Az IBM kompatibilis személyi számítógép (PC) hardverismeretei

1. Az IBM kompatibilis személyi számítógép (PC) hardverismeretei Az alaplap

2. 19 A Neumann elvű számítógépek logikai felépítése • központi egységbelső tár • bemeneti egység • kimeneti egység • külső tár(háttértárak) kimenetiegységek (output) bemeneti egységek (input)

3. A Neumann elvű EDVAC szerkezete • központi aritmetikai egységcentral 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]

4. 20 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) kimenetiegységek (output) bemeneti egységek (input)

5. 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.

6. 41 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.

7. 41 Integrált áramköri lapok • Alaplap (motherboard):alapvető áramköri elemek találhatók rajta • Bővítő kártyák:egyes perifériák asegítségükkel csatlakoznakaz alaplaphoz

8. 40 A PC fizikai elvű építőkövei • chip (lapka) • mikroprocesszor • integrált áramköri lapok:alaplap, bővítőkártyák

9. 42 Alaplapformák szabványai (form factors) ATX 1995. 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 BTX 2003. Inteleddig nem élvezett nagytámogatást AT 1984.Kisebb méret Baby AT XT 1983.BIOS10 MB HDD FDD WTX 2000. Intel ITX 2001. VIA mini ITX: 170 mm 170mm piko ITX IBM PC 1981. 16-64 KB RAM kazettás tároló NLX Intel az IBM, DEC stb. cégek számára XT – extended technology (kiterjesztett technológia) AT – advanced technology (haladó (vagy fejlett) technolódgia) HDD – hard disk drive (merevlemez meghajtó) FDD – floppy disk drive (flopi meghajtó) BXT – Balanced Technology eXtended (tehermentesített, kiterjesztett technológia)

10. 42 Alaplapformák AT XT ATX micro-ATX micro-BTX

11. Az alaplap fontos elemei

12. 48 Az alaplap (motherboard) főbb részei • órajelgenerátor (clock generator) • I/O vezérlő (i/o processor) • Chipkészlet (chipset) – speciális i/o vezérlőészaki 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

13. Órajel-generátor • 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.

14. Az órajel-generátor chip az alaplapon Órajel-generátor(Clock generator)

15. 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.

16. 48 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.

17. 48 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.

18. 51 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.

19. 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.

20. 43 Csatlakozók, szolgáltatások az alaplapon Megjegyzés: erről a processzoroknál olvashat részletesen • 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

21. 43 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.

22. 44 Tápegység csatlakozó • A tápegység szolgáltatja az alaplap és a többi eszköz számára a szükséges áramot. • A tápegység véd a túlfeszültség és a túlterhelés ellen. Az alaplap áramellátását biztosító csatlakozó

23. 44 Az eredeti IBM PC tápcsatlakozó kiosztásai

24. Egységek egy régi alaplapon

25. PII/PIII-as alaplap fontosabb részei

26. Egy PIV-es alaplap részei

27. A bemutató forrásanyagai

28. 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