DINCA M. ADAINFORMATICA

ANUL I, ID

PLACA DE BAZA

Este componenta principala a unui calculator. Aceasta este de fapt coloana vertebrala a intregului sistem, toate calculatoarele avand aceeasi trasatura de baza : sunt construite pe o placa de dimensiuni mai mari numita mother board (placa de baza).

Fiind o componenta primara, placa de baza defineste PC-ul si caracteristicile acestuia. Toate componentele sistemului se conecteaza pe sau la aceasta. Producatorii construiesc sistemele de calcul in jurul placii de baza.

Placa de baza este piesa cu dimensiunile cele mai mari din unitatea calculatorului si este montata pe partea de jos a carcasei la sistemele pe orizontala sau pe lateral la cele pe verticala. Placa de baza este componenta pe care se implantează procesorul, pe care se afla sloturile de extensie, placa de bază mai include controllere şi conectori pentru hard-disk, floppy-disk, tastatură, port serial, optional PS/2 şi USB .

Pe langa această funcţie, de suport pentru celelalte componente, are rolul de a regla şi distribui tensiune procesorului şi a celorlalte componente. O placă de baza de calitate are variaţii mici al intensitatii curentului livrat celorlalte componente şi mai multe valori ale tensiunii pe care o poate furniza .

Constructiv toate placile de baza arata la fel, insa producatorii se straduiesc sa le echipeze cat mai bine, pentru a putea oferi posibilitati de extindere a performantelor PC-ului ulterioare. Deşi aceste modificari duc la marirea costului initial al MB, în timp se dovedeşte o investitie buna achizitionarea uneia mai performante.

Exista tendinţa de a oferi placi de bază echipate cu aproape toate tipurile de subansamble, eliminând din start necesitatea unei adaugari ulterioare, mod de proiectare foarte economicos, dar care are un dezavantaj evident: elimina posibilitatea unei abordari modulare a echiparii unui sistem de calcul.

Modelul de baza al PC-ului este o comparatie între doua filozofii de proiectare complet diferite:

- una axata pe diversivitate, adaptabilitate şi dezvoltare, obtinute prin montareaelementelor functionale individuale (procesor, memorie, circuite I/O), pe placidiferite instalate în conectori ai placii de baza legate printr-o magistrala;

- cealaltă concentrata asupra economiei şi simplitaţii, reunind toatecomponentele principale ale sistemului pe o singura placa de bază. Fiecare din aceste metode are avantaje şi dezavantaje proprii.

Calculatoare orientate pe magistrala

La aparitia primelor PC-uri, modelul orientat pe magistrala era considerat învechit, acesta fiind de fapt total opus modelului cu placa de baza. Numele original al magistralei de date BUS, a fost folosit deoarece semnalele magistralei "calatoresc" impreuna şi se opresc la aceeaşi conectori intalniti în drum.

Modelul orientat pe magistrala permite configurarea personalizata a fiecarui calculator dupa scop şi destinatie. Acest mod de proiectare modulara permite

sistemului sa conecteze la magistrala componente mai puternice sau mai multe de acelasi tip (ex. procesoare) şi extensia sistemului odata cu dezvoltarea activitatilor deservite.

Calculatoare pe o singură placă

Aparitia circuitelor integrate miniaturizate a dus la reducerea masiva a numarului de placi necesare pentru construirea unui PC. Reducerea calculatorului la o singura placa a fost necesara datorita cerintelor de reducere a pretului şi de creştere a fiabilitatii.

Principalul dezavantaj este reducerea flexibilitatii, caracteristicile din fabricaţie nemaiputând fi schimbate ulterior. Aceasta metoda este utilizata în general la calculatoarele portabile şi notebook, datorita avantajului de a fi compacte, de economisire a spatiului şi de reducere a greutatii.

Modele mixte

Pentru a beneficia de avantajele ambelor tehnologii, au fost produse placi mixte. Întâlnim în prezent placi orientate pe magistrala cu anumite componente încorporate (de ex. placa de sunet sau placa video), astfel încât se obtine o reducere apreciabila a costului, conectorii de extensie existenti în numar mai mic permitand totodata şi o extindere ulterioara a anumitor tipuri de performante.

Terminologie

În sistemele de calcul întâlnim urmatoarele tipuri de placi:-placi fiică, legate de placa de baza numite si doughterboard sau doughtercard;

-placi de extensie, diferentiate dupa standardul interfetei de conectare;-placi de sistem, de fapt placi de baza numite astfel de firme mari care impun o

anumita terminologie (IBM);-placi planare, termen promovat de IBM odata cu introducerea seriei PS2;-placi de baza, nume dat de Intel placilor mama (motherboards) numite si base

board;-placi principale, termen neutru semnificând de fapt placa mama, numit şi

main board;-placi logice, denumita astfel de Apple, descriu de fapt acelaşi elemente de

baza;-placi fund de sertar sau backplane, descriu placile culisante prin panoul

frontal al calculatoarelor, obligatoriu planara.

A) TIPODIMENSIUNILE PLACILOR DE BAZA

Placile de baza moderne pot avea orice forma sau dimensiuni, în functie de modelul de PC. Primele standarde ale placilor de baza au fost stabilite de firma IBM prin duplicarea dimensiunilor celor mai populare maşini IBM. Pentru a micşora costurile, majoritatea producatorilor au mentinut compatibilitatea cu placile IBM, pastrandu-şi pozitiile gaurilor de montare, lucru perpetuat pana astazi.

În prezent, standardele de baza ale placilor de baza sunt cele promulgate de Intel, cel mai recent dintre acestea, ATX, mergând pana la specificarea pozitiei conectorilor.

Pentru producatorii de sisteme cu profil redus a aparut un nou standard, LPX, care a micşorat inaltimea sistemului pirn instalarea orizontala a placilor de extensie.

Principalele tipodimensiuni ale placilor de baza sunt:a) placa de baza pentru PC, cuprinde 5 sloturi de extensie ISA pe 8 biti, un

conector pentru tastatura şi unul pentru caseta, dimensiune 8.5 x 11 inci;b) placa de baza pentru XT, de 8.5 x 12 inci, sloturile de extensie la 0.8 inci,

montate în linie pentru a permite şi magistrale de mare viteza PCI:c) placa mini AT, de 13 x 8.66 inci, contine conectori pentru legarea poturilor

prin panglica si se poate adapta la mai multe tipuri de carcase;d) placa de baza LPX, pentru PC-uri mai putin înalte, are 8.66 x 13 inci, latura

din spate a şasiului paralela cu latura mica a placii şi contine conectorii I/O. Are un conector de extensie principal în care se afla o placa fiica cu unul sau mai multi conectori standard;

e) placa ATX, cel mai nou standard, pastreaza dimensiunile placii mini-AT, versiunea 1.1. introdusa de Intel în 1996. Dimensiunea 12 x 9.6 inci este impusa pentru a putea taia 2 placi dintr-un panou brut imprimat de 18 x 24 inci. Au un altfel de conector de alimentare;

Noile standarde permit cuplarea a doua placi video identice (sau chiar diferite), placa de baza avand doua sloturi special destinate celor doua placi video ( sloturi PCI-Expres) ce lucreaza in tandem ( SLI ). Acest lucru ridica implicit si pretul de cost al acestor placi de baza dar si performanta intregului sistem.

f) placa mini ATX, de 8.2 x 11.2 inci, are conectorii pentru porturi montati direct fara cabluri, realizeaza o reducere de costuri de 30%; Un exemplu de placa de baza ATX cu sloturi PCI-Expres ce suporta doua placi video in SLI este placa de baza P5ND2-SLI de la producatorul de componente pentru calculatoare Asus:

Avantajele placilor de baza ATX:•Conectorii pentru tastatura si mouse sunt plasati într-o carcasa de metal si au

formatul PS/2.•Sloturile SIMM sunt asezate în asa fel încât placile de extensie nu le

deranjeaza şi sunt mai usor accesibile.•Sloturile pentru cablurile harddisk-urilor şi floppy-urilor sunt mai apropiate de

unitati.•Porturile seriale şi paralele se gasesc în partea din spate a PCului.•Un nou tip de conector de alimentare pentru placa de baza, cu doua

avantaje: conectoarele nu mai pot fi puse gresit şi exista o functie noua prin care PC-ul se poate opri cu ajutorul software-ului.

•Soclul ZIF pentru CPU nu se mai afla în spatele placilor de extensie, ci în dreapta lor.

•Locul din spatele placilor de extensie nu contine componente înalte, care sa împiedice instalarea de placi lungi.

•Pe unele motherboard-uri noi se afla deja chipset-uri în capsule BGA.

Cipuri fara pini: la noua tehnologie BGA, conectoarele au forma unor sfere minuscule, amplasate sub circuitul integrat. Cipul este lipit pe board, existând avantajul costului mic de productie.

B) MAGISTRALELE DE DATE DE PE PLACA DE BAZA

Magistrala de extensie a PC-ului permite dezvoltarea sistemului, asigurând o conexiune de mare viteza pentru dispozitivele periferice interne care maresc puterea acestuia.

Scopul magistralei de extensie este de a permite instalarea unor placi suplimentare. Prin circuitele acesteia, calculatorul transfera informatii definite printr-o codificare speciala, bazata pe ordinea şi combinatia bitilor.

Conexiunea realizata de magistrala trebuie sa transfere fara eroare aceste date. Pentru evitarea erorilor sunt incluse semnale suplimentare ce controleaza fluxul informatiilor şi ajusteaza ratele de transfer în functie de viteza limita a PC-ului şi viteza de lucru a accesoriilor de extensie.

Configuratiile moderne includ doua magistrale de extensie, una de compatibilitate şi una locala de mare viteza. Prima permite instalarea placilor mai vechi, este numita ISA, cea de mare viteza permite placilor de extensie sa lucreze la viteze apropiate de cea a microprocesorului.

PC-urile notebook au problerme proprii de extensie, legate de conexiune şi de alimentarea cu energie, pentru care s-au dezvoltat standarde proprii. Cele mai moderne folosesc sloturi de extensie de tip PC Card sau CardBus. Primul se aseamana cu ISA, al doilea este mai rapid, pentru placi de extensie mai noi.

Magistrala este o cale prin care pot circula datele în interiorul unui calculator. Aceasta cale este utilizata pentru comunicatie şi se stabileşte între doua sau mai multe elemente ale calculatorului. Un PC are multe feluri de magistrale, între care se afla urmaoarele:

• Magistrala procesorului• Magistrala de adrese• Magistrala memoriei• Magistrala I/O

1) Magistrala I/O

Este numita si magistrala de extensie si este magistrala principals a sistemului si cea pe care circula cele mal multe date. Magistrala I/O este o ,,autostrada" pentru cele mai multe date din sistem. Tot ce vine sau pleaca de la orice dispozitiv, cum ar fi sistemul video, unitatile de disc si imprimanta, "calatoreste" pe aceasta magistrala. Cea mai incarcata cale de intrare/iesire este spre si dinspre placa video.

2) Magistrala procesorului

Este calea de comunicatie între CPU (unitatea centrala de prelucrare) si cipurile cu care lucreaza direct. Aceasta magistrala este folosita pentru a transfera date între CPU si magistrala principals a sistemului sau între CPU si memoria cache externa.

Magistrala procesorului

Deoarece scopul magistralei procesorului este transmiterea si primirea datelor de la CPU cu cea mai mare viteza posibila, aceasta magistrala lucreaza la o viteza mult mai mare decât orice alta magistrala din sistem neexistând strangulari. Magistrala este compusa din circuite electrice pentru date, pentru adrese si pentru comenzi.

Un sistem Pentium 100 are Un procesor Pentium care lucreaza intern la 100 MHz, dar extern lucreaza la numai 66,6 MHz. Aceeasi frecventa externa de lucru 66.6 MHz o au si procesoarele Pentium 133, Pentium 166 si chiar Pentium Pro 200. În cele mai multe dintre sistemete, frecventa reala de lucru a procesorulul este un multiplu (de 1,5 ori, de 2 ori, de 2,5 ori etc.) al frecventei magistralei procesorului.

Magistrala procesorului este legata la pinii procesorului si poate transfera un bit de date pe o linie de date la fiecare perioada sau la doua perioade ale ceasului. Astfel, un sistem 486 poate transfera 32 biti de date simultan, în timp ce un sistem Pentium sau Pentium Pro poate transfera 64 biti de date la un moment dat.

3) Magistrala memoriei

Este utilizata la transferul informatiilor între CPU si memoria principala -memoria RAM a sistemului. Aceasta magistrala este o parte din magistrala procesorului sau, de cele mai multe ori, este implementata separat cu un set special de cipuri, care este responsabil cu transferul informatiilor intre magistrala procesorului si memorie. Sistemele cu frecventa placii de baza de 16 MHz sau mai mare lucreaza la viteze care depasesc posibilitatile cipurilor DRAM standard. În astfel de sisteme este utilizat un set de cipuri (controllerul memoriei) care realizeaza interfata între magistrala rapida a procesorulul si memoria principala, mai lenta.

Informatia care circula prin magistrala memoriei este transferata Ia o viteza mult mai mica decât viteza de transfer a informatiei pe magistrala procesorului. Soclurile cipurilor sau conectorii modulelor SIMM sunt conectati la magistrala memoriei la fel cum sunt legati conectorii de extensie la magistrala I/O.

4) Magistrala de adrese

Este în realitate, o parte a magistralei procesorului şi a celei de memorie şi este folosita pentru a indica adresa de memorie sau adresa de pe magistala sistemului care va fi utilizata în cadrul operatiei de transfer al datelor. Magistrala de adrese indica precis locul în care va avea loc urmatorul transfer: în memorie sau pe magistrala. Dimensiunea ei determina marimea memoriei pe care CPU o poate adresa direct.

5) Functiile magistralei

Cea mai importanta functie este de a asigura o cale de date ce leaga componentele PC-ului şi o modalitate de a ajunge datele la destinatie.

Deasemenea, trebuie sa asigure semnale speciale care sa sincronizeze semnalele circuitelor de pe placi cu cele din restul calculatorului.

Principalele functii sunt:- liniile de date, este de fapt cea mai importanta. Conexiunile folosite pentru

transferarea datelor pe magistrala de extensie se numesc linii de date. Principalulelement de descriere a magistralei este numarul acestor linii. Magistralele de datefolosesc transferul paralel al informatiilor deoarece este mai rapid decât cel serial;

- liniile de adrese, pentru a fi mai flexibila, magistrala trebuie sa transmita şiinformatii referitoare la adresle de memorie, pentru a permite transferareainformatiilor mapate în memorie şi accesul aleator la acestea şi transportul bitilor dedate la o adresa exacta. Acestea determina domeniul maxim de memorie ce poate fiadresata: ex. ISA are 24 de linii de adresa deci acceseaza maxim 16 MB de memorie;

- alimentarea cu energie, magistrala de extensie alimenteaza celelaltedispozitive la tensiuni între 3.3 şi 5 V C.C. Pot asigura atât tensiuni negative cât şipozitive, de pana la 12 V. Ex. ISA nu asigura tensiuni de 3.3 a de regula mai multelinii de alimentare;

- sincronizarea, multe placi de extensie lucreaza sincronizat cu circuitelecalculatorului gazda. O magistrala sincronizata cu ceasul calculatorului se numeştesincrona. Cele avansate sunt mai flexibile ca viteza şi pot opera asincron, existând orelatie matematica între frecventa de ceas a sistemului şi cea a magistralei. Ex. PCI la33 MHz în sisteme la 66 MHz;

- controlul fluxului, pentru evitarea unor pierderi de date la aparitia unordiferente de viteza între placile de extensie şi calculatorul gazda. Magistrala trimite un semnal NOT READY, cerând sistemului sa aştepte pana la recuperarea întârzierilor. Magistralele moderne trec la moduri de viteza mai mari burst mode (în rafale) unde datele sunt transferate dupa un ciclu de transferare;

- controlul sistemului, echipamentele periferice trebuie deseori sa comunice

cu microprocesorul, pentru aceasta asigurându-se una sau mai multe linii pentrusemnale de întrerupere. PC-urile moderne permit partajarea întreruperilor, ba chiar şiaccesul direct la memorie. Ultimile tipuri se bazeaza pe protocoale de transfer pentrucontrolul sistemului DMA;

- controlul si arbitrarea magistralei, la primele sisteme magistrala eracontrolata de microprocesorul sistemului, cele mai noi transfera controlul unorcircuite logice - controllere de magistrala. Dispozitivul care preia controlulmagistralei se numeşte master de magistrala, iar cel care primeşte date slave;

- semnale specifice sloturilor, sunt legate impreuna, conectate direct princablare, pot astfel sa utilizeze orice slot. La cele mai noi exista semnale specificepentru sloturi;

- puntile, utilizate odata cu introducerea magistralei PCI pentru legareaacestora. Doua PCI legate se numesc punte PCI to PCI, este foarte des intalnita.

Cele mai importante aspecte fizice ale magistralelor sunt:-tipurile de conectori-organizarea conectorilor-dimensiunile placilor-spatiul între placi-limitele sloturilor

Un element foarte important este compatibilitatea magistralei de date cu placile de extensie. Cel mai important este nivelul de compatibilitate cu placile de extensie ale PC-urilor obişnuite.

C) CIPSETUL, CREIERUL PLACII DE BAZA

Cel mai important lucru care se afla pe o placa de baza este setul de cipuri, care face toata munca, inclusiv pe cea de a furniza procesorului informatiile pe care acesta le solicita. Chipset-ul are grija sa trimita date spre placa grafica, procesor şi bus-ul PCI, sa sincronizeze transferurile de la memorie la periferice, sa faca reimprospatarea memoriei şi multe altele.

Marea majoritate a chipset-urilor au doua componente, numite Northbridge şi Southbridge. Northbridge-ul este cel mai important, deoarece el determina majoritatea caracteristicilor setului de cipuri. El se ocupa de controlul procesorului şi al cache-ului Level 2, al memoriei RAM, de curgerea corecta a informatillor pe magistrale şi de multe alte asemenea job-uri de importanta majora. Southbridge este componenta care se ocupa de partea de intrare/ieşire. Ea are in grija interfetele spre tastatura, floppy, bus-urile EIDE ş1 USB, porturile seriale şi paralele.

Practic, chipset-ul controleaza fiecare bit care trece spre procesor, memorie, harddisk, placa grafica etc. El este in centrul retelei de date care constituie un calculator. Tot setul de cipuri dicteaza şi viteza procesorului şi a bus-ului extern (Front Side Bus - FSB). Chipset-ul arbitreaza şi bus-urile perifericelor, pe langa cele amintite pana acum mai ramânând PCI, ISA şi AGP. Astfel, in cazul unui transfer de date intre procesor şi hard-disk, setul de cipuri blocheaza celelalte transferuri de pe magistrala PCI, de exemplu intre memorie si placa de retea.

Functiile principale ale cipseturilor sunt:

-controller de sistem-controller de periferice-controller de memorie.

Controllerul de sistemIndeplineşte urmatoarele functii:-contoare de timp şi oscilatoare-controller de întreruperi-controller DMA

Controllerul pentru dispozitive perifericeAre urmatoarele functii de baza:-interfata cu magistrala-interfata unitatilor de dischete-interfata cu HDD-controllerul de tastatura

- controllerul pentru porturile I/O

Controllerul de memorieAre rolul de a asigura adresarea memoriei RAM, reimprospatarea memoriei,

tratarea erorilor şi lucrul cu memoria cache.

D) DESCRIEREA SI CONFIGURAREA COMPONENTEI ROM BIOS

Lucrul la calculator nu incepe cu Windows. Inainte ca dorintele utilizatorului sa poata fi îndeplinite, este nevoie ca un alt program sa intre în scena: Basic Input/Output System, pe scurt - BIOS. Un cip minuscul, EPROM, stocheaza cel mai important program. Pentru ca, dupa conectarea la sursa de energie, calculatorul se trezeşte de-a dreptul naiv şi inocent - componentele sale de memorie sunt goale, iar sistemul de operare este ,,incatusat" pe harddisk.

Calculatorul porneste automat asa numita rutina de boot in BIOS. Acest pro-gram asigura in primul rand functionarea corecta a PC-ului. Testul (POST-Power-On Sdf Test) verifica memoria de baza, CPU-ul, harddisk-ul si 0 serie de alte componente importante ale sistemulul.

Un urmator pas al rutinei de start cauta alte componente BIOS, care ar putea fi instalate pe pinci de extensie. Astfel, pentru a putea efectua rutinele proprii de test, intervine de exemplu controlerul SCSI. Aceste rutine pot rula acum fara probleme.

Dupa ce toate componentele au fost verificate, un BIOS modern va face ordine in haosul de placi de extensie: plug&play (,,introdu şi porneşte") este in acest caz cuvantul-cheie. Aproape fiecare placa de extensie solicita minim - o intrerupere şi un canal DMA, pentru a putea comunica nestingherita cu procesorul respectiv cu memoria de baza. Deoarece cantitatea de asemenea resurse este foarte limitata, BIOS-ul este cel care trebuie sa se ingrijeasca de putina ordine. Faptul ca aceasta sarcina nu este tocmai simpla este scos in evidenta de expresia ironica ,,Plug & Pray" (,,introdu şi roaga-te"), pe care şi-au atras-o unele tipuri de BIOS. Dupa ce BIOS-ul a impartit toate resursele disponibile, sistemul de operare poate prelua rezultatele.

Pentru a porni adevaratul stapan al hardware-ului, BIOS-ul preia de pe hard-disk informatiile necesare din primele sectoare. Pentru harddisk-uri este vorba şi despre datele de partitionare.

De pe partitia boot-abila apare un alt mic program de boot, anume Bootstrap Loader. Acesta este un pic mai inteligent decât BIOS-ul: el cunoaşte structura de fişier a mediului de stocare, poate apela deci fişiere individuale. Acesta este utilizat pentru a citi şi porni rutinele de start propriu-zise ale sistemului de operare in memoria de baza.

Daca sistemul ruleaza, nu se poate spune totuşi ca sarcina lui Basic Input-Output Systems ar fi luat sfarsit. BIOS-ul este de fapt un mediator intre doua lumi: hardware şi software. BIOS-ul poate comunica direct cu hardware-ul, permitand astfel sistemulul de operare (caruia i se adreseaza programele) accesarea hardware-ului. Prin faptul ca BIOS-ul este stocat intr-o componenta hardware, poate fi eventual considerat chiar hardware (in limba engleza exista un termen generic pentru asemenea cazuri Firmware), el cunoaşte in amanunt caracteristicile aparatelor. Acest lucru se refera in special la programele BIOS, care se gasesc pe placile de extensie, de exemplu pe placi de retea sau SCSI.

Rolul BIOS-ului scade insa cand vine vorba despre sistemele de operare pe 32 de biti. Majoritatea rutinelor de BIOS sunt concepute pentru Real Mode. De aceea, ele

pot fi apelate (daca pot) doar cu anumite ingradiri de sisteme de operare ca Windows NT sau OS/2 Warp. In aceste cazuri, sistemul de operare este cel care trebule sa indeplineasca toate sarcinile. Un BIOS modern ofera o serie intreaga de posibilitati de configurare. Experi-mentand o modificare sau alta, se poate obtine un plus de performanta.

E) TIPURI DE MAGISTRALE I/O SI SLOTURI DE EXTENSIE

În cadrul unui sistem de calcul întâlnim urmatoarele tipuri de sloturi deextensie (magistrale I/O):

- ISA pe 8, 16 si 32 biti- MCA- EISA- VLBus- PCI- PCMCIA

Placile de baza contin mai multe tipuri de conectori si interfete. Interfetele cele mai cunoscute sunt:

ISA (Industry Standard Arhitecture) – pe cale de disparitie, ce functioneaza la 16 MHz si este folosita de placi grafice, placi de sunet si modemuri mai vechi;

PCI (Peripheral Connection Interface) – Interfata cea mai cunoscuta, functioneaza la 33 MHz si este folosita de placi grafice, placi de sunet, modemuri, convertoare, controllere etc. relativ noi, el fiind proiecta de Intel si ofera capabilitati PnP(Plug and Play), el impartind adresele IRQ (Intreruped Request) eliminand astfel problema cauzata de numarul limitat de IRQ dintr-un calculator;

PCI-X 2.0 (PCI eXtended) – PCI-X 2.0 este o noua versiune PCI dezvoltata de IBM si HP. PCI-X 533 ofera o latime de banda pana la 4.3 GB pe secunda, de 32 de ori mai rapid decat prima generatie PCI. De mentionat este compatibilitatea completa hardware si software cu PCI;

AGP (Accelerated Graphics Port) 1x/2x/4x/8x – Interfata pentru placi grafice moderne, functioneaza la 66 MHz in mod 1x, 133 MHz in mod 2x, 266 MHz in mod 4x si 533 MHz in mod 8x;

PCI Express – permite o comunicare directa printr-o legatura dedicata. In acest fel dispare nevoia de impartire a latimii de banda;

CNR ( Communications Network Riser) – Interfata pentru realizarea de retele de tip LAN;

AMR (Audio – Modem Riser) – pentru conectarea de modemuri speciale;ACR (Advanced Comunication Riser) – versiunea mai noua a AMR;

Ultimele interfete prezentate (CNR, AMR, ACR) sunt o solutie destinata calculatoarelot entry-level (pret scazut-performanta medie), se folosesc placi speciale ce nu suporta tehnologia PnP si utilizeaza software pentru a emula anumite functii hardware.

De asemenea, fiecare placa de baza are conectori IDE, la care se conecteaza hard-diskuri, CD-ROM-uri/ CD-Writere etc. Aceste mai sunt numite si controlere Ultra-DMA, viteza la care lucra acest controler influenteaza viteza cu care sunt copiate

datele de pe Hard Disk, implicit citirea datelor se fac mult mai repede. Aceste controlere au viteze 33 Mb/s (Ultra-DMA 33), 66 Mb/s (Ultra-DMA 66), 100 Mb/s (Ultra-DMA 100) si 133 Mb/s (ATA 133 acesta fiind si ultimul model aparut pe piata). Noile placi de baza mai au si un nou tip de legatura care este Serial ATA RAID(0), Serial ATA RAID(0/1) astfel se conecteaza doua HDD (Hard Disk Drive) in S-ATA Raid astfel dublanduse performantele de citire/scriere.

Placa de baza mai contine si interfete pentru memoria RAM (tip SIMM, DIMM, sau RIMM) acestea fiind module de memorie RAM care opereaza la diferite viteze, avand rate de acces diferite (calculate in ns, nanosecunde) si la placile de baza mai noi adica fabricate in anul 2003 se pot pune 2 module de memorie in Dual Channel astfel ridicand viteza de lucru si rata de acces cu cel putin 65% si de asemenea memoria nevolatila de tip ROM (Read-Only Memory) ce contine informatiile elementare ale sistemului numita BIOS (Basic Input-Output System). Memoria BIOS conetine la randul ei memoria CMOS care este modificabila. BIOS-ul este un program situat in Flash Memory chip pe placa de baza, el nu se pierde cand calculatorul este stins sau restartat, el mai fiind numit si program de boot, el fiind singurul canal pentru circuitul hardware care comunica cu sistemul de operare. Principala sa functie este aceea de a ajuta setup-ul placii de baza cat si parametrii celorlalte card-uri, incluzand parametrii simplii cum ar fi timpul, data, HDD-ul cat si functii mai complexe cum ar fi sincronizarea hardware, modul de operare a componentelor, cat si setarile procesoarelor. Calculatorul va opera normal sau la putera maxima doar daca parametrii sun corect si optimal setati in bios. Majoritatea producatorilo de placi de baza si a chipseturilor reinnoiesc BIOS-ul prin update-uri care se gasesc pe site-ul de internet al producatorului, ele cuprinzand diferite functii care ajuta la confoguararea procesorului cat si posibilitatea de a instala procesoare aparute mai recent fata de data constructiei placii de baza, care lucreaza la viteze mai mari.

Incorporate pe placa de baza mai sunt si porturile seriale (denumite COM (de la communication) 1 (cu 9 pini) si 2 (cu 24 de pini)) – pentru mouse/fax modem extern, portul LPT (line printer) – pentru imprimante/scannere/plottere, porturile USB (Universal Serial Bus) 1.0 sau 2.0 pentru camere video/ scannere/ aparate foto digitale, porturile Fire-Wire, pentru conectarea de dispozitive prin infrarosu (denumite de IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE 1394), ultimul model in ceea ce priveste dispozitivele prin infrarosu fiind tehnologia Blue-Tooth (Standard pentru PAN, Personal Area Network, fiind folosit pentru comunicarea wireless casnica sau de birou si foloseste o banda de 2.4 Ghz la 720 Kbps, raza de actiune este de aproximativ 9.144 metri), incorpoarat in telefoanele celulare (Nokia) care permit intrare pe internet fara a avea un modem. De asemenea porturile COM, LPT, USB, USB 2.0 si Fire-Wire permit realizarea de retele prin intermediul lor.

In fine, placa de baza gazduieste procesorul pe ceea ce se cheama ori SLOT, ori Socket. Exista o multitudine de SLOT-uri/Socket-uri in functie de procesorul dorit, dupa cum urmeaza:

AMD K6/P MMX/Cyrix M II – Socket 7;AMD K6-2/K6-3 – Socket Super 7;Intel Celeron A – Socket 370 PPGA (Plastic Pin Grid Array);Intel Pentium II Klamath – Socket 7;Intel Pentium II Deschutes – SLOT 1;Intel Pentium III Katmai – SLOT 1;

Intel Pentium III Coppermine – Socket 370 FCPGA (Flip Chip Pin Grid Array);Intel Celeron II – Socket 370 FCPGA;AMD Athlon – SLOT A (FSB 100-166 Mhz )AMD Athlon (Thunderbird) – (FSB 100-166 Mhz );AMD Duron – Socket A (FSB 100-166 Mhz );AMD Duron (Morgan) – Socket A(FSB 100-166 Mhz );AMD Athlon XP (Palomino) – Socket A(FSB 100-266 Mhz );Intel Celeron P4 – Socket 478 (FSB 400 Mhz );Intel Pentium 4 – Socket 478/ Socket 423(FSB 400-800Mhz, respectiv 1000

Mhz pentru procesoarele Intel P4 Canterwood ).In lume sunt foarte multi producatori de placi de baza, cele mai cunoscute nume

sunt Intel, Abit, SiS, MSI, Soyo, Asus, Soltek etc. , multe dintre ele folosind chipset-uri Intel, Via sau SiS viteza lor de functionare (FSB-ul) variind de la un producator la altul dar in concordanta cu tipul de procesor ce urmeaza a fii instalat pe placa de baza. Lider mondial in tehnologia placilor de baza este Intel dar pretul ridicat o fac sa fie achizitionata doar de un anumit segment de cumparatori, insa stabilitatea sistemului care o incorporeaza este perfecta. De aceea multa lume la achizitionarea unui sistem isi alege o placa de baza low-end (pret scazut - calitate scazuta). O moda noua care a invadat lumea pasionatilor de calculatoare este termenul de overclocking. Overcloking-ul este posibilitatea de a multiplica viteza de rulare a procesorului multiplicand voltajul procesorului din BIOS cat si frecventa de lucru prin anumiti multiplicatori suportati de placa de baza. Incepand de anul acesta se pot face overclock si la Placa Video cat si la memoria RAM, bineinteles ca toate acestea ridica nivelul performantei dar in acelasi timp se produce o instabilitate a sistemului, acestea daca se face de catre un incepator, consecintele sunt destul de grave de la arderea procesorului pana al arderea memoriei.

Placile de baza din generatia noua pot avea si dual Bios, in caz de un overcloking instabil, calculatorul se restarteaza si revine la setarile initiale care asigura stabilitatea sistemului.

In imaginea de mai jos este descrisa schema unei placi de baza din noua generatie de format ATX.

In imagine se pot vedea pozitionarea componentelor principale si a conectorilor care vor face legatura cu celelalte componente ale calculatorului.

Placa de baza format ATX

In imagine sunt date si dimensiunile placii de baza pentru a se monta intr-o carcasa de dimensiuni potrivite. O carcasa necorespunzatoare ingreuneaza foarte mult montarea placii de baza cat si celorlalte componente. De asemenea un rol important in carcasa il are si realizarea unei raciri eficiente a componentelor de pe placa de baza (racirea cipset-urilor, a memoriei ram, etc.). In unele cazuri, placile de baza au un strat suplimentar dintr-o folie foarte subtire de cupru aflat intr-unul din straturile cablajului imprimat al placii care ajuta la disiparea mai rapida a caldurii emanata de componentele lipite pe placa de baza cat si pentru o ecranare suplimentara impotriva radiatiilor electromagnetice.

Asezarea conectorilor conteaza foarte mult pentru a se putea monta usor celelate componente si pentru a avea spatiu suficient intre ele, de asemenea cablurile de date si de alimentare pot fi mai usor asezate pentru a avea un sistem mai aerisit si pentru a avea o buna circulatie a aerului in carcasa.

In partea din stanga sus se pot observa conectorii exteriori ce fac legatura cu componentele periferiale ale calculatorului (tastatura, mouse, imprimanta, etc.).

1 – port PS/2 pentru mouse;2 – port paralel cu 25 de pini pentru conectarea unei imprimante, a unui scaner;3 – iesire audio pentru difuzoarele din spate;4 – iesire audio pentru difuzoarele laterale in configuratie cu 8 canale audio;5 – iesire audio pentru canalul central si pentru cel de frecventa joasa;6 – intrare audio de la un CD sau DVD player;7 – iesire audio pentru canalele din fata sau pentru conectarea castilor;8 – intrare microfon;Aceasta placa de baza poate fi configurata cu 2, 4, 6 sau 8 canale audio oferind

posibilitati multiple, de la simplele casti la un sistem surround de inalta fidelitate.9, 10 – port RJ 45 pentru placa de retea;11 – port IEEE 1394, acest conector permite legarea periferialelor audio/video

fiind un port de mare viteza;12, 13 – porturi USB 2.0 , sunt cele mai des folosite la ora actuala, prin aceste

porturi putandu-se conecta la calculator o mare diversitate aparate (de la aparatul foto digital pana la stik-urile de memorie)

14 – port extern SATA, un port de mare viteza ce poate transfera date de pana la 3Gb/s

15 – port optic pentru iesirea audio de mare fidelitate;16 – port coaxial;17 – port PS/2 pentru atasarea tastaturii calculatorului; In partea de sus se afla soclul procesorului (sau socket) iar in jurul lui se afla un

conector de alimentare, northbrige, soclurile pentru memorie si o mufa pentru alimentarea ventilatorului de procesor. Mai jos sub procesor se afla sloturile PCI si PCI Expres pentru placa video sau alte componente aditionale (placa de sunet, placa de retea s.a.). Majoritatea placilor de baza de ultima generatie au deja incorporate in ele placa de sunet si placa de retea. Conectorii de alimentare sunt pozitionati „strategic” pentru a rezista consumului destul de ridicat de energie de care are nevoie ultima generatie de placi de baza.

Conectorii de alimentare sunt astfel construiti incat este imposibila conectarea lor in alt loc prin neatentie, acestia se potrivesc doar in mufele special destinate prevenind astfel distrugerea placii de baza.

De asemenea poate fi prevazuta si cu un conector suplimentar care asigura alimentarea celor doua sloturi PCI Expres in cazul in care se vor monta doua placi video (acestea fiind mari consumatoare de curent). In cazul neconectarii acestui conector (Ez_Plug) in cazul folosirii a doua placi video, placa de baza este prevazuta cu un led rosu de avertizare iar Bios-ul trimite beep-uri de avertizare la incercarea de pornire a sistemului fara o alimentare corespunzatoare.

Pe placa de baza sunt dispuse o serie de mufe mici care realizeaza alimentarea ventiltoarelor de racire ale sistemului.

Cea mai importanta mufa este cea destinata alimentarii ventilatorului de racire a procesorului. Aceasta mufa mai nou este prevazuta cu patru pini pentru a putea monitoriza si controla cat mai precis turatia ventilatorului. In acest caz placa de baza vine cu o optiune suplimentara din Bios ce realizeaza adaptarea turatiei in functie de temperatura procesorului realizand astfel o silentiozitate in functionare a sistemului, ventilator nemaifiind atat de zgomotos prelungind chiar si durata de viata a acestuia.

Celelalte mufe sunt pentru ventilatoarele optionale ce pot fi montate in fata carcasei, in spate sau chiar pe peretele lateral al acesteia. Aceste ventilatoare asigura racirea celorlalte componente si realizarea unui curent de aer in carcasa.

In dreapta procesorului se afla sloturile de memorie DDR2 cu 240 de pini.

Aceste sloturi permit montarea a patru bare de memorie aceasta putand ajunge in total pana la 8 Gb. Barele de memorie se pot monta intr-o singura pozitie datorita configuratiei speciale a pinilor.

Langa sloturile de memorie se afla si conectorul IDE pentru discheta.

Acest conector permite atasarea unei unitati discheta la sistem. De asemenea si aceasta mufa este protejata impotriva conectarii incorecte la placa de baza.

Mai jos sub acest conector se afla doi conectori IDE care realizeaza transferul de date de la alte componente cum ar fi unitatile de hard sau cdrom. Un conector este Pri_IDE iar celalat Sec_IDE. Acesti conectori comunica cu chipul SouthBrige al placii de baza fiecare conector poate duce cate doua unitati (cdrom sau hard) avand o viteza de transfer de pana 133Mb/s.

Pozitia conectorilor IDE pe placa de baza.

Langa conectorul principal IDE care este de obicei de culoare albastra se afla bateria Bios-ului care alimenteaza unitatea Eprom in lipsa alimentarii placii de baza cu curent electric. Langa aceasta se mai afla si un set de jumperi care permite stergerea unei setari gresite a Bios-ului si revenirea la starea initiala a sistemului.

Mai jos se afla conectorii SATA2 in numar de patru. Acesti conectori realizeaza fiecare conectarea cu cate un hard. Transferul de date realizat de acest conectori de ultima generatie este foarte mare putand ajunge pana la 3Gb/s. Acesti conectori pot fi legati de catre placa de baza in mod RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks).

Este recunoscut ca hard disk-urile sunt destul de lente la citirea şi salvarea datelor. Fireşte, sunt mai rapide decât CD-urile sau unităţile de bandă, dar în comparaţie cu memoria RAM sunt cu câteva ordine de mărime mai lente. Esenţa mecanică a unui disc îl trage permanent înapoi când va fi comparat cu un sistem pur electronic de stocare, cum este memoria RAM sau actualele stick-uri de memorie (pe USB).

Rolul lor este însă încă unul foarte important aşa că a fost necesară crearea unor strategii de lucru cu aceste medii de stocare pentru depăşirea neajunsurilor.

Discurile au evoluat în ce priveşte viteza de transfer. Viteza interfeţei (controlerul IDE) discului cu restul calculatorului a crescut în timp de la 33 Mb/s trecând prin 100 Mb/s până la 133 Mb/s şi ajungând azi la 150 Mb/s în cazul interfeţelor SerialATA. Problema care rămâne în continuare este că viteza controlerului este limitată de viteza de acces efectiv la date, care este limitată de construcţia mecanică a discurilor. Cu toate inovaţiile aplicate, deşi viteza de rotaţie a platanelor a crescut de la 5400 rot/min la 7200 rot/min., viteza de scriere/citire a datelor nu a crescut esenţial. În aceste condiţii a apărut o nouă tehnologie de acces la date: RAID. Într-un RAID datele sunt scrise şi citite pe/de pe mai multe discuri simultan. În funcţie de necesităţile concrete - viteză mare de scriere/citire a datelor sau siguranţa sporită a acestora - sunt posibile o serie de configuraţii de legare a discurilor într-un ansamblu RAID. Prin utilizarea mai multor unităţi de discuri se poate asigura atât o viteză sporită de scriere (datele sunt împărţite pentru scriere pe mai multe discuri), cât şi o siguranţă sporită a datelor manevrate (aceleaşi date sunt scrie în mai multe locuri, pe discuri separate). Prin combinaţii avantajoase - legate în principal de un număr mai mare de discuri - se pot obţine ambele avantaje ale unei structuri RAID (uneori însă cu un preţ mai ridicat). Aceasta facilitate este oferita de noua generatie de placi de baza. Astfel, la ora actuala sunt cinci tipuri de nivele de implementare RAID; RAID0 până la RAID5 - ce ofera un echilibru între performanţă şi protecţia datelor in funtie de varianta aleasa. In partea de jos a placii de baza se afla o serie de pini unde se conecteaza butoanele de pornire, restartare si led-urile minime de monitorizare a sistemului. Tot aici se afla si pini pentru porturile USB 2.0 suplimentare montarea acestora realizandu-se ca si in imaginea de mai jos.

Unele placi de baza pot avea un numar total de 8-10 porturi USB in functie de varianta si modelul acestora. De obicei variantele “deluxe” asigura un numar mai mare de facilitati si de porturi suplimentare evident cu un cost mai ridicat de achizitionare.

Tot aici se mai afla si pini pentru un alt port IEEE 1394 dedicat mijloacelor de transfer media.

De asemenea mai sunt si o serie de conectori cum ar fi COM1 care este din ce in ce mai rar folosit si alti conectori audio.

Un lucru interesant la aceasta placa de baza este prezenta unui card de transfer intre cele doua sloturi PCI Expres care sunt dedicate de obicei placilor video. Acest card prin pozitionarea lui realizeaza unirea sau separarea celor doua sloturi nemaifiind necesara prezenta unui controller suplimentar pentru aceasta functie. Acest lucru reduce pretul de cost al placii de baza luand in considerare ca nu toti utilizatorii vor folosi la maxim performantele acesteia (pretul a doua placi video fiind destul de ridicat), de asemenea celalt slot PCI Expres poate fi folosit si pentru alte aplicatii.

Montarea a doua placi video presupune in primul rand inversarea acestui card in slotul acestuia pentru realizarea traseelor ce asigura transferul de date intre cele doua sloturi PCI Expres. Apoi cele doua placi video se monteaza in sloturile lor fiind legate in partea superioara de catre o punte cu conectori livrata de producatorul placii de baza astfel realizandu-se legarea in SLI.

Astfel se obtine o performanta suplimentara daca este nevoie fara modificari majore in unitatea centrala a calculatorului putand fii adaugate pe parcurs si alte componente necesarii rularii altor tipuri de aplicatii grafice sau media.