Referaat EMAPLAAT (1)

Tapa Gümnaasium
NIMI
EMAPLAAT
Referaat
Juhendaja : JUHENDAJA
Tapa 2011

SISUKORD

MIS ON EMAPLAAT ? 3
EMAPLAATIDEST ÜLDISELT 4
EMAPLAADI PESAD JA VÄLISEHITUS 5
EMAPLAAT SEESTPOOLT 7
EMAPLAADI AJALUGU 9
KOKKUVÕTE 10
KASUTATUD MATERJAL 11

MIS ON EMAPLAAT ?

Emaplaat on elektroonikaseadmetes, eriti mitmesugustes arvutites peamine trükkplaat, mis ühendab elektriliselt omavahel erinevaid arvutikomponente ja millele enamasti kinnituvad pistikud täiendavate komponentide ja lisaseadmete ühendamiseks. Vahepeal kasutatakse emaplaadi kohta ka terminit mobo(tuleneb inglise keelsest terminist motherboard, mis tähendab emaplaati ).
Personaalarvutites on emaplaadil arvuti tööks vajalikud elektroonikakomponendid: transistorid, takistid , mikroskeemid ja mitmesugused pistikud. Pistikute ja pesade abil ühendatakse emaplaadiga teised arvuti osad, nagu näiteks toiteplokk , protsessor, mälu, kuvar , klaviatuur , hiir ja muud komponendid.

EMAPLAATIDEST ÜLDISELT

Emaplaate toodetakse mitmes erinevas suuruses ning kujus, mida kutsutakse arvuti kujuteguriks, mõni neist on eriomane ühele kindlale tootjale. Alates 2007. aastast kasutavad enamik emaplaate ühte neist standardsetest kujuteguritest – isegi need, mis leiduvad Macintoshi ja Suni arvutites, mis pole traditsiooniliselt ehitatud tarbekomponentidest. Hetkel on lauaarvutis enimkasutatav kujutegur ATX. Korpuse, emaplaadi ja toiteploki kujutegur peavad klappima, kuigi mõned sama perekonna väiksema kujuteguriga emaplaadid mahuvad ka suuremasse korpusesse. Näiteks ATX korpus suudab tavaliselt majutada microATX emaplaati.
Sülearvutid kasutavad üldiselt kõrgeltintegreeritud, vähendatud ning kohandatud emaplaate. See on üks põhjustest, miks sülearvuteid on raske uuendada ning kallis parandada. Tihti nõuab sülearvuti ühe komponendi rike terve emaplaadi väljavahetamist, mis on tavaliselt mitmete integreeritud komponentide tõttu kallim kui lauaarvuti emaplaat.
Emaplaadid on enamasti õhkjahutusega (jahutamiseks kasutatakse jahutusradiaatoreid). Kui emaplaati pole nõuetekohaselt jahutatud, võib see põhjustada arvuti kinnijooksmise. Passiivne jahutus või siis üksiku ventilaatori paigaldamine toiteplokile oli arvuti protsessori jaoks piisav kuni 1990. aastate lõpuni. Hiljem on enamik protsessoreid vajanud eraldi ventilaatoreid, kuna arvutite voolutarbimine ja kellakiiruse tõstmine (ingl. k. clocking) on kasvanud. Uuematel emaplaatidel on juba integreeritud temperatuuriandurid, mis mõõdavad protsessori ja emaplaadi temperatuuri ja mille abil saab BIOS või operatsioonisüsteem seadistada ventilaatorite tööd. Mõnedel väga headel arvutitel on paljude ventilaatorite asemel kasutuses juba vesijahutus.
Mõned kodukinoarvutid (ingl. k. home theater PCs) on projekteeritud nii, et nad võtaksid väha voolu ja oleksid vaiksed, sellepärast ei ole neile paigaldatud ka eraldi ventilaatoreid. Selline kujundus vajab väikese voolutarbimisega protsessorit ning väga hoolikat emaplaadi ja selle komponentide paigutust.
Tuntuimad emaplaaditootjad on hetkel Asus, ASRock, Gigabyte, MSI, Biostar ja DFI.

EMAPLAADI PESAD JA VÄLISEHITUS

Protsessori pesasid on mitmeid erinevaid tüüpe, olenevalt firmast (AMD või INTEL) ja protsessori seeriast. Kusjuures pesad on ehituselt erinevad. Laiendkaardipesasid e. siine on arvutil olnud 2: ISA ja PCI. PCI'd kasutatakse tänapäevani. Videokaarte on toodetud nii ISA kui PCI pessa. Paraku polnud pesade info läbilaskevõime videopildi edastamiseks ja töötlemiseks piisav, seetõttu loodi AGP (Accelerated Graphics Port) ning sellest omakorda PCI-E (PCI- Express ). Mälupesad emaplaadil: (DIMM, EDO) SDRAM, DDR, DDR2, DDR3. Emaplaadil on kaks tähtsat kiipi, mida nimetatakse järgnevalt: NorthBridge (PõhjaSild) ja SouthBridge (LõunaSild). Nende ülesandeks on juhtida emaplaadi tööd. NorthBridge vajab enamasti jahutamist. Jahutajad jagunevad kaheks: passiivsed ja aktiivsed. Passiivjahutus on ilma ventillaatorita jahutus. Arvuti kastis liigub õhk arvuti eesotsast sisse, kasti sees soojeneb ning väljub läbi toiteploki.
CPU pesa või sokkel on elektriline komponent, mis kinnitub trükkplaadile (PCB) ning on mõeldud CPU majutamiseks. See on spetsiaalne mikroskeemi sokkel, mis on disainitud väga suurte jalgade arvu jaoks. CPU sokkel omab mitut funktsiooni. Selle füüsiline struktuur hoiab CPU-d ja kandetuge jahutussüsteemile, hõlbustab protsessori vahetamist (samuti vähendab hinda) ning moodustab elektriühenduse nii CPU-ga kui ka PCB-ga. CPU sokleid leidub kõige rohkem lauaarvutites ning serverites, eriti sellistes, mis põhinevad Inteli x86 arhitektuuril. Sülearvutid kasutavad tavaliselt pinnale kinnituvaid CPU-sid. CPU sokli tüüp ning emaplaadi kiibistik peavad toetama CPU seeriat ning kiirust.
Emaplaatide ehitus ja keerukus on läbi aegade muutunud. Kui esimestel PC'del (Personal Computer) olid emaplaadile integreeritud (emaplaadile ehitatud) vaid klaviatuuripistik, siis tänapäeval on neid pisut rohkem.
Klaviatuur ja hiir käivad PS/2 pessa. On ka emaplaadi mudeleid, millel need puuduvad, sel juhul tuleb osta klaviatuur ja hiir, mis käivad USB pessa. Klaviatuuri otsik (nii emaplaadi kui seadme poolel) on lillat värvi, hiire oma aga roheline. Reeglina on klaviatuuri pesa emaplaadile lähemal kui hiire oma. Vanematel emaplaatidel on värvide asemel märgistatud pesad vastava seadme tähisega.
S/PDIF - Digitaalse heli sisend /väljund.
USB e. Universal Serial Bus - Universaalne liides seadmete ühendamiseks arvutiga. Näiteks: hiired, klaviatuurid, digikaamerad, skännerid, printerid , mälukaardilugejad, mälupulgad, välised kõvakettad jne. Arendustöö algas 1994. aastal ning küpseks sai 1996. aastal. Siiani on loodud kolm standardit: 1.0, 1.1 ja 2.0. Versioon 2.0 lubab 40x suuremat info edastamiskiirust kui eelkäijad. USB seadmed töötavad 5V peal.
Helikaart - Heli väljund. Kõik tänapäeval müüdavad helikaardid on võimelised väljastama 2.1 heli ( stereo + bass). Kallimad mudelid ka 5.1 (ruumiline) ja 7.1 (ruumiline) heli. Professionaalsetel helikaartidel on rohkem kui üks heli sisend-väljund. Ruumilise heli võimalus tuleb kasuks siis kui on 5.1 kõlarid. Enamus arvutikasutajaid ei osta kunagi arvutisse lisaseadmena helikaarti, sest integreeritud (emaplaadile ehitatud) variandist paremat nad ei vajagi.
Firewire e. IEEE 1394 interface - Reaalajas andmeedastus seadmete vahel. Leiab kasutust näiteks analoogvideokaamerast pildi saatmiseks arvutisse. Firewire peetakse SCSI ühenduse asenduseks.
Gameport - Mängupultide ühendamiseks arvutiga. Tänapäeval on puldid paraku USB ühendusega, mistõttu seda pesa uuematel emaplaatidel enam pole.
Võrgukaart - Kohtvõrku ühendamiseks ja interneti kasutamiseks vajalik kaart. Paljudel juhtudel integreeritud emaplaadile. Tänapäeval on arvestatav võrgukaart 100Mbit/s. Ei tasu sassi ajada ühikuid Mbit (Mega bitt ) ja MB (Mega Bait ). ISP ( Internet Service Provider) teenusepakkujad reklaamivad kiiruseid siiski Megabittides. 1 Bait = 8 bitti, seega tuleb Megabitt läbi jagada 8'ga. 12 Mbit internet = 1,5 MB/s ehk 1536 kB/s. Võrgukaabli standard on CAT5e ning otstesse käivad RJ45 pistikud.
LPT e. Line Print Terminal - Seda ühendust kasutavad ainult vanemad printerid. Tänapäeval enam rakendust ei leia, sest printerid on võrguprinterid või läbi USB ühendatavad.
COM - Port, mida kasutati vanadel arvutitel näiteks hiire ühendamiseks. Enne võrgukaartide ajastut , oli võimalik läbi COM pordi ka võrgus arvutimänge mängida. Riistvaralisi COM porte oli arvutil 1 või 2. Ka tänapäeval on COM pordid kasutusel, kuid seda vaid virtuaalselt, näiteks läbi Bluetooth (sinihamba) või USB seadmete.
VGA e. Video Graphics Adapter - Analoogliides vanematest aegadest monitori ühendamiseks arvutiga. Enamus LCD teleritel on VGA liides, mistõttu on neid võimalik kasutada ka monitoridena. LCD monitorid vajavad teatud juhtudel kalibreerimist, et kogu pilt oleks ekraanil .
DVI e. Digital Visual Interface - Digitaalliides, mis edastab pilti digitaalselt. Läbi selle liidese LCD ekraan kalibreerimist ei vaja.
HDMI e. High Definition Multimedia Interface - Digitaalliides, läbi mille on võimalik saata nii heli kui pilti väljundseadmesse.

EMAPLAAT SEESTPOOLT

ISA e. (Industry Standard Architecture ) - vanemat sorti laiendkaardipesa mis loodi 1981. aastal. See siin oli kas 8 või 16 bitine ning töötas sagedusel 8 MHz. Sellist siini võib kohata näiteks 486 emaplaatidel.
PCI e. Conventional PCI e. Peripheral Component Interconnect - Laiendkaartide pesa, mis leiab kasutust ka tänapäeval. See loodi 1993. aastal ning loojaks oli Intel. Siine on arvutis reeglina rohkem kui üks. PCI pesa on kas 32 või 64 bitine ja töötab sagedusel 33 või 66 MHz. Infoedastuse kiiruseks on 133 MB/s.Tüüpilised PCI siini kaardid on: võrgukaardid, helikaardid, modemid, lisa USB pesad, IEE 1394 pesa võimaldavad kaardid, TV kaardid ja kettakontrollerid.
PCI-E e. PCI Express e. Peripheral Component Interconnect Express - Tänapäevane laiendkaardipesa, mis loodi aastal 2004. Seekord tegid selle nimel koostööd nii Intel, Dell, IBM kui ka HP. PCI-E on nii PCI kui AGP asenduseks.
AGP e. Accelerated Graphics Port - Graafikakaardi pesa, mis loodi 1997. aastal. Pesa on 32 bitine ja töötab 66 MHz peal. Infoedastuse kiiruseks on 2133 MB/s. AGP on tänaseks küll vananenud kuid vanemates arvutites on ta endiselt kasutusel.
IDE e. Integrated Drive Electronics e. Parallel ATA ( PATA ) - Kõvaketaste ühendamiseks arvutiga. Liises kasutab laia 40 (või 80) soonelist kaablit emaplaadiga suhtlemiseks. Lubab edastamiskiiruseid: 16, 33, 66, 100 ja 133 MB/s. Ühe IDE kaabli küljes saab olla korraga 2 seadet ning üks neist peab olema master ja teine slave . Rolle saab määrata seadme küljes olevaid pin'e lühistades.
SATA e. Serial ATA e. Serial Advanced Technology Attachment - Aastal 2003 loodud liides kõvaketaste ühendamiseks arvutiga. Suhtleb arvutiga läbi peenikese 8-soonelise kaabli. Alates 2009-ndast aastast standardina kõigis uutes PC'des. Lubab edastamiskiirust kuni 6 Gbit/s e. 0,75 GB/s e. 750 MB/s.
SSD e. Solid -State Drive - Andmekandja, kus puuduvad liikuvad osad. Ketas koosneb püsimälust, kuhu info paigutatakse. SSD ketas nõuab võrreldes PATA või SATA ketastega vähem voolu ja ei karda raputamist. Ühtlasi saab SSD kettalt infot kiiremini kätte.
Northbridge - Kiip emaplaadil, mis suhtleb riistvaraga: CPU, RAM, BIOS ROM, PCI Express (või AGP) ja ka southbridge'iga. Mõned inteli kiibid kontrollivad ka integreeritud graafikat(Graphics and Memory Controller Hub (GMCH)).
Southbridge - Kiip mis tegeleb "aeglasemate" komponentidega nagu PCI, ISA, PATA, SATA, heli ning ka kella liigutamisega. Southbridge teeb tihedat koostööd ka northbridge'iga.
CPU e. Central Processing Unit - Protsesside töötleja e. Protsessor, üks kahest kõige tähtsamast komponendist arvutis. Tema ülesanne on töödelda arvutis liikuvat infot.
RAM e. Random Access Memory - Arvuti põhimälu, kuhu talletatakse töötavate programmide tööks vajalik info. Põhimälus olev informatsioon pole igavene, st. arvuti välja lülitamisel kustuvad ka seal hoitavad andmed. Mida rohkem on arvutil põhimälu, seda vabamalt saavad programmid toimetada.
Floppi e. disketiseade - Firma IBM poolt 70'ndatel loodud andmete hoidmise ketas. Läbi aegade on loodud kolm mõõtu: 8 tolli, 5¼ tolli ja 3½ tolli. Võidukäik kestis peaaegu 30 aastat. Tänapäeval võib neid veel aegajalt kohata riistvaralise omapära tõttu kasutusel olevates spetsiifilistes seadmetes. Nende asenduseks on seadmed nagu: CD, DVD, BlueRay, mälupulgad, välised kõvakettad ja mälukaardid. Mälupulkade maht võrreldes diskettidega on sadu (ja ka tuhandeid) kordi suurem. Samuti ei lähe mälupulgad nii kergesti katki, kui seda tegid disketid . Üks liivatera võis rikkuda kogu disketi!
HDD e. Hard Disk Drive - Andmekandja e. kõvaketas. Kasutusel kolme sorti kettaid: PATA, SATA ja SSD. HDD on ka teatud mõõtu ,lauaarvutil on see 3,5"( standart ) ja sülearvutis 2.5"(standart).
Socket ja Slot - Protsessori pesa. Pesasid on rohkem, kui käte ja varvaste peal saaks kokku lugeda. Emaplaat ei toeta kõiki protsessoreid ja vastupidi. Emaplaatidel on tihti piirangud ka protsessorite kiirustele. Protsessor võib pessa sobida kuid selle taktsagedus võib olla emaplaadi jaoks liig mis liig.

EMAPLAADI AJALUGU

1980-ndate lõpul ning 1990-ndatel muutus majanduslikult tasuvamaks liigutada järjest enam väliseid funktsioone emaplaadile. Hilistel 1980-ndatel hakkasid emaplaadid sisaldama üksikuid mikrokiipe ( Super I/O kiibid), mis suutsid toetada madala kiirusega välisseadmeid: klaviatuuri, hiirt , flopiseadet, jadavärateid ning rööpvärateid. 1990-ndate lõpust toetasid paljud personaalarvutid mitmeid heli-, video-, ladustamis- ning võrgundusfunktsioone vajamata eraldi laienduskaarte. Tipp-klassi süsteemid 3D mängimiseks ning arvuti graafikaks säilitasid tüüpiliselt ainult videokaardi eraldiseisva komponendina.
Varased teerajajad emaplaatide valmistamises olid Michronics, Mylex, AMI, DTK, Hauppauge, Orchid Technology , Elitegroup, DFI ning mitmeid Taiwani tootjaid.
Populaarseimad arvutid nagu Apple II ning IBM PC olid avaldanud jooniseid ning muud dokumentatsiooni, mis lubasid kiiret vastupidist ehitamist ning kolmandate osapoolte asendus emaplaate. Tavaliselt mõeldud uute arvutite ehitamiseks, mis oleks eeskujudega ühilduvad, pakkusid paljud emaplaadid lisajõudlust või muid omadusi ning neid kasutati uuendamaks tootjate originaalset varustust.

KOKKUVÕTE

Emaplaat tagab elektrilised ühendused, mille abil ülejäänud süsteemi komponendid suhtlevad, samuti ühendab ta protsessori ning hostib teisi alamsüsteeme ning seadmeid. Emaplaat on arvuti keskmine osa mis ühendab kõiki teisi osasid.Et emaplaat korralikult töötaks on arvutile äärmiselt oluline.

KASUTATUD MATERJAL

http://et.wikipedia.org/wiki/Emaplaat
http://kuutorvaja.eenet.ee/wiki/Emaplaat
Mitmed arvuti foorumid
Google pildid