Płyta główna

8 sie 2008 o 19:36

Informacje ogólne

Płyta główna (ang. mainboard) jest jednym z najważniejszych elementów komputera. To na niej znajduje się gniazdo procesora, układy sterujące, sloty i porty. Bezpośrednio na płycie instalowane są również karty rozszerzeń oraz niektóre urządzenia peryferyjne. Od stabilności i jakości wykonania płyty głównej zależy wydajność całego systemu. Obowiązujący w starszych konstrukcjach standard Baby-AT został już całkowicie wyparty przez specyfikację ATX. Płyty standardu ATX różnią się między sobą liczbą gniazd PCI I ISA, oraz ilością pomięci RAM, która może być zainstalowana na płycie. Zmiany oferowane przez normę ATX usuwają pewne niedociągnięcia dotychczasowych konstrukcji. Typowa płyta tego standardu przypomina konstrukcję Baby-AT obróconą o 90 stopni. Nowsza specyfikacja ściśle określa położenie procesora, który teraz nie jest umieszczany na przeciw slotów PCI i ISA, dzięki czemu możliwy jest bezproblemowy montaż kart rozszerzeń pełnej długości. Dodatkowo norma ATX zapewnia programową kontrolę zasilania, co umożliwia automatyczne wyłączenie komputera przez system operacyjny (najczęściej po zamknięciu systemu). Zaletą jest również możliwość wykorzystania wentylatora zasilacza także do chłodzenia radiatora procesora, co wydatnie zmniejsza poziom hałasu wytwarzanego przez komputer. Nowością jest zastosowanie jednoczęściowego gniazda zasilającego. Jest to istotne, ponieważ dotychczas stosowane na konstrukcjach Baby-AT dwuczęściowe złącze można było przypadkowo odwrotnie podłączyć i tym samym narazić na zniszczenie płytę główną oraz inne podłączone komponenty. Na płycie ATX umieszczono obok złączy portów I/O standardowo gniazda PS/2 dla klawiatury oraz myszki. Należy zauważyć także, że złącza pamięci umieszczono bardziej w okolicy środka, co zazwyczaj ułatwia dostęp do modułów pamięci. Modyfikacji uległo położenie zintegrowanych kontrolerów FDD i IDE, które przesunięto bardziej na zewnątrz w kierunku wnęk na napędy. Pozwala to nieco przerzedzić pajęczynę przewodów rozpiętą nad płytą.

? Rodzaje procesorów i ich instalacja

Procesor, CPU (Central Processing Unit) to najważniejsza jednostka każdego komputera, będąca najczęściej pojedynczym mikroprocesorem, połączonym z płytą główną za pomocą specjalnego gniazda typu ZIF lub Slot, i składający się z jednostki arytmetyczno logicznej (ALU), jednostki sterującej i koprocesora numerycznego (FPU). Procesor ma za zadanie przetwarzać i wykonywać typowe operacje arytmetyczno logiczne, jakie dochodzą do niego poprzez pamięć operacyjną, a ilość takich operacji waha się w granicach od kilkuset do milionów na sekundę. Powszechną miarą czasu działań, wykonywanych przez procesory są mikrosekundy (1 us = 0,000001 s) i nanosekundy (1 ns = 0,000000001 s), czyli milionowe i miliardowe części sekundy. Podstawowe bloki funkcjonalne tworzące procesor to: rejestry, jednostka arytmetyczno-logiczna, układ sterowania, dekoder rozkazów, jednostka zmiennoprzecinkowa oraz umieszczana w niektórych procesorach pamięć robocza L1. Natomiast podstawowymi parametrami technicznymi są: liczba bitów np. 8,16, 32, 64 bity, szerokość szyny adresowej, lista rozkazów i częstotliwość zegara taktującego mierzona w MHz. Ogół procesorów jest obecnie wytwarzany w postaci układów o niezwykle wysokim stopniu scalenia setek tysięcy a nawet milionów tranzystorów na jednej płytce krzemu. Kupując w sklepie procesor, zwraca się zwykle uwagę na jego częstotliwość pracy, gdyż wpływa ona bezpośrednio na moc obliczeniową systemu. Wartość ta, podawana w megahercach, w dużej mierze zależy od technologii wykonania samego układu scalonego, a więc od szerokości ścieżek. Obecnie mikroprocesory wytwarzane są najczęściej w technologii 0,25 lub 0,18 mikrometra. Wszystkie współczesne CPU mają podobną architekturę wewnętrzną, opartą na superskalarnym jądrze RISC. Zgodność z listą rozkazów x86 (lub inną CISC-ową) uzyskuje się, tłumacząc instrukcje na wewnętrzny język procesora. Rodzaj procesora stanowi bardzo często podstawowe kryterium ich podziału i zastosowań. Procesory w zależności od rodzaju mogą mieć różne wersje obudowy:

Obudowa typu SEC
SEC
(Single Edge Connector)

Obudowa typu SECC
SECC
(Single Edge Connector Cartridge)

Obudowa typu SECC2
SECC2
(Single Edge Connector Cartridge2)

Obudowa typu PGA
PGA
(Pin Grid Array)

Obudowa typu PPGA
PPGA
(Plastic Pin Grid Array)

Obudowa typu FC-PGA
FC-PGA
(Flip Chip Pin Grid Array)

Obudowa typu SEPP

SEPP
(Single Edge Processor Package)

? Najważniejsze cechy procesorów

Rodzaj złącza – wybór typu procesora determinuje architekturę płyty głównej oraz późniejsze możliwości rozbudowy systemu. Tak zwany Slot1 przeznaczony jest dla procesorów Pentium II/III lub wczesnych modeli Celeronów. Socket 370 dedykowany jest dla Celeronów. Możliwe jest jednak umieszczenie tego typu procesora na płycie ze złączem Slot 1 – wykorzystując odpowiednią przejściówkę. Procesory AMD K6-2/III, Winchip, Cyrix i Rise korzystają z gniazda typu Socket7, a najnowszy AMD Athlon ze Slot A.(Slot 1, Slot 2, Slot A, Socket 7, Super 7, Socket 370, Socket 8)
Nominalne napięcie(a) pracy – procesory mogą pracować z różnym napięciem zasilającym. O ile w przypadku procesorów Intel Celeron i Pentium II/III płyta automatycznie wykrywa rodzaj CPU i dostarcza wymagane napięcie, o tyle dla procesorów zgodnych ze standardem Socket 7 stosuje się wiele odmiennych napięć zasilających. Warto, więc się upewnić, czy posiadana płyta główna zapewni niezbędny woltaż kupowanemu procesorowi.
Pamięć podręczna – przyspiesza proces przesyłania danych pomiędzy procesorem a pamięcią RAM. Istnieją dwa rodzaje pamięci podręcznej: pierwszego poziomu (Cache L1) – zintegrowana z procesorem, z którym porozumiewa się z częstotliwością równą częstotliwości wewnętrznej procesora, Tego typu pamięć ma zwykle pojemność od 16 do 64 KB. I drugiego poziomu (Cache L2) – znajdująca się zwykle na płycie głównej gdzie z procesorem porozumiewa się z częstotliwością taktowania zewnętrznego. W nowoczesnych komputerach jej pojemność wynosi zwykle 512, a czasem nawet 1024 KB.
Jednostka zmiennoprzecinkowa – FPU (Floating Point Unit) jednostka wykonująca działania zmiennoprzecinkowe przydatna zwłaszcza, gdy wykorzystujemy komputer do gier trójwymiarowych, aplikacji graficznych (CAD) lub zastosowań multimedialnych. Pierwotnie występował jako oddzielny układ scalony, obecnie często zintegrowany z układem procesora
chłodzenie – procesor w trakcie pracy wydziela dużo ciepła. Nadmierny wzrost temperatury może powodować „nie wyjaśnione” zawieszanie się komputera, a w skrajnym przypadku nawet uszkodzenie CPU. Warto, więc zadbać, aby oprócz solidnego radiatora, „przyklejonego” za pomocą pasty przewodzącej ciepło, zamontować na procesorze łożyskowany wentylator chłodzący.

Rodzaje procesorów i ich producenci:

o Intel,

o AMD,

o Motorola,

o Cyrix,

o IDT,

o Rise,

o Transmeta,

? Rodzaje płyt głównych
Obecnie najbardziej popularnym standardem płyt głównych jest ATX. Charakteryzuje się zintegrowanymi z płytą wszystkimi gniazdami wyprowadzeń. Złącza portów szeregowych i równoległych, klawiatury, myszy, USB czy IEEE są integralną częścią samej płyty, co zwiększa jej funkcjonalność, ułatwia instalację i korzystnie wpływa na ujednolicenie standardu. Poza tym płyty ATX dzięki lepszemu rozmieszczeniu komponentów zapewniają mniejszą plątaninę kabli wewnątrz komputera, łatwiejszy dostęp do modułów pamięci, a wszystkie złącza kart rozszerzających można wykorzystać w pełnej ich długości. Dodatkowo płyty ATX wyposażone są w tzw. funkcję Soft Power, dzięki której, płyta steruje włączaniem i wyłączaniem zasilania, co w przypadku długiej bezczynności pozwala komputerowi przejść w stan uśpienia, a tym samym oszczędzać energię. Mechanizm Soft Power daje także możliwość kontrolowania zasilania z poziomu systemu operacyjnego. Nowoczesna płyta główna zawiera system monitorowania swojego środowiska pracy: napięć zasilających, temperatury procesora itp. Oprócz sygnalizacji ewentualnych nieprawidłowości, system taki powinien sterować wydajnością wentylatorów, chłodzących poszczególne elementy zestawu – płyta musi, zatem mieć odpowiednie gniazda do ich przyłączenia. Standard ATX posługuje się lepszym sposobem chłodzenia. Mamy tu do czynienia zarówno z nawiewem powietrza do wnętrza obudowy, jak i z jego wywiewem. Powoduje to znacznie lepszą wymianę powietrza wewnątrz obudowy, a tym samym lepsze chłodzenie wszystkich elementów komputera. Płyty ATX wymagają zgodnej z nią obudowy w tym samym standardzie.
Format ATX posiada kilka odmian, są to: mini ATX i mikro ATX. Mini ATX to płyty nieco mniejsze od ATX ale o takich samych właściwościach. Mikro ATX to płyty jeszcze mniejsze od poprzednich. Umożliwiają przyłączenie najwyżej czterech kart rozszerzeń i wstawienie najwyżej dwóch modułów pamięci DIMM. Płyty te są na ogół bardzo tanie, ale nie dają wielu możliwości ewentualnej rozbudowy, wspaniale natomiast nadają się do komputerów o zastosowaniu biurowym.
Rozwinięciem idei ATX, jest z kolei specyfikacja WTX, której architektura umożliwia jeszcze łatwiejsze uaktualnianie konfiguracji poprzez wymianę modułu specjalnej karty rozszerzającej „Riser Card” zawierającej układy oraz złącza komunikacyjne. Specyfikacja ta określa tzw. strefy związane z poszczególnymi elementami płyty głównej. Odpowiednie wycięcia w obudowie umożliwiają łatwe i szybkie instalowanie różnych modułów Riser. Zależnie od zapotrzebowań, mogą to być kontrolery SCSI, karty sieciowe LAN lub szybkie adaptery Super I/O.
Innym, już praktycznie niespotykanym standardem płyt głównych jest AT lub Baby AT (różnica polega jedynie na rozmiarach płyty, AT około 12 x 13 cali, Baby AT 8,3 x 13 cali). Charakterystyczną cechą płyt głównych w tym standardzie jest sposób organizacji gniazd portów: szeregowego i równoległego. Gniazda te połączone są z płytą za pomocą taśm i umieszczone każda oddzielnie z tyłu obudowy blokując najczęściej gniazda rozszerzeń. Poza tym gniazdo procesora jest umieszczone na płycie w prostej linii z gniazdami rozszerzeń, co w niektórych przypadkach szczególnie długich kart blokuje ich instalację.
LPX to kolejny, lecz bardzo rzadko stosowany standard. Używany jest przede wszystkim w firmowych zestawach komputerowych wyposażonych w różne warianty obudowy Desktop. Małe rozmiary płyty i odpowiadające im obudowy, były podyktowane dążeniem producentów do jak najniższych kosztów produkcji. Ich podstawową cechą jest brak złączy do kart rozszerzających, alternatywę rozbudowy stanowiła dopiero oddzielna karta zawierająca odpowiednie rozszerzenia do kart. Gniazda portów szeregowych i równoległych oraz złącza do podłączenia myszy czy klawiatury stanowiły integralną część samej płyty. Rozwinięciem standardu LPX jest z kolei NLX. Wprowadzony na rynek w 1998 roku przez firmę Intel, w większym stopniu jest przystosowany do najnowszych wymogów technologicznych. Umożliwia zastosowanie najnowszych typów procesorów i modułów pamięci a poza tym łatwiejszy dostęp do komponentów płyty i prostszą jej instalację.
? Gniazda rozszerzeń
Na płycie głównej znajduje się szereg różnych typów złączy opracowanych według określonego standardu, gwarantującego, że wszystkie urządzenia pochodzące od różnych producentów będą mogły prawidłowo ze sobą współpracować. Standardowe opracowanie wyprowadzeń i złączy umożliwia, zatem fizyczne połączenie oraz wzajemną komunikację różnych urządzeń. Wymiana informacji pomiędzy poszczególnymi komponentami komputera dokonuje się z kolei za pomocą tzw. Magistrali, którą podzielić możemy na dwa rodzaje: zewnętrzną, odpowiadającą za komunikację systemu z urządzeniami zewnętrznymi, oraz wewnętrzną sprawującą kontrolę nad urządzeniami wewnętrznymi. Patrząc na płytę główną możemy znaleźć na niej następujące złącza dla kart rozszerzeń:
PCI
(ang. Peripheral Component Interconnect) stanowi standard gniazd rozszerzeń dla kart przystosowanych pod tę architekturę. Wprowadzona w 1993 roku przez firmę Intel specyfikacja szyny PCI spełnia normy standardu Plug & Play, obsługuje 32 jak i 64 bitową magistralę danych a maksymalna przepustowość może wynosić 133 MB/s. PCI posiada tzw. Bus Mastering, dzięki któremu w przypadku rozpoczęcia transmisji danych przez określone urządzenie, przesyłanie informacji odbywa się przy wykorzystaniu całej szerokości magistrali, a inne urządzenia nie mają w tym czasie prawa do przerywania tej operacji. Gniazda PCI są wykorzystywane przede wszystkim do instalacji kart dźwiękowych, sieciowych, modemów wewnętrznych, tunerów TV rzadziej kart graficznych ze względu na złącze AGP.
ISA
(ang. Industry Standard Architecture) to 16 bitowa magistrala danych w komputerze klasy PC umożliwiająca montowanie dodatkowych kart rozszerzeń opracowanych pod tego typu gniazdo. Ten rodzaj złącza wychodzi powoli z użycia głównie z powodu małej przepustowości 8,33 Mb/s i braku obsługi Plug & Play, jednak dzięki znacznej popularności w ubiegłych latach, a co za tym idzie dużej liczbie obecnych na rynku urządzeń jest ono jeszcze montowane na niektórych płytach.
AGP
(ang. Accelerated Graphic Port) jest opracowanym w 1997 roku przez Intela gniazdem przeznaczonym wyłącznie dla kart graficznych. Zapewnia większą przepustowość, niezbędną dla zachowania płynnego i realistycznego wyświetlania skomplikowanych obrazów trójwymiarowych oraz umożliwia wykorzystanie dla własnych celów pamięci RAM komputera. Szyna AGP została stworzona głównie w celu sprostania wymaganiom w zakresie przetwarzania złożonych operacji graficznych 3D. Istnieją cztery rodzaje kart AGP gdzie przepustowość osiąga różne wartości : 1x (66MHz) przepustowość maksymalnie wynosi 266 MB/s, 2x (66 MHz) dane mogą być przesyłane zarówno podczas fazy wschodzącej, jak i opadającej sygnału, przez co praktyczna szerokość pasma wzrosła dwukrotnie do 528 MB/s, 4x (100 MHz) o maksymalnym transferze danych dochodzącym do 800 MB/s, 8x AGP jest standardem nowej generacji, zastosowana magistrala może pracować z częstotliwością dochodzącą nawet do 533 MHz a szybkość transmisji danych wynosić ma 2 GB/s. To, który z trybów jest obsługiwany przez kartę graficzną oraz płytę główną zależy od układu graficznego i od chipsetu płyty głównej.
AMR
(ang. Audio Modem Riser) i PTI (ang. Panel Link TV-Out Interface) to gniazda przeznaczone do obsadzenia specjalnych kart, spełniających rolę wyprowadzeń dla elementów wbudowanych w chipset. Odpowiednia kart AMR udostępnia funkcje modemu lub karty dźwiękowej, a PTI umożliwia podłączenie urządzeń TV, wyświetlaczy LCD, itp.
? Współczesne chipsety
Chipset to zestaw specjalizowanych układów scalonych o bardzo wysokiej skali inteligencji. W konstrukcji płyt głównych odpowiada za zapewnienie współpracy poszczególnych elementów składających się na system komputerowy. Jego zadaniem jest organizacja przepływu informacji pomiędzy poszczególnymi komponentami komputera. Pełni funkcję pośrednika pomiędzy procesorem a współpracującymi z nim urządzeniami. Wszystkie dane przesyłane z pamięci operacyjnej do procesora przechodzą przez chipset. W skład chipsetu wchodzi najczęściej od jednego do czterech odrębnych układów (chipów) rozmieszczonych czasem w różnych częściach płyty. W zależności do rodzaju, może on zawierać następujące elementy:
– kontroler pamięci operacyjnej (RAM), korekcji błędów, szybkości taktowania magistrali pamięci oraz dopuszczalnej ilości pamięci RAM.
– kontroler pamięci cache drugiego poziomu L2.
– kontroler procesora, w tum także obsługa cache pierwszego poziomu L1.
– kontroler magistrali PCI, ISA, AGP.
– kontroler IDE/EIDE lub SCSI.
– kontroler przerwań IRQ i kanałów DMA.
– zegar czasu rzeczywistego RTC.
– kontroler klawiatury, myszy (portów PS/2).
– kontroler napędów dysków elastycznych (FDD).
– kontroler portu szeregowego, równoległego i portów USB.
– oszczędne zarządzanie energią.
.

Logika współczesnej płyty głównej to przede wszystkim zestaw interfejsów pomiędzy szynami, różniącymi się od siebie przepustowością o rzędy wielkości. To także dedykowane sprzętowe sterowniki – do klawiatury, do interfejsów szeregowych i równoległego, do napędu dyskietek, do joysticka i MIDI. Programowa obsługa całego bałaganu oparta jest na sprzętowo generowanych przerwaniach, tworząc razem konstrukcję systemów komputerowych. Tak właśnie wygląda obecna architektura PC.

Architektura konwencjoalna

Architekturę komputera realizuje w krzemie tzw. chipset core logic. Ten zestaw układów ASIC to rzeczywiście „logika rdzenia” – odpowiada za komunikację między procesorem a podsystemami, a także za działanie większości z nich. Zakres zadań logiki płyty głównej jest dość szeroki. Patrząc od strony procesora, logika ta obsługuje: komunikację z pamięcią RAM, a w sprzęcie „piątej generacji” również obsługę pamięci cache L2, sterowanie żądaniami przerwań, obsługę urządzeń I/O oraz obsługę szyn systemowych. Każde z tych zadań z osobna nie jest zbyt złożone, ale ich połączenie, synchronizacja i równoległa obsługa stanowią dość poważny problem.

Legacy Free

Współczesne chipsety to wciąż zestaw pomostów pomiędzy szynami. Większość tych rozwiązań ma architekturę synchroniczną – częstotliwości zegarów poszczególnych szyn są wielokrotnościami lub podwielokrotnościami wspólnej częstotliwości podstawowej – zwykle 33 megaherców. Rozwiązania asynchroniczne nie przyjęły się, mimo że zapewniały nieco wyższą szybkość transmisji i większą elastyczność w doborze częstotliwości poszczególnych magistral systemu – niestety, pomimo wyższych szybkości przesyłania wnosiły zbyt duże opóźnienia transmisji, wynikające z konieczności wypełnienia bufora przed rozpoczęciem transmisji do szyny odbierającej.

Ciekawe i efektywne rozwiązanie pomostów międzyszynowych zaproponowała w serii swoich chipsetów Apollo tajwańska VIA – rozwiązanie, nazwane pseudosynchronicznym, polega na tym, że realizujące bridge bufory FIFO wyposażone są w kilka (odpowiednio do wymogów współpracujących szyn) wejść zegarowych, dzięki czemu możliwy jest np. zmienny timing obsługi różnych podsystemów. Najefektowniej widać to przy obsłudze pamięci – chipsety Apollo i Apollo Pro mają możliwość stosowania indywidualnego timingu dla poszczególnych banków pamięci. Możliwości stwarzane przez to rozwiązanie, konsekwentnie stosowane przez VIA w chipsetach od VP2 do mVP4 i Apollo Pro+, są bardzo często lekceważone lub świadomie pomijane przez twórców płyt głównych.

Pomimo ciągłego rozwoju tego typu konstrukcji, pomosty międzyszynowe stają się pomału przeżytkiem – ich miejsce mają zająć koncentratory – huby, będące w istocie przełącznikami danych. Pierwszą praktyczną realizacją takiej architektury jest intelowski chipset i810, a w najbliższym czasie również jego następcy – wciąż opóźniany i820 Camino oraz „profesjonalny” i840 Caramel.
Dostęp do pamięci

Dysproporcja szybkości między najnowszymi procesorami a pozostałymi układami systemów komputerowych osiągnęła już chyba apogeum – pracujący z zegarem bliskim 800 MHz procesor skazany jest na współpracę z sześciokrotnie wolniejszą pamięcią i o przeszło rząd wielkości wolniejszymi podsystemami peryferyjnymi. Nic, więc dziwnego, że podejmowane są najróżniejsze próby wyrównania tych dysproporcji.

Rewelacją ubiegłego roku stały się, znane już, od co najmniej dwóch czy trzech lat pamięci RAMBUS. Stosunkowo łatwe do zastosowania np. w kartach graficznych czy przełącznikach sieciowych, okazały się trudnym do zgryzienia orzechem w PC. Problemy z taktowaniem, zasilaniem i obsługą pamięci RAMBUS stały się, między innymi, przyczyną blisko półrocznego opóźnienia debiutu chipsetu i820 Camino. Żaden z pozostałych producentów chipsetów nie podjął na razie widocznych prac nad zastosowaniem pamięci RAMBUS.

Najbardziej zaawansowaną konkurencją dla RAMBUS są obecnie pamięci PC-133, rokujące nadzieję niedługiego oczekiwania na pracujące w trybie DDR pamięci PC-266. Stanowiące praktycznie rozwinięcie znanych i opanowanych od lat technologii SDRAM, nowe pamięci powinny być stosunkowo łatwe w implementacji. Jeszcze przed PC-266 pojawiły się 133-megahercowe pamięci VC SDRAM (Virtual Channel SDRAM), pozwalające, dzięki architekturze wirtualnych kanałów komunikacyjnych, na pełniejsze wykorzystanie możliwości stwarzanych przez obecną technologię pamięci SDRAM.

Chipset, który obsługiwałby pełną gamę architektur pamięci, byłby zbyt złożony i niezbyt potrzebny – producenci płyt głównych niechętnie realizują możliwość stosowania więcej niż dwu typów pamięci.

Apollo KX-133 dla Athlona

Chipset dla procesorów z rodziny K7 to poważne zadanie konstrukcyjne – niewielu producentów ma doświadczenia w realizacji pochodzącej z procesorów Alpha szyny EV6. Taktowana w przypadku Athlona 100-megahercowym zegarem w trybie x2 szyna FSB to tylko jeden z problemów. Problemem jest też synchronizacja przepływu danych między 200-megahercową szyną FSB a 133-megahercową szyną pamięci, nie wspominając o jeszcze wolniejszych szynach systemowych.
W KX-133 również zastosowano pseudosynchroniczne mostki międzyszynowe, rozwiązujące problem synchronizacji. Jak dalece skutecznie, będziemy mogli się przekonać testując pierwsze płyty główne z nowym chipsetem, jednak wszystko wskazuje na to, że Apollo KX-133 da Athlonowi większą szansę na pokazanie rzeczywistych możliwości tego procesora niż niezbyt udany układ AMD Irongate, korzystający ze 100-megahercowych pamięci SDRAM i obsługujący AGP jedynie w trybie x2. Przeszło 30-procentowe przyspieszenie pamięci powinno przynieść ze sobą wzrost wydajności o około 10-20 proc., zależnie od rodzaju aplikacji. Również szybsza szyna AGP może w znaczący sposób wpłynąć na wydajność, ograniczając deficyt pasma przepustowości pamięci. Szkoda jedynie, że w nowych Apollo wciąż do komunikacji między układami chipsetu wykorzystywana jest szyna FSB.
? Rodzaje pamięci i Nośniki pamięci

Magnetyczna
Wszystkie typy pamięci na warstwach magnetycznych działają na tej samej zasadzie; na poruszającej się warstwie magnetycznej dokonywany jest zapis informacji polegający na odpowiednim przemagnesowaniu pól nośnika informacji.
Zapis i odczyt dokonywany jest za pomocą głowic. Głowica nazywamy rdzeń z nawinięta na nią cewka i niewielka szczelina miedzy biegunami. Zapis informacji sprowadza się do namagnesowania poruszającego się nośnika. Pole magnetyczne wytworzone w szczelinie magnesuje nośnik tak długo, jak długo płynie prąd w cewce głowicy. Namagnesowany odcinek nośnika zachowuje się jak zwykły magnes, wytwarzając własne pole magnetyczne.

Optyczna
Dysk optyczny, pamięć optyczna odmiana dysku wymiennego, w którym używa się materiałów zmieniających jaskrawość pod wpływem światła laserowego lub powoduje mechaniczne zmiany powierzchni nośnika. Powstające plamki, grudki lub otwory reprezentują bity.

Rodzaje nośników pamięci magnetycznych

Dysk twardy to hermetycznie zamknięty, składający się z 2 do 8 wirujących talerzy pokrytych bardzo cienka warstwa magnetyczna, każdy posiada osobna głowice odczytujacą-zapisujaca, która unosi się nad nim na cienkiej poduszce powietrznej. Dysk twardy jest zwykle na stale włączony do komputera i przechowuje dane, które powinny być zawsze dostępne, takie jak system operacyjny. Nowoczesne dyski twarde posiadają bardzo duża przepustowość danych, niski czas dostępu do danych, obracają się z prędkością kilku tysięcy obrotów na minutę, a ich pojemność wynosi kilkadziesiąt gigabajtów.

Stacja dyskietek FDD
Dyskietka jest to krążek wykonany z giętkiego tworzywa sztucznego, pokryty warstwa materiału magnetycznego. Dyski o średnicy 3,5 cala ma pojemność 1,44 MB. Zapis danych odbywa się na koncentrycznych ścieżkach

Rodzaje nośników pamięci optycznych

CD-ROM o standardowej średnicy 120mm, które są tłoczone w specjalnych prasach i mogą być tylko odczytywane w napędach CD-ROM. Istotną cechą tych płyt jest fakt, że służą wyłącznie do odczytu i nie można na nich ich zapisywać tak jak na dysku twardy gdzie można usuwać i tworzyć Pojemność płyty typu CD-ROM wynosi ok. 650-680 MB.

Dysk CD-R to optyczny nośnik danych, który może być jednokrotnie zapisywany w specjalnym napędzie.Technologia ta polega na wykorzystaniu promienia lasera do trwałej zmiany właściwości optycznych niektórych punktów specjalnej substancji, znajdującej się pod przezroczystą akrylową powłoką płyty.

Dysk CD-RW lub CD-E to optyczny nośnik danych, który może być wielokrotnie zapisywany w specjalnym napędzie.Technologia ta po bodnie jak w przypadku dysku CD-R polega na wykorzystaniu promienia lasera, ale do odwracalnej zmiany właściwości optycznych płyty.
Dysk DVD -uniwersalny dysk cyfrowy lub cyfrowy dysk wideo, który jest formatem dysku optycznego. W szczególności dyski tego typu nadają się do zapisywania animacji i filmów, ze względu na bardzo duże pojemności, pomimo standardowych rozmiarów (120 mm średnicy). Technologia stosowana w przypadku tych dysków wykorzystuje światło lasera o krótszej fali niż w przypadku standardowych płyt kompaktowych. Dzięki temu możliwy jest gęstszy zapis na płycie. Nośnik danych jest również o połowę cieńszy, co pozwala złączyć jego dwie warstwy i utworzyć dysk dwustronny tej samej grubości, co standardowa płyta CD. Ponadto dane na dysku DVD mogą być zapisywane dwuwarstwowo. Pozwala to uzyskać bardzo duże pojemności, nawet do 17GB. Obecnie dostępne są na rynku dyski DVD-ROM, przeznaczone tylko do odczytu danych. Produkowane są jednak również dyski zapisywalne typu

DVD-RAM.
Konfigurowanie płyty głównej(BIOS)

BIOS jest to skrót od „Basic Input Output System”- podstawowy system Wejścia /Wyjścia. Najniższy poziom oprogramowania komputera umożliwiający działanie innych programów i operacji wykonywanych przez komputer. BIOS jest łącznikiem między sprzętem a uruchamianymi programami. Procedura BIOS-u została zapisana w pamięci stałej komputera w odpowiednich układach scalonych, w postaci rozkazów języka maszynowego. Procedury te można odczytać, ale nie można ich zmodyfikować. (Oprogramowanie przechowywane w układach scalonych nazywa się oprogramowaniem układowym, ang. firmware).

Programy znajdujące się w BIOS-ie dzielą się na dwie grupy:
-programy testująco-inicjujące pracę komputera,
-programy zawierające procedury sterujące różnymi elementami komputera, jak np.: napędami dyskowymi, urządzeniami wejścia/ wyjścia.

BIOS steruje współpracą wszystkich podstawowych funkcji komputera z systemem operacyjnym. Troszczy się między innymi o to, by sygnały wychodzące z klawiatury przetwarzane były do postaci zrozumiałej dla procesora. BIOS posiada własną, choć niewielką pamięć, w której są zapisane informacje na temat daty, czasu oraz dane na temat wszystkich urządzeń zainstalowanych w komputerze.Po uruchomieniu komputer wyświetla informacje na temat kombinacji klawiszy, za pomocą, której możliwe jest wywołanie ustawień BIOS-u. Najczęściej jest to klawisz Delete lub kombinacja Ctrl + Alt + Esc. Po wejściu do BIOS-u możliwe jest dokonywanie różnych modyfikacji, na przykład takich jak skonfigurowanie nowo zainstalowanego dysku twardego. BIOS jest zasilany przez baterie. Jeżeli komputer nie jest używany przez dłuższy czas, należy włączyć go na kilka godzin, aby odpowiednio naładować baterię.

Chipsety
Współpraca poszczególnych układów systemu, takich jak jednostka centralna, podstawowa...

Odpowiedź AMD na Atoma. Notebook za 430$
Którego sercem jest układ Athlon 2650e. Wcześniej zaprezentowano niewielkie desktopy...

Pamięć cache
Pamięć operacyjna (robocza) komputera ? zwana pamięcią RAM (ang. Random...

Nowy smartfon LG Lancet
Wiemy doskonale jak duży postęp możemy zaobserwować w elektronice. Za...

Procesory
Rozwój konstrukcji procesorów oraz związane z tym rodzaje pamięci operacyjnej. Pamięć...

Kategorie : news | wyświetleń [21 390 ]