A számítógép részei

Alaplap (Motherboard)

Az alaplap a számítógép alapvető szerkezeti egysége, amely a legfontosabb hardver elemek csatlakoztatását biztosítja.
Az alaplapon lévő hardver elemek működésének összehangolását egy elektronikus egység (ún. chipset) végzi.

Az alaplapon található hardver elemek: processzor (CPU), operatív tár (RAM), ROM, CMOS memória, órajel generátor, az adatáramlást biztosító buszrendszer, valamint az illesztő kártyák csatlakozó helyei.

Ha a funkcionális egységek nem az alaplapon találhatóak, akkor kétféle csatlakoztatási lehetőség létezik: alaplapra integrált csatlakozó, bővítőkártyával csatlakoztatott eszköz.

Egy régebbi és egy újabb alaplap részei

Az alaplap megszabja

• A felhasználható processzor(ok) típusát és sebességét.
  A lapkakészletet. Nem mindegy, hogy milyen lapkakészlet (chipset) van az alapkártyán, mert ez megszabja az adatátviteli utak sebességét és a bővítőkártyák körét.
  A másodlagos gyorsítótár méretét és fajtáját. Általában az alaplapokba szabványos kialakítású memóriák helyezhetőek.
• A bővítőkártyahelyek számát és fajtáját. Mára teljesen eltűnt az EISA és MCA, valamint az ISA kártya típus is. Általában már csak PCI és AGP kártyák vannak forgalomban. Némelyik alaplap többet, némelyik kevesebbet tud fogadni. A fajta mellett a mennyiség is számít: egyes alaplapok akár nyolc, míg mások csak egy-két bővítőkártya fogadására alkalmasak. Nem elhanyagolható a lehetséges bővítőkártyák mérete sem: ma már egyre rövidebb kártyákat gyártanak, de azért még mindig elég sok teljes hosszúságú kártya is van.
• A felhasználható memória típusát. Nem mindegy, hogy milyen memóriafoglalatunk van, mivel mindegyik memória típusnak más az interfész kialakítása. Van olyan alaplap, amelyekbe többféle működésű memóriamodul is behelyezhető akár vegyesen is.
• A maximális memóriát. Az alaplapok megszabják, hogy mekkora az adott gép által kezelhető maximális memóriaméret.
• A használható számítógépházat és tápegységet. Lehetőleg a számítógépháznak olyan magasnak kell lennie, hogy az alaplapra illesztett bővítőkártya is elférjen. Az ATX alaplapok csak a nekik megfelelő szabványú ATX házba illeszthetőek be.
• A ROM típusát.
• A Plug and Play képességeket.
• A billentyűzet csatolóját. Az ATX alaplapokon régebben a billentyűzet és az egér PS/2-es csatolóval csatlakozik az alaplaphoz, ma már az USB csatlakozás a jellemzőbb.
• További beépített elemeket. Nem ritka például, hogy az alaplapra van integrálva a grafikus rendszer illetve a hangrendszer, valamint a SCSI csatoló, RAID vezérlő, esetleg FireWire (IEEE-1394) kapu is.
  További kapuk. Infravörös, USB, soros és párhuzamos kapukból egy vagy több is előfordulhat az alaplapokon.

Az alaplap főbb részei

Alaplap elrendezése

Chipset

Az alaplap legfontosabb eleme a lapkakészlet (chipset). Ez a processzorhoz (CPU) hasonló bonyolult áramkör. Rengeteg elemet tartalmaz.
Általában két IC-ből áll, ezek az északi híd (north bridge), és a déli híd (south bridge).

Az északi híd biztosítja a kapcsolatot a processzor, az operatív memória és a videokártya között, mely utóbbi lehet hídba integrált, illetve AGP és PCI-e foglalatos bővítőkártya. Adatátvitel szempontjából az északi híd jóval jelentősebb, mint déli, ugyanis az északi chip és a processzor közötti híd, az FSB (Front Side Bus) határozza meg azt a sebességet, amelyhez a memória és a videokártya is igazodik, meghatározva ezzel az egész rendszer teljesítményét.
A déli híd ezzel szemben a jóval lassabb átvitelű eszközökért felel:
PCI és PCI Express buszok (kivétel a grafikus); IDE /ATA, SATA eszközök; USB portok; Integrált LAN és Audio eszközök; ACPI energiagazdálkodás; BIOS és CMOS memóriája. DMA vezérlés és IRQ kiosztás;
Egyéb illesztett eszköz és portja.

A két híd kapcsolatban áll egymással, mivel a déli híd nem áll közvetlen kapcsolatban a processzorral, az északi híd által közvetetten kommunikál vele.
A mai alaplapok hídjai, főleg az északi, már igen nagy adatátvitelt valósítanak meg, ezért vált szükségessé azok passzív hűtőbordás, vagy aktív ventilátoros hűtése is. Az alaplapon elhelyezett hűtőbordák alatt mindig a hidak chipje találhatók.

Buszrendszer

A busz az alaplapon lévő közösen használt vezetékrendszer, melyre rácsatlakoznak a számítógép legfontosabb hardver elemei (processzor, memória, illesztők...).

Tartalmilag a busz három vezetéke különíthető el:
adatbusz: adatok küldésére és fogadására;
címbusz: a processzor ezeken a vezetéken címzi a memóriát;
vezérlőbusz: itt haladnak a vezérlőjelek: megszakítás-vezérlés, órajel, adatátvitel-vezérlés stb.

Belső és külső buszrendszer:
belső buszrendszer: a processzoron belüli adatátvitelt bonyolítja;
külső buszrendszer: a processzor és a perifériák közti adatátvitelt végzi (ez rendszerint lassabb).
Az az adatvezeték köteget, amely a processzort és az északi hidat kapcsolja össze a rendszersín.

Buszrendszer jellemzői:
buszszélesség, vezetékek száma (bit);
működési frekvencia (Hz);
adatátviteli sebesség (MB/s).
Pl.: egy 32-bites, 33 MHz-en üzemelő buszon elméletileg 32×33 millió bit, azaz 1056 megabitnyi adat vihető át egyetlen másodperc alatt.

BIOS (Basic Input Output System - Alapvető ki és bemeneti rendszer)

Az alaplap számára legfontosabb alaprendszer a BIOS. A BIOS tartalmazza az alaplapra vonatkozó adatokat, beállításokat. Az alaplap foglalataiba helyezett, vagy a már integrált eszközök és a csatolófelületekhez illesztett perifériák felismerésében és operációs rendszerhez illesztésében van kiemelkedő szerepe.

A BIOS egy EEPROM chip, mely frissíthető, hogy az újabb eszközökkel is kompatibilis legyen. A BIOS beállításait az úgynevezett CMOS memória tárolja. Fontos tényező, hogy ez a memória felejtő memória, amit állandóan tápfeszültségen kell tartani!
A BIOS az alaplap lelke, hozzá csatlakoztatott eszközök felismerésében, valamint a hardveres-szoftveres kommunikációban játszik kulcsfontosságú szerepet. BIOS nélkül egy alaplap sem lenne képes működni.

A CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor - Komplemens fém-oxid félvezető) olyan memóriatípus, melyben a BIOS beállítások tárolhatóak el. Ennek működéséhez szükséges egy 3 V-os Lítium elem, nélküle ugyanis elvesztené a tartalmát.

A BIOS ellátja:
Hardvereszközök szoftverének betöltését;
Hardvereszközök diagnosztikáját (POST ciklus - POST (Power On SElf Test - Bekapcsoláskori önteszt);
Operációs rendszer betöltését kiválasztott eszközről;
Optimalizáláshoz szükséges beállításokat;
Integrált és illesztett eszközök konfigurációját;