разъемы. Если слоты памяти имеют разные цвета, это означает, что слоты памяти являются двухканальными, и пары модулей памяти следует устанавливать на один и тот же канал (цвет). Например, на нашем рисунке желтые слоты памяти — это канал A, а канал B — черные слоты. Если бы вы устанавливали только две карты памяти, вам нужно было бы установить их обе в канал A (желтые слоты) для оптимальной производительности.

См. нашу страницу с цветовой кодировкой для получения информации и примеров цветов портов на задней панели материнской платы.

Как материнская плата подключается к корпусу компьютера?

Материнская плата компьютера соединяется с корпусом настольного компьютера с помощью выносных элементов. Как только материнская плата прикреплена к корпусу, все остальные устройства подключаются к самой материнской плате или плате расширения.

Какой была первая материнская плата?

Первой материнской платой считается плата, использовавшаяся в персональном компьютере IBM, выпущенном в 1981 году. В то время IBM называла его «планарным», а не материнской платой. Персональный компьютер IBM и материнская плата внутри него установят стандарт для IBM-совместимого компьютерного оборудования в будущем.

Раз есть материнская плата, есть ли материнская плата?

Нет, применительно к компьютеру не существует такого понятия, как материнская плата. Однако существует такая вещь, как дочерняя плата.

Откуда материнская плата получила свое название?

Дочерние платы, о которых мы упоминали в предыдущем разделе, представляют собой печатные платы, которые подключаются к одной большой центральной печатной плате. материнская плата. Платы меньшего размера можно рассматривать как «дочерние» основной платы, отсюда и название «материнская плата».

Отличаются ли материнские платы Dell, HP и других OEM-производителей?

Да, материнские платы OEM от таких производителей, как Dell и HP, немного отличаются от других материнских плат, которые вы можете найти у розничных продавцов. OEM разрабатывает свою материнскую плату для каждой модели компьютера в соответствии со своими потребностями. Некоторые OEM-производители могут даже вносить радикальные изменения, выходящие за рамки типичного форм-фактора материнской платы. Однако, несмотря на то, что материнские платы OEM могут иметь свои отличия, визуально они часто очень похожи. Кроме того, если изменений не было слишком много, можно заменить материнскую плату OEM на розничную материнскую плату. Для OEM-компьютеров с большим количеством отличий, которые необходимо заменить, вам потребуется замена у OEM-производителя или у стороннего поставщика, который продает детали от бывших в употреблении компьютеров.

Есть ли материнская плата в ноутбуке, смартфоне и планшете?

Да, хотя плату часто называют «логической платой», а не материнской платой. Логическая плата очень похожа на материнскую плату и работает так же. Однако из-за требований к размеру большинства логических плат такие компоненты, как процессор и оперативная память (в планшетах и ​​смартфонах), припаяны к плате. Кроме того, поскольку многие из этих устройств не имеют возможности обновления, на них нет слотов или разъемов, как на традиционной материнской плате компьютера.

Читайте также:

  
• Как отметить человека в истории ВК через компьютер
  
• Можно ли скопировать ключ от домофона дом ру
  
• Что такое приложение AutoCAD
  
• Компьютер — это неологизм или нет
  
• F3 вылет xbox 360 freeboot как убрать