Саб братва! В прошлый раз мы говорили про видеокарты, сегодня же погорим про материнскую плату. Что это такое? Как она работает, из чего она состоит, какие функции выполняет, какие бывают типы материнских плат и как материнская плата взаимодействует с другими компонентами пк? Не буду томить, погнали!
Что такое материнская плата и с чем ее едят?
Материнская плата – это сложная печатная плата с множеством электронных компонентов, дорожек и разъемов. Она распределяет питание от блока питания, передает данные между компонентами и обеспечивает их взаимодействие. Материнская плата как центральный узел, связывающий все компоненты вашего компьютера в единую слаженную систему. Она обеспечивает коммуникацию между процессором, оперативной памятью, видеокартой, накопителями и периферийными устройствами (Периферийные устройства – это все внешние устройства, которые подключаются к компьютеру и расширяют его возможности. Например к перифирийным устройствам можно отнести микрофон, джостик, мышку, клавиатуру, веб-камеру, монитор, принтер, USB- накопители, акустические системы и т.д. Но про перефирийные устройства поговорим в другой раз).
Из чего состоит материнская плата?
Чипсет - это набор микросхем на материнской плате, управляет потоком данных между различными компонентами. Обеспечивает обмен данными между процессором, оперативной памятью, видеокартой, накопителями и периферийными устройствами. Контролирует скорость передачи данных, приоритеты доступа и другие параметры работы компонентов, определяет, какие устройства получают доступ к определенным ресурсам. Чипсет состоит из
северного моста, который отвечает за взаимодействие с процессором, оперативной памятью и видеокартой и из южного моста, который управляет работой накопителей, периферийных устройств и других компонентов. В современных процессорах часть функций северного моста интегрирована непосредственно в CPU, что повышает скорость работы системы. чипсета влияет на:
Производительность: скорость передачи данных и общая отзывчивость системы.
Функциональность: наличие определенных возможностей, например, поддержка разгона процессора или нескольких видеокарт.
Расширяемость: количество и типы разъемов для подключения дополнительных устройств.
Центральный процессор (CPU) - это главный компонент компьютера, отвечающий за выполнение всех вычислений и обработку данных. Он подобен мозгу, который принимает решения и управляет работой всей системы. CPU получает инструкции из программ и выполняет их, используя арифметические, логические и другие операции. Он обращается к оперативной памяти для чтения и записи данных, необходимых для выполнения инструкций, управляет работой других компонентов компьютера, таких как видеокарта, накопители и периферийные устройства. Центральный процессор состоит из
Aрифметико-логическое устройство (АЛУ) - это калькулятор CPU, который выполняет все математические операции и логические сравнения.
Устройство управления (УУ) - предназначено для организации выполнения программ. Именно УУ отвечает за получение команд из ОЗУ и их декодирование.
Регистры - это ячейки памяти внутри CPU, где хранятся данные, которые он использует прямо сейчас.
Кэш - это супербыстрая память внутри CPU, где хранится самая важная информация, чтобы процессор не тратил время на её поиск в оперативке
Ядра - чем больше ядер, тем быстрее процессор обрабатывает информацию
Блок управления получает инструкцию от программы. С большим количеством ядер вы можете легко запускать несколько программ одновременно, не теряя в производительности. В некоторых задачах, например, в играх или видеомонтаже, больше ядер означает более плавную и быструю работу.
Теперь разберемся как компоненты CPU взаимодействуют друг с другом
Блок управления получает инструкцию от программы. Затем тот же блок управления распределяет задачи между ядрами и АЛУ. После ядра обрабатывают данные, используя АЛУ для вычислений. Затем кэш предоставляет ядрам быстрый доступ к нужной информации. Это как склад с инструментами, чтобы рабочим не приходилось далеко ходить. Далее регистры хранят промежуточные результаты вычислений. А после, блок управления собирает результаты и отправляет их дальше.
Слоты оперативной памяти (ОЗУ) - они обеспечивают надёжное электрическое соединение между модулями RAM (оперативной памятью) и материнской платой. Через слоты данные передаются между оперативной памятью и контроллером памяти на материнской плате, а затем к процессору. Разные слоты поддерживают разные типы оперативной памяти (DDR3, DDR4 и т.д.), поэтому нужно выбирать модули, совместимые с твоей материнской платой. Материнские платы могут иметь двухканальный, трёхканальный или даже четырёхканальный режим работы, что влияет на скорость передачи данных. Для этого нужно правильно устанавливать модули в соответствующие слоты. Чем больше слотов, тем больше оперативной памяти вы сможете установить. Если нужна максимальная производительность, выбирайте плату с поддержкой двухканального или более режима
Слоты расширения — на материнской плате есть слоты для установки видеокарт, звуковых карт, сетевых карт и других устройств.
Виды слотов расширения:
PCI Express (PCIe): самый распространенный тип слотов, используется для подключения видеокарт, SSD-накопителей, сетевых карт и других высокоскоростных устройств.
PCI: более старый тип слотов, используется для подключения звуковых карт, ТВ-тюнеров и других устройств.
M.2: компактный слот для подключения высокоскоростных SSD-накопителей.
USB: слоты для подключения USB-устройств, таких как флешки, принтеры и внешние жесткие диски.
Слоты расширения находятся внутри корпуса, используются для подключения внутренних устройств: видеокарт, SSD-накопителей, сетевых карт и т.д.
Позволяют расширить функциональность компьютера. Слоты созданы для внутренних типов устройств (процессора, видеокарты и тд)
Порты и разъёмы - через порты мы можем вводить информацию (например, с помощью клавиатуры и мыши) и выводить ее (например, на монитор или колонки).
Какие бывают порты и разъемы:
USB: для подключения флешек, мышек, клавиатур, принтеров и других USB-устройств.
HDMI, DisplayPort, VGA: для подключения мониторов.
Ethernet: для подключения к проводному интернету.
Аудиоразъемы: для подключения наушников, микрофона и колонок.
PS/2: старый тип разъема для подключения мыши и клавиатуры (сейчас редко используется).
Разъемы для антенн Wi-Fi и Bluetooth: для беспроводного подключения к интернету и другим устройствам.
В отличие от слотов расширения, порты и разъёмы выполняют другую функцию. Порты расположены снаружи и служат для взаимодействия с внешними устройствами (мониторами, клавиатурами, мышками, флешками и т.д.)
Биос (базовая система ввода-вывода) - она как мозг материнской платы, который управляет всем железом при запуске компьютера. При включении компьютера BIOS проверяет все компоненты (процессор, память, видеокарту и т.д.) на работоспособность. Затем BIOS находит загрузочный диск и запускает операционную систему (Windows, Linux и т.д.). В BIOS можно настроить дату и время, порядок загрузки устройств, скорость вентиляторов и другие параметры. BIOS отвечает за управление питанием компонентов компьютера. BIOS можно обновлять для исправления ошибок и улучшения совместимости с новым оборудованием.
Как материнская плата взаимодействует с другими компонентами компа?
Материнская плата соединяет все компоненты вместе и обеспечивает их взаимодействие.
Процессор: материнская плата предоставляет сокет для процессора и обеспечивает его питание и связь с другими компонентами.
Оперативная память: материнская плата имеет слоты для оперативной памяти и контроллер памяти, который управляет доступом к данным.
Видеокарта: материнская плата предоставляет слот PCIe для видеокарты и обеспечивает ее питание и связь с процессором.
Накопители: материнская плата имеет разъемы SATA и M.2 для подключения жестких дисков и SSD-накопителей.
Периферийные устройства: материнская плата имеет порты USB, аудиоразъемы и другие разъемы для подключения клавиатуры, мыши, принтера и других устройств.
Как происходит взаимодействие?
Через шины: материнская плата имеет набор шин (например, PCIe, SATA, USB),
которые представляют собой наборы проводников для передачи данных и
сигналов между компонентами.
Через контроллеры: материнская плата имеет различные контроллеры
(например, контроллер памяти, контроллер USB), которые управляют работой
соответствующих компонентов.
Через BIOS: BIOS материнской платы обеспечивает начальную настройку и
запуск всех компонентов.
