Комп’ютер швидко увійшов до нашого життя. Ще кілька років тому було рідкістю побачити який-небудь персональний комп’ютер – вони були, але були дуже дорогі, і навіть не кожна фірма могла мати у себе в офісі комп’ютер. А зараз? Тепер в кожному третьому будинку є комп’ютер, який вже глибоко увійшов до життя людини.
Сучасні обчислювальні машини представляють одне з найзначніших досягнень людської думки, вплив якого на розвиток науково-технічного прогресу важко переоцінити. Області застосування ЕОМ безперервно розширюються: комп’ютери в буквальному розумінні зробили революцію на діловому світі, «беруть на себе» розрахунки і підготовку креслень конструкторів, допомагають виконувати фінансові розрахунки, керують подачею корму худобі, знаходять широке застосування в медицині тощо.
А що ж там всередині? Як кажуть, «наша людина поки не зазирне – не заспокоїться». Тому давайте «зазирнемо» всередину, ознайомимося з основними складовими «серця» комп’ютера.
Актуальність дослідження полягає в тому, що знання структури комп’ютера , і зокрема системної плати, як його головного елемента, є вирішальним сьогодні, оскільки без даного знання неможна вважати себе компетентним користувачем, а ,тим паче, компетентним вчителем.
Мета курсової роботи – дослідження, розгляд і обговорення основних складових елементів системних плат комп’ютера, їх стисле порівняння.
У роботі поставлені наступні завдання:
 опрацювати наукову літературу та інформаційні ресурси, присвячені проблемі дослідження;
 ознайомитися та проаналізувати будову та основні характеристики материнських плат, їх елементів.

1. Комп’ютер – універсальна технічна система
Комп’ютер – це універсальна технічна система, спроможна чітко виконувати визначену послідовність операцій певної програми. Персональним комп’ютером (ПК) може користуватись одна людина без допомоги обслуговуючого персоналу. Взаємодія з користувачем відбувається через багато середовищ, від алфавітно-цифрового або графічного діалогу за допомогою дисплея, клавіатури та мишки до пристроїв віртуальної реальності.
Конфігурацію ПК можна змінювати в міру необхідності. Але, існує по-няття базової конфігурації, яку можна вважати типовою:
 системний блок;
 монітор;
 клавіатура;
 мишка.
Системний блок – основна складова, в середині якої містяться найважливіші компоненти. Пристрої, що знаходяться в середині системного блока називають внутрішніми, а пристрої, що під’єднуються ззовні називають зовнішніми. Зовнішні додаткові пристрої, що призначені для вводу та виводу інформації називаються також периферійними. За зовнішнім виглядом, системні блоки відрізняються формою корпуса, який може бути горизонтального (desktop) або вертикального (tower) виконання. Корпуси вертикального виконання можуть мати різні розміри: повнорозмірний (BigTower), середньорозмірний (MidiTower), малорозмірний (MiniTower). Корпуси горизонтального виконання є двох форматів: вузький (Full-AT) та надто вузький (Baby-AT). Корпуси персональних комп’ютерів мають різні конструкторські особливості та додаткові елементи (елементи блокування несанкціонованого доступу, за-соби контролю внутрішньої температури, шторки від пилу).
Корпуси поставляються разом із блоком живлення. Потужність блоку живлення є одним із параметрів корпусу. Для масових моделей достатньою є потужність 200-250 Вт.
Основними вузлами системного блоку є:
 електричні плати, що керують роботою комп’ютера (мікропроцесор, оперативна пам’ять, контролери пристроїв тощо);
 накопичувач на жорсткому диску (вінчестер), призначений для читання або запису інформації;
 накопичувачі (дисководи) для гнучких магнітних дисків (дискет).

Основною платою ПК є материнська плата (MotherBoard). На ній розташовані:
 процесор – основна мікросхема, що виконує математичні та логічні операції;
 чіпсет (мікропроцесорний комплект) – набір мікросхем, що керують роботою внутрішніх пристроїв ПК і визначають основні функціональні можливості материнської плати;
 шини – набір провідників, по яких відбувається обмін сигналами між внутрішніми пристроями комп’ютера;
 оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП) – набір мікросхем, що призначені для тимчасового зберігання даних, поки включений комп’ютер;
 постійний запам’ятовуючий пристрій (ПЗП) – мікросхема, призначена для довготривалого зберігання даних, навіть при вимкненому комп’ютері;
 роз’єми для під’єднання додаткових пристроїв (слоти).
 
2. Материнська плата
Матери́нська пла́та (англ. motherboard, MB, сленг. мама, мати, материнка), відома також як головна плата (англ. mainboard), системна плата – плата, на якій містяться основні компоненти комп’ютера, що забезпечують логіку роботи.
Більш повне визначення –складна багатошарова друкована плата, на якій встановлюються основні компоненти персонального комп’ютера (центральний процесор, контроллер ОЗП і власне ОЗП, завантажувальний ПЗП, контроллери базових інтерфейсів введення-виведення). Як правило, материнська плата містить роз’єми (слоти) для підключення додаткових контроллерів, для підключення яких зазвичай використовуються шини USB, PCI і PCI-Express.
Функціонально материнську плату можна описати різним чином. Іноді така плата містить всю схему комп’ютера (одноплатні). В протилежність одноплатним, в шиноорієнтірованих комп’ютерах системна плата реалізує схему мінімальної конфігурації, решта функцій реалізується за допомогою численних додаткових плат. Всі компоненти з’єднуються шиною. У системній платі немає відеоадаптера, деяких видів пам’яті і засобів зв’язку з додатковими пристроями. Ці пристрої (плати розширення) додаються до системної плати шляхом приєднання до шини розширення, яка є частиною системної плати.
Перша материнська плата була розроблена фірмою IBM, і показана в серпні 1981 року (PC-1). У 1983 році з’явився комп’ютер зі збільшеною системною платою (PC-2). Максимум, що могла підтримувати PC-1 без використання плат розширення – 64К пам’яті. PC-2 мала вже 256К, але найбільш важлива відмінність полягала в програмуванні двох плат. Системна плата PC-1 не могла без коректування підтримувати найбільш могутні пристрої розширення, такі, як твердий диск і покращені відеоадаптери.

2.1. Призначення

На материнській платі монтується чіпсет – це мікросхеми, які забезпечу-ють і контролюють логіку функціонування плати, на платі також розташовуються розніми для підключення центрального процесора, графічної плати, звукової плати, твердих дисків, оперативної пам’яті і інші розніми.
Всі основні електронні схеми комп’ютера і необхідні додаткові пристрої включаються в материнську плату, або підключаються до неї за допомогою слотів розширення. Найважливішою частиною материнської плати є чіпсет, який складається, як правило, з двох частин – північного моста (Northbridge) і південного моста (Southbridge). Зазвичай північний і південний міст розташовані на окремих мікросхемах. Саме північний і південний мости визначають, в значній мірі, особливості материнської плати і те, які пристрої можуть підключатися до неї.
Сучасна материнська плата ПК, як правило, включає чіпсет, що здійснює взаємодію центрального процесора з ОЗП і основною оперативною пам’яттю, з портами вводу/виводу, із слотами розширення PCI Express, PCI, а також, зазвичай, з USB, SATA і IDE/ATA. Більшість пристроїв, які можуть приєднуватися до материнської плати, роблять це за допомогою одного або декількох слотів розширення або сокетів, а деякі сучасні материнські плати підтримують бездротові пристрої, що використовують протоколи IrDA, Bluetooth, або 802.11 (Wi-Fi).
На системній (материнській) платі містяться змонтовані:
 слоти DIMM для установки модулів пам’яті типу SDRAM, DDR, DDR2.. (різні для кожного типу пам’яті). Найчастіше їх 3-4, хоча на компактних платах можна зустріти тільки 1 або 2 таких слоти;
 спеціалізований рознім типу AGP або PCI-Express для установки відеокарти. Втім, останнім часом, з поголовним переходом на відеоінтерфейс останнього типу, часто-густо зустрічаються плати з двома, а то і з трьома відеорознімами. Також зустрічаються і системні плати (з найдешевших) без відеорознімів взагалі – їхні чіпсети мають вбудоване графічне ядро, і зовнішня графічна карта для них необов’язкова;
 поруч із слотами для відеокарт зазвичай знаходяться слоти для підключення додаткових карт розширення стандартів PCI або PCI-Express х1 (раніше зустрічалися ще і слоти ISA, але зараз такі плати – музейна рідкість);
 наступна досить важлива група рознімів – інтерфейси (IDE і/або сучасні-ший Serial ATA) для підключення дискових накопичувачів – твердих дисків і оптичних приводів. Також там досі знаходиться рознім для floppy-дисковода (3,5" дискети), хоча все йде до того, що від нього незабаром остаточно відмовляться. Всі дискові накопичувачі підключаються до системної плати за допомогою спеціальних кабелів, які в розмовній мові називають «шлейфами»;
 недалеко від процесора розташовуються розніми для підключення жив-лення (частіше всього два типи – 24-контактний ATX і 4-контактний ATX12V для додаткової лінії +12 V) і дво-, три- або чотирифазний модуль регулювання напруги VRM (Voltage Regulation Module), що складається з силових транзисторів, дроселів і конденсаторів. Цей модуль перетворює, стабілізує і фільтрує напругу, що подається від блоку живлення;
 задню частину системної плати займає панель з рознімами для підключення додаткових зовнішніх пристроїв – монітора, клавіатури і миші, мережних-, аудіо- і USB-пристроїв тощо;
 окрім перелічених слотів і рознімів, на будь-якій системній платі є велика кількість допоміжних джамперів (перемичок) і рознімів: це можуть бути і контакти для підключення системного динаміка, кнопок і індикаторів на передній панелі корпусу, і розніми для підключення вентиляторів, і контактні колодки для підключення додаткових аудіорознімів і рознімів USB і FireWire.
На кожній системній платі в обов’язковому порядку є спеціальна мікросхема пам’яті, найчастіше встановлена в спеціальну панельку; втім, окремі виробники, з метою економії впаюють її в плату. Мікросхема містить прошивку BIOS, плюс батарею, яка забезпечує живлення при зникненні зовнішньої напруги. Таким чином, за допомогою всіх цих слотів і рознімів, а також додаткових контролерів, системна плата об’єднує всі пристрої, що входять до складу комп’ютера, в єдину систему.

2.2 Комплектація

Сучасні материнські плати постачаються як правило в окремих коробках, і комплектуються:
 всіма необхідними кабелями для підключення периферії всередені корпуса комп’ютера, і пластиною для зовнішньої периферії;
 документацією (необхідна для конфігурування);
 драйверами для інтегрованих на платі компонентів і додатковим програмним забезпеченням.
Варіант постачання для виробників комп’ютерів (OEM) для економій витрат містить два десятки плат в одній коробці, але з повною комплектацією.

 
2.3. Класифікація за форм-фактором

Форм-фактор материнської плати – стандарт, що визначає розміри материнської плати для персонального комп’ютера, місця її кріплення до корпусу; розташування на ній інтерфейсів шин, портів вводу/виводу, сокета центрального процесора (якщо він є) і слотів для оперативної пам’яті, а також тип розніму для підключення блоку живлення.
Форм-фактор (як і будь-які інші стандарти) носить рекомендаційний ха-рактер, проте переважна більшість виробників намагаються їх дотримуватися, оскільки ціною відповідності існуючим стандартам є сумісність материнської плати і стандартизованого устаткування (периферії, карт розширення) інших виробників. Застарілими вважаються: Baby-AT; Mini-ATX; повнорозмірна плата AT; LPX. Сучасними вважаються: АТХ; microATX; Flex-АТХ; NLX; WTX. Впроваджуваними вважаються: Mini-ITX і Nano-ITX; Pico-ITX; BTX, MicroBTX і PicoBTX.
Існують материнські плати невідповідні жодним з існуючих форм-факторів (див. таблицю). Зазвичай це обумовлено або тим, що вироблюваний комп’ютер вузько спеціалізований, або бажанням виробника материнської плати самостійно проводити і периферійні пристрої до неї, або неможливістю використання стандартних компонентів (так званий «бренд», наприклад Apple Computer, Commodore, Silicon Graphics, Hewlett Packard, Compaq частіше за інших ігнорували стандарти; крім того в нинішньому вигляді розподілений ринок виробництва сформувався тільки до 1987 р., коли багато виробників вже створили власні платформи).
Форм-фактор Фізичні розміри Специфікація, рік Примітки
XT 8.5 x 11" (216x279 mm) IBM, 1983 архітектура IBM PC XT
AT 12 x 11 "-13" (305 x 279-330 mm) IBM, 1984 архітектура IBM PC AT (Desktop/Tower)
Baby-AT 8,5" x 10"-13" (216 x 254-330 mm) IBM, 1990 архітектура IBM PC XT (форм-фактор вважається недійсним з 1996.)
Форм-фактор Фізичні розміри Специфікація, рік Примітки
ATX 12" x 9,6" (305 x 244 mm) Intel, 1995 для системних блоків типів MiniTower, FullTower
ATX Riser Intel, 1999 для системних блоків типа Slim
eATX 12" x 13" (305 x 330 mm)
Mini-ATX 11,2" х 8,2" (284x208 mm) для системних блоків типу Tower и компактних Desktop
micro ATX 9,6" x 9,6" (244 x 244 mm) Intel, 1997 має менше слотів, ніж АТХ, та-кож мождиво використання мен-шого блока живлення (PSU)
LPX 9" x 11 "-13" (229 x 279-330 mm) Western Digital, 1987 для системних блоків типу Slim
Mini-LPX 8"-9" x 10"—11" (203-229 mm x 254-279 mm) Western Digital, 1987 для системних блоків типу Slim
NLX 8"-9" x 10"-13,6" (203-229 mm x 254-345 mm) Intel, 1997 передбачений AGP, краще охо-лодження порівняно з LPX
FlexATX 9,6" x 7,5"-9.6" (244 x ?-244 mm) Intel, 1999 разроблений як заміна для форм-фактора Micro АТХ
Mini-ITX 6,7" x 6,7" (170 x 170 mm) VIA Technologies, 2003 допускаються лише 100 Вт блоки живлення
Nano-ITX (120 x 120 mm) VIA Technologies, 2004
BTX 12,8" x 10,5" (325 x 267 mm) Intel, 2004 допускається до 7 слотів и 10 отворів для монтажа плати
MicroBTX 10,4" x 10,5" (264 x 267 mm) Intel, 2004 допускається до 4 слотів и 7 отворів для монтажа плати
Pico BTX 8,0" x 10,5" (203 x 267 mm) Intel, 2004 допускається 1 слот и 4 отвір для монтажа плати
WTX 14" x 16,75" (355,6 x 425,4 mm) 1999 для продуктивних робочих станцій та серверів середнього рівня
ETX и PC-104 використовуються для вбудова-них (embedded) систем
 
2.4. Мікропроцесори

Мікропроцесор (або просто, процесор) – головна мікросхема комп’ютера, його «мозок». Він дозволяє виконувати програмний код, що знаходиться у пам’яті і керує роботою всіх пристроїв комп’ютера. Швидкість його роботи визначає швидкодію комп’ютера. Конструктивно, процесор – це кристал кремнію дуже маленьких розмірів. Процесор має спеціальні комірки, які називаються регістрами. Саме в цих регістрах містяться команди, які виконуються процесором, а також дані, якими оперують ці команди. Робота процесора полягає у вибиранні з пам’яті у певній послідовності команд та даних і виконанні їх. На цьому і базується виконання програм. У ПК обов’язково має бути присутній центральний процесор (Central Processing Unit – CPU), який виконує всі основні операції. Часто ПК оснащений додатковими сопроцесорами, орієнтованими на ефективне виконання специфічних функцій, такими як, математичний сопроцесор для обробки числових даних у форматі з плаваючою точкою, графічний сопроцесор для обробки графічних зображень, сопроцесор введення/виведення для виконання операції взаємодії з периферійними пристроями.
Основними параметрами процесорів є:
 тактова частота,
 розрядність,
 робоча напруга,
 коефіцієнт внутрішнього домноження тактової частоти,
 розмір кеш пам’яті.
Тактова частота визначає кількість елементарних операцій (тактів), що виконуються процесором за одиницю часу. Тактова частота сучасних процесорів вимірюється у МГц (1 Гц відповідає виконанню однієї операції за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чим більша тактова частота, тим більше команд може виконати процесор, і тим більша його продуктивність. Перші процесори, що використовувалися в ПК працювали на частоті 4,77 МГц, а сьогодні робочі частоти найсучасніших процесорів досягли позначки в 2 ГГц (1 ГГц = 103 МГц).
Розрядність процесора показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити в свої регістрах за один такт. Розрядність процесора визначається розрядністю командної шини, тобто кількістю провідників у шині, по якій передаються команди. Сучасні процесори сімейства Intel є 32-розрядними.
Робоча напруга процесора забезпечується материнською платою, тому різним маркам процесорів відповідають різні материнські плати. Зараз робоча напруга процесорів не перевищує 3 В. Пониження робочої напруги дозволяє зменшити розміри процесорів, а також зменшити тепловиділення в процесорі, що дозволяє збільшити його продуктивність без загрози перегріву.
Коефіцієнт внутрішнього домноження тактової частоти – це коефіці-єнт, на який слід помножити тактову частоту материнської плати, для досягнення частоти процесора. Тактові сигнали процесор отримує з материнської плати, яка з чисто фізичних причин не може працювати на таких високих частотах, як процесор. На сьогодні тактова частота материнських плат складає 100-133 МГц. Для отримання більш високих частот у процесорі відбувається внутрішнє домноження на коефіцієнт 4, 4.5, 5 і більше.
Кеш-пам’ять. Обмін даними всередині процесора відбувається набагато швидше ніж обмін даними між процесором і оперативною пам’яттю. Тому, для того щоб зменшити кількість звертань до оперативної пам’яті, всередині процесора створюють так звану надоперативну або кеш-пам’ять. Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається до кеш-пам’яті, і тільки якщо там потрібні дані відсутні, відбувається звертання до оперативної пам’яті. Чим більший розмір кеш-пам’яті, тим більша ймовірність, що необхідні дані знаходяться там. Тому високопродуктивні процесори оснащуються підвищеними обсягами кеш-пам’яті.
Розрізняють кеш-пам’ять першого рівня (виконується на одному кристалі з процесором і має об’єм порядку декілька десятків Кбайт), другого рівня (виконується на окремому кристалі, але в межах процесора, з об’ємом в сто і більше Кбайт) та третього рівня (виконується на окремих швидкодійних мікросхемах із розташуванням на материнській платі і має обсяг один і більше Мбайт).
У процесі роботи процесор обробляє дані, що знаходяться в його регістрах, оперативній пам’яті та зовнішніх портах процесора. Частина даних інтерпретується як власне дані, частина даних – як адресні дані, а частина – як команди. Сукупність різноманітних команд, які може виконати процесор над даними, утворює так звану систему команд процесора. Чим більший набір команд процесора, тим складніша його архітектура, тим довший запис команд у байтах і тим довша середня тривалість виконання команд.
Так, процесори Intel, які використовуються в IBM-сумісних ПК, нараховують більше тисячі команд і відносяться до так званих процесорів із розширеною системою команд – CISC-процесорів (CISC – Complex Instruction Set Computing). На противагу CISC-процесорам розроблено процесори архітектури RISC із скороченою системою команд (RISC – Reduced Instruction Set Computing). При такій архітектурі кількість команд набагато менша, і кожна команда виконується швидше. Таким чином, програми, що складаються з простих команд виконуються набагато швидше на RISC-процесорах.
Зворотна сторона скороченої системи команд полягає в тому, що складні операції доводиться емулювати далеко не завжди ефективною послідовністю простіших команд. Тому CISC-процесори використовуються в універсальних комп’ютерних системах, а RISC-процесори – у спеціалізованих. Для ПК платформи IBM PC домінуючими є CISC-процесори фірми Intel, хоча останнім часом компанія AMD виготовляє процесори сімейства AMD-K6, які мають гібридну архітектуру (внутрішнє ядро цих процесорів виконане по RISC-архітектурі, а зовнішня структура – по архітектурі CISC).
В комп’ютерах IBM PC використовують процесори, розроблені фірмою Intel, або сумісні з ними процесори інших фірм, що відносяться до так званого сімейства x86. Родоначальником цього сімейства був 16-розрядний процесор Intel 8086. В подальшому випускалися процесори Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486 із модифікаціями, різні моделі Intel Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III. Найновішою моделлю фірми Intel є процесор Pentium IV. Серед інших фірм-виробників процесорів слід відзначити AMD із моделями AMD-K6, Athlon, Duron та Cyrix.

Архітектура материнської плати безпосередньо залежить від зовнішньої архітектури мікропроцесора. У 1976 році фірма Intel почала посилено працювати над мікропроцесором 8086. Розмір його регістрів в порівнянні з 8080 був збільшений в два рази, що дало можливість збільшити його продуктивність в 10 разів. Крім того розмір інформаційних шин був збільшений до 16 розрядів, що дало можливість збільшити швидкість передачі інформації на мікропроцесор і з нього в два рази. Розмір його адресної шини також був істотно збільшений – до 20 біт. Це дозволило 8086 прямо контролювати 1М оперативної пам’яті.
У 1982 році Intel створила процесор 80286. Замість 20-розрядної адресної шини 8088/8086, 80286 мав 24-розрядну шину. Ці додаткові 4 розряди давали можливість збільшити максимум пам’яті, що адресувалася, до 16 Мб.
Intel 80386 був створений в 1985 році. Із збільшенням шини даних до 32 біт, число адресних ліній також було збільшене до 32. Саме по собі це розширення дозволило мікропроцесору прямо звертатися до 4Гб фізичної пам’яті. Крім того він міг працювати з 16 трильйонами байт віртуальної пам’яті. Існує модифікація процесора Intel 80386 – 386SX. Головна відмін-ність його від 80386 це 16-бітовий вхід/вихід шини даних. Як наслідок його внутрішні регістри заповнюються в два кроки. Всі процесори сімейства 486 мають 32-розрядну архітектуру, внутрішню кеш-пам’ять 8 Кб (у DX4 – 16 КВ). Моделі SX не мали вбудованого співпроцесора, він був винесений на плату. Моделі DX2 реалізують механізм внутрішнього подвоєння частоти (наприклад, процесор 486DX2-66 встановлюється на 33-мегагерцовую системну плату), що дозволяє підняти швидкодію практично в два рази, оскільки ефективність кешування внутрішньої кеш-пам’яті складає майже 90 відсотків. Процесори сімейства DX4 486DX4-75 і 486DX4-100 призначені для установки на 25-ти і 33-мегагерцові плати.
Створені в середині 1989 і 1995 року процесори Pentium і Pentium Pro значно відрізнялися по своїй архітектурі від своїх попередників. В основу архітектури була покладена суперскалярна архітектура, яка і дала можливість отримати п’ятикратну продуктивність Pentium в порівнянні з моделлю 80486. Хоча Pentium проектувався як 32-розрядний, для зв’язку з рештою компонентів системи використовувалася зовнішня 64-розрядна шина.
Процесор Розрядність шини даних Робоча частота, Мгц
І4004 4 0.75
І8008 8 0.8
І8080 8 2
І808Є 16 5; 8; 10
І8088 16 5; 8
i80286 16 8; 10; 12; 16
i80386 DX 32 20; 25; 33; 40
i80386 SX 16 20; 25; 33
І80486 DX 32 25; 33; 50; 66;75;100;120
І80486 SX 32 16; 20; 25; 33
Pentium 32 60; 66; 75; 90; 100; 120; 133;
Pentium Pro 32 166; 180; 200

 
2.5. Шини
Комп’ютерна шина – це канал пересилки даних, що спільно використовується різними блоками системи. Інформація передається по шині у вигляді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина).
Першою системною шиною, розробленою для комп’ютерів PC/XT, в основі яких лежали мікропроцесори, була шина PC/XT-bus. Вона була 8-и розрядною, а її контролер забезпечував роботу на частоті мікропроцесора (4,77 мгц). З появою машин типа PC/AT, що використовували 16-и розрядні мікропроцесори 80286, а пізніше і 80386 (версія SX), була створена шина PC/AT-bus. У зв’язку із зростанням тактової частоти мікропроцесорів до 12-16 Мгц контролер виконував її ділення навпіл для забезпечення прийнятної тактової частоти роботи шини.
Основних шин три:
 шина даних,
 адресна шина,
 командна шина.
Шина даних. По цій шині відбувається копіювання даних з оперативної пам’яті в регістри процесора і навпаки. У ПК на базі процесорів Intel Pentium шина даних 64-розрядна. Це означає, що за один такт на обробку поступає відразу 8 байт даних.
Адресна шина. Дані, що передаються по цій шині трактуються як адреси комірок оперативної пам’яті. Саме з цієї шини процесор зчитує адреси ко-манд, які необхідно виконати, а також дані, із якими оперують команди. У сучасних процесорах адресна шина 32-розрядна, тобто вона складається з 32 паралельних провідників.
Командна шина. По цій шині з оперативної пам’яті поступають команди, які виконуються процесором. Команди представлені у вигляді байтів. Прості команди вкладаються в один байт, але є й такі команди, для яких потрібно два, три і більше байтів. Більшість сучасних процесорів мають 32-розрядну командну шину, хоча існують 64-розрядні процесори з командною шиною.
Шини на материнській платі використовуються не тільки для зв’язку з процесором. Усі інші внутрішні пристрої материнської плати, а також при-строї, що підключаються до неї, взаємодіють між собою за допомогою шин. Від архітектури цих елементів багато в чому залежить продуктивність ПК у цілому.
Розглянемо коротко основні шинні інтерфейси материнських плат.
ISA (Industry Standard Architecture). Дозволяє зв’язати між собою всі пристрої системного блоку, а також забезпечує просте підключення нових пристроїв через стандартні слоти. Пропускна здатність складає до 5,5 Мбайт/с. У сучасних комп’ютерах може використовуватися лише для під’єднання зовнішніх пристроїв, що не вимагають більшої пропускної здатності (звукові карти, модеми і т.д.).
EISA (Extended ISA). Розширення стандарту ISA. Пропускна здатність зросла до 32 Мбайт/с. Як і стандарт ISA, цей стандарт вважається таким, що вичерпав свої можливості (у майбутньому випуск плат, що підтриму-ють ці інтерфейси припиниться).
VLB (VESA Local Bus). Інтерфейс локальної шини стандарту VESA. Ло-кальна шина з’єднує процесор з оперативною пам’яттю в обхід основної шини. Вона працює на більшій частоті, ніж основна шина, що дозволяє збільшити швидкість передавання даних. Пізніше в локальну шину «врізали» інтерфейс для підключення відеоадаптера, який також вимагає підвищеної пропускної здатності, що і призвело до появи стандарту VLB. Пропускна здатність – до 130 Мбайт/с, робоча тактова частота – 50 МГц (але вона залежить від кількості пристроїв, під’єднаних до шини, що є головним недоліком інтерфейсу VLB).
PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт підключення зовнішніх пристроїв, введений в ПК на базі процесора Pentium. За своєю суттю, це також інтерфейс локальної шини з роз’ємами для під’єднання зовнішніх компонентів. Даний інтерфейс підтримує частоту шини до 66 МГц і забезпечує швидкодію до 264 Мбайт/с незалежно від кількості під’єднаних пристроїв. Важливим нововведенням цього стандарту була підтримка механізму plug-and-play, суть якого полягає в тому, що після фізичного підключення зовнішнього пристрою до роз’єму шини PCI відбувається автоматичне конфігурування цього пристрою.
FSB (Front Side Bus). Починаючи з процесора Pentium Pro для зв’язку з оперативною пам’яттю використовується спеціальна шина FSB. Ця шина працює на частоті 100-133 МГц і має пропускну здатність до 800 Мбайт/с. Частота шини FSB є основним параметром, саме вона вказується в специфікації материнської плати. За шиною PCI залишилася лише функція підключення нових зовнішніх пристроїв.
AGP (Advanced Graphic Port). Спеціальний шинний інтерфейс для підк-лючення відеоадаптерів. Розроблений у зв’язку з тим, що параметри шини PCI не відповідають вимогам відеоадаптерів на швидкодію. Частота цієї шини – 33 або 66 МГц, пропускна здатність до 1066 Мбайт/с.
USB (Universal Serial Bus). Стандарт універсальної послідовної шини визначає новий спосіб взаємодії комп’ютера з периферійним обладнанням. Він дозволяє підключати до 256 різних пристроїв із послідовним інтерфейсом, причому пристрої можуть під’єднуватися ланцюжком. Продуктивність шини USB відносно невелика і складає 1,55 Мбіт/с. Серед переваг цього стандарту слід відзначити можливість підключати і відключати пристрої в «гарячому режимі» (тобто без перезавантаження комп’ютера), а також можливість об’єднання декількох комп’ютерів у просту мережу без використання спеціального апаратного та програмного забезпечення.  
2.5. Внутрішня пам’ять
Під внутрішньою пам’яттю розуміють всі види запам’ятовуючих пристроїв, що розташовані на материнській платі. До них відносяться:
 оперативна пам’ять,
 постійна пам’ять,
 енергонезалежна пам’ять.
Оперативна пам’ять RAM (Random Access Memory).
Пам’ять RAM – це масив кристалічних комірок, що здатні зберігати дані. Вона використовується для оперативного обміну інформацією (командами та даними) між процесором, зовнішньою пам’яттю та периферійними системами. З неї процесор бере програми та дані для обробки, до неї записуються отримані результати. Назва «оперативна» походить від того, що вона працює дуже швидко і процесору не потрібно чекати при зчитуванні даних з пам’яті або запису. Однак, дані зберігаються лише тимчасово при включеному комп’ютері, інакше вони зникають.
За фізичним принципом дії розрізняють динамічну пам’ять DRAM і статичну пам’ять SRAM. Комірки динамічної пам’яті можна представити у вигляді мікроконденсаторів, здатних накопичувати електричний заряд. Недоліки пам’яті DRAM: повільніше відбувається запис і читання даних, потребує постійної підзарядки. Переваги: простота реалізації і низька вартість. Комірки статичної пам’яті можна представити як електронні мікроелементи – тригери, що складаються з транзисторів. У тригері зберігається не заряд, а стан (включений/виключений). Переваги пам’яті SRAM: значно більша швидкодія. Недоліки: технологічно складніший процес виготовлення, і відповідно, більша вартість. Мікросхеми дина-мічної пам’яті використовуються як основна оперативна пам’ять, а мікросхеми статичної – для кеш-пам’яті.
Кожна комірка пам’яті має свою адресу, яка виражається числом. В су-часних ПК на базі процесорів Intel Pentuim використовується 32-розрядна адресація. Це означає, що всього незалежних адрес є 232, тобто можливий адресний простір складає 4,3 Гбайт. Однак, це ще не означає, що саме стільки оперативної пам’яті має бути в системі. Граничний розмір обсягу пам’яті визначається чіпсетом материнської плати і зазвичай складає декілька сот мегабайт.
Оперативна пам’ять у комп’ютері розміщена на стандартних панельках, що звуться модулями. Модулі оперативної пам’яті вставляють у відповідні роз’єми на материнській платі. Конструктивно модулі пам’яті мають два виконання – однорядні (SIMM – модулі) та дворядні (DIMM – модулі). На комп’ютерах з процесорами Pentium однорядні модулі можна застосовувати лише парами (кількість роз’ємів для їх встановлення на материнській платі завжди парне). DIMM – модулі можна встановлювати по одному. Комбінувати на одній платі різні модулі не можна. Основними характеристиками модулів оперативної пам’яті є:об’єм пам’яті та час доступу. SIMM- модулі є об’ємом 4, 8, 16, 32 мегабайти; DIMM – модулі – 16, 32, 64, 128, 256 Мбайт. Час доступу показує, скільки часу необхідно для звертання до комірок пам’яті, чим менше, тим краще. Вимірюється у наносекундах. SIMM – модулі – 50-70 нс, DIMM – модулі – 7-10 нс.

Постійна пам’ять ROM (Read Only Memory)
В момент включення комп’ютера в його оперативній пам’яті відсутні будь-які дані, оскільки оперативна пам’ять не може зберігати дані при вимкненому комп’ютері. Але процесору необхідні команди, в тому числі і відразу після включення. Тому процесор звертається за спеціальною стартовою адресою, яка йому завжди відома, за своєю першою командою. Ця адреса вказує на пам’ять, яку прийнято називати постійною пам’яттю ROM або постійним запам’ятовуючим пристроєм (ПЗП). Мікросхема ПЗП здатна тривалий час зберігати інформацію, навіть при вимкненому комп’ютері. Кажуть, що програми, які знаходяться в ПЗП, «зашиті» у ній – вони записуються туди на етапі виготовлення мікросхеми. Комплект про-грам, що знаходиться в ПЗП утворює базову систему введення/виведення BIOS (Basic Input Output System). Основне призначення цих програм полягає в тому, щоб перевірити склад та працездатність системи та забезпечити взаємодію з клавіатурою, монітором, жорсткими та гнучкими дисками.

Енергонезалежна пам’ять CMOS
Робота таких стандартних пристроїв, як клавіатура, може обслуговуватися програмами BIOS, але такими засобами неможливо забезпечити роботу з усіма можливими пристроями (у зв’язку з їх величезною різноманітністю та наявністю великої кількості різних параметрів). Але для своєї роботи програми BIOS вимагають всю інформацію про поточну конфігурацію системи. З очевидних причин цю інформацію не можна зберігати ні в оперативній пам’яті, ні в постійній.
Спеціально для цих цілей на материнській платі є мікросхема енергонезалежної пам’яті, яка по технології виготовлення називається CMOS. Від оперативної пам’яті вона відрізняється тим, що її вміст не зникає при вимкненні комп’ютера, а від постійної пам’яті вона відрізняється тим, що дані можна заносити туди і змінювати самостійно, у відповідності з тим, яке обладнання входить до складу системи. Мікросхема пам’яті CMOS постійно живиться від невеликої батарейки, що розташована на материнській платі. У цій пам’яті зберігаються дані про гнучкі та жорсткі диски, процесори і т.д. Той факт, що комп’ютер чітко відслідковує дату і час, також пов’язаний з тим, що ця інформація постійно зберігається (і обновлюється) у пам’яті CMOS. Таким чином, програми BIOS зчитують дані про склад комп’ютерної системи з мікросхеми CMOS, після чого вони можуть здійснювати звертання до жорсткого диска та інших пристроїв. 
Висновки
Материнська плата – це найважливіша частина комп’ютера, котра містить основні електричні компоненти машини. За допомогою материнської плати відбувається взаємодія між більшістю пристроїв машини.
Конструктивно материнська плата представляє собою печатну плату площею 100-150кв.см, на якій розміщено велика кількість різноманітних мікросхем, роз’ємів та інших елементів.
На системній платі безпосередньо розміщені:
 Роз’єм для підключення мікропроцесора;
 Набір системних мікросхем (чіпсет), що забезпечують роботу мік-ропроцесора та інших вузлів машини;
 Мікросхема постійного запам’ятовуючого пристрою, що містить програми базової системи вводу-виводу (BIOS);
 Мікросхема енергонезалежної пам’яті (від акумулятора на МП) по технології виготовлення називаєма CMOS;
 Мікросхема кеш-пам’яті 2-го рівня;
 Роз’єми для підключення модулів оперативної пам’яті;
 Набір мікросхем та роз’ємів для системних, локальних та перифе-рійних інтерфейсів;
 Мікросхеми мультимедійних пристроїв.
Існують базові типорозміри плат: Full-size AT розміром 12*13,8 дюйма, Baby AT розміром 8,57*13,04, LPX та Mini LPX розмірами 9*13 та 8,2*10,4 дюйма. АТХ – самий розповсюджений формат системних плат, розміром 9,6*12 дюймів
Все ж серцем материнської плати є процесор – CPU (Central Processing Unit). Він контролює, регулює робочий процес. Виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, керує обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам’ятовуючих, сортуючих, вводу – виводу, підготовки даних і ін.).  
Використані джерела:
1. Бройдо В.Л. Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації.
2. Інформатика: 9 кл.: підр.для загальноосвіт. навч. закл. / Й.Я. Ривкінд, Т.І. Лисенко, Л.А. Чернікова, В.В. Шакотько – К.: Генеза, 2009. – 296с.
3. М. К. Буза. Архитектура компьютера – «Новое знание», 2006. – 560 с.
4. П’ятибратов А.П., Гудино Л.П. Обчислювальні системи, мережі та телекомунікації – 2003. – 240с.
5. С. Бигелоу Устройство и ремонт персонального компьютера. Аппаратная платформа и основные компоненты – 2-е издание – «Бином», 2009. – 396с.
6. Скотт Мюллер. Модернізація і ремонт ПК для новачків = Upgrading and Repairing PCs. – 17-е видавництво – М.: Вільямс, 2007. – 470с.
7. Э. Таненбаум Архитектура компьютера – 5-е издание – Питер, 2007. – 848с.
8. http://uk.wikipedia.org