Лабораторна робота №1. Загальна конфігурація комп’ютера. Системний блок. Материнська (системна) плата комп'ютера.

Ціль роботи: вивчити загальну конфігурацію комп’ютера та склад системного блоку; вивчити розміщення елементів комп'ютера на материнській платі (МП).

Теоретичні відомості.

Конфігурацію ПК можна змінювати в міру необхідності. Але, існує поняття базової конфігурації, яку можна вважати типовою:

• системний блок;

• монітор;

• клавіатура;

• маніпулятор «миша».

Комп'ютери випускаються і у портативному варіанті (laptop або notebook виконання). В цьому випадку, системний блок, монітор та клавіатура містяться в одному корпусі: системний блок прихований під клавіатурою, а монітор вбудований у кришку, замість «миші» під клавіатурою є сенсорна область, чутлива до дотику – TouchPad.

Системний блок - основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, що знаходяться в середині системного блока називають внутрішніми, а пристрої, що під'єднуються ззовні називають зовнішніми.

Зовнішні додаткові пристрої, що призначені для вводу та виводу інформації називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блоки відрізняються формою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower) виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати різні розміри: повнорозмірний (BigTower), середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двох форматів: вузький (Full-AT) та надто вузький (Baby-AT). Корпуси персональних комп'ютерів мають різні конструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування несанкціонованого доступу, засоби контролю внутрішньої температури, шторки від пилу).

Корпуси часто поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку живлення є одним із параметрів корпусу. Для масових моделей достатньою є потужність 300-360 Вт.

Основними вузлами системного блоку є:

• електричні плати, що керують роботою комп'ютера (мікропроцесор, оперативна пам'ять, контролери пристроїв тощо);

• накопичувач на жорсткому диску (вінчестер), призначений для читання або запису інформації;

• накопичувачі (дисководи) для гнучких магнітних дисків (дискет) та компакт-дисків.

Компоненти комп'ютера

При збиранні типового ПК як правило використовуються перераховані нижче компоненти:

1. Системна плата.

2. Процесор.

3. Оперативна пам'ять.

4. Накопичувач на жорсткому диску.

5. Накопичувач CD-ROM/CD-R/RW/DVD або DVD±RW(RAM).

6. Відеоадаптер і монітор.

7. Звукова карта й акустичні системи.

8. Корпус із блоком живлення.

9. Накопичувач на гнучких магнітних дисках.

10. Клавіатура й пристрій позиціонування курсору (миша).

11. Допоміжні елементи.

12. Програмне забезпечення.

Підготовка до роботи

Перш ніж приступити до збирання комп'ютера, необхідно виконати кілька підготовчих операцій. По-перше, варто вжити заходів захисту від електростатичного розряду; по-друге, записати конфігурацію комп'ютера, включаючи апаратні (положення перемичок і перемикачів, схеми кабельних з'єднань) і логічні (установки BIOS).

Захист від електростатичного розряду

Працюючи з відкритим корпусом комп'ютера, необхідно вжити заходів, що виключають можливість електростатичного розряду через сигнальні кола системної плати чи плат адаптерів.

Тіло людини завжди заряджене до деякого потенціалу по відношенню до електричних кіл комп'ютера, і цей потенціал може виявитися небезпечним для напівпровідникових компонентів. Перш ніж забратися усередину відкритого пристрою, торкніться провідної ділянки його шасі, наприклад, кришки блоку живлення. При цьому потенціали тіла й загального провідника комп'ютера зрівняються. Вважається, що заряд обов'язково повинен «стекти на землю», але ця вимога є зовсім необов’язковою. Більш складний спосіб рівномірного розподілу потенціалів між вами й компонентами комп'ютера - це застосування захисного електростатичного браслету. При роботі з комп'ютером приєднайте антистатичний браслет провідником до шасі комп'ютера в не пофарбованому місці, бо у іншому випадку електричного контакту не буде. Всі ці заходи спрямовані на те, щоб рівномірно розподілити електростатичні заряди між вашим тілом і вузлами комп'ютера й уникнути появи небезпечних струмів.

Не варто працювати з відкритим комп'ютером при вставленому в розетку шнурі живлення, тому що існує ймовірність увімкнути його в самий невідповідний час або його просто забули вимкнути. Крім того, у цьому випадку досить висока ймовірність потрапляння в комп'ютер вологи або маленьких предметів, що може викликати коротке замикання на електронній платі й привести до її ушкодження. Плати адаптерів завжди необхідно тримати за металевий кронштейн, яким вони кріпляться до корпуса. Кронштейн з'єднаний із загальним провідником плати, і можливий електростатичний розряд не приведе до ушкодження компонентів адаптера. Якщо в плати немає металевого кронштейна (як, наприклад, у системної плати), акуратно тримайте її за краї й не торкайтеся встановлених на ній компонентів.

Увага!

Іноді рекомендують класти вийняті плати й мікросхеми на алюмінієву фольгу, але цього робити не можна! На багатьох платах адаптерів і системній платі встановлені конденсатори, а також літієві або нікель-кадмійові батареї (акумулятори). Ці батареї досить бурхливо реагують на коротке замикання, що може відбутися, якщо ви покладете плату на фольгу. Батареї швидко перегріваються й вибухають, як петарди, причому уламки, що розлітаються, досить небезпечні для очей. Оскільки ви можете не знати, чи встановлений на конкретній платі акумулятор чи ні, то дотримуйтеся загального правила: ніколи не кладіть плати на провідну металеву поверхню.

Системна плата

Існує кілька формфакторів для системних плат, які визначають фізичні розміри плати, а, отже, і тип корпуса. Нижче перераховані відомі в цей час формфактори системних плат.

Застарілі:

• Baby-AT;

• Full-size AT;

• LPX.

Сучасні:

• ATX;

• Micro-ATX;

• Flex-ATX;

• Barebone;

• NLX;

• WTX.

Системні плати ATX характеризуються високим ступенем інтеграції портів, але, на відміну від плат формфактора Baby-AT, всі зовнішні порти ATX вбудовуються в системну плату й розташовуються по один бік від слотів розширення. Завдяки цьому не доводиться возитися із плоскими кабелями, необхідними для системних плат Baby-AT, для того щоб винести порт миші, послідовні й паралельні порти, а також порт USB на задню панель системного блоку. Елементи, що виділяють при роботі велику кількість тепла (наприклад, процесор і мікросхеми пам'яті), розташовані поруч із блоком живлення, який сконструйований таким чином, що його вентилятор забирає потік нагрітого повітря з системного блоку.

Роз’єм живлення для плат ATX обладнаний ключем, що забезпечує підключення тільки одним (вірним) способом.

Формфактор micro-ATX був розроблений для систем нижнього рівня. Архітектура micro-ATX зворотно сумісна з ATX. Ця системна плата менше, ніж ATX. Такі системні плати можуть бути встановлені в стандартні корпуси ATX або ж у корпуси, які були спеціально для них розроблені.

Крім описаних вище формфакторів системних плат, у цей час використовуються системні плати конструкцій LPX й NLX.

Вони призначені для певних корпусів і додаткових елементів. Однак треба пам’ятати, що існують деякі розходження між комп'ютерами, у яких установлені системні плати LPX, тому можуть виникнути проблеми, пов'язані із взаємозамінністю системних плат і корпусів.

Одним з найважливіших компонентів системної плати є встановлений набір мікросхем. Як правило, це від однієї до п'яти мікросхем, які містять основні схеми системної плати. Вони заміняють більше 150 окремих компонентів, що використовувалися в оригінальній системі IBM AT. У набір мікросхем можуть входити контролери локальної шини, кеш-пам'яті, основної пам'яті, переривань, прямого доступу до пам'яті й інші схеми.

Використовуваний набір мікросхем значно впливає на продуктивність системної плати й визначає параметри й обмеження продуктивності: обсяг і швидкість кеш-пам'яті, обсяг і швидкість основної пам'яті, тип і швидкість процесора й т.д. Ці набори мікросхем забезпечують працездатність пристроїв AGP (Accelerated Graphics Port - поліпшений графічний порт) і USB (Universal Serial Bus - універсальна послідовна шина).

Додатково звертають увагу на наступні характеристики:

• частота шин процесора й пам’яті;

• тип оперативної пам’яті (SDRAM, DDR SDRAM чи RDRAM) та її максимальний розмір;

• підтримка пам'яті ECC (коди корекції помилок);

• розширені функції керування живленням ACPI;

• наявність слота AGP 4х/8x або PCI-Express;

• інтерфейс Ultra-ATA/100/133 або Serial-ATA;

• підтримка USB 2.0 (високошвидкісний порт USB).

Ще одним важливим елементом системної плати є BIOS. Варто переконатися, що BIOS, по-перше, зроблена однією з ведучих у цій галузі компаній (AMI або Award) і, по-друге, розміщена в спеціальній мікросхемі з можливістю перезапису, яку ще називають Flash ROM або EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). Це дозволить завантажувати оновлення BIOS.

У практично всіх системних платах порти вводу-виводу вбудовані. Якщо вони невбудовані, їх необхідно підключити до плати розширення, що, на жаль, займе вільний слот розширення. Або виламати заглушку потрібного розміру в корпусі позаду вище за слоти розширення та прикрутити в цю дірку роз’єм за допомогою гайкоподібних гвинтів по обидві сторони від нього. Більшість систем містять наступні порти:

• підключення клавіатури (типу mini-DIN);

• підключення миші (типу mini-DIN);

• два послідовних (з буфером типу 16550А);

• паралельний (типу EPP/ECP);

• два, чотири, а інколи й шість портів USB (Universal Serial Bus);

• порт відео (необов'язково);

• мережний порт (необов’язково);

• аудіо / ігровий порт (необов'язково);

• два порти Enhanced IDE на локальній шині (первинний і вторинний);

• порт контролера дисководу.

Універсальна послідовна шина USB – послідовний стандарт портів вводу-виводу. До цієї шини можуть бути підключені найрізноманітніші пристрої - від клавіатури до монітора. При цьому декілька портів розташовується на задній частині плати, а інші знаходяться на системній платі. Кабель, що підключається до них, дозволяє винести набір портів другої шини USB на передню панель системного блоку. Подібне компонування портів USB використовується в більшості сучасних корпусів, дозволяючи спростити приєднання до комп’ютера таких пристроїв, як цифрові камери, Flash-накопичувачі та ін.

Запис параметрів конфігурації

При роботі із системною платою комп'ютера можна навмисно або випадково видалити інформацію з BIOS, тому необхідно записати її важливі параметри. Особливо важлива інформація про параметри жорсткого диска. Якщо більша частина даних при включенні комп'ютера досить легко відновлюється вручну або автоматично, то з інформацією про параметри жорсткого диска інша справа. Сучасні програми BIOS зчитують інформацію про параметри жорстких дисків безпосередньо з пристроїв IDE і SCSI. Однак старим програмам BIOS параметри встановленого жорсткого диска необхідно задавати явно.

Варто також записати орієнтацію роз’ємів всіх кабелів. У комп'ютерах солідних фірм використовуються кабелі й роз’єми із ключами, але в більш дешевих моделях таких «надмірностей» немає. Як правило, у плоских кабелях провідник з номером 1 має інший колір. На роз’ємі пристрою, до якого потрібно підключати такий кабель, також знаходиться яка-небудь мітка, що позначає перший контакт.

Зауваження:

При з’єднанні системної плати з пристроями IDE чи SCSI запам’ятайте, що провідник з номером 1 в переважної більшості випадків повинен знаходитися біля роз’єму живлення відповідного пристрою. Хоча викладені рекомендації й вимоги очевидні, часто виникають інциденти, пов'язані з неправильним підключенням кабелів. На щастя, у більшості випадків перевернутий роз’єм або переплутаний кабель не приводять до фатальних наслідків (але тільки якщо цей кабель або роз’єм не стосується до блоку живлення!). Джерело живлення й батареї є винятком із цього правила. Якщо, наприклад, вставити роз’єм живлення системної плати «навпаки» або помістити його не в те гніздо, на шині живлення, розрахованій на 5 В, може виявитися напруга 12 В. При цьому можна буде спостерігати справжній феєрверк із мікросхем, що вибухають. Якщо ж неправильно вставити акумулятор живлення BIOS, мікросхема обов’язково вийде з ладу.

Установка системної плати

Перед установкою в комп'ютер системної плати необхідно змонтувати на ній процесор і модулі пам'яті. Більшість плат мають перемички, що визначають швидкодію процесора і його робочі напруги. Якщо їх неправильно встановити, система може не працювати взагалі або працювати нестійко, а може навіть пошкодити процесор. Тому при будь-яких сумнівах щодо установки перемичок краще відразу звернутися до документації на системну плату.

Рисунок 1. Зображення системної плати (приклад)

Позначення:

1 – слоти для встановлення плат розширення;

2 – роз’єми для підключення живлення (на цій платі - АТХ);

3 – гніздо для встановлення центрального процесору;

4 – слоти для встановлення модулів оперативної пам’яті (DIMM);

5 – роз’єми для підключення накопичувачів (HDD1, HDD2, FDD).

На системній платі повинні бути встановлені:

1. Процесор.

2. Плати оперативної пам’яті ПК (в корпусах DIMM або SIMM).

3. Відеоадаптер (вбудований чи зовнішній).

4. Контролер НЖМД и НГМД (вбудований чи зовнішній). Як правило, якщо цей контролер зовнішній, то він об’єднаний з контролерами паралельного (LPT) та послідовного портів (COM 1 и COM 2).

Також на системній платі можуть бути вбудовані чи встановлені в слоти для плат розширення:

5. Адаптер локальної мережі (мережна карта).

6. Звукова карта та інші пристрої.

Закріплення системної плати в корпусі

Звичайно системна плата закріплюється в корпусі декількома гвинтами

й пластмасовими стійками. Якщо корпус новий, спочатку потрібно вставити на потрібні місця всі необхідні для кріплення металеві стійки (частіше 9 або 6). Якщо металевих стійок не вистачає – дозволяється використовувати пластмасові, але в тих місцях, де під час монтажу та послідуючої роботи ПК будуть найменші навантаження на плату (наприклад біля панелі підключення індикаторів корпусу – Front Panel Connection). Нижче описана процедура встановлення плати.

1. Огляньте призначені для стійок отвори в платі. Тепер металеві стійки потрібно вгвинтити в отвори в шасі корпуса так, щоб вони розташовувалися напроти відповідних їм отворів у платі.

2. Пластикові стійки вставляються знизу в саму плату.

3. Візьміть гвинти й пластикові шайби й пригвинтіть плату до шасі.

5. Установіть задню панель роз’ємів вводу-виводу в корпус там де вони будуть коли плата опиниться на своєму місці.

6. Установіть шасі із системною платою в направляючі корпусу. Простежте за тим, щоб роз’єми вводу-виводу системної плати АТХ збіглися з відповідними отворами задньої панелі. Системна плата повинна без особливих зусиль встати на призначене їй місце.

7. У платах із пластмасовими стійками перевірте, щоб всі стійки потрапили у відповідні прорізи. Якщо необхідно, несильно похитайте плату з боку в бік. При правильній установці плати всі отвори для гвинтів у платі й шасі корпуса збігаються.

8. Тепер пригвинтіть шасі із системною платою до корпуса ЕОМ.

Вказівки: