Az IBM kompatibilis személyi számítógép (PC) hardverismeretei

Az alaplapAz alaplap

Bóta Laca

A Neumann elvű számítógépek logikai felépítése

központi egységbelső tár

bemeneti egység

kimeneti egység

külső tár(háttértárak)

bemeneti egységek(input)

kimenetiegységek(output)

19

Bóta Laca

A Neumann elvű EDVAC szerkezete központi aritmetikai egység

central arithmetical part (CA) központi vezérlőegység, központi vezérlés

central control organ, central control (CC)– vezérlőmű [CA+CC=C]

Belső (elektronikus) tár memory (M)– központi tár, operatív memória, munkatár

Külső rögzítőközegoutside recording medium (R)

Beviteli egységinput (I), [R>I>C, M]

Kiviteli egységoutput (O) , [C, M>O>R]

Bóta Laca

IBM kompatibilis PC-k logikai felépítése ma Alaplap (motherboard)

Perifériák(peripherial equipment) bemeneti egység kimeneti egység háttértárak kommunikációs eszközök multifunkciós perifériák

Fontos a kommunikáció megvalósítása az egységek között(hardver oldali interfész)

bemeneti egységek(input)

kimenetiegységek(output)

20

Bóta Laca

A központi egység napjainkban

Központi vezérlőegység – (mikro)processzor (CPU - central processing unit)

Operatív memória – belső tár, központi tár(operative memory)

I/O vezérlő vagy perifériavezérlő(input-bemenet, output-kimenet)(I/O processor):az operatív tár és egyes perifériák közötti adatbeviteli és -kiviteli műveleteket vezérlő speciális processzor, amely a CPU felügyelete alatt, de attól függetlenül működik.

Bóta Laca

Az alaplap szerepe Integrált áramkörökből álló lap, egy nyomtatott

áramkör, amely tartalmazza a számítógép központi egységének részeit, valamint a perifériákkal való kapcsolattartás elemeit,

azaz a számítógép működése és vezérlése szempontjából meghatározó egységek jelentős részét.

Az alaplaphoz adott füzet tartalmazza a rajta elhelyezhető eszközöket, illetve az elhelyezés módját, valamint a beállítások (konfigurálás) lehetőségeit.

41

Bóta Laca

Integrált áramköri lapok Alaplap (motherboard):

alapvető áramköri elemek találhatók rajta

Bővítő kártyák:egyes perifériák asegítségükkel csatlakoznakaz alaplaphoz

41

Bóta Laca

A PC fizikai elvű építőkövei chip (lapka)

mikroprocesszor

integrált áramköri lapok:alaplap, bővítőkártyák

40

Bóta Laca

Alaplapformák szabványai (form factors)

XT1983.

BIOS10 MB HDD

FDD

AT1984.

Kisebbméret

Baby AT

ATX1995. Intel

305mm 244mm (full size)csatlakozók áthelyezése

más áramellátás (stand by)chipset (északi, déli híd)

Nagyobb méret:Extended ATX

305mm 254mm

Kisebb méretek:305mm 244mm

Micro ATX 229mm 191mm

Flex ATX

BTX2003. Intel

eddig nem élvezett nagytámogatást

ITX2001. VIA

mini ITX: 170 mm 170mmpiko ITX

XT – extended technology (kiterjesztett technológia)AT – advanced technology (haladó (vagy fejlett) technolódgia)HDD – hard disk drive (merevlemez meghajtó)FDD – floppy disk drive (flopi meghajtó)

WTX2000. Intel

NLXIntel

az IBM, DEC stb. cégek számára

IBM PC1981.

16-64 KB RAMkazettás tároló

BXT – Balanced Technology eXtended (tehermentesített, kiterjesztett technológia)

42

Bóta Laca

Alaplapformák

XT AT

ATX micro-ATX

micro-BTX

42

Az alaplap fontos elemei

Bóta Laca

Az alaplap (motherboard) főbb részei48

órajelgenerátor (clock generator) I/O vezérlő (i/o processor) Chipkészlet (chipset) – speciális i/o vezérlő

északi híd (northbridge)déli híd (southbridge)

sínrendszer (bus, highway) – buszrendszer,periféria csatlakozók (pl.: slot, port, connector)

DMA vezérlő, Ultra DMA (UDMA) vezérlő operatív memória (operative memory)

– BIOS + csatlakozók Megjegyzés: ezeket a témaköröket a belső táraknál tárgyaljuk

részletesen

Bóta Laca

Az alaplapon lévő órajel-generátor állítja elő a vezérlő áramkör órajelét, hiszen ezen ütemezett áramkörök csak az ütemező jel hatására képesek működni, két jel között az áramkör nem végez feladatot, így a működési sebességet nagy mértékben befolyásolja az órajel frekvenciája.

Az értékét Hz-ben (hertz) adják meg, ami megmutatja, hogy másodpercenként hány műveletet kezdhet el a processzor, valamint az összes többi vezérlő számára meghatározza a munkavégzés sebességét.

Órajel-generátor

Bóta Laca

Az órajel-generátor chip az alaplapon

Órajel-generátor(Clock generator)

Bóta Laca

I/O vezérlő A számítógéprendszerben a be-és kiviteli műveleteket

vezérlő speciális processzor, amely a központi vezérlőegység felügyelete alatt, de tőle függetlenül fejti ki tevékenységét.

Miután a be- és kiviteli műveletre vonatkozó információkat megkapta a központi vezérlőegységgel szimultán, azonban attól függetlenül működhet, felszabadítva a vezérlőegységet más folyamatok számára.

Támogatja többek között a flopi meghajtót, a párhuzamos portot stb.

Az eszközök vezérléséhez szükséges elemeket ma már egy ún. chip készletbe foglalják.

Bóta Laca

Chip készlet (chip set, IC-készlet) Az alaplap egyes perifériakezelő és kiegészítő

áramköreinek egyetlen IC-ben történő elhelyezésével nyert áramköri elem.

Az alaplap ezen funkciói így sokkal gyorsabban hajthatók végre, mintha azokat az alaplapgyártók az alaplap áramköreiként terveznék meg és helyeznék el.

Az első készletet 5 db IC-ből állt, és a Chips & Technologies cég készítette az IBM AT számára, amely 40-nél több IC-t integrált.A készlettel ellátott alaplapok neve NEAT volt.

48

Bóta Laca

Chip készlet (chip set, IC-készlet)

A mai chip készletek két jelentős részre tagolhatók:

Északi híd: memóriavezérlő,az alaplapi grafikus kártya vezérlése.

Déli híd: integrált periféria vezérlő bemeneti/kimeneti perifériákhoz,illetve háttértárakhoz.

Mai jelentősebb chip készlet gyártók: Acer, AMD, Intel, Nvidia, VIA stb.

48

Bóta Laca

Sínrendszer (buszrendszer) Egy számítógéprendszer funkcionális elemei

között kapcsolatot teremtő vezetékek összessége, amelyek segítségével valósul meg a különféle jelek átvitele.

A jelek által hordozott kódolt adat természete alapján 3 sínt különböztetünk meg:adatsín, címsín, vezérlő sín.

51

Bóta Laca

DMA (Direct Memory Acccess) vezérlő Közvetlen memória hozzáférés. Azon műveleteknél, ahol az operatív memória

és valamely periféria között folyik az adatátvitel, ezt a CPU helyett egy külön áramkör, a DMA vezérlő irányítja, ami 2,1-16,7 MB/s-os adatátvitelt tett lehetővé. Ez gyorsítja a rendszer működését. A mai alaplapokon már UDMA (Ultra DMA) található, ami 16,7-100 MB/s-os adatátvitelt biztosít.

A két vezérlő leginkább a merevlemez és az operatív tár közti adatforgalmat segíti.

Bóta Laca

Csatlakozók, szolgáltatások az alaplapon processzor (CPU) csatlakozó tárolás (storage)

flopi csatlakozó (floppy disk connector) IDE csatlakozó (IDE connectors) ATA, SATA csatlakozók (ATA, SATA connectors) ...

tápegység csatlakozó (power connector) egyéb szolgáltatás pl. Audio CODEC …

Megjegyzés:ezeket a témaköröket a háttértáraknál

tárgyaljuk részletesen

43

Megjegyzés: erről a processzoroknál olvashat részletesen

Bóta Laca

Periféria csatlakozók Az alaplappal a perifériák kapcsolata lehet

vezetékes, vagy vezeték nélküli. A vezetékes kapcsolathoz az alaplapra

helyezett csatlakozókat (pl.: a billentyűzet esetén), vagy az alaplap egyik bővítőhelyébe (slot) illesztett bővítőkártya csatlakozóját kell használni.

A vezeték nélküli kapcsolathoz is szükség van egy berendezésre ami az alaplap felé továbbítja az adott jelet, illetve a adatokat elküldi a periféria számára.

43

Bóta Laca

Tápegység csatlakozó A tápegység szolgáltatja az

alaplap és a többi eszköz számára a szükséges áramot.

A tápegység véd a túlfeszültség és a túlterhelés ellen.

44

Az alaplap áramellátását biztosító csatlakozó

Bóta Laca

Az eredeti IBM PC tápcsatlakozó kiosztásai44

Bóta Laca

Egységek egy régi alaplapon

Bóta Laca

PII/PIII-as alaplap fontosabb részei

Bóta Laca

Egy PIV-es alaplap részei

A bemutató forrásanyagai

Bóta Laca

Könyvek, cikkek

Sikos László: PC hardver kézikönyv. BBS-INFO, 2007. Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv. Computerbooks, Bp., 1998. Racskó Péter: Bevezetés a számítástechnikába. LSI. Markó Imre: PC hardver. Konfigurálás és installálás. LSI, 2000. Hasznos oldalak:

http://www.motherboard.org http://www.abit.com http://hu.asus.com http://www.epox.com http://www.msicomputer.com http://www.soltek.de. http://www.via.com

2007. október