ZÁKLADNÍ DESKY (motherboard)
Jak už z názvu vyplývá, jde o jednu ze základních a nejdůležitějších součástí PC. Do základní desky jsou připojovány jednotlivé komponenty a ty poté tvoří společně s MB jednotný celek. Na základní desce nalezneme mnoho konektorů, rozšiřujících slotů, čipů a obvodů, které si více přiblížíme.
Socket
Konektor na MB pro připojení procesoru. Také se můžete setkat s označením patice. Pro různé typy procesorů od různých výrobců (především AMD a Intel, moc konkurenci již nezbylo) máme různé sockety. Tato informace je velice důležitá, neboť nám říká, že do daného socketu nemůžeme zapojit jakýkoli procesor.
Rozšiřující sloty (sběrnice)
Rozšiřující sloty umožňují připojit na MB rozšiřující karty. Stejně jako u patice pro procesor i zde platí, že každá karta pasuje do daného slotu, pro který je vyrobena.
ISA:
V dnešní době už bychom ISA sběrnici na základní desce jen těžko hledali. Dříve se používala například pro připojení grafické karty, zvukové karty nebo karty pro připojení klávesnice a myši. Maximální frekvence je 16 MHz.
EISA:
Rozšíření ISA slotu. V dnešní době nepoužívané. Maximální frekvence je 33 MHz.
VESA:
Sběrnice určená pro grafické karty, která už se v dnešní době nepoužívá.
PCI:
Sběrnici PCI vytvořil Intel a byla zveřejněna roku 1992. Využívá paralelní přenos dat a šířka sběrnice je 32 bitů pro běžné PC nebo 64 bitů pro servery a výkonné stanice. 32 bitová sběrnice PCI má maximální frekvenci 33mhz, tudíž dosahuje přenosové rychlosti 133 MB/sekundu. PCI sběrnice slouží pro připojení všech rozšiřujících karet, ale časem nestačila na stále se zvyšující požadavky na grafické karty. Za tímto účelem byla vytvořena sběrnice AGP. Sběrnice PCI se běžně používala na základních deskách a u některých desek je tomu tak dodnes, ovšem s nástupem sběrnice PCI-express se dostává PCI do pozadí. PCI sběrnice byla vytvořena ve více verzích. U verze PCI-X byla vylepšena frekvence nejdříve na 66 MHz s přenosovou rychlostí 533 MB/s a poté na 133 MHz s rychlostí 1066 MB/s. Verze PCI x2.0 zvládá frekvenci 533 MHz s rychlostí přenosu 4096 MB/s.
AGP:
Slot AGP vytvořil opět Intel roku 1997 a byl vytvořen pouze pro grafické karty. V této době nebyla o dvou nebo třech grafických kartách zapojených v jednom PC ani zmínka, takže jste na MB nalezly vždy jenom jeden AGP slot. Šířka AGP sběrnice byla v základní verzi 32 bitů stejně jako u PCI, ale maximální frekvence byla zvýšena na 66 MHz, takže AGP dosahuje přenosové rychlosti 266 MB/sekundu, ale existují i výkonnější verze. AGP sběrnice je schopná napájet grafickou kartu s max. příkonem 25 W. Pro větší hodnoty byla vytvořena verze AGP-PRO (50 W a 110 W). AGP slot byl vytvořen ve více verzích, které se liší především přenosovou rychlostí a signálovým napětím.
- AGP 1x – 266 MB/s
- AGP 2x – 533 MB/s
- AGP 4x – 1066 MB/s
- AGP 8x – 2132 MB/s
PCI-e:
Nejnovější rozšiřující sběrnice, která přichází v roce 2004 a nahrazuje jak PCI tak AGP. Přenáší mezi zařízením a základní deskou v obou směrech, má větší datový tok než předešlé sběrnice, je umožněno odebrat a připojit zařízení do sběrnice při chodu systému. Dále poskytuje dobré napájení pro připojená zařízení. Sběrnice je schopna v základní verzi PCI-e 1x napájet zařízení o příkonu 10 W a poskytuje přenosovou rychlost 250 MB/s.
PCI-express 1.0:
- PCI-e 1x – 500 MB/s
- PCI-e 4x – 2 GB/s
- PCI-e 8x – 4 GB/s
- PCI-e 16x – 8 GB/s
PCI-express 2.0:
- PCI-e 1x – 1 GB/s
- PCI-e 4x – 4 GB/s
- PCI-e 8x – 8 GB/s
- PCI-e 16x – 16 GB/s
Chipset
Jsou to integrované obvody na MB a říkáme jim čipová sada. Ta se skládá ze dvou čipů, a to northbridge a southbridge. V dnešní době se již můžeme setkat s tím, že jsou northbridge a southbridge spojeny v jeden čip.
Northbridge (severní můstek):
Také se můžeme setkat s označením systémový řadič. Je to základní prvek MB a určuje nám typ procesoru, který můžeme použít. Také určuje počet operačních pamětí RAM a jejich maximální kapacitu a výkon, počet rozšiřujících slotů a jejich typ a také integrované prvky na MB. Dále řídí sběrnice a komunikace mezi nimi a obsahuje podporu pro Plug and play a také nám určuje, do jaké míry může být počítač taktován. Northbridge se nachází na MB blízko procesoru, operační paměti a sběrnice pro grafickou kartu (AGP, PCIe), je s nimi propojen a zajišťuje komunikaci mezi nimi. Tím se stává mnohem zatíženější než southbridge. Propojení mezi procesorem a northbridgem se nazývá systémová sběrnice (FSB - front side bus). Mezi těmito součástmi se neustále pohybuje velké množství dat, a proto je northbridge obvykle aktivně chlazen. Dále je propojen se southbridgem.
Southbridge (jižní můstek):
Také se můžeme setkat s označením řadič vstupů a výstupů. Méně zatížený čip, který je spojen se sběrnicí PCI a rozhraními IDE nebo SATA (rozhraní pro připojení pevných disků), ale tato rozhraní v dnešní době southbridge již nepodporuje a na MB byl přidán další čip pro tento účel. Dále zajišťuje funkce integrované zvukové a síťové karty, funkce BIOSU, funkce portů pro klávesnici a myš, USB a dalších integrovaných rozhraní na základní desce.
BIOS
BIOS tvoří rozhraní mezi hardwarem a operačním systémem. To znamená, že umožňuje funkci operačního systému na různých druzích hardwaru, kterých je nespočet. Fyzicky se jedná o paměť typu ROM, což znamená, že slouží pouze ke čtení. BIOS je umístěn na základní desce a na rozšiřujících kartách. Není to paměť napěťově závislá, takže uchovává data neustále i při odpojení od zdroje napětí. Softwarově se jedná o program, který je uložen právě v paměti ROM, a ovládače zařízení jsou pak ukládány na pevný disk. Všechny důležité informace pro správný start systému jsou uloženy v BIOSU. Jsou detekovány sběrnice. Pokud je v nich zapojena přídavná karta, tak se načtou informace o zařízení z jejího BIOSU. Pak se spouští program POST (Power on self test), což je v podstatě test hardwaru. Pokud je vše správně připojeno, dostaneme informace o jednotlivých zařízeních. Pokud POST nemohl z nějakého důvodu proběhnout, nebo byl přerušen, tak nám BIOS zobrazí chybové hlášení. Po úspěšném proběhnutí postu se začne načítat operační systém a všechny ovládače.
SETUP
Jedná se o program BIOSU, který lze spustit hned po zapnutí počítače stisknutím dané klávesy. Nejčastěji DEL, F1 popřípadě nějaké klávesové zkratky, která je uvedena na obrazovce. V setupu může uživatel konfigurovat a nastavovat systém podle vlastních potřeb. Uživatel neznalý prostředí setupu by mohl systém rozladit, způsobit nefunkčnost některých jeho částí nebo dokonce celého systému. Informace ze setupu jsou ukládány do malé paměti cmos. Jedná se o paměť typu RAM a je napěťově závislá. Proto je na základní desce umístěna malá baterie, která dodává napětí této paměti, aby informace v cmosu nebyly po každém vypnutí PC smazány. Z čehož vyplývá, že pokud chceme restartovat nastavení setupu, tak stačí, vytáhnou tuto baterii na malou chvíli ze základní desky.
Formáty MB
AT
Dříve velice rozšířený formát. Dnes se již nepoužívá.
ATX
Vyvinul Intel v roce 1995. Vycházel z formátu AT, konektory běžných vstupů a výstupů byly sjednoceny do bloku a pevně spojeny s MB (tzv. integrované na MB). Deska byla připojena k novému typu zdroje a byl změněn systém napájení. Vznikl formát AT extended, neboli ATX.
Rozhraní a porty
V počítači je mnoho rozhraní a portů, které komunikují právě pomocí základní desky. Jsou to nejrůznější rozhraní pro připojení myši a klávesnice, veškerých USB zařízení, tiskárny, digitálního fotoaparátu a dalších různých zařízení. V PC můžeme nalézt rozhraní a porty na části základní desky, která vyčnívá ze skříně v zadní části, ale také na přední straně. Tyto porty jsou přímo součástí skříně a komunikují se základní deskou pomocí kabelů. V poslední řadě můžeme porty nalézt na rozšiřujících kartách do PCI sběrnice.
COM (sériový port):
Sériový port, který přenáší data po jednom vodiči bit po bitu. I když je tento spoj pomalý, tak je velice spolehlivý a kabel může být delší. Přenosová rychlost je 115 Kb/s. Dnes už se nepoužívá, ale dříve se přes něj připojovala např. myš nebo modem.
LPT (paralelní port):
Přenášení dat probíhá paralelně po 8 vodičích. Přenos je rychlejší než sériový (dosahoval rychlosti až 12 Mb/s), ale z důvodu menší spolehlivosti se používá kratší kabel. Paralelní port se využíval především k připojení tiskáren a starších scannerů, ale ty se již dnes připojují pomocí USB rozhraní, které paralelní port v podstatě vyřadilo.
USB (universální sériová sběrnice):
USB rozhraní využívá sériový přenos dat a přichází v roce 1998. Nahrazuje prakticky všechna rozhraní (COM, LPT, PS/2, Game port). Je to opravdu universální a velice populární sběrnice. Pár příkladů zařízení, které se dají připojit k PC pomocí USB: myš, klávesnice, tiskárna, scanner, externí mechaniky, flash disk, digitální fotoaparát, kamera, tablet, webkamera, joystick, mobilní telefon, lampička nebo dokonce ohřívač vody. Velké výhody USB jsou ty, že dokáže připojené zařízení napájet (např. nabíjet telefon), zařízení se dají odpojit a připojit za chodu systému (Plug & Play - „připoj a hraj“) a poskytuje solidní přenosovou rychlost, která se liší verzí USB.
- USB 1.1 - dva režimy:
- Low-speed 1,5 MB/s
- High-speed 12 MB/s
- USB 2.0 - 480 MB/s
- USB 3.0 - až 5 GB/s
Jednotlivé verze jsou zpětně kompatibilní. Maximální délka USB kabelu je 5 m. USB můžeme také rozbočovat pomocí rozbočovačů nebo USB hubů. Teoreticky se dá USB rozvětvit tak, že se na něj dá připojit 127 zařízení. Pokud jeden USB port rozbočíme na dva, tak se přenosová rychlost půlí. USB porty se mohou vyskytovat ve více podobách.
FireWire (ieee 1394):
umožňuje propojení a komunikaci mezi více zařízeními (až 63 zařízení v jedné FireWire síti). Stejně jako USB umožňuje napájení nenáročných zařízení. Maximální délka kabelu je 4,5 m. FireWire existuje s 6 nebo 4 vodiči.
- Verze FireWire:
- IEEE 1394A – 400 MB/s
- High-speed 12 MB/s
- IEEE 1394B – 800 MB/s/li>
- IEEE 1394C - 3,2 GB/s
PS/2:
Rozhraní pro připojení myši (zelená) a klávesnice (fialová). V posledních letech ustupuje do pozadí zejména díky USB, ovšem na základních deskách jej stále nalezneme.
Další rozšiřující informace o základních deskách naleznete v tomto PDF souboru.