Матична плоча

Матична плоча је део хардвера који повезује све компоненте у једну целину. Такође омогућава процесору да манипулише свим осталим компонентама, и да оствари физичку, а касније и софтверску комуникацију са деловима у рачунару.

Реализује се као вишеслојна штампана плоча (Printed Circuit Board – PCB) и на њој се налазе кључне компоненте рачунарског система као што су процесор, меморијски модули, управљачка кола, контролери и конектори за проширења. Све интерне и екстерне рачунарске компоненте се међусобно, директно или индиректно, повезују преко матичне плоче, електронским везама које су изведене бакарним водовима и површинама. Елементи који на матичној плочи омогућавају прикључивање других елемената рачунара се називају конекторима или подножјима (slot). Поред многобројних интегрисаних елемената – чипова, на плочи се налазе отпорници, диоде, транзистори, завојнице и други елементи који су потребни да би се генерисали и преносили сигнали потребни за рад рачунара.

Матичне плоче су током времена преузимале на себе све више и више функција осталих делова рачунара. Тако, врло брзо су се појавиле плоче које имају уграђену графичку картицу, затим уграђену и звучну картицу, па мрежну итд. Овакве „уграђене“ (или „интегрисане“) картице углавном важе за мање квалитетне него спољашње, премда се та разлика током времена смањује, што нарочито важи за звучне и мрежне картице.

Матичне плоче се производе у различитим стандардизованим облицима и величинама. Стандардом су обухваћене укупне димензије плоче, распоред компоненти, типови конектора и подножја, потребни напони и конектори за напајање, позиције отвора за монтирање и сл. Стандард треба да обезбеди компатибилност различитих произвођача. Оригинални Интелов стандард под именом АТ (Advanced Technology) je 1995. године замењен новим, АТХ (Advanced Technology eXtended) стандардом који уз мање измене и данас одређује величину и дизајн савремених матичних плоча. Очигледно је да овај стандард нема вртоглаву динамику која је својствена персоналном рачунару у целини.

Конектори за напајање

Да би се омогућио рад рачунара потребно је да се обезбеде потребни напони напајања за све компоненте које се налазе на матичној плочи. Матичне плоче АТХ формата имају најмање 1 конектор којим се обезбеђује напајање матичне плоче. Овај конектор је обавезан и може да има 20 или 24 пина. На Слици 1.5 је приказан физички изглед 20 пинског конектора који се налази на једној од ивица матичне плоче.

конектор за напајање

конектор за напајање (слика преузета са интернета)

Конектор који има 24 пина у суштини нема „нове“ напонске водовe, већ на додатна 4 вода доводи напоне од 12V са намером да се обезбеди додатна снага за потрошаче који се напајају овим напоном.

Преко конектора за напајање се доводе напони од +3.3V, +5V, -5V, +12V, -12V, помоћни напон од +5VSB (Stand-By, омогућава да USB уређаји, попут миша, тастатуре могу „пробудити“ рачунар из sleep стања), сигнал за укључивање рачунара PS-ON (Power Switch On) и сигнал исправности напона за напајање PW-OK (овај сигнал се често назива power good и изначава са PG).

Поред обавезног 20 или 24 пинског конектора на савременим матичним плочама постоји и додатни АТХ 12V конектор. Преко овог конектора се доводи напон од +12V на део матичне плоче у близини процесора на ком се налази прекидачки степен за напајање који обезбеђује потребан напон за напајање процесора. Процесор је један од највећих потрошача електричне енергије у рачунару, а то за фиксне напоне напајања подразумева повећану струју напајања. Обзиром да се са повећањем јачине струје повећава температурна дисипација, показало се бољим да напонски водови за напајање процесора не пролазе кроз већи део штампане плоче већ да се доведу у његову непосредну близину. Из истог разлога, неке видео картице захтевају посебне конекторе за напајање.

Предња и задња страна матичне плоче

На предњој страни матичне плоче се налазе група игличастих конектора на које се прикључују тзв. LED (Light-Emitting Diode) индикатори и тастери са контролног панела на кућишту рачунара преко којих се управља радом рачунара и прати његов рад.

На задњој старни матичне плоче се налази група стандардних конектора преко којих је могуће прикључити спољашње уређаје као што су: миш, тастаура, монитор, штампач… Миш и тастатура се прикључују преко тзв. PS/2 конектора, док се за серијски пренос података може користити RS-232 конектор или USB (Universal Serial Bus). Преко USB конектора је могуће прикључити велики број спољашњих уређаја, и он данас представља један од стандардних конектора. Уређаји који се прикључују преко USB конектора, могу од персоналног рачунара да добију напајање, тако да не морају да поседују сопствено.

Компоненте које се налазе на матичној плочи

Процесор

Једна од најзначајнијих компоненти која се налази на матичној плочи је централна процесорска јединица (CPU) или једноставно процесор . Непосредно изнад процесора се налазе компоненте које служе за пасивно (хладњак) и активно хлађење (вентилатор) и због тога се најчешће процесор не види директно. Процесор је задужен за све процесе обраде и управљање преносом и складиштењем података. Хладњак је метални профил дизајниран тако да има велику површину на релативно малом простору и служи да ефикасно преузме топлоту са површине процесораи да је потом емитује у кућиште рачунара, док вентилатор треба да поспеши процес размене топлоте са околним простором. Температура на површини процесора је изузетно велика и веома је битно да се у току рада рачунара она одржава на захтеваном нивоу како би се омогућио правилан рад процесора и осталих компонената рачунара.

Сокет (Socket) одређује коју врсту процесора можемо уметнути у матичну плочу. Последњи универзални сокет који су подржавали сви произвођачи процесора за PC рачунаре био је socket 7. Њега Intel напушта правећи властити сокет чиме долази до данашње поделе на сокете за Intel и AMD. Данас је немогуће ставити AMD процесор у матичну плочу која подржава Intel сокет (и чипсет).

Меморија и конектори меморијских модула

Следећа важна компонента која се налази на матичној плочи је радна меморија (Random Access Memory – RAM). RAM и процесор су физички смештени на малом растојању, како би се омогућила најбржа могућа комуникација. За прикључивање меморије користе се меморијски слотови и обично их има више.

Конектори диск јединица

На матичну плочу се преко посебних конектора прикључују и диск јединице као што су CD, DVD, хард дискови. Пренос података може бити паралелан (PATA) или серијски (SATA). Неки од ових конектора су приказани на следећој слици:

матична плоча

матична плоча (слика преузета са интернета)

PCI слотови: конектори за звучне, ТВ, мрежне па и графичке карте.
AGP порт: конектор намењен за графичке карте, карактерише га већа брзина од PCI-a.
IDE конектори служе за спајање PATA хард дискова и оптичких уређаја (DVD/CD-ROM/RW), обично налазимо два конектора.
SATA конектори: служе за повезивање SATA хард дискова
USB служи за прикључивање спољашњих уређаја (штампача, флеш меморија…)
Legacy конектори: Серијски и паралелни конектори, скоро сасвим превазиђени, али још увек присутни ради подршке старих уређаја
Конектори за периферије: Конектори за миш и тастатуру, иако данас све више мишебва и тастатура користи USB стандард.

BIOS меморија
Основна намена Basic Input/Output System (BIOS) меморије да чува програм који иницијализује хардвер на матичној плочи и тестира исправност системског хардвера. Након тога покреће поступак за учитавање оперативног система са хард диска или неке друге локације. Поред тога BIOS омогућава интерфејс између оперативног система и тастатуре, дисплеја и других улазно излазних уређаја. Садржај BIOS меморије дефинише произвођач матичне плоче. Најчешће се реализује као меморија flash типа зато што треба да чува садржај и када нема напајања.

CMOS меморија
Важан елемент на матичној плочи је батерија за напајање CMOS меморије у којој се чувају подаци о конфигурисању рачунара. Подаци о конфигурисњу рачунара се уносе кроз Setup програм приликом првог покретања рачунара након склапања или након измене неких виталних компоненти. Подаци се односе на тип и величину прикљученог хард диска, број партиција и сл. Ове податке није могуће предвидети у производњи, па самим тим није их могуће уписати у BIOS меморију, а при томе су неопходни за правилно „подизање“ рачунара. Чак и када би ове податке било могуће предвидети њихово уписивање у BIOS не би било прихватљиво јер касније не би могли да се мењају на једноставан начин. Због тога су подаци записани у меморију која дозвољава читање и записивање података, али захтева напајање за чување садржаја. Батерија обезбеђује напајање и када нема мрежног напајања, односно када рачунар не ради. Батерија је најчешће дугмастог облика, литијум јонског типа и не допуњава се у току рада. Поред напајања CMOS меморије она напаја и сат реалног времена. Уколико се батерија испразни потребно је заменити и поново унети тражене податке.

Чипсет
Поред наведених конектора и прикључака на матичној плочи се налази велики број електронских елемената. Најзначајнији од њих су интегрисана кола, од којих су најважнија два која сачињавају тзв. чипсет (chipset). Задатак чипсета је да омогући комуникацију између практично свих делова рачунара. Чипсет се састоји од два кола:
1. Северни мост (North bridge) или Memory Controler Hub – MCH: Директно је повезан са процесором преко FSB-a (Front Side Bus) што омогућава брзу доступност података из меморије и графичке картице. Од њега највише зависе перформансе матичне плоче те је интегрисан на матичну плочу што значи да се не може мењати.
2. Јужни мост (South bridge) или Input/Outpuт Controler Hub – ICH: Спорији је од Северног моста. Због тога све информације иду прво преко Северног моста до Јужног моста који је магистралама спојен на PCI, USB, звучни чип, SATA и PATA конекторе итд.

Чипсет (слика преузета са интернета)

Чипсет (слика преузета са интернета)

Поред FSB – магистрала која повезује процесор и Северни мост, постоје и друге магистрале (већина повезана са одговарајућим конекторима):

  • Меморијска магистрала спаја Северни мост са меморијом

  • IDE магистрала спаја Јужни мост са хард дисковима или CD/DVD уређајима

  • AGP магистрала спаја графичку карту са меморијом и процесором

  • PCI магистрала спаја PCI слотове са Јужним мостом. PCI магистралу користи и PCI Express

Advertisements

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се / Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се / Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се / Промени )

Google+ photo

Коментаришет користећи свој Google+ налог. Одјавите се / Промени )

Повезивање са %s