5 . Індивідуальне завдання:«Ремонт та технічне обслуговування системної плати та компонентів »

Системна (материнська) плата - це основна плата, до якої приєднуються всі частини комп’ютера (процесор,відеокарта , ОЗУ і ін.), встановлюється в системному блоці. Головне завдання материнської плати – об’єднати і забезпечити спільну роботу всіх інших елементів.

На вигляд материнська плата класичного стаціонарного комп’ютера являє собою досить велику мікросхему, на якій розміщена значна кількість роз’ємів.Ремонт Iphone 4, планшетів, ноутбуків та інших популярних та поширених зараз пристроїв потребує як спеціальних інструментів, так і досить суттєвого багажу вмінь та навичок. У випадку ж зі стаціонарним комп’ютером все значно простіше. Практично будь-хто може самостійно замінити пристрої, приєднані до роз’ємів материнської плати, не витрачаючи зайвих коштів на послуги майстра. Приклад системної плати :

Рис 6 . Приклад системної плати

Основою будь-якої сучасної материнської плати є набір системної логіки, який частіше називають чіпсетом(від англ. chipset). Чіпсет - це сукупність мікросхем, що забезпечують узгоджену спільну роботу складових частин комп’ютера і їх взаємодію між собою. Як правило, чіпсет складається з двох основних мікросхем, які частіше називають "північним" і "південним" мостами.

Північний міст(North bridge, системний контроллер) - це частина системної логіки материнської плати, що забезпечує роботу основних вузлів комп’ютера - центрального процесора, оперативної пам’яті, відеокарти. Саме він керує роботою шини процесора, контролера оперативної пам’яті та шини PCI Express, до якої приєднується відеокарта. У деяких випадках північний міст може містити інтегрований графічний процесор.

Південний міст(Міст, ICH (I/O controller hub), периферійний контролер, контролер введення-виведення) - забезпечує підключення до системи менш швидкісних пристроїв, які не вимагають високої пропускної здатності - жорсткого диска, мережевих плат, аудіоплати і т.д., а також шин PCI, USB та ін., в які встановлюються різного роду додаткові пристрої. Клавіатура і миша також замикаються на південний міст.

Наявність північного і південного мостів - класична, загальноприйнята схема побудови чіпсета материнської плати. Але існують також схеми, що відрізняються від традиційних. Це стосується в першу чергу комп’ютерів на базі сучасних процесорів, в які вмонтовуються елементи, що більшою чи меншою мірою виконують функції північного мосту (найчастіше - контролер оперативної пам’яті). На материнських платах для таких процесорів північний міст суттєво спрощено.

Якістю і можливостями системної логіки визначаються продуктивність і стабільність роботи комп’ютера. При виборі материнської плати потрібно враховувати насамперед те, який чіпсет був узятий за основу при її виготовленні. Основними виробниками чіпсетів зараз є компаніїIntel,NVidia,ATI/AMDта ін., у той час як материнські плати виробляютьсяASUS,Gigabyte,MSI, ASRock, Zotac та ін. Материнські плати з однаковим чіпсетом у різних виробників називаються по-різному. За ціною вони теж можуть суттєво відрізнятися. При виборі краще віддати перевагу материнській платі з більш «продвинутим» чіпсетом від менш відомого виробника, ніж навпаки

Крім роз’єму центрального процесора (сокета), на материнській платірозміщені інші роз’єми:

- Слоти модулів ОЗП, до яких приєднуються модулі оперативної пам’яті відповідного типу;

- PCI (Peripheral component interconnect - взаємозв’язок периферійних компонентів) - це шина з невеликою пропускною здатністю, якої, однак, досить для підключення багатьох пристроїв (TV-тюнерів, звукових карт, карт для захоплення відео, мережевих карт, Wi-Fi-модулів та ін.);

- РСІ-Express - швидка шина для відеокарти, створена з використанням програмної моделі PCI. Залежно від чіпсета, таких шин на материнській платі може бути кілька, і вони можуть мати різну пропускну здатність (x16 або менше). Конфігурація з декількома РСІ-Express дозволяє використовувати відразу кілька відеокарт, що робить відеопідсистему комп’ютера більш продуктивною.

- USB - роз’єм для підключення периферійних пристроїв. Відомий усім в першу чергу як роз’єм для підключення флешок, фотоапаратів, телефонів та ін. Він буває декількох специфікацій: USB 1.0 (пропускна здатність до 12 Мбіт/с), USB 2.0 (до 480 Мбіт/с) і найбільш новий USB 3.0 (до 4800 Мбіт/с). USB 1.0 і 2.0 зовні однакові, мають 4 контакти. USB 3.0 має вдвічі більше контактів, хоча і підтримує можливість підключення старіших пристроїв (розрахованих на USB 1.0 і 2.0).

- SATA (Serial Advanced Technology Attachment - цифрове приєднання по передової технології) - служить для підключення накопичувачів інформації (жорстких дисків, оптичних приводів). Швидкість передачі даних залежить від ревізії SATA: 1.x - до 1,5 Гбіт/с; 2.x - до 3 Гбіт/с; 3.x - до 6 Гбіт/с.

- PATA (Parallel ATA) - є попередником SATA і до його появи називався IDE (назва можна зустріти досі). PATA призначений для підключення старих носіїв інформації і оскільки останні ще продовжують служити своїм власникам, цей інтерфейс зберігається на нових материнських платах для забезпечення сумісності;

- Floppy - роз’єм для підключення приводу дискети 3,5. Як не дивно, ці носії все ще не повністю вийшли з вживання;

- Роз’єми для підключення блоку живлення. Основний роз’єм, що живить всі компоненти (ATX) має 24 контакти. Живлення центрального процесора може мати 4 або 8 контактів (залежно від потужності процесора, на який розрахована материнська плата).

На материнській платі є також роз’єми звукової карти, мережевого адаптера (RJ45) та ін. На моделях з інтегрованим графічним процесором є відповідні роз’єми для підключення моніторів (VGA, DVI, HDMI).

Ще однією важливою частиною материнської плати є мікросхема ПЗУ (її часто називають BIOS ROM), що замикається на південний міст чіпсета. У цій мікросхемі зберігається базова програма управління комп’ютером - так звана базова система введення-виведення, більше відома як BIOS (basic input-output system). На відміну від операційної системи та іншого програмного забезпечення, встановлених на жорсткий диск, BIOS доступний комп’ютеру без підключення вінчестера і інших елементів. Це програмне забезпечення визначає порядок взаємодії складових частин комп’ютера між собою. Залежно від чіпсета материнської плати і версії BIOS, його настройками можна визначити джерело завантаження комп’ютера, змінити частоту шини процесора, таймінги модулів оперативної пам’яті (збільшивши їх продуктивність), а також налаштування багатьох інших пристроїв, відключити окремі елементи (мережеву плату, дисковод 3,5 та ін.) і багато іншого.

Рис 7 Мікросхема ПЗУ

Комп’ютер завжди запускається і працює з урахуванням даних BIOS. Якщо мікросхему ПЗУ пошкодити або внести в BIOS налаштування, не сумісні з працездатністю системи, комп’ютер не запуститься. В останньому випадку для вирішення проблеми достатньо "обнулити" налаштування BIOS до стандартних ("заводських") параметрів. Для цього потрібно на нетривалий час вийняти з відповідного роз’єму материнської плати батарейку, що живить мікросхему ПЗУ (типу CR2032, зовні схожа на монету). Обнулення BIOS такожвідбувається, коли ця батарейка "сідає" (перша ознака - при вимиканні комп’ютера збивається системний час).

Швидкість доступу до мікросхеми ПЗУ низька. Щоб це не впливало на швидкодію комп’ютера, більшість материнських плат створюються таким чином, що при запуску системи, BIOS з мікросхеми ПЗУ копіюється в спеціально зарезервовану область оперативної пам’яті, звану Shadow Memory (тіньова пам’ять), швидкість доступу до якої значно вища.

Сучасні мікросхеми ПЗУ дозволяють змінювати BIOS на інші версії. Ця операція називається перепрошиванням BIOS, виконується за допомогою спеціального програмного забезпечення (зазвичай доступного на сайті виробника системної плати), і вимагає серйозного підходу, оскільки в разі невдачі може спричинити сумні наслідки, аж до необхідності придбання нової материнської плати. Тому без крайньої необхідності перепрошивати BIOS не варто.

ШИНА VL-BUS АСОЦІАЦІЇ VESA

Специфікації шини VL-Bus - це власне кажучи стандарт апаратного інтерфейсу. Як затверджує Рон Маккейб, голова підкомітету по розробці шини VL-Bus асоціації VESA, ця специфікація регламентує вимоги до архітектури і фізичних компонентів інтерфейсу з ЦП.

Через локальну шину центральний процесоркомп’ютера одержує безпосереднійдоступ до периферійних пристроїв.

У виробленні проекту специфікації VL-Bus приймали участь 40 компаній. За словами офіційних представників VESA, остаточний варіант повинний був бути готів приблизно в 1994р. Спочатку ця шина застосовувалася для побудови мережних серверів, систем обробки зображень і multimedia.

Шина VL-Bus володіє високою пропускною здатністю понад 130 Мбайт/с. Фахівці асоціації VESA затверджують, що в залежності від типу переферійного пристрою очікуване підвищення швидкодії складе від 50 до 600%. Шина VL-Bus розрахована на роботу на частоті до 66 Мгц. На частоті 33 Мгц вона дозволяє без тактів чекання виконувати операції запису і з одним тактом чекання операції читання, а на частоті 66 Мгц - операції запису і читання з одним тактом чекання. Мається режим захоплення шини, при якому пристрій бере на себе керування системними ресурсами без участі ЦП.

Недоліком шини VL-Bus є складність схемної реалізації і необхідність розробки нових наборів інтегральних схем. Виготовлювачам системних плат і комплексного устаткування приходиться проектувати нові вироби відповідно до нової специфікації. Це, однак, не вимагає переробки програмного забезпечення.

Рис 8 Шина VL-Bus

Асоціації VESA удається зацікавити достатнє число виготовлювачів комплексного устаткування і переферійних пристроїв. Набори інтегральних схем з’явилися наприкінці 1992р., а виробу для кінцевого користувача - у 1993р.

Зараз специфікація розширюється - уводиться режим обміну 64-розрядними даними й існують ІС перетворювач (для зв’язку ЦП і переферійного пристрою), завдяки чому шина VL-Bus сумісна із шиною PCI компанії Intel.

Локальна шина PCI компанії INTEL

По випадковому збігу компанія Intel анонсувала свою специфікацію шини PCI теж у червні 1992р. на виставці PC Expo.

Локальна шина компанії Intel - типова внутрішня шина, що дозволяє виготовлювачам комплексного устаткування встановлювати компоненти безпосередньо на системну плату, минаючи шину Цп-память. Специфікація вимагає, щоб сполучення ЦП і що підключається переферійного пристрою проводилося за допомогою так називаного моста (Bridge) інтегральної схеми.

Таке рішення, як указує Майкл Бейлі, менеджер по маркетингу засобів PCI компанії Intel, забезпечує необхідну для введення-виведення пропускну здатність і в той же час не затримує роботу ЦП. Процесор при цьому може працювати з основною пам’яттю на повній швидкості.

Фахівці компанії Intel говорять, що PCI - це мультиплексна 32-розрядна шина, що передбачає розширення до 64-х розрядів. Шина здатна працювати в синхронному режимі на частотах до 33 Мгц. Для 32-розрядного варіанта шини пропускна здатність складає 132 Мбайт/c.

При обміні даними ЦП одержує безпосередній доступ до підключеного до шини PCI пристроям, що можуть розташовується в адресному просторі чи пам’яті в просторі пристрою введення-виведення. У режимі захоплення шини головні абоненти шини PCI одержують прямий доступ до основної пам’яті. Мостова інтегральна схема теж може забезпечувати факультативні функції буферізації і централізованого арбітражу шини.

Рис 9.Локальна шина pci компанії intel

Заміна системної плати

До початку робіт із заміни системної плати переконаєтеся, що у вас досить місця. Воно буде потрібно, щоб розмістити всі плати розширення і стару системну плату.

Почніть з відключення живлення. Відєднайте всі кабелі, що йдуть до системного блоку: і інформаційні і силові. При сумнівах, позначайте, куди йде кожен кабель. Можна навіть мітити липкою стрічкою і кабель, і відповідний йому рознімання. Потім відкрийте кришку ПК.

Дістаньте всі плати розширення. І знову ставте мітки, щоб не було труднощів з їхньою установкою по місцях на новій системній платі.

Тепер відключите всі кабелі, що йдуть до старої материнської плати. Звичайно, це два силових кабелі: кабель динаміка і (для нових машин) один чи більш кабелів, що блокують систему, живлення від батарейок, турбо і перезавантаження. Двічі перевірте всі, щоб переконатися, що нічого не переплутане.Потім зніміть усі фіксатори системної плати. Ви будете здивовані їхньою малою кількістю. Наприклад, РС ХТ мають тільки по двох.

Коли гвинти відкручені, плата ще не зовсім доступна. Подайте плату вліво на дюйм, і тільки потім ви зможете витягти її. У такий спосіб плата звільняється від фіксаторів.

Плата вільна. Продовжуючи рух уліво, підніміть її і дістаньте з ПК.

Плата витягнута, і можна грати гімн. З неї можна зняти багато запчастин. Зніміть фіксатори - вони придадуться при монтажі нової плати. Стисніть кінці фіксатора разом, і він легко пройде через отвір. Запам’ятаєте, у яких отворах стояли фіксатори і де були гвинти.

Перейдемо від витягу комплектуючих із ПК до їх установки. Установіть фіксатори на ті ж місця в новій материнській платі.

Зафіксуйте нову плату на місці, де ви перестали рухатися вліво при витягу старої плати. Переконаєтеся, що плата рівнобіжна низу корпуса і усіх фіксаторів націлені на свої отвори. Потім подайте плату вправо, до її зупинки на своєму місці, відпозиціюйте її отвору з отворами шасі.

Загорніть гвинти, підключите кабелі, установіть плати розширення. Підключите кабелі до системного блоку, уключите живлення і перевірте роботу ПК із новою материнською платою.

Загальний план заміни плати процесора.

Рис 10 Початок заміни системної плати

Перший крок.Після відключення ПК і зняття його кришки, при заміні системної плати, відключите від старої плати всі кабелі. При відключенні силових кабелів запамятайте , куди який підключається.

Рис 11 Викрутка гвинтів кріплення

Другий крок .Відверніть гвинти кріплення системної плати. Щоб полегшити собі задачу, зробіть план і відзначте, які гвинти куди кріпляться.

	Рис 12 Діставання системної плати

Третій крок . Щоб дістати системну плату із шасі, подайте її вліво на дюйм. Поверніть потім її нагору і назовні. Якщо ж плата кріпилася трьома чи більш гвинтами, то її легко можна дістати, відвернувши гвинти.

Рис 13 Заміна фіксаторів старої системної плати

Четвертий крок. Зніміть усі фіксатори зі старої плати й установите їх на ті ж місця в новій платі. Фіксатори ІВМ, як і багатьох сумісних ПК, легко виймаються після піджаття пінцетом усіх їхніх крилець до центра. Вони легко проштовхуються на свої нові місця

Рис 14 Встановлення плати

П’ятий крок . При установці нової плати, подавайте її вправо, поки вона приблизно не стане на місце. В одному дюймі від кінцевого положення перевірте, щоб усі фіксатори знаходилися над своїми отворами. Установите плату на місце, загорніть гвинти, підключите кабелі - і усе готово.