как называется главный мозг персонального компьютера
Как научиться разбираться в компьютерах и стать компьютерным энтузиастом
реклама
Прежде, чем начать, хотелось бы обратиться к «бывалым» завсегдатаям нашего любимого сайта, поскольку я предвижу различную реакцию на появление материалов для новичков. Прежде всего, вспомните себя в начале своего «компьютерного пути». Вам также было необходимо с чего-то начинать. И теперь, когда вы достигли недосягаемых вершин и можете с уверенностью назвать себя Камрадом, вам не пристало свысока смотреть на неопытных пользователей. Вместо этого вы можете передать им свой бесценный опыт, чтобы он не оказался в забвении, и получать от этого наставническое удовлетворение. Кроме того, любому сообществу всегда требуется «молодая кровь», иначе оно деградирует и растворится в бесформенную массу. Поэтому скажем новичкам — добро пожаловать!
Итак, начнём! С каждым годом реальный мир на планете всё более и более компьютеризируется. Каждый человек всё чаще испытывает потребность в знаниях в этой области. Но если вы почувствовали, что вам все эти новейшие технологии цивилизации ещё и интересны, то у вас есть шанс получить увлечение на всю жизнь! Именно с этого чувства зарождается компьютерный энтузиаст – человек, для которого компьютеры и всё, что с ними связано стали неотъемлемым хобби на протяжении всей жизни. Не важно, сколько вам лет, какие у вас знания, образование и какой у вас доход. Компьютерный мир необъятен и он подарит вам общение, знания и море положительных впечатлений, которые не иссякнут никогда! Вы даже сможет стать фанатом определенного лагеря, как в футболе, и вести непримиримую борьбу с оппонентами.
реклама
Заманчиво! С чего начать?
Прежде всего, с настроя. Для того, чтобы стать компьютерным энтузиастом вам потребуется получить огромное количество знаний. На это потребуется время. Но не стоит пугаться этого – новые знания будут приносить вам удовольствие. Всю информацию вы будете получать из интернет-ресурсов. Черпайте знания из как можно большего количества источников. Ведь сколько людей, столько и точек зрения. И со временем вы будете чувствовать себя как рыба в воде: научитесь разбираться в устройстве компьютеров, сможете самостоятельно подбирать комплектующие, производить сборку и настройку компьютеров, производить модульный ремонт, настраивать программы, станете уверенным пользователем интернета, будете разбираться в терминологии, сможете разгонять комплектующие (стать оверклокером), научитесь майнить криптовалюты, в конце концов. Кроме того, поднимется и ваша самооценка. А ваши родные, друзья и знакомые будут считать вас незаменимым человеком. В этом хобби нет каких-то планок, которые перед вами кто-то ставит, нет сроков и неразрешимых задач. Всё решаете вы сами! Вы – свободный художник!
Самое первое, что вам необходимо усвоить — это что такое компьютер и из каких основных частей он состоит. Определение компьютера вы найдёте сами, а по его составным частям мы кратко пройдёмся сейчас. Простым языком, компьютер состоит из системного блока и периферии.
реклама
Большая коробка, которая стоит под вашим столом это и есть системный блок. Не называйте его процессором, поскольку это моветон и неверное определение. В обиходе допустимо называть его компьютером, «компом», «системником». Его внутреннее устройство на самом деле довольно простое. Хотя компоненты, из которых он состоит, являются вершиной человеческой мысли. После прочтения статью вы сможете аккуратно открыть левую боковую крышку вашего системника и уже самостоятельно взглянуть на его устройство. Это так же увлекательно, как разобрать в детстве новую игрушку, чтобы посмотреть что внутри. Не забудьте предварительно его полностью обесточить и на данном этапе ничего не касайтесь. Приступим к изучению компьютерной анатомии.
1. Корпус.
реклама
Корпус — это скелет компьютера, на который крепятся все детали (комплектующие). Корпусов бесконечное количество видов. Для начала разберитесь в форматах корпусов. В первую очередь он определяется форматом поддерживаемых материнских плат. Основные: E-ATX, ATX, Micro-ATX и Mini-ITX. По мере углубления знаний вы узнаете о таких характеристиках как: качество изготовления, функциональность, «продуваемость», количество слотов расширения, пылезащищенность, наличие актуальных и дополнительных функций. Есть и такая характеристика как «крутость» внешнего дизайна. Существует даже целое направление по дизайну — моддинг.
2. Материнская плата.
Материнская плата является связующим звеном между всеми комплектующими. Все они подключаются к ней для совместной работы. Это сложное техническое устройство. Наши гуру называют их нежно: «мать», «материнка» или «мамка». Основные форматы материнок описаны выше. Разные материнки поддерживают разные типы комплектующих (процессоров, оперативной памяти и прочих дискретных устройств). Получите максимум знаний по данному устройству. Без них вы не сможете самостоятельно производить сборку компьютера или его апгрейд.
3. Процессор.
Центральный процессор – основное вычислительное устройство, исполняющее код программ. Это «соображалка» компьютера. А вкупе с оперативной памятью и устройством хранения он образует мозг вашего компьютера. Процессор устанавливается только в ту модель материнской платы, которая его поддерживает. Это важнейший элемент системы. Подробные знания об устройстве процессора можно получить из обзоров. Выбирайте первые качественные обзоры процессоров новых линеек. Там часто разбирается архитектура, которая помогает понять внутреннее устройство процессора. Сгодятся и качественные обзоры прошлых лет. Набирайте максимальную базу знаний по процессорам.
4. Оперативная память.
В оперативной памяти компьютер хранит данные, которые он использует в текущий момент или собирается использовать в процессе работы. Она энергозависимая и после выключения компьютера все данные из неё пропадают. Начните с того, что узнайте типы оперативной памяти (для ПК, серверов, DDR3, DDR4). Затем узнайте о частотах, вольтажах, типах используемых чипов и их компоновке, типах охлаждения чипов.
5. Накопители HDD и SSD.
В этих устройствах долговременной энергонезависимой памяти, хранятся все данные, которые сохраняются после выключения компьютера. Проще говоря, все программы и файлы. Фото вашего любимого кота и ваши видео из отпуска хранятся именно там. Тема довольно интересная и не сложная, если пройти по ней поверхностно. Вы улучшите и углубите свои знания о накопителях, когда решите сменить HDD/SSD в вашем компьютере или при сборке нового.
6. Кулер процессора
Это не самое сложное устройство, задачей которого является охлаждение процессора во время его работы, ввиду его нагрева. Узнайте о воздушном и жидкостном охлаждении, о типах креплений (поддержка различных сокетов). Изучите тему термоинтерфейсов – это паста, которая служит проводником тепла между поверхностью подошвы кулера и крышкой процессора. От выбора кулера будет зависеть качество работы вашего процессора. Не забудьте пройтись по теме корпусных вентиляторов и способов регулирования их работы.
7. Блок питания.
С блоком питания вы уже сталкивались. «Зарядка» от вашего телефона это тоже блок питания. В компьютере он внутренний и более сложный. Как и для человека, для компьютера качественное питание является залогом хорошего здоровья и долголетия. Но, чтобы разбираться в его внутреннем устройстве, уже таки желательно иметь профильное образование. Но вам будет достаточно узнать общее внутренне устройство и типы используемых компонентов. А при выборе вы можете руководствоваться качественными обзорами и мнением уважаемых гуру в соответствующей ветке конференции Overclockers.
8. Видеокарта.
Чаще всего это самый дорогой компонент вашего компьютера. Отвечает за вывод изображения на монитор. Но не всегда. На сегодняшний день он отвечает ещё и за наполнения деньгами вашей банковской карты, если вы решите стать майнером. Высокий спрос на данный компонент породил небывалый скачек цен. У вас будет много времени на изучение устройства и возможностей видеокарт, поскольку по вменяемым ценам в магазинах они появятся не скоро.
Итак, мы закончили с начинкой системного блока. Как видите всё просто. Не сложнее, чем залезть под капот автомобиля и найти там бачок омывателя. Самостоятельная сборка компьютера позволит вам сэкономить кучу денег — больше, чем при вызове мастера по стиральным машинкам, но меньше чем при заездах в автосервис. Женщины без ума от рукастых мужчин, разбирающихся в компьютерах. Если же вы девушка (женщина), то сборка компьютера вашему избраннику станет апофеозом феминизма! Самостоятельная сборка вашего первого компьютера подарит вам чувства, отдаленно схожие с материнскими при рождении дитя или чувства маленького бога, сотворившего новую форму жизни. Молоко не появится, но это незабываемо!
Программная часть.
Но системный блок это лишь «железо». Это как человек в коме. Его сердце бьётся, а по жилам течет кровь, но он лишь овощ. Важнейшей частью компьютера является программная. Именно она заставляет компьютеры оживать. Первая и основная программа компьютера это BIOS. Это спинной мозг компьютера. Узнайте о нём. Вы даже прямо сейчас можете увидеть его воочию, перезагрузив компьютер и сразу непрерывно нажимая клавишу «DEL» на вашей клавиатуре. Поводите мышкой или понажимайте клавишами-стрелочками, но пока-что больше ничего другого не трогайте, не нажимайте и не меняйте. Ещё не пришло время это делать. Затем нажмите клавишу «ESC» на клавиатуре и выйдите без сохранения.
Затем наступает очередь изучения операционной системы (ОС). Их также довольно много, но самая распространенная из них «Windows». Вы уже с ней знакомы. В принципе, она будет работать и без вашего участия. Но изучение операционной системы позволит вам самостоятельно устранять ошибки в её работе, не вызывая платного мастера. А ошибки в «Windows» происходят периодически. Если правильно настроенное «железо» может работать годами без вмешательства, то с операционной системой так получается не всегда. Её изучение также позволит вам её правильно настраивать под свои нужды, устанавливать нужные вам программы, расширяя таким образом функционал вашего компьютера. Изучение ОС приведет к изучению других программ, начиная от интернет-браузера наподобие Google Chrome, «фотошопа” и заканчивая полезными утилитами. Программы это основная рабочая среда, а компьютер служит для обеспечения их работы. Изучив «железную» часть, вы сможете почти всё время уделить «софтовой»(программной), лишь иногда оглядываясь на «железные» новинки. А впереди ещё огромный рынок периферии, поражающий своим многообразием. Оставьте его на потом, когда придет время выбора.
Вот мы и разрезали ленточку с надписью «Welcome» нашего микро-гайда в мир компьютеров. Если вы смогли воодушевиться и выбрать компьютеры и всё что с ними связано своим хобби на всю жизнь, значит я не зря нажал клавиши на клавиатуре несколько тысяч раз. Даю вам слово – вы не пожалеете!
Напоследок я хочу оставить ещё пару «помогалок».
Материнская плата — нервная система компьютера. Из чего она состоит?
Сегодня мы поговорим про материнские платы.
В этой статье я расскажу про функциональное деление различных зон платы и что с чем связано, то есть что проводит обмены между собой напрямую, а что через различных посредников.
Ну и для интереса будет приведена аналогия с нервной системой человека, так как по своей сути есть очень схожие черты по распределению задач.
Для чего нужна материнская плата?
Ну и начнём с самого понятного, что в общем-то и так всем известно.
Назначение материнской платы — это обеспечить как можно больше возможностей по соединению различных компонентов компьютера друг с другом.
То есть разные производители договариваются о стандартах обменов данных и питании, о реализации физической связи, и производители материнских плат эти разъёмы и питание помещают на платы. Соответственно одни компании делают устройства для компьютеров, а другие — делают возможным их подключение и работу. Собственно подключение и работу и должны обеспечить материнские платы.
Нервная система человека, и чем она похоже на компьютеры?
Теперь же предлагаю рассмотреть нервную систему человека. Но всё же предупреждаю, что я не медик и в целом — рассказ будет такой, чтобы проще было провести параллели.
К центральной нервной системе относятся все штуки, которые внутри черепной коробки, а также спинной мозг, а к периферической — всё остальное.
То есть нервные окончания, которые отвечают за сенсорные восприятия и мышечные активации, а также передачу сигналов от и к спинному мозгу. Собственно тут уже по названиям есть совпадения с компьютерами, потому что вместо периферической нервной системы у нас будет так называемая периферия, то есть клавомыши, принтеры и прочие компьютерные штуки.
И есть определенные функциональные особенности различных зон.
Функциональное деление нервной системы человека
Начнём с того, что внутри черепушки. Ну во первых — та часть который мы думаем — это большая часть коры полушарий головного мозга.
Это потенциально очень интересная технология, она позволяет отказаться от сложной шины данных, и больших задержек на обращение к памяти, длинных конвейеров обработки данных, но пока что по большей части это научные эксперименты. А вот в мозге это так уже работает в коре. Кроме коры головного мозга в нём есть и системы обеспечения функционирования.
Например гипоталамус, который отвечает за функции поддержания работы всего организма, он отвечает за ряд чувств и регулирует работы тех органов, что ответственны за поддержание гомеостаза.
И всё это великолепие должно управлять внешними устройствами, такими как мышцы и внутренние органы, а также принимать сигналы от внешних устройств, например сенсорных клеток под кожей.
Делается это не непосредственно, а через дополнительный блок, отвечающий за подключение всех внешних устройств. Все вычислительные, сенсорные и передающие части внешних устройств нервной системы называются соматической нервной системой. Она глобально разделена на две категории.
Внутри головы расположены всякие внешние контроллеры и устройства требующие слишком широкую шину данных к основным блокам мозга и поэтому расположены ближе к вычислительным центрам. Это черепные нервы соматической нервной системы. Например глаза и вся обвязка, обеспечивающая работу глаз, также обоняние, слух и т.д. Эти блоки было бы тянуть к центральной нервной системе очень сложно, поэтому в ходе эволюции более выйгрешной стратегией оказалось размещение их непосредственно в общем объеме с вычислительными зонами. Остальные же устройства соматической нервной системы расположены вдали от головы, и подключаются через специальный блок контроллеров, задача которого передача сигналов от этих внешних устройств и передача сигналов к этим внешним устройствам. И блок этих контроллеров называется спинным мозгом.
Он отвечает за интерпретацию некоторых сигналов и передачи их в мозг, а также через него приводятся сигналы и в мышцы.
Поэтому при повреждениях нервных волокон вблизи спинного мозга могут отваливаться те или иные устройства организма. Допустим при межпозвонковой грыже отнимаются стопы или ноги целиком, или при пережиманиях в шейных отделах позвоночника может пропасть сенсорная функция у пальцев рук, то есть происходит онемение части конечностей.
Всего у спинного мозга человека 31 пара линий связи к внешним устройствам.
Спинной мозг при этом подключается к вычислительной части тоже не непосредственно, а через варолиев мост, то есть шину данных между головной частью центральной нервной системы и спинным мозгом.
Подытожив всё сказанное коротко ещё раз пройдёмся по схеме.
У нас есть вычислитель совмещённый с подсистемой данных, блоки отвечающие за коммутацию с внешними датчиками внутри головы, блоки отвечающие за функциональное обеспечение работоспособности, блок отвечающий за работы в внешними устройствами и данными, а также шины отвечающие за соединение этих блоков друг с другом.
В общем-то этот рассказ в таком виде был сделан в первую очередь для тех, кто и так уже знает, из чего состоит материнская плата, чтобы было не так скучно смотреть про то, что и так уже известно и эти люди уже по описаниям функциональных блоков нервной системы скорее всего поняли где тут процессорные PCI-e, где чипсет, где чип Super I/O и т.д.
Где все эти части в компьютерах?
Ну и на удивление — с развитием технологий функциональные зоны в компьютерах всё точнее и точнее начинают повторять функциональные зоны нервной системы.
Но в сравнении с нервной системой человека — отличия у компьютеров тоже есть.
Как я уже ранее сказал — у нас в голове нет разделения между памятью и вычислениями. Такой подход крайне эффективен, но архитектурно очень сложен.
Тем не менее современные технологии стремятся как можно сильнее и лучше соединить центральный процессор и оперативную память. Раньше на материнских платах была такая вещь, которая называлась северным мостом.
Это такой контроллер, который находился между центральным процессором и слотами оперативной памяти.
При работе с ним — данные шли вначале в этот контроллер, а уже только из него в процессор и обе шины связывающие три элемента должны были быть очень широкими, то есть обеспечивать большую пропускную способности. Но со временем — создаваемые задержки и сложности организации шин вынудили интегрировать северный мост внутрь процессора.
То есть у нас, как в мозге, пока что работа идёт не внутри массива данных, но необходимость интеграции данных с процессором является одной из первостепенных. На материнских платах раньше северный мост был распаян, то есть чип был не съёмным, а процессор как и сейчас как правило можно было поменять. Место под монтаж процессора называется сокетом. То есть сокет — это непосредственно разъём и его спецификации: распиновка и размеры и конструктивное исполнение. Ну и в сокет вставляется процессор, который производит вычисления.
Данные для работы процессора при этом хранится в оперативной памяти. Оперативная память вставляется в специальные слоты на материнской плате.
И между этим слотами можно увидеть очень много дорожек к контроллеру памяти процессора, собственно — это и есть шина, которая их друг с другом соединяет (на фото выше — дорожки нарисованы белой масокй, на деле увидеть их можно, они гораздо тоньше и их гораздо больше).
В головном мозге, как я и говорил — это всё единая система.
А вот внешние устройства внешние и для вычислителя мозга и для процессора с памятью. Их надо как-то подключать. Собственно как и с нервной системой — есть важные и сложные внешние устройства, которые сложно было бы вести через посредников и они подключатся к процессору.
А есть менее важные, которые можно подключать через посредников.
Спинной мозг компьютера — это южный мост.
Так как сейчас фактически серверного нет, так как он встроен в процессор, то южный мост называют чипсетом.
В нервной системе для подключения спинного мозга есть варолиев мост. Его аналог в компьютерах у Intel — это шина DMI. В современных Intel процессорах она является по скорости аналогом 4-х линий PCI-e третий версии. Вероятно в 12-м поколении она будет аналогом 4-х линий PCI-e пятой версии.
AMD как-то по особенному эту шину не называет, а просто говорит, что это 4 линии PCI-e.
В общем — как не называй суть одна — всё что лишнее в головном мозге нужно из него выкинуть куда-то ещё. Чипсет собирает большую часть этих излишков. И так же как и со спинным мозгом у чипсета много линий для соединения с внешними устройствами. Называются они High Speed i/o или если по русски “быстрая скорость ввод вывод”. Допустим у чипсета Intel Z590 таких линий 30 штук. 6 из которых строго зарезервированы под определенные функции, а 24 могут использоваться для любых внешних устройств. Ну и в разрезе компьютеров надо всё таки пояснить вообще зачем нужен чипсет и почему бы это всё не встроить в процессор.
Почему на один и тот же процессор существуют разные чипсеты?
Допустим надо к процессору подключить устройство через USB 3.1.
Чтобы это сделать надо чтобы процессор умел понимать протокол данных, который использует USB 3.1. Или надо, например, подключить sata накопитель. Для этого надо научить процессор понимать протокол sata.
Нужно ли это всем? Ну с этими двумя примерами может быть и нужно всем, а вот весь спектр возможных устройств и поддержка их большого количества всем ну нужна.
Собственно поэтому это всё выкинули в отдельный блок чипсета, который приводит все передаваемые к процессору данные в единый протокол. Есть чипсеты, которые поддерживают больше устройств, есть чипсеты, которые поддерживают меньше устройств. Ну и большая часть портов на материнской плате для подключения к устройствам ведут не в процессор, а в чипсет.
А уже чипсет всё что нужно процессору в текущий момент предоставляет процессору. Это позволяет делать материнские платы разных ценовых категорий и с разными возможностями. Грубо говоря — мы можем менять спинной мозг, который отвечает за состав внешних устройств. Допустим если бы нам надо было бы 11 рук и 6 ног по 13 пальцев на каждой конечности, то нам надо было бы иметь другой спинной мозг, который обеспечивал бы эксплуатацию этих конечностей. Медицина пока не позволяет делает подобные метаморфозы с человеком, но в компьютерах если надо что-то экзотическое — присутствует такая штука как чипсет, который разрабатывается под разные потребности. Может быть больше портов и это будет дороже, или меньше портов и это будет дешевле. Кроме того чипсет — это не просто своего рода хаб для подключения внешних устройств. В состав чипсета входят самые распространённые контроллеры. То есть SATA диску не надо уметь переводить данные в протоколы понятные процессору. Этим занимается чипсет. Но чипсет тоже умеет далеко не всё. Вдобавок технологии быстро меняются и чипсет просто мог быть создан уже устаревшим. Например для процессоров на сокете LGA 775, которые выходили с 2004 до 2009 годы никогда не было поддержки USB 3.0 силами чипсета.
Но материнские платы с USB 3.0 в итоге, после выхода этого порта — появились.
И работает это довольно просто. Как я уже сказал — не все линии чипсета зарезервированы на какие-то определённые функции. Большая часть линий свободная и на эти линии можно поставить внешние контроллеры, которые будут управлять внешним устройствам и переводить все протоколы в тот вид, что нужны чипсету для дальнейшей работы с центральным процессором.
Поэтому если у чипсета нет поддержки USB 3.0 — производитель материнской платы может распаять контроллер USB 3.0, который будет использовать одну из линий HS i/o. Точно так же можно работать и с другими специальными задачами. Допустим нужна не одна сетевая карта на плате, а 10 штук.
Один контроллер есть как правило работающий через чипсет и ещё 9 можно распаять на плате, заняв 9 линий HS i/o чипсета.
Ну и, как правило, производители материнских плат не делают строгую специализацию, так как одним нужны много сетевых карт, другим надо куда-то поставить карту видеозахвата, или звуковую карту, третьим надо подключить к одному компьютеру 30 накопителей. На каждую хотелку плату не сделаешь. Поэтому разработан стандарт для универсального подключения. Вначале это был стандарт ISA, в 90-х ему на смену пришёл PCI.
А в нулевых уже PCI поменялся на PCI-e. Ну и, соответственно, для чипсета — одна линия PCI-e занимает одну линия HS i/o.
В общем — чипсет эта та штука, которая имеет определенное количество линий данных, которые производители плат могут использовать по своему усмотрению а также производители могут оставлять эти линии данных свободными выделяя их просто в порты PCI-e, в которые можно вставлять какие-то другие карты расширения, на борту которых будут собственные контроллеры, которые всё что угодно переводят в протоколы, совместимые с PCI-e.
Но как и с нервной системой — есть ряд устройств, доступ к которым нужно обеспечить без посредников.
Напомню, что для мозга это например глаза.
Так же и в компьютерах для видеокарты выделяется отдельных 16 линий напрямую к процессору. И это довольно широкая шина, для сравнения, как я уже ранее говорил — для соединения с чипсетом это всего 4 линии.
Кроме того у AMD и будущих Intel процессоров ещё есть 4 линии PCI-e для подключения m.2 накопителя. В общем-то этим снижается загруженность шины к чипсету.
Кроме того к процессору подключены и некоторые другие внешние контроллеры. Например контроллеры видеовыходов, если процессор имеет встроенную графику.
Кто управляет материнской платой?
Возвращаясь к нервной системе в ней есть такая штука как гипоталамус.
В компьютерах — задачи фонового управления ресурсами имеют разделение на несколько разных, связанных друг с другом систем.
Разделить их можно на три составляющие. BIOS, чип Super i/o и контроллер питания.
BIOS — это по большей степени программная прослойка, она имеет и аппаратные части, но не вычислительные, а вычислительные это сам центральный процессор, а также чип Super I/O до того как не включен процессор.
Собственно с программной прослойкой биоса в момент инициализации взаимодействует Super I/O. Вместе они до штатного запуска занимаются конфигурированием системы. Что касается самого Super I/O — раньше его функции были более значительные. Он содержал контроллеры для мышки и клавиатуры, для аудио устройств, отвечал за питание компьютера в режимах низкого потребления и в целом — управлял питанием, также в состав супер i/o входит контроллер для COM порта и LPT порта, USB контроллер, сетевой контроллер. Сейчас этот чип подключается через чипсет через шину LPC. Из старых функций часть сейчас просто не востребованы, а часть утрачены, например за многи режимы питания сейчас процессоры отвечают сами, но за включение процессора сам процессор отвечать не может, так как он обесточен. Надо понимать, что когда компьютер выключен, если бы был выключен целиком и полностью — то включался бы он зафиксированным переключателем, а не просто кнопкой, и чтобы не держать процессор под питанием под питанием держат super i/o, который по нажатию кнопки включения проводит первичное тестирование системы, получает данные из раздела SPD оперативной памяти, который содержит конфигурации, опрашивает процессор и чипсет, опрашивает память БИОСа, получая конфигурации и из него, определяет оборудование компьютера, и, в конечном счёте разрешает его запуск. Кроме того у Super I/o есть возможность работы с датчиками. Думаю многие знают такую платформу как Arduino.
В ней есть куча цифровых и аналоговых входов и выходов, и к ней можно подключать разные датчики чтобы создавать те или иные устройства. В компьютере, если надо что-то такое подключить, допустим термодатчик, или вольтметр, это делается через чип Super i/o. Кроме того он поддерживает протокол i2C для работы с более сложными контроллерами. Этот чип формирует ШИМ сигнал и для управления вентиляторами, а так же получает импульсный сигнал тахометров вентиляторов. Кроме того именно в этом чипе идут системные часы.
Но, допустим, сетевые контроллеры выделены сейчас в чипсет, основная часть USB, кроме тех что для клавиатуры и мыши — это тоже только чипсетные USB, а есть платы где USB порты клавиатуры и мыши тоже не выведены, а выведены чипсетные. COM порт, порт для джойстиков, MIDI разъём, разъём для Флоппи дисков и LPT на платах как правило просто не распаивают. Да я в общем-то и не нашёл сведений о том — есть ли все эти порты в современных чипах Super I/o, потому что эти анахронизмы уже могли и выпилить за ненадобностью.
И вобщем-то этот чип ещё не включили в состав чипсета просто из-за необходимости его питания при выключенном компьютере, иначе бы приходилось под питанием оставлять весь чипсет.
Тут есть разница и между Intel и AMD. У AMD LPT порт для подключения к Super I/O встроен в процессор, соответственно и контроллер звука тоже выброшенный из Super I/O переместили во внеядерной части процессора. У Intel аналогично, но подключено это всё к чипсету.
Кроме того, так как Super I/O является средством взаимодействия с датчиками и контроллерами — именно этот чип отдаёт команды контроллеру питания процессора. А уже контроллер питания следит за исполнением команд, управляя мосфет транзисторами зоны VRM процессора. Про VRM материнских плат на ютуб канале было отдельное видео, там и про линии питания и про фазы питания и чем они друг от друга отличаются тоже всё было сказано, это тоже интересная тема, рекомендую посмотреть ещё и про VRM.
Текстовый вариант видео про VRM тоже есть на сайте: нажимать сюда.
И Есть ещё небольшие дополнения к этому видео в другом видео:
На материнской плате расположены и другие системы питания. Обычно под пред усилитель для звука, он же усилитель для наушников выводится отдельный стабилизатор питания. Иногда отдельные стабилизаторы питания делаются и для USB портов. Допустим если у вас USB звуковая карта или USB микрофон, то лучше использовать материнские платы с выделенным питанием на конкретный порт USB, обычно такие USB на задней панели выделяют другим цветом.
В будущем, возможно, будет принят новый стандарт для блоков питания — ATX12VO, тогда на материнских платах будут ещё преобразователи питания из 12 Вольт в 5 Вольт и в 3,3 Вольта, которые сейчас находятся в блоке питания.
Ну и сейчас, если какому-то контроллеру нужно напряжение, которого нет от блока питания, то для него распаивается свой личный преобразовать в нужное ему напряжение.
И того подведем краткие итоги того из чего состоит материнская плата.
Нажмите для увеличения
Состоит она из сокета, в который устанавливается процессор, в который встроен северный мост, то есть контроллер оперативной памяти, из слотов для оперативной памяти, и шины которая соединяет память и процессор, ещё на плате есть разъёмы, которые подключаются к процессору. Это 16 линий PCi-e для видеокарты и 4 линии для m.2 накопителя. Но большая часть разёъмов подключается через чипсет, который соединен с процессором шиной равной 4-м линиям PCi-e. К чипсету подключены как устройства напрямую, так и через внешние контроллеры, а часть линий от чипсета остаются свободными в слотах PCi-e на материнской плате. А за управление всей платой и питанием устройств на ней отвечает чип Super I/o. Кроме того на плате разведено питание компонентов и при необходимости преобразователи питания.