Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

Základní desky OB21-OP-ELKONP-JANC-M-3-007

 rozdělení a vývoj základních desek  konstrukce základních desek  sběrnice základních desek, jejich parametry  rozšiřující sloty  napájaní a signalizace  základní parametry BIOSu

Rozdělení základních desek  staré formáty –AT  formát původního PC XT od firmy IBM –Baby-AT  formát původního PC AT  typický DIN konektor pro klávesnicu  byla najrozšířenější, používaná pro procesory od 386 až po Pentium III a Athlon –LPX  do nízkoprofilových PC  rozšiřující karty rovnobežně s MB (v expandéru)  formát nebyl specifikován jako standard používané formátypoužívané formáty –ATX jako Baby-AT otočená o 90°jako Baby-AT otočená o 90° má jiný zdroj a jinou skříňmá jiný zdroj a jinou skříň panel pro výstupné konektorypanel pro výstupné konektory jen jeden konektor napájaníjen jeden konektor napájaní přemístněný procesor i paměťpřemístněný procesor i paměť konektory pro mechaniky jsou blíž k mechanikámkonektory pro mechaniky jsou blíž k mechanikám lepší chlazenílepší chlazení –mini-ATX –micro-ATX možnosť menšího zdroje – SFXmožnosť menšího zdroje – SFX méně rozšiřujúcich karetméně rozšiřujúcich karet –flex-ATX najmenší formát – do malých systémůnajmenší formát – do malých systémů –NLX obdoba LPX, standardizovanáobdoba LPX, standardizovaná

Vývoj základních desek –typ formátu –typ procesoru  napevno umístněné procesory (8086 – 80486)  procesory v paticích, procesory ve slotech  umístění procesoru na desce, chlazení procesoru –typ sběrnice  ISA 8 bit., ISA 16 bit., MCA, EISA – původní sběrnice PC XT a AT  lokální sběrnice – VL-bus, PCI, AGP, PCI-X, PCI Express –typ čipové sady –typ paměťových modulů –BIOS

Konstrukce základních desek –patice anebo konektor pro procesor –čipová sada –čip pro vstupy a výstupy (Super I/O) –vstupní a výstupní konektory –ROM BIOS (Flash BIOS) –Patice pro paměťové moduly –rozšiřující sběrnice –regulátor napětí pro procesor –batérie –integrované součásti (grafické karty, zvukové karty, síťové karty, řadiče,...)

Sběrnice na základních deskách, jejich parametry  sběrnice ISA –8 alebo 16 bitová, standard od PC XT –v současnosti se na základních deskách nepoužíva, malá rychlost  sběrnice MCA, EISA, VL-bus –32 bitové, nepoužívají se  sběrnice PCI –32 alebo 64 bitová, podporuje plug-and-play –od PCI 1.0 až po PCI Express –obchází standartní vstupně-výstupní sběrnici, používá systémovou sběrnici pomocí tzv. mostu –PCI-X – 64 bitová, používaná hlavně v servrech –PCI Express – změna na sériový přenos, různé specifikace (1x až 16x)  sběrnice AGP (Accelerated Graphic Port) –vychází se sběrnice PCI, verzie 1x, 2x, 4x, 8x, – pro zvýšení výkonu pro grafiku, odlehčení pro ostatní sloty PCI  procesorová sběrnice FSB  paměťová sběrnice

Rozšiřující sloty, vstupně-výstupní konektory  rozšiřující sloty –PCI  3 –7 podle velikosti desky –AGP případně PCI Express –konektory AMR a CNR  vstupně-výstupní konektory –klávesnice, myš (PS/2) –sériové porty  RS232, USB, IEEE-1394 (FireWire), IrDA –paralelní port –konektory pro modemy alebo síťové karty (RJ-11, RJ-45) –konektory pro grafiku (VGA, DVI, HDMI) –konektory pro zvuk (3,5mm jack, SPDIF) –externí rozhraní (SCSI, E-SATA)

Napájení a signalizace  konektory –napájecí konektory –konektor batérie –interní reproduktor –ventilátor CPU –zvuk z CD-ROM –vstup zvuku –telefonní zásuvka –spuštění PC ze sítě –spuštění PC z modemu  signalizace –napájaní –zámek klávesnice –HDD –otevření skříně

Základní parametry BIOSu  propojení hardware ↔ software  umístnění BIOSu –paměť ROM (flash) na základní desce –paměť ROM (flash) na rozšiřujících kartách –ovladače instalované během startu PC  funkce BIOSu základní desky –POST – testování systému –Setup – konfigurace systému –Bootstrap loader – zavaděč –BIOS – základní ovladače např. při nouzovém režimu  BIOS rozšiřujících karet –videokarty –řadiče (SCSI, RAID) –síťové karty s Boot ROM –speciální rozšřující karty (IDE rozhraní, meřící karty,...)  aktualizace BIOSu  výrobci BIOSu

Základní pojmy  Základní deska je integrální součástí většiny počítačů už víc než 20 let.  Základní deska je porovnatelná s projektem města budoucnosti s modulárním systémem budov, které využívají energii z globálního elektrického systému, s mnohými cestami různých šířek, kterými se přemísťují informace z budovy do budovy.  Základní deska tvoří datovou a elektrickou infrastrukturu celého počítače.  Poskytuje prostor pro připojení obvodů s různými funkcemi do série přípojných míst na základní desce, ze kterých zároveň dostává energii.

Základní pojmy  První počítač IBM PC z roku 1982 byl postaven na matiční desce s procesorem 8088, BIOSem, socketem pro RAM a sérií slotů, do kterých bylo možné podle potřeby zasunout karty.  Na připojení FDD, paralelního portu nebo joysticku bylo potřebné dokoupit karty a zasunout je do slotů.  Na základe tohoto modelu začala vyrábět nové počítače taky firma Apple. Tím se dosáhli dvě základní výhody:  ulehčilo se přidávání nových zařízení do stroje bez ohledu na věk a vývoj  počítač otevřel možnosti pro kreativní využívání zvenčí.  Základní desky se vyrábějí v různých variantách no hlavně díky prostoru pro připájení různých komponentů umožňují personalizaci počítače podle potřeb uživatele.

Základní pojmy  Základní deska je multivrstvový plošný obvod složený z měděných cest – vodičů přenášejících signály a distribuujících napětí po základní desce.  Díky více vrstvám je možné přenášet některými vrstvami data pro BIOS, procesor i paměťové sběrnice, zatímco jinými se distribuuje napětí.  Vrstvy jsou výrobně spojené do sendvičové struktury.  Čipy a sockety jsou osazeny na základní desku.

Formát základní desky  Formát AT je starší a používal se poměrně dlouhý čas.  Tyto desky mají doporučené rozměry 220 x 270mm, přičemž druhá hodnota není závazná.  Na deskách typu AT jsou napevno umístněné jenom konektory na připojení klávesnice.  Konektory sériových a paralelních portů jsou k deskám připojené pomocí kabelů a jsou dodávané na montážních rámečcích, které možno připevnit k zadnímu panelu skřínky.  Napájecí zdroj se k deskám typu AT připojuje dvojicí šestižilových kabelů.

Formát základní desky  Formát baby AT je mladší následník formátu AT.  Od formátu AT se liší především rozměry: 228 x 205mm.  Rozměry jsou však jenom doporučené a tak se můžeme setkat s odchylkami.

Formát základní desky  Formát ATX částečně vychází s formátu Baby AT. Rozměry desky ATX jsou 350 x 244mm, přičemž je pevný jenom první z rozměrů.  Konektory na připojení periférií jsou integrovány přímo na desce, čímž se zjednodušila montáž do skřínky.  Na desce je různy počet USB portů (v minulosti dva teď 4 až 8). Konektor na připojení klávesnice a myši je typu PS/2.  Napájecí konektor je konstruován jako jednolitý s 20 piny a je jištění proti případnému otočení.  Desky ATX disponují elektronikou, která řídí napájecí zdroj.

Formát základní desky  Největší změnu možno vidět při vypínaní a zapínaní počítače.  V porovnaní se zdroji AT, které byly ovládané vypínačem je zdroj ATX ovládaný tlačítkem, které není v silovém obvodu.  Zvyšuje se tím bezpečnost obsluhy, odrušení obvodů, a je taky možné dálkové zapínání počítače.  Taktéž se změnila pozice procesoru na desce. Je na místě, kde nebráni integraci rozšiřujících (dlouhých) karet.  Nová pozice taky lépe řeší odvádění přebytečného tepla.

Formát základní desky  Formát Micro ATX je odvozen od ATX. Jeho maximální rozměry jsou 244 x 244mm.  Obyčejně jsou tyhle desky levnější jako desky ATX, ale je na nich méně rozšiřujících slotů, teda obmezení pro majitele do budoucnosti. Na desku se je možné umístit maximálně 4 rozšiřující sloty.  Desky Micro ATX se dají bez problémů zabudovat do skřínek pro základní desky ATX, ale zejména v kancelářích, kde se šetří místem, jsou v oblibě skřínky micro ATX.  Tyto skřínky mají taky nižší příkon (90 W).

Formát základní desky  Formát Mini ATX je do třetice formát úzko spjatý z formátem desky ATX.  Základní desky tohoto typu mají maximální rozměry 284 x 208mm, přičemž druhá hodnota je nezávazná.  Stejně jako desky ATX můžou být vybaveny sedmi slotmi pro karty a čtyřmi pro paměťové moduly.

Porovnání velikostí základních desek různých formátu s papíry A5, A4 a A3

Základní deska (motherboard)  Základní deska (anglicky motherboard) je základním hardware většiny počítačů.  Hlavním účelem základní desky je propojit jednotlivé součástky počítače do fungujícího celku a poskytnout jim elektrické napájení.  Postupem času se funkce základní desky rozšiřovala v tom, že sama začínala obsahovat některé součástky počítače, které se dříve musely do ní zapojovat zvlášť.

Základní deska (motherboard)  Typická základní deska umožňuje zapojení procesoru a operační paměti.  Další komponenty (např. grafické karty, zvukové karty, pevné disky, mechaniky) se připojují pomocí rozšiřujících slotů nebo kabelů, které se zastrkávají do příslušných konektorů.  Dnešní základní desky mají zpravidla integrovanou síťovou kartu LAN, zvukovou kartu (může být i 8-kanálová), ty levnější i grafickou kartu VGA a ty dražší např. radič RAID pro HDD.  Tohle všechno se v minulosti muselo dokupovat samostatně a instalovat do rozšiřujících slotů na základní desce.

Základní deska (motherboard)  Nejdůležitější integrované obvody jsou zabudovány v čipu, který se označuje jako čipset.  Fyzicky může být tento čip buď jenom jeden a nebo dva (v tom případě se označují jako northbridge a southbridge – tedy jako severní a jižní můstek).  Ten je určující pro věci typu jaký procesor je možné k základní desce připojit.

Základní deska (motherboard)  V minulosti byl čipset určující taky pro typ operační paměti, kterou bylo možné použít, protože v něm byl integrován paměťový řadič. Ten už je dnes jak u AMD tak u Intelu integrován přímo do procesoru.  Na základní desce je dále umístěna energeticky nezávislá paměť ROM, ve které je uložen systém BIOS, který slouží k oživení počítače hned po spuštění.

Základní deska (motherboard)

 1. Patice pro procesor (CPU Socket AM2+)  2. Patice pro paměťové moduly v dvoukanálovem provedení (DDR2 DIMM)  3. Chipset (NorthBridge)  4. Chipset (SouthBridge)  5. PCI-Express x16 slot  6. PCI-Express x1 slot  7. PCI slot  8. Konektor IDE  9. Konektory SATA  10. Konektor pro floppy  11. USB 2.0 konektor pro přídavné porty USB (Universal Serial Bus)  12. Konektor pro sériový port (COM) 9 pinů  13. Konektor pro připojení ATX power switch, HD LED, reset, speaker  14. Konektor napájení ATX  15. Přídavný napájecí konektor ATX  16. Baterie pro CMOS paměť  17. CD In konektor pro připojení optické mechaniky  18. Konektory na zadné části desek formátu ATX

Základní deska (motherboard) Konektory na zadní straně základní desky formátu ATX

Základní deska (motherboard)  Konektory na zadní části desek formátu ATX:  1. Porty PS/2 pro připojení myši a klávesnice  2. Paralelní port LPT (Line Printer Terminal) pro tiskárnu  3. Sériový COM port (RS232)  4. D-Sub VGA konektor integrované grafické karty  5. Konektory jack výstupu integrované zvukové karty  6. Konektory USB 2.0  7. Konektor LAN (RJ45) integrované síťové karty  Tyto konektory jsou na různých základních deskách ATX různé, případně různě uspořádané. Dnes se používají např. ještě konektory FireWire (IEEE-1384), eSATA nebo HDMI.

 Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

Literatura  