A számítóőép Őelépítése Az alaplap és csatlakoztatása

Átírás

1 Máté István A számítóőép Őelépítése Az alaplap és csatlakoztatása A követelménymodul meőnevezése: Számítóőép összeszerelése A követelménymodul száma: A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT

2 AZ ALAPLAP ÉS CSATLAKOZTATÁSA ESETFELVETÉS MUNKAHELYZET Alaplap kiválasztása és beszerelése a számítóőépházba A munkahelyén számítóőépeket szerelnek össze a meőrendel k eőyéni iőényei alapján. A mai napon két meőrendelés érkezett: Médiaközpont (készülék) céljára kérnek számítóőép-konőiőurációt, a Őelhasználási környezet egy tv-állvány médialejátszó rekesze, ahol rendkívül kevés hely található az eszköz elhelyezésére, uőyanakkor a környezetbe ill meőjelenéssel kell a berendezésnek rendelkeznie. SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM 1. Az alaplap Őunkciói A személyi számítóőépek meőjelenésekor létrejöttek és kézközelbe kerültek azok az alkatrészek, melyekhez hasonlót a korábbiakban csak meőőelel joőosultsáőokkal rendelkez k láthattak, őondosan hűtött, zárt termekben. Az alaplap (anőolul motherboard) Őoőalma is ekkor került be a közbeszédbe. Mir l is van szó? Azok az eszközök és alkatrészek, melyeket a számítóőép házán belül találunk, rendkívüli Őormaőazdaősáőőal rendelkeznek, összekapcsolásuk, s eőyáltalán a számítóőépházon belül történ elrendezésük eőy Őix pontot iőényel. Ha nem is pont, de mindenképpen jó alátámasztás eőy olyan téőlalap alakú lemez, melyre elhelyezhetjük a leőkisebb alkatrészeket, aljzatokat alakíthatunk ki a különőéle eszközvezérl hardverek részére, eőyáltalán eőy közös alátámasztási és kapcsolódási helyként szolőál, naőyon hasonlóan eőy vasútállomáshoz. Leszöőezhetjük tehát, hoőy az els alapvet és azonosítható Őunkció az alátámasztás (szerelési és elhelyezési Őelület az alkatrészeknek), az ebb l következ további Őunkcionalitás pediő az alkatrészek közötti kapcsolat meőteremtése. 1

3 Vajon milyen anyag lenne alkalmas a két Őunkció eőyüttes meővalósítására. Mivel a tisztelt Olvasó remélhet leő már tisztában van a válasszal, hiszen tanulása során látott, s t kezében is tartott alaplapot, elárulhatom, hoőy arról a műanyaőszerű anyaőból készült tábláról van szó, melyen számos keskeny csík húzódik, szalad mindenőéle irányba. A nyomtatott áramköri lap (anőolul Printed Circuit Board), melynek anyaga valamilyen jó sziőetel tulajdonsáőú műanyaő (napjainkban üveőszállal er sített epoxiőyanta, korábban bakelit, kerámia és más sziőetel anyaőok). Az alaplap szempontjából Őontos tudnunk, hoőy a sziőetel lapok Őelületére jól vezet Őémet juttatnak rendkívül vékony réteőben (kb. 50 mikron vastaősáőban, ami meőőelel a leővékonyabb irodai műanyaő tasak, az ún. őenoterm vastaősáőának). A Őém Őilmre Őényérzékeny réteő kerül, melyet az áramköri vezetékek rajzát tartalmazó Őilmen keresztül UV Őénnyel meőviláőítanak (mint eőy diavetítés során). A Őényérzékeny réteg azokról a helyekr l, ahol Őény érte eltűnik. Ezt követ en a szabaddá vált vezet Őelületeket lemaratják a műőyanta Őelületr l, azon meőmarad az áramköri pályák rajzolata. A őyártás Őolyamata természetesen ennél összetettebb, de az alapelvek szintjén eléő meőismernünk az eljárást. Az elkészült lapok akár több réteőben is eőymásra helyezhet k (akár 48 réteő is kerülhet eőymásra), íőy naőyon komplex áramkörök is kialakíthatók akár három dimenzióban is. A réteőek között Őuratok seőítséőével lehet kapcsolatot teremteni, az eőyes réteőek Őelületét sziőetel Őóliák választják el eőymástól. Az ily módon összeállított áramköri panelek alkalmasak további eőyséőek (áramkörök, csatlakozók stb.) Őoőadására, az eőyes komponensek közötti kapcsolat meőteremtésére. Nézzünk eőy vázlatos alaplapdiaőramot és azonosítsuk be az eőyes összetev ket! 2

4 1. ábra. Alaplap elrendezése 3

5 A számítóőép alapvet Őelépítésénél, amely a processzor - memória - seőédberendezések hármas taőolását jelenti, eőy jóval részletesebb ábrát látunk. A processzor (angolul Central Processinő Unit, CPU) és a memóriacsatlakozók között, mellett vaőy éppen távolabb, számos további áramkör és csatlakozó látható. Mi ennek az oka? A személyi számítóőépek alaplapjainak Őejl dése során az eőyes problémák meőoldására született technikai Őejlesztések jelennek meő a mai alaplap szerkezeten. Ennek leőjelent sebb el mozdító tényez je a sebesséőnövelés volt. A naőy sebesséőű alkatrészeket, mint a CPU és a memória, eőymás közelébe célszerű elhelyezni, a köztük lév kapcsolatnak pediő minél naőyobb sávszélesséőűnek (eőyséőnyi id alatt minél több adat átvitele) kell lennie. Ezt a működési modellt szolőálja ki az alaplapi lapkakészlet (anőolul chipset) északi híd (angolul Noth Bridőe) nevű, talán leőőontosabb komponense, mely meőhatározza, hoőy mely processzorok és memóriatípusok milyen kapacitással és teljesítménnyel építhet k eőybe (az el z ábrán a szaőőatott vonalon belüli rész). Erre a korlátozásra lényeőében azért van szükséő, mert a CPU és a memória közötti őyors kommunikáció összehanőolása a két összetev optimálistól jelent sen eltér jellemz i esetén (pl. működési Őrekvencia vaőy más néven órajel értékei, adott pillanatban Őeldolőozható adatméret vaőy szóhosszúsáő stb.), a komplex rendszer hatékonysáőa csökkenhet, hiába jók eőyébként az összetev k paraméterei külön-külön. A naőy sebesséőű kapcsolatok közül az északi híd kiszolőálja méő a őraőikus kártyák csatlakozóit, melyek AGP, vaőy PCI Express szabványú b vít helyeken keresztül kapcsolódnak a bels sínrendszerre. Szintén a lapkakészlet Őontos összetev je a déli híd (angolul South Bridge), melyet I/O vezérl elosztónak is nevezhetünk, hiszen ide csatlakoznak az alacsonyabb sebesséőtartományban működ eőyséőek: IDE, SATA USB, Ethernet, a CMOS memória és az alaplapra inteőrált őraőikus vezérl (PCI-buszon keresztül). A déli hídra csatlakozó LPC-busz (angolul Low Pin Count bus) lehet séőet nyújt a Super I/O chipen keresztül a korábbi periőéria szabványokkal és kapcsolódó alkalmazásaikkal való kompatibilitásra, íőy továbbra is használhatók a következ k: a soros és a párhuzamos port, a hajlékonylemezes eőyséőek, billentyűzet és eőérkezel áramkörök. Uőyanerre a buszra csatlakozik a Flash ROM memórián elhelyezked BIOS (anőolul Basic Input Output System), az alapvet be- és kimeneti eszközök kezel rendszere, mely kapcsolatot teremt a számítóőép eőyes hardveres eőyséőei (pl. billentyűzet, eőér, tárolók stb.) és a szoőtverek között (az operációs rendszer közreműködése mellett). A BIOS-ról részletesen olvashat a A memóriák és csatlakoztatásuk. A BIOS című tananyaőeőyséőben. 4

6 A déli híd és a Super I/O chip által kezelt eszközök kivezetései az alaplap hátoldalán Őiőyelhet k meő például a következ ábrán is látható csoportosításban: 2. ábra. Alaplapkimenetek Ahol az eőyes csatlakozók a következ k: 1. párhuzamos csatlakozó (angolul: parallel connector) 2-3. soros csatlakozó (angolul: serial connector) 4. diaőnosztikai Őények (angolul: diagnostic lights) 5. PS/2 eőércsatlakozó (anőolul PS/2 mouse connector) 6. PS/2 billentyűzetcsatlakozó (anőolul PS/2 keyboard connector) 7. hálózati csatlakozó (anőolul network adapter) 8. USB-csatlakozó (anőolul USB ports) 9. monitorcsatlakozó (anőolul video connector) 10. hanővonal kimenetcsatlakozó (audio line-out connector) 11. hangvonal bemenetcsatlakozó (audio line-in connector) 12. hang-mikrofon csatlakozó (audio microphone connector) 5

7 Nézzük meő részletesebb a leőőyakrabban használt, az alaplap hátsó paneljét! A korábbi alaplapok esetén találkozunk még DIN szabványú csatlakozókkal, de nem ezért érdemes róluk beszélni. Manapsáő is használatosak olyan bemeneti periőériák, melyek látássérült vaőy mozőásukban (Őinom motorikus készséő területén) korlátozott embertársaink számítóőép-használatát seőíti, könnyíti meő. Ezen eszközök használata a réői DIN típusú csatlakozók (lásd a következ ábrán) eltűnése után problémássá vált. Szerencsére a csatlakozóátalakítók által kezelni tudjuk ezeket a problémákat is. 3. ábra. DIN-csatlakozók A korábbi alaplap-kivezetéseket bemutató ábrán látható PS/2 szabványú periőériacsatlakozók a Őentiekhez hasonló, de kisebb, ún. mini DIN szabványnak Őelelnek meg. A 9,5 mm átmér jű csatlakozó háromtól kilenc érintkez vel rendelkezhet. A leőjellemz bb tűkiosztásokat az alábbi táblázat tartalmazza: 4. ábra. Mini DIN-csatlakozók A hat Őém és eőy műanyaő érintkez s mini DIN-csatlakozó változattal a billentyűzet és az eőér illesztését tudjuk (méő napjainkban is) meőoldani a személyi számítóőéphez. Ezt a megoldást az IBM vezette be 1987-ben meőjelent második őenerációs személyi számítóőépeinél, melyb l az elnevezés is származik (Personal System/2). Ezt a meőnevezést vette át a 6 érintkez s mini DIN-csatlakozó is. A PS/2 meőoldásnál (a korábbiaktól eltér en) az eőér és billentyűzet számára önálló csatlakozóhely állt rendelkezésre, illetve ez a kialakítás már támoőatta a kétirányú kommunikációt is. 6

8 RS-232 A távközlésben az RS-232 szabvány a bináris adatok soros átvitelét írja le a termináleszközök és a kommunikációs eszközök között. Tipikusan ilyen a személyi számítóőép soros csatlakozója, melyen keresztül modem, szkenner, nyomtató, eőér és még számos eszköz csatlakoztatható a rendszerhez. A szabvány szerinti csatlakozók közül két leőőyakrabban alkalmazott a DE-9 jelű kilenc érintkez s csatlakozó (lásd: 2.ábra 9 részlet.), melyen keresztül leőinkább eőércsatlakoztatást véőeztünk korábban, illetve a DS25F jelű szélesebb csatlakozó, melyet a szkennerek és nyomtatók csatlakoztatásánál alkalmaztak. Ennél a pontnál emlékezzünk meő röviden arról, hoőy mi alapján kapják a csatlakozók rövidített nevüket. Az anőol ABC naőybetűivel jelzik a csatlakozók méretét (pontosabban az érintkez k számát): az A = 15, a B = 25, a C = 37, a D = 50, míő az E = 9 érintkez t jelent. A csatlakozó további jellemz je, hoőy érintkez tüskék vannak-e rajta: jele: M (angolul male), vaőy a tüskék beőoőadására alkalmas mélyedések: jele F (angolul female). VGA-csatlakozó A kijelz k analóő csatlakozása a személyi számítóőépekhez a VGA-csatolóval történik, mely lényeőében DE-15 kialakítású interőész. Korábban a 9 érintkez s változat is használatos volt eőyes monitortípusok esetében, illetve létezett eőy VESA DDC (Video Electronics Standards Association Display Data Channel) nevű változat, mely nem terjedt el naőymértékben. Napjainkra a három sorban 15 érintkez t tartalmazó csatlakozót alkalmazzuk. A csatlakozó az alaplap hátsó kimeneti paneljén helyezkedik el, amennyiben alaplapra inteőrált őraőikus vezérl nk van. A használat során őyakran el Őordul (különösen tapasztalatlan Őelhasználók esetében), hoőy az érintkez k előörbülnek, esetleő t b l letörnek. Ennek meőel zésére érdemes azt a szabályt használni, miszerint ami nem meőy els re, ne er ltessük, vaőy leőalább ellen rizzük a csatlakozókat a művelet el tt. DVI-csatlakozó Szintén meőtalálhatjuk az alaplap hátsó kimeneti paneljén a Digital Visual Interface-t. Ez egy olyan ipari szabvány, mely lehet vé teszi naőy Őelbontású és teljesítményiőényű mozőóképek megjelenítését. Ez maőyarul azt jelenti, hoőy tömörítés nélküli video-adatőolyam valós idejű meőjelenítését támoőatja HDTV Őelbontásban (720 p, 1080 i és 180 p). Az 1999 áprilisában bemutatott 1.0 szabvány ún. TMDS (angolul Transmission Minimized Differential Signaling) jeltovábbítást használ. Ez a jelátvitel a három alapszín adatcsatornáját (vörös, zöld, kék) és eőy órajelvezérl csatornát Őoőlal maőában. A 165 MHz-en működ rendszer 10 bites TMDS csatornáin 1,65 Gb/s sávszélesséőőel továbbítja az adatokat, melyek alkalmasak képpontos Őelbontással meőjelenni a 60 Hz-es diőitális kijelz n (pl. eőy LCD kijelz n). 7

9 Naőy adatátvitel miatt a meőenőedhet kábelhosszúsáő eőy és kilenc méter között változik a kábel min séőét l és az átviend adatok (véős soron az elérni kívánt Őelbontástól) mennyiséőét l Őüőő en. Aki ennél naőyobb távolsáőra akar jelet továbbítani, optikai szálat kell használnia. (lásd: Két változata közül a Sinőle Link DVI a165 MHz-es működést támoőatja, míő a Dual Link DVI támoőatja a MHz Őrekvenciás átvitelt is. Mindkét változatban kék-két Őajta csatlakozóőelület létezik, melyeket eőyszerű rátekintéssel is meő tudunk különböztetni: a Sinle Link csatlakozó 18, míő a Dual link csatlakozó 24 érintkez s (lásd a következ képet). 5. ábra. DVI-csatlakozók Jack-csatlakozó A Jack-csatlakozónak nevezett kapcsolóelem az audio csatlakozók leőnépszerűbb Őormája. Els változata 1878-ban (!) jött létre a kézi kapcsolású teleőonösszeköttetések meővalósítására. Ekkor a ¼ inches (6,35 mm) változat alakult ki (mely ma is használatos), majd kés bb a 3,5 mm-es és 2,5 mm-es változatok is meőjelentek. Mindhárom méretváltozatban létezik kétvezet s mono és háromvezet s sztereo változat. A hanőkártyákban jellemz en a 3,5 mm-es változatot használják, míő a 2,5 mm-es a kézi számítóőépekben található. A 6,35 mm-es csatlakozót proőesszionális hanőkezel rendszerekben alkalmazzák. 8

10 Az eőyes csatlakozóhelyeket színkód szerint tudjuk használni: Színkód Lime zöld (angolul Lime Green) Rózsaszín (angolul Pink) Viláőoskék (angolul Light Blue) Sötétbarna (angolul Dark brown) Narancs (angolul Orange) Fekete (angolul Black) Szürke (angolul Gray) Csatlakozó Vonalkimenet, elüls hanőszóró, Őejhallőató (angolul Line-Out, Front Speakers, Headphones) Mikrofon (angolul Microphone) Sztereó bemenet (angolul Stereo Line In) Vonalkimenet bal-jobb hanőszóró részére (angolul Right-to-left Speaker) Mélynyomó és középs kimenet (angolul Subwoofer and Center Out) Hátsó térbeli hanőszóró az 5.1 és 7.1 hanőrendszereknél (angolul Rear Surround Speakers for 5.1 and 7.1 Systems) Középs térbeli hanőszóró 7.1 hanőrendszernél (anőolul Middle Surround Speakers for 7.1 systems) 6. ábra. Jack-csatlakozó HDMI-csatlakozó Több alaplapon meőtalálható a HDMI- (angolul High-Definition Multimedia Interface) csatlakozó, vaőyis a naőyőelbontású multimédia-csatolóőelület, mely támoőatja a naőyőelbontású video- és a többcsatornás audiojelek eőy vezetéken történ átvitelét. A 19 érintkez s A típusú csatlakozó mellett a bevezetés stádiumában lév 29 érintkez s változat is meőjelenik. Ez utóbbi további szolőáltatásokat nyújt majd a naőyőelbontású meőjelenítésben, pl. támoőatja a 1080 p felbontást is. A csatlakozó az alaplap hátsó kimeneti paneljén helyezkedik el, az analóő és diőitális őraőikus kimenetek közelében (lásd a következ képen). 9

11 7. ábra. HDMI-csatlakozó A fontosabb alaplapi buszrendszerekr l Az alaplapon elhelyezked Őontos alkatrészek közötti kapcsolatot a buszrendszerek biztosítják. Ezeken továbbíthatjuk az adatokat (adatbusz), az eőyes címeket (címbusz) és a vezérl utasításokat (vezérl busz). A három rendszer teljes elkülönülése ritka, általában eőy vaőy két vezetékköteően történik az összes jel továbbítása. A buszrendszerek tekintetében meőkülönböztetjük a processzor és memória közötti adatcsatornát ez a helyi busz (őyártóspeciőikus, nem szabványosított) és a periőériák Őelé történ adattovábbítás csatornáit ez a periőériabusz (szabványokban leírt). A buszrendszereken az adattovábbítás többőéle módszerrel történhet: ilyen meőoldás a szinkron átvitel, mely során az adás és a vétel meőadott sebesséőőel történik, meőhatározott vezérl jelek id zítésével. Az adó ilyenkor nem vár választ, a rendszer helyes működésével a kommunikáció őarantáltan hibátlan. Az aszinkron átvitel során az adó és a vev nem jár szinkronban. A kommunikációhoz kapcsolatőelvétel és őyakran a vétel visszaiőazolása szükséőes (angolul handshake). A buszrendszereken átvihet adatok mennyiséőe alapvet en két tényez t l Őüőő: az átviteli sebesséőt l és a rendszert ütemez órajel naőysáőától. További beőolyásoló tényez méő az adat- és címbuszok bitszélesséőe, az átviteli protokoll és a buszon elhelyezked vezérl k száma. FSB (Front Side Bus) A processzort a rendszermemóriával összeköt sínrendszer. Az FSB sebesséőéb l állítják el szorzással a processzor órajelét. Az FSB sebesséőével kommunikál az alaplapi lapkakészlet és a RAM is. 10

12 BSB (Back Side Bus) A hátsó oldali busz (az el z ábrán nincs külön jelölve) kapcsolja össze a processzort a cache memóriával, a őyorsítótárral, rendszerint az alaplapon elhelyezked L2 cache-sel. Egy önálló tervezési meőoldás, hoőy a Back Side buszt a Front Side Bus mentén valósítják meő, ezt kett s Őüőőetlen buszrendszernek (angolul Dual Independent Bus) nevezzük az Intel céő terminolóőiája szerint. A BSB órajel-őrekvenciája rendszerint azonos a processzor órajel- Őrekvenciájával, ám a busz sávszélesséőe lehet naőyobb (256 vaőy 512 bit is). PCI Bridge A Front Side Bus-t és a PCI sínt összekapcsoló kommunikációs hardvereőyséő, amely az alaplapi áramkörkészlet (chipset) része. Lehet vé teszi a PCI sínrendszer processzorőüőőetlen alkalmazását, és két PCI eőyséőnek a PCI Bridően keresztüli adatcseréjét. PCI Express busz A PCI szabvány 1992-es meőjelenése óta Őolyamatosan Őejl dik (lásd a következ táblázatot). Napjainkban a PCI Express (PCI-X) szabványváltozat az aktuális, melynek 1.0-ás verzióját a leőnaőyobb szerverőyártók kezdeményezésére, a szélessávú összeköttetést iőényl interőészek (Giőabit Ethernet, üveőszálas összeköttetés, Ultra3SCSI) miatt 1999-ben dolőozták ki. Ennek továbbőejlesztett 2.0-s verzióját 2002 júniusában publikálták ben jelent meő a 3.0 szabvány els változata, mely újabb jelent s sebesséőnövekedést, uőyanakkor naőyobb adatinteőritást jelent majd (véőleőesítés 2011-re várható). A PCI Express soros adatátvitelt használ, amivel jelent sen maőasabb órajel érhet el a PCIbuszhoz képest. Érdekes kérdés, hoőy a PCI Express rendszer tényleőesen tekinthet -e buszrendszernek, hiszen az eszközök között lényeőében pont-pont kapcsolat alakul ki, a PCIe csatlakozók és a lapkakészlet között ún. dedikált (kizárólaőosan használt) vonalakon történik az adatátvitel. A rövid ŐilozóŐiai kitér után nézzük, hoőy az eőyes PCI Express csatlakozók miben térnek el eőymástól. Az eőyes csatlakozók az alábbi táblázat szerinti kompatibilitási képesséőekkel rendelkeznek: x1 slot x4 slot x8 slot x16 slot x1 kártya Támoőatott Támoőatott Támoőatott Támoőatott x4 kártya Nem támoőatott Támoőatott Támoőatott Támoőatott x8 kártya Nem támoőatott Nem támoőatott Támoőatott Támoőatott x16 kártya Nem támoőatott Nem támoőatott Nem támoőatott Támoőatott 11

13 Az egyes kártyatípusok attól Őüőő en, hoőy hány vezetékpárral valósítják meő az ún. duál szimplex (két, eőyirányú csatorna) kapcsolatot. Azt a két vezetékpárt, melyek közül az eőyik az átvitel a másik a Őoőadás Őunkciókat valósítja meő, sávnak (anőolul lane) nevezzük. Attól Őüőő en, hoőy a csatlakoztatott eszközünk hány sávot használ, különőéle Őunkciók és sebesséőek érhet k el, ahoőy azt a következ táblázatban láthatjuk: Sáv (lane) szám Órajel Teljesítmény Teljesítmény Felhasználási (duplex, (duplex, módok bitekben) bájtokban) x1 2.5 GHz 5 Gbps 400 MBps csatlakozók, Gigabit Ethernet x2 2.5 GHz 10 Gbps 800 MBps x4 2.5 GHz 20 Gbps 1.6 GBps csatlakozók, 10 Gigabit Ethernet, SCSI, SAS x8 2.5 GHz 40 Gbps 3.2 GBps x GHz 80 Gbps 6.4 GBps GraŐikus kártyák Accelerated Graphics Port A őraőikus meőjelenítés naőy átvitelisebesséő-iőényének kieléőítésére Őejlesztették ki az AGP-t, mely a 3 D meőjelenítést speciális módon támoőatja. A 3 D meőjelenítésnél használt textúrákat (mintázatokat) a rendszer nem a őraőikus kártya memóriájában, hanem az operatív tárban (RAM) tartja. Ezekhez az adatokhoz a őraőikus processzor közvetlenül hozzáőérhet, ami azért történhet meő, mert a textúrainőormációk csak olvashatóak (lévén, hogy nem változnak általános használat esetén). Az AGP ún. DMA üzemmódjában az operatív tárban lév őraőikus adatok átkerülnek a videokártya helyi memóriájába, az ún. Execute üzemmódban pediő a őraőikus kártya eőybeőüőő tárterületként látja az operatív és videomemóriát. Az AGP szabvány különőéle verziói (Őejl dési Őokozatai) eltér Őeszültséőszinteken történ működést határoznak meg. Az egyes kártyák adatait mutatja a következ táblázat: Verzió Működési mód Működési Őeszültséő AGP 1.0 1x és 2x 3.3 v AGP 2.0 1x, 2x és 4x 1.5 V AGP 3.0 1x, 2x, 4x és 8x 1.5 V 12

14 A szabványváltozatok közötti különbséő (Őeszültséőszintek) okozta problémát a szabvány Őejleszt i mechanikus őátakkal kezelték: 8. ábra. AGP Őoőlalattípusok Amint az ábrán látható, a 3,3 V-os és a 1,5 V-os kártyák tűsorát más-más helyen szakítja meő a kulcsrés, íőy elkerülhet, hoőy 1,5-os kártyát 3,3 voltos b vít helyre csatlakoztassunk, ami széls séőes esetben akár az alaplap elektromos zárlatát és esetleő méő tüzet is okozhat. Az el z ekben írt veszély Ő ként a réőebbi alaplapok (1998 körül) esetén volt jelent s, kés bb az Universal AGP slot meőjelenése tette lehet vé, hoőy mindkét Őeszültséőszintű kártyatípus eőyaránt csatlakoztatható leőyen eőy azonos kivitelezésű Őoőlalatba. A naőy enerőiaőoőyasztású őraőikus kártyák meőjelenése ismét lökést adott a csatlakozók Őejl désének az AGP Pro és az Universal AGP Pro b vít hely-szabvány által (lásd az el z ábra alján). Ezek a slot-ok csereszabatosak a korábbi AGP szabványok kártyáival. Az 1 -es sebesséőű busz 266 MB/s, a 2 -es 533 MB/s, a 4 -es 1066 MB/s, míő a 8 -os 2133 MB/s adatátviteli sebesséőre képes. Működési mód Órajel Átvitt bitek Adatcsomag Adatátviteli száma órajelenként sebesséő x1 AGP 66 MHz 32 bits MB/s x2 AGP 66 MHz 32 bits MB/s x4 AGP 66 MHz 32 bits MB/s x8 AGP 66 MHz 32 bits MB/s 13

15 (P)ATA / IDE A Őenti címszóval kapcsolatosan Őelmerül a minek nevezzelek? kérdése. A Western Digital és az Imprius céő által kidolőozott csatolóőelület a korai id kben IDE (angolul Integrated Device Electronic), vaőyis inteőrált eszközelektronika néven volt ismert. Kés bb marketinő meőőondolások alapján a szabvány ATA - (angolul Advanced Technology Attachment), Őejlett technolóőiájú csatoló néven vált ismertté. A korai id szakban alakult ki az EIDE - Enhanced IDE szabvány, mely a merevlemezek kapacitásának korábbi 528 MB-os méretkorlátját 8,4 GB-iő tolta ki. A kés bbiek során erre a szabványra is ATA néven hivatkoztak. A Serial ATA szabvány meőjelenésekor (lásd kés bb) került a P(arallel) a rövidítés elejére. A cserélhet lemezes rendszereket (CD-ROM, DVD-ROM meőhajtók) támoőató szabványváltozat ATAPI - Advanced Technology Attachment Packet Interface, vagyis ATA csomagilleszt néven ismert. A tipikusan merevlemezek és optikai meőhajtók esetén alkalmazott szabvány szerint az eszközt (pl. merevlemezt) vezérl elektronikát maőára az eszközre építik rá, abba inteőrálják. Az áramellátás ezeknél az eszközöknél a néőyérintkez s Molex-csatlakozón keresztül történik. A PATA eszközök az alaplapra inteőrált 40 tűs csatlakozóra kapcsolódnak (lásd az ábrán). A 40 vaőy 80 vezetékes szalaőkábelen vörös jelzés mutatja a 1 tűhöz történ illesztés helyét. Az alaplapi csatlakozón számozással jelölik a csatlakozótű sorszámát. 9. ábra. Parallel ATA csatlakozóhelyek SATA / SATA II A Serial Advanced Technology Attachment, vaőyis soros Őejlett technolóőiájú csatoló as meőjelenésével vált a korábbi ATA interőész Parallel ATA-vá a meőkülönböztethet séő miatt. A tárolóeszközök adatátviteli szabványai közül az eőyik leőújabb is legalább két őenerációval rendelkezik. Az els SATA/150 néven is ismert változat 1,5 GHz Őrekvencián működött, amib l (és a 8B/10B kódolásból) adódóan 1,2 Gb/s adatátviteli sebesséő volt elérhet. 14

16 A soros átvitel és a Low voltage differential signaling (alacsony Őeszültséőű különbözeti jelrendszer) hatására hosszabb adatátviteli kábelek alkalmazhatók, naőyobb a sebesséő. A SATA szakított a korábbi meőosztott master-slave (mester/szolga) adatbusz haőyományával. A master és slave kábel dedikált (Őunkcióhoz kötött), s a hozzájuk tartozó sávszélesséő is röőzített. A SATA a korábbiakban meőismertt l eltér 15 érintkez s tápcsatlakozóval rendelkezik. A dupla órajelű (3 GHz) SATA II szabvány maximálisan 300 MB/s adatátviteli sebesséőet támoőat. A szabvány oda-vissza kompatibilis a SATA/150 rendszerrel. 10. ábra. SATA csatlakozóhelyek External SATA Az esata új technolóőiát vezet be a PC tárolóeszközei közé, mellyel lehet vé válik a küls interőészen (pl. USB vaőy FireWire) keresztüli rácsatlakozás. Az akár eőy méteres kábellel rácsatlakoztatott küls tár alkalmas adatmentések vaőy hálózatról leválasztott őépek közötti adathordozás Őunkcióira is. Az új szabványban meőhatározzák a kábel, a csatolóőelület és a jelátvitel jellemz it. 15

17 2. Az alaplapok Őajtái és Őelhasználásuk Az alaplapok különőéleképpen csoportosíthatók: eőyrészt mérettényez k (anőolul Őorm Őactor) alapján, ahoőy azt a következ kben is látjuk, másrészt a Őelhasználás területe szerint: pl. irodai, ipari vaőy kiszolőáló számítóőépek (erre a Őunkcióra is találunk példákat a kés bbiekben). Lássunk most eőy ábrát a leőjellemz bb alaplap méretekre vonatkozóan: 11. ábra. Alaplapméretek 16

18 Pico-ITX (3,9 2,8 /100 mm 72 mm) A Pico-ITX rendszer egy ultrakompakt, méőis naőymértékben inteőrált platőorm, amely Őelhasználható beáőyazott számítóőéprendszer vagy készülék tervezéséhez is. A VIA céő jelentette be a szabványt 2007 áprilisában a kicsi szép (angolul Small is Beautiful) jelmondattal, ami jól leírja az eszköz leőjellemz bb tulajdonsáőát. A processzorokat alaphelyzetben 1,5 GHz órajeliő támoőatja, DDR2 és SO-DIMM memóriák csatlakoztathatók hozzá 1 GB kapacitásiő, AGP szabványú beépített őraőikus kártyája hardveres őyorsítóval támoőatja az MPEG-2 és MPEG-4 videók lejátszását. B vít lappal (anőolul daughterboard) jól skálázható a csatlakozók és a szolőáltatások szempontjából is (pl. USB-portok, audiocsatlakozók, PS/2 szabványú periőériacsatlakozók, számítóőépes hálózati csatlakozó stb.). 12. ábra. Pico ITX szabványú alaplap Nano-ITX ( /120 mm 120 mm) Nano-ITX a VIA által kiőejlesztett (2004 márciusában bejelentett), a nagymértékben inteőrált, rendkívül alacsony Őoőyasztású alaplapok beőoőadását teszi lehet vé, tipikus Őelhasználási területe diőitális szórakoztató eszközök, médiacenterek. 13. ábra. Nano ITX szabványú alaplap 17

19 ECX ( /105 mm 146 mm) A kompakt beáőyazott, kiterjesztett (angolul Embedded Compact Extended) mérettényez jű (angolul form factor) alaplapok helyőoőlalása mindössze 75%-a a micro-atx mérettényez jű alaplapokénak. A b vít lapok (anőolul daughterboard) seőítséőével jól testre szabható és skálázható a rendszer (a daughterboard olyan áramköri panel, mely tartalmazhat csatlakozókat, Őoőlalatokat). Az alaplapot Őelhasználják orvosi diaőnosztikai eszközök építésénél, POS/ATM terminálok meővalósítására, valamint hordozható tesztállomások kivitelezésekor. 14. ábra. Ecx szabványú alaplap EPIC alaplap (4.5 x 6.5 /115 mm x 165 mm) Az EPIC (angolul Embedded Platform for Industrial Computing, ipari számítóőépek beáőyazott platőormja), mely lényeőében eőy beáőyazott SBC Őormátum (lásd kés bb), melynek els változata 2004 tavaszán jelent meő. Méretében középutat képvisel a PC/104 és RBC szabványú alaplapok között. Az EPIC támoőatja a Őejlett processzortechnolóőiákat, komplex I/O b vítési lehet séőekkel bír, a videoőeldolőozás, a telekommunikáció, a hálózatépítés és a mozőásérzékel s rendszerek területén használhatók ki legjobban a tulajdonsáőai. 15. ábra. Epic szabványú alaplap 18

20 EBX ( mm) A b víthet beáőyazott alaplap (anőolul Embedded Board expandable) egy komplett beáőyazott számítóőéprendszert Őoőlal maőában: CPU, memória, háttértároló csatolóőelülete, kijelz vezérl, soros és párhuzamos port és eőyéb Őunkciók. Az eőyéb ipari célú alaplapokhoz hasonlóan jól skálázható, a haőyományos ipari szabványokat (ISA, PCI, PCIe, PCMCIA stb.) támoőatja. Felhasználási területe: biztonsáőtechnika, orvosi diaőnosztikai műszerek, mér műszerek, tesztkészülékek. 16. ábra. Ebx szabványú alaplap SBC alaplap Az SBC (angolul Single Board Computer, eőykártyás számítóőép) alaplapokat durva ipari környezetben történ Őelhasználásra tervezték eredetileő is. Széles skálán változtatható vezetékes és vezeték nélküli kapcsolódási lehet séőei messzemen en találkoznak az ipar által támasztott iőényekkel. F bb jellemz i: alacsony enerőiaőelhasználás, ultrakompakt méret, ami alkalmassá teszi a őépkocsikba szánt számítóőépek kialakítására. 17. ábra. Sbc szabványú alaplap 19

21 Mini-ITX ( /170 mm 170 mm) A Mini-ITX kisméretű, er sen inteőrált mérettartományú - a VIA által kiőejlesztett (2001 novemberében bejelentett) -, alacsony Őoőyasztású alaplapok beőoőadására alkalmas, Őelhasználása a kis eszközök, mint például a vékony kliensek és a set-top boxok területén jelent s. 18. ábra. Mini itx szabványú alaplap Micro-ATX ( /244 mm 244 mm) Az ATX eőy kisebb változata, mely kompatibilis a leőtöbb ATX házzal, kevesebb b vít hellyel rendelkezik, kisebb tápeőyséő szerelhet be. Naőyon népszerű az asztali és a kisebb méretű számítóőépek építéséhez. 19. ábra. Micro atx szabványú alaplap ATX ( /305 mm 244 mm) A közelmúlt Ő alaplap- és eőyben számítóőépház szabványa az ATX (angolul Advanced Technology Extended). F jellemz je - eőyben Ő eltérése a korábbi AT szabványú rendszerekhez képest - az alaplapra inteőrált csatlakozók csoportos kivezetése a számítóőépház hátoldalán (PS/2 billentyűzet- és eőércsatlakozó, VGA/DVI-csatlakozó, USB-, LAN-csatlakozó). A szabvány 1995-ös meőjelenése óta számos alkalommal változott, jelenleg 2.3-as változatnál tart. 20

22 SSI által ajánlott Őormatényez k A szerverrendszerek Őóruma (anőolul Server System Infrastructure) 1998-ban jött lére, taőjai a kiszolőáló számítóőépek iparáői vezet céőei: Intel, Fujitsu, MSI, Asus, Samsunő, hoőy csak a leőismertebbeket említsük. Az SSI célja, hoőy a szerverpiacon meőjelen eszközök részeőyséőei, mint pl. az alaplap, a ház, a tápeőyséő, közös szabványon alapuljanak. Az SSI céljai elérése érdekében dolőozta ki többek között a kompakt elektronikus csatlakozórekeszes (anőolul Compact Electronics Bay) szabványú alaplapok ajánlását. Ezen alaplapok szerkezete hasonlít az ATX alaplapokra, a méret uőyan naőyobb, a processzorok illesztési helyei sem szokásosak. Leőjellemz bb Őormatényez k: - SSI CEB ( /305 mm 267 mm) - SSI EEB - Extended ATX / (12 13 /305 mm 330 mm) - SSI MEB (16.2 x 13 /411 mm x 330 mm) 20. ábra. SSI CEB szabványú alaplap 21. ábra. SSI EEB szabványú alaplap 21

23 22. ábra. SSI MEB szabványú alaplap BTX ( /325 mm 266 mm) Az alaplap szabvány, s ebb l adódóan a számítóőépház bels elrendezésének központi kérdése a házon belül keletkez h elvezetése. A házon belül kijelölt termikus zónákat is figyelembe véve alakították ki az átszell ztetési útvonalakat. A processzor hűtése például az eőész ház átszell ztetését lehet vé teszi. A másodlaőos cél a halkabb működés meővalósítása volt, mely a kevesebb ventilátor és a naőyobb lapáthosszúsáőok révén valósulhat meő. A ventillátorok számának csökkenése ugyanakkor nem jelent problémát a meőtervezett szell z Őolyosók naőyobb hatékonysáőú h elvezetése miatt. Amint meőőiőyelhet volt, a leőtöbb eddiő tárőyalt számítóőépház személyi használatú asztali vaőy torony kivitelű volt. Ezeken kívül jelent s Őelhasználási területet jelent a keretbe építhet (anőolul rack mountain), jellemz en kiszolőáló őépek (anőolul server) céljaira alkalmas számítóőépházak köre. Ezek a naőy teljesítményű számítóőépek és az azokat összeköt seőédberendezések pl. kapcsolók, útvonalválasztók (anőolul switch, router) eőy-eőy állványba szerelve nyernek elhelyezést. Ezek az állványok lehetnek zártak vaőy nyitottak, ahoőy azt a következ képen is láthatjuk. Ahhoz, hoőy a keretekbe a számítóőépházak beépíthet k leőyenek, meő kellett egyezni a szabványos méretekben. A beépíthet alapméret az 1 U (angolul rack unit), mely 1,75 maőassáőot (44,45 mm) jelent. A keretek szélesséőe általánosan 19 vagy 23 (482,6 mm vagy 584,2 mm). A beépítési méreteket az alábbi ábra tartalmazza: 22

24 23. ábra. Rack-mérettényez k A rack-be építhet házak röőzítésére csavarkötést alkalmazunk, melyekhez az alábbi képen látható csavartípust használjuk általában. 24. ábra. Rackcsavar 23

25 3. Munka az alaplapokkal Az alaplapokkal kapcsolatos munka legfontosabb mozzanata a pontos, szakszerű röőzítéssel kezd dik. Mivel az alaplapok gyakran naőy Őelületűek, röőzítésük több csavarral történik. A számítóőépház és az alaplap közötti eőyenletes távolsáő meőtartását távtartó csavarral (angolul stand off, spacer screw), vaőy műanyaő távtartóval (anőolul plastic stand off) érhetjük el. A leőőyakrabban használt távtartó típusokat az alábbi képeken Őiőyelhetjük meg. 25. ábra. Műanyaő távtartó (bepattintható) 26. ábra. Műanyaő távtartó (becsavarozható) 27. ábra. Műanyaő távtartó (becsúsztatható) 24

26 28. ábra. Réz távtartó csavar Amint látható, eőyes műanyaő távtartók becsavarozhatók, mások a számítóőépházban kialakított speciális röőzít nyílásokba csúsztathatók, a harmadik típus pediő bepattintható. Az alátámasztás nélkül beszerelt alaplapok a számítóőépházzal érintkezve (amennyiben az elektromossáőot vezet anyaőból készült) zárlatot okozhatnak, illetve az egyes b vít kártyák elhelyezésekor maőa az alaplap vaőy a nyomtatott áramköri panel vezetékei meősérülhetnek. Mivel számos céő őyárt alaplapot és számítóőépházat, szükséő van eőy meőállapodásra, mely lehet vé teszi az alaplapok röőzítését. Ilyen meőállapodás például az ATX alaplapszabvány (anőolul Advanced Technoloőy extended), melynek a röőzítésre vonatkozó el írásait a következ ábrán Őiőyelhetjük meő. 29. ábra. Szerelési pontok eőy tipikus alaplapon 25

27 A képen látható beépítési csavarhelyek eőyséőesek az alábbiak szerint: - az ATX 2.1 szabványú alaplapok esetén kötelez röőzítési helyek: A, C, F, G, H, J, K, L, M. - az ATX 1. szabványú alaplapok esetén kötelez röőzítési helyek: A, C, G, H, J, K, L, M, míő az F pozíció opcionális. - a microatx méretű alaplapok esetén a B, C, F H, J, L, M, R, S kötelez röőzítési helyek, melyek közül az R és S pozíciók kimondottan a microatx alaplapokhoz köt dnek, míő a B az ún. teljes AT mérethez. A röőzítési pontok eőy részét tehát távtartókkal kapcsoljuk az alaplaphoz, ami műanyaő távtartók esetén az alaplap oldaláról szemlélve a kérdést bepattintást jelent. A Őém távtartó csavarokhoz azonban csavarkötéssel kell röőzítenünk az alaplapot. A röőzítésre domború Őejű csavart használunk, melyhez papíralapú sziőetel alátétet is alkalmazunk (lásd a képeket). 30. ábra. DomborúŐejű csavar 31. ábra. Sziőetel alátét Üőyeljünk arra, hoőy az alaplap röőzítésekor az eőyes csavarkötéseket el ször csak lazán röőzítsük, majd az alaplap meőőelel pozícionálását követ en az ellentétes sarkokon, meőőelel csavarhúzóval (csillaőőejű csavarhúzó, anőolul Philips head screw drive) szorosan is röőzítsük. 26

28 Abban az esetben, ha a röőzítéshez adott őyári csavarkészlet a Őentiekben látottól eltér, akkor a következ ábra siet a seőítséőünkre, ahol néhány eőzotikus csavarőejmintázatot láthatunk. A meőőelel eszköz (csavarhúzó) kiválasztásakor seőítséőünkre lehet a mintázatok alatt olvasható meőnevezés. 32. ábra. Speciális csavarőejmintázatok Az alaplap röőzítése mellett további alkatrészek beszerelésére is sor kerül. Ilyenek az alaplapon található csatlakozónyílásokba (anőolul slot) illeszked vezérl kártyák is, melyeket a számítóőépházhoz röőzítünk az elmozdulás meőakadályozása érdekében. Itt is a leőőyakoribb röőzítési mód a csavarkötés, melyet 6 32 mm-es, hatlapőejű csavarral röőzítünk általában (lásd az alábbi képet). 33. ábra mm-es, hatlapőejű csavar 27

29 A röőzítés mellett az alaplapok és az azokra inteőrált áramkörök épséőének meőóvása érdekében üőyeljünk arra, hoőy a számítóőépház azon alkatrészeit, melyek az alaplap hűtésével kapcsolatosak, mint például léőterel lapok, ventillátorok, szakszerűen leőyenek beszerelve, mert az alaplap különböz termikus zónáiban keletkez h csak szabványos röőzítés esetén vezet dik el. Ha ett l eltérünk, az alaplap eőyes részei h sokkot szenvedhetnek el, mely hibás működéshez vezethet: kapcsolódó eszközök meőhibásodása, leállása, adatvesztés, hibás működés. Az alaplapokkal kapcsolatos karbantartási munkák Őontos része a rendszeres portalanítás, mely történhet porkiőúvással, kompresszor vaőy sűrített leveő s Őlakon seőítséőével, vaőy speciális porszívó használatával. Az alaplapok életútja az elektronikus hulladékőyűjt és Őeldolőozó üzemekben Őejez dik be, hoőy aztán újjászülessenek akár eőy Őejlettebb alaplapként. Kommunális hulladék közé elektronikus alkatrészt, hulladékot tenni TILOS! Leadás esetén ellen rizzük, hoőy a beőyűjt hely rendelkezik-e hatósáői enőedéllyel az elektronikus alkatrészek beőyűjtésére vonatkozóan! Fiőyelmeztessük ismer seinket is a környezettudatos őondolkodásra az elektronikai hulladék vonatkozásában is! Válasz a Őelvetett esetre Meőoldás: Nano-ITX alaplap, a többi berendezéshez illeszked színű házban. TANULÁSIRÁNYÍTÓ A szakmai inőormációtartalom című részben találja azokat az elmélethez közeli inőormációkat, melyeket a napi munka során hasznosíthat. Els ként minden esetben olvassa el a szakmai inőormációt, jelölje be azokat a kulcsszavakat, melyek az adott Őejezet tartalmához leőinkább kapcsolódnak. Az eőyes szakmai tartalmakat követ en eőy-eőy Őeladatot talál, melyek eőyrészt meőszakítják a néha tálán monotonnak tűn elméleti részt, s egyben alkalmat adnak arra, hoőy a őyakorlatban kipróbálhassuk, hoőy tényleő működik-e az elméleti anyag. A Őeladatmeőoldás uőyan kizökkentheti a tanulás menetéb l, uőyanakkor lehet séőet nyújt arra, hoőy uőyanazt a területet más szemszöőb l is meővizsőálja. Ne haőyja ki ezt a lehet séőet! Uőyanakkor ne széőyelljen visszalapozni azokra az oldalakra, ahol meőtalálja az elmélet adatait! A szakmai inőormációtartalom részben Őényképeken is bemutatjuk az eőyes anyaőokat, eszközöket, műveleteket. Használja összehasonlító anyaőként a képeket, jelölje azokat az eszközöket, anyaőokat, melyekkel Ön is találkozott a tanulás őyakorlati része során. Azokat az eszközöket, anyaőokat, amelyekkel eddiő nem került kapcsolatba, az interneten elérhet szakmai videoőelvételek meőtekintéskor (youtube, videa stb.) ismerheti meg. 28