Płyta główna w komputerach to część umożliwiająca komunikację wszystki pozostałym komponentom i moduom zawierającym podstawowe elementy komputera. Jest to zazwyczaj prostokątna duża płyta o niezbyt dużej grubości. Na płycie głównej znajdują się złącza dla procesora, pamięci operacyjnej, kart rozszerzeń i graficznych, urządzenia składujące (dyski twarde, napędy optyczne...) i zasilacza oraz dla niektórych urządzeń zewnętrznych (port szeregowy oraz równoległy, USB, złącze klawiatury i myszy). Kontrolery poszczególnych urządzeń zgrupowane są w dwóch mostkach - północnym i południowym. Mostek północny, podłączony do procesora za pomocą szyny FSB, zawiera kontroler pamięci oraz szyny graficznej (w przypadku w przypadku zintegrowania kontrolera pamięci z procesorem mostek ten może nie występować, wówczas bezpośrednio do procesora podłączany jest przez HyperTransport mostek południowy). Mostek południowy, podłączony do mostka północnego, może zawierać kontrolery PCI, USB, dźwięku, Ethernetu, dysków (ATA, SATA); do niego też zazwyczaj podłączone są dodatkowe zewnętrzne kontrolery (np. IEEE 1394). Na płycie głównej umieszczony jest także zegar czasu rzeczywistego.
Płyty główne mogą różnic się miedzy sobą formatem. Najczęściej spotykane płyty to ATX, MakroATX (najpopularniejsza, 24.3cm x 23.1cm), makro ATX oraz baby AT. Ta ostatnia jest najstarszym. Format ATX jest w stosunku do formatu baby AT poprawiony pod kilkoma względami. Najważniejsza z poprawek polega na tym, że wszystkie złącza można wykorzystać w ich pełnej długości, podczas gdy w przypadku płyty baby AT czasem przyłączenie karty dźwiękowej za złączem ISA nie było możliwe, ze względu na to, ze kolidowało ono z gniazdem CPU. Typowa płyta ATX przypomina baby- AT obróconą o 90 stopni. Standard ATX jest przeznaczona przede wszystkim dla komputerowców - majsterkowiczów, którzy szaleją na punkcie zmieniania, eksperymentowania, a także testowania i częstego wymieniania różnych podzespołów, np. procesorów czy kart rozszerzających. Płyta ATX zapewnia łatwy i wygodny dostęp do takich elementów jak procesor, moduły pamięci czy zworki. Gniazda zasilania oraz gniazda podłączenia dysku twardego i stacji dyskietek, są rozmieszczone w tak sprytny sposób, że kable nie plączą się po całym wnętrzu obudowy. Interfejs klawiatury, myszki, urządzeń szeregowych i równoległych są w przypadku standardu ATX zintegrowane na płycie, podczas gdy w płytach baby AT gniazda są umieszczone na zewnętrznych blachach ("śledziach"), które są przymocowane do obudowy komputera. Innym udogodnieniem płyty ATX jest programowa kontrola zasilania, dzięki czemu komputer może zostać automatycznie wyłączony po zamknięciu systemu, zaletą jest możliwość wykorzystania wentylatora zasilacza do chłodzenia radiatora procesora, dzięki czemu zmniejsza się poziom hałasu wytwarzanego przez komputer. Płyty mini ATX są nieco mniejsze od płyt głównych ATX, ale charakteryzują się takimi samymi właściwościami. Płyty mikro ATX są jeszcze mniejsze i umożliwiają przyłączanie najwyżej 4 kart PCI (płyty ATX oraz mini ATX - dla porównania mają zwykle 7 złączy kart rozszerzeń). Płyty mikro ATX pozawalają przy tym na wykorzystanie najwyżej dwóch modułów DIMM. Są one tańsze, i nie dają się rozszerzać tak dobrze jak dwie pozostałe.
1. CHIPSET - który jest sercem każdej płyty głównej. To od niego zależą możliwości płyty głównej, a dokładniej to
układ scalony stanowiący integralną cześć płyty głównej. Chipset składa się z kilku modułów, których zadaniem jest
integracja oraz zapewnienie współpracy poszczególnych komponentów komputera (procesora, dysków twardych, monitora,
klawiatury, magistrali AGP lub PCI - Express, PCI, pamięci SDRAM). W strukturze chipsetu można wyodrębnić dwa
zasadnicze elementy:
- Mostek północny (North bridge) - nadzoruje prace pamięci operacyjnej, portu karty graficznej i procesora.
- Mostek południowy (South bridge) - zarządza magistralą PCI, USB, kontrolerami (UDMA, klawiatury, myszki), portem
podczerwieni, drukarką, pamięcą stałą (EPROM - na niej zapisany jest BIOS) oraz zintegrowanymi urządzeniami takimi
jak karta sieciowa czy dźwiękowa.
Obydwa układy komunikują się ze sobą poprzez wewnętrzną magistrale o bardzo dużej przepustowości.
2. BIOS - to zapisany w pamięci stałej, inny dla każdego typu płyty głównej komputera, zestaw podstawowych
procedur pośredniczących pomiędzy systemem operacyjnym a sprzętem. Program konfiguracyjny BIOS-a to BIOS setup.
Program ten jest zapisany w pamięci ROM (Read Only Memory - pamięć tylko do odczytu) płyty głównej.
W wypadku płyty głównej BIOS testuje sprzęt po włączeniu komputera, przeprowadza tzw. POST, zajmuje się wstępną
obsługą urządzeń wejścia/wyjścia, kontroluje transfer danych pomiędzy komponentami takimi jak dysk twardy,
procesor czy napęd CD-ROM. Inicjuje program rozruchowy. BIOS potrzebny jest w komputerach osobistych ze względu
na architekturę płyt głównych, gdzie dzięki ACPI kontroluje zasilanie, a poza tym monitoruje temperaturę itp.
Za pomocą wbudowanego w BIOS programu setup można zmieniać standardowe ustawienia BIOS-u, np. parametry
podłączonych dysków twardych lub zachowanie się komputera po jego włączeniu (np. szybkość testowania pamięci RAM),
a także włączać/wyłączać niektóre elementy płyty głównej, np. porty komunikacyjne. Za pomocą BIOS-u można też
przetaktowywać procesor (zmiana częstotliwości i mnożnika), jednak nie jest to zalecane, ponieważ może doprowadzić
do przeciążenia urządzenia, a nawet jego uszkodzenia.
Obecnie większość BIOS-ów zapisywana jest w pamięciach typu Flash, co umożliwia ich późniejszą modyfikację.
3. GNIAZDO PROCESORA - W zależności od producenta procesora występują różne standardy gniazd. AMD do swoich
procesorów stosuje gniazda "AM2" (oraz starsze), natomiast INTEL "Socket 775" (oraz starsze) dla Intel Core2 Duo,
Intel Pentium Extreme Edition, Intel Pentium D. Przy kupnie komputera należy pamiętać o zgodności
złącza na płycie z samym procesorem. Płyty główne przeznaczone dla potężnych serwerów zawierają dwa lub więcej
gniazd pod procesor.
Do takich zastosowań projektowane są specjalne chipsety obsługujące tak dużą ilość procesorów.
4. ¨GNIAZDO ZASILAJĄCE - Jest to gniazdo, poprzez które doprowadzone jest napięcie zasilające calą płytę główną i elementy na niej się znajdujące. Na płycie ATX jest umieszczone jednoczęściowe gniazdo zasilania. Jest to istotne, ponieważ stosowane w płytach Baby AT dwuczęściowe złącze można było przypadkowo odwrotnie podłączyć i zniszczyć płytę lub inne elementy komputera. W płytach ATX jest dwudziestostykowe gniazdo za pomocą, którego doprowadza się z zasilacza napięcia od +12V do - 12V.
5. TYLNY PANEL - Znajdują się na nim gniazda do których możemy przyłączyć myszkę, klawiaturę, drukarkę itd.
- PS/2 - są to starsze gniazda do podłączenia myszki i klawiatury.
- RJ-45 (LAN) - jest to gniazdo od zintegrowanej karty sieciowej do łączenia się z siecią komputerową.
- USB - port przeznaczony do obsługi urządzeń zewnętrznych o przepustowości danych do 480 MB/s. Pojedyncze gniazdo USB potraci obsłużyć do 127 urządzeń takich jak klawiatura, mysz, modemy joysticki i inne.
- LPT 1 (port równoległy) - port wejścia/wyjścia wykorzystany głównie do przyłączania drukarki lub skanera.
- AUDIO - są to gniazda wejścia i wyjścia od zintegrowanej karty muzycznej.
- D-SUB lub/i DVI - są to gniazda dla monitora.
- Fire Wire (IEEE 1394) - bardzo szybki interfejs, jego szybkość transmisji danych wynosi do 400 Mbps. Stosowany jest przede wszystkim do przyłączania cyfrowych kamer wideo i odtwarzaczy DVD. Jest on standardowo montowany w nowych komputerach Macintosh. W komputerach PC jest mało rozpowszechniony ze względu na wysoką cenę i silne promowanie (mniej wydajnego) USB.
6. ZŁĄCZA NAPĘDÓW - gniazda do których podłącza się dysk twardy, napęd CD/DVD i dyskietek.
- Serial ATA (EIDE, SATA) - gniazdo do którego podłącza się dysk twardy lub - szeregowa magistrala Serial ATA jest następcą
równoległej magistrali ATA. Do transmisji przewidziane są cieńsze i bardziej elastyczne kable z mniejszą ilością styków,
co pozwala na stosowanie mniejszych złączy na płycie głównej w porównaniu do równoległej magistrali ATA. Interfejs
przeznaczony do komunikacji z przepływnoscią 150 MB/s, umożliwiający szeregową transmisję danych między kontrolerem a
dyskiem komputera z przepustowością ok. 1,5 Gb/s.
Dodatkowo budowa kabli upraszcza instalację i prowadzenie ich w obudowie, co poprawia warunki chłodzenia wewnątrz
obudowy.
Organizacja Serial ATA Working Group pracująca nad tym standardem zakończyła już prace nad jego drugą wersją
(SATA-2), która umożliwia dwukrotnie większy transfer niż jej poprzednik. Planowana jest też trzecia wersja tego
interfejsu, która ma umożliwić przesyłanie danych z prędkością 600 MB/s.
- IDE (ATA, PATA) - gniazdo do którego podłącza się nagrywarkę (niektóre podłączane są do złącza SATA, tak samo niektóre dyski
podłączane są do gniazda PATA) - zaproponowany w 1983 przez firmę Compaq. Standard ATA jest ciągle rozwijany w
kierunku zwiększania szybkości transmisji. Początkowo stosowano oznaczenia ATA-1, -2 itd., obecnie używa się
określeń związanych z zegarem taktującym interfejs (ATA/33, ATA/66, ATA/100, ATA/133).
- złącze stacji dyskietek
7. GNIAZDA INNYCH KOMPONENTÓW KOMPUTERA -
- Gniazdo PCI - Express - znana również jako 3GIO (od 3rd Generation I/O, jest wiele rodzajów takich złącz do tych
innych podłącza się karty sieciowe, multimedia itp.) jest szeregową magistralą służącą do
podłączania urządzeń do płyty głównej (najczęściej karty graficznej). Ma ona zastąpić magistralę PCI oraz AGP.
Sygnał przekazywany jest za pomocą dwóch linii, po jednej w każdym kierunku. Częstotliwość taktowania wynosi 2.5GHz.
Protokół transmisji wprowadza dwa dodatkowe bity, do każdych ośmiu bitów danych. Zatem przepustowość jednej linii
wynosi 250MB/s. W związku z tym, że urządzenia mogą jednocześnie przekazywać sygnał w obydwu kierunkach
(full-duplex) to można ewentualnie przyjąć, że w przypadku takiego wykorzystania złącza, transfer może sięgać
500MB/s. Możliwe jest kilka wariantów tej magistrali - z 1, 2, 4, 8, 12, 16, 24 lub 32 liniami (każda składająca
się z dwóch 2 pinowych części - nadawczej i odbiorczej). Wraz ze wzrostem liczby linii wydłużeniu ulega gniazdo,
jego konstrukcja (poprzez wspólną część początkową i jedynie dodawanie na końcu nowych linii) umożliwia włożenie
wolniejszej karty do szybszego gniazda (w drugą stronę jest niemożliwe). Gniazdo 1x ma 18 pinów z każdej strony,
gniazdo 4x - 32, gniazdo 8x - 49, zaś gniazdo 16x - 82 piny z każdej strony.
Na płytach głównych gniazda 16x montuje się zwykle w miejscu gniazda AGP na starszych płytach (ponieważ chipsety
z kontrolerem PCI Express nie zawierają kontrolera AGP, PCI-E eliminuje możliwość użycia kart graficznych ze
złączem AGP), pod nim gniazda 8x, 4x i 1x, najdalej zaś od procesora - gniazda PCI.
- złącze DIMM - (ang. Dual In-Line Memory Module) złącze pamięci RAM
Pierwszą rzeczą, którą powinno się wiedzieć przy budowaniu komputera jest to, że jego części są bardzo czułe na ładunki elektrostatyczne. Dlatego zanim wyjmie się jakąkolwiek część z ochronnej torebki, należy najpierw się uziemić, np. dotykając kaloryfera. Na początku warto jest zgromadzić wszystkie podzespoły w jednym miejscu. Oprócz tego potrzebny nam będzie śrubokręt krzyżowy.
Rozkręcamy oba panele boczne i odkładamy je na bok. Z prawej strony obudowy (patrząc od przodu) znajduje się tylna strona tacki, która służy nam za podstawę do przymocowania płyty głównej. Musimy sprawdzić, czy obudowa pozwala na jej wyciągnięcie. Jeżeli tak, to wykręcamy ją z obudowy i dalszy montaż płyty głównej przeprowadzamy na zewnątrz. Niestety, w większości standardowych i tanich obudów tacka przymocowana jest na stałe i montaż płyty głównej trzeba przeprowadzać wewnątrz nich. Kładziemy obudowę na prawym boku, żeby mieć swobodny dostęp do jej wnętrza. Kolejną czynnością jest zamontowanie kołków dystansowych. Ponieważ otwory na te kołki przystosowane są do kilku rozmiarów płyt głównych najlepszym sposobem wybrania odpowiednich jest włożenie płyty głównej do obudowy i zaznaczenie lub zapamiętanie wybranych otworów. Wystarczy wykorzystać cztery do sześciu punktów mocowania, w które wkręcimy kołki dystansowe (należy je lekko dokręcić kombinerkami, żeby podczas wykręcania śrubka nie wychodziła wraz z kołkiem). Sprawdźmy, czy otwory na porty i złącza w zaślepce z tyłu obudowy mają taki sam układ, jak na płycie głównej. Jeżeli nie pasują, musimy wymienić zaślepkę na tę, która powinna zostać dostarczona wraz z płytą główną. Ostatnią czynnością jest przykręcenie płyty głównej do kołków dystansowych. Mocujemy ją tak, aby sloty PCI były bliżej tylnej ścianki obudowy, a wyjścia na klawiaturę i mysz pasowały do otworów z tyłu obudowy. O montaży innych komponentów komputera czytaj na innych podstronach tej witryny. (Nie ponoszę żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody spowodowane nieumiejętnym montażem płyty głównej i innych komponentów komputera.)