Материнская плата — печатная плата (ПП), соединяющая все компоненты компьютера общего назначения. Материнскую плату часто называют «хребтом» или «позвоночником» компьютера.
Материнскую плату легко определить, поскольку это самая большая плата в корпусе компьютера. В башенных компьютерах она располагается вертикально с левой или правой стороны. Хотя материнские платы бывают разных типов и размеров — каждая из них предназначена для установки в разные типы компьютеров и работы с разными типами процессоров и памяти, — все они состоят из одних и тех же основных компонентов. Основа любой материнской платы состоит из жесткого листа непроводящего материала, обычно пластика. На этом листе тонкие линии из медной или алюминиевой фольги, называемые «дорожками», образуют цепи между компонентами материнской платы. Эти дорожки ведут к разъемам, в которые устанавливаются центральный процессор (CPU), оперативная память (RAM) и карты расширения (например, графические карты). На материнской плате также есть разъемы для подключения кабелей и проводов к жестким дискам, дисководам и портам на передней панели. Наконец, на материнской плате есть порты, которые позволяют подключать к компьютеру внешние компоненты, такие как монитор, клавиатура и мышь.
Помимо роли «позвоночника» компьютера, материнская плата содержит BIOS (Basic Input/Output System), что делает ее еще и «мозгом» компьютера. BIOS — это микропрограмма компьютера, или постоянное программное обеспечение. Когда пользователь включает компьютер, программное обеспечение начинает процесс инициализации, проверяя аппаратное обеспечение с помощью самотестирования при включении (POST). Убедившись в отсутствии проблем, BIOS находит главную загрузочную запись (MBR), которая указывает BIOS, как «загрузить» (запустить) систему. Программа также управляет данными между операционной системой (ОС) компьютера и всеми внешними устройствами, такими как мышь или клавиатура. Через BIOS пользователь может получить доступ к информации об оборудовании, изменить порядок загрузки компонентов компьютера и установить мастер-пароль.
Материнская плата произошла от другого устройства, называемого объединительной панелью. Как и материнская плата, объединительная плата представляет собой печатную плату, но в ней отсутствуют какие-либо элементы обработки или хранения данных, и она является просто электрическим разъемом. Когда компьютер только создавался, каждый отдельный компонент компьютера имел свою собственную печатную плату. Каждая плата подключалась к объединительной панели для связи с другими частями компьютера. С появлением микропроцессоров на объединительной плате стали размещаться такие части компьютера, как процессор и память.
Первой объединительной платой, получившей статус материнской, стала плата Planar Breadboard, разработанная инженером IBM Пэтти Макхью и использованная в персональном компьютере IBM 1981 года. Плата состояла из 4,77-мегагерцового микропроцессора, 16 КБ памяти, 8-разрядных разъемов ISA и портов для подключения клавиатуры и кассетной ленты (для хранения данных). Другие компоненты, такие как адаптер дисплея или контроллер жесткого диска, нужно было добавлять, в стиле объединительной платы, устанавливая сменную плату или «карту расширения» в один из слотов расширения материнской платы.
В 1984 году IBM представила материнскую плату с усовершенствованной технологией (AT), которую теперь называют «полной AT». Эта плата имела базовый дизайн, знакомый и сегодня, и стала стандартной материнской платой для всех настольных компьютеров и корпусов типа «башня». Однако размер платы — примерно 30 см (12 дюймов) на 33 см (13 дюймов) — затруднял модернизацию компьютера, а тем более установку платы в новые, более популярные тонкие корпуса для настольных компьютеров. Выпуск материнской платы Baby AT (BAT) в 1989 году решил эти проблемы, поскольку ее размеры составляли относительно небольшие 21,6 см (8,5 дюйма) на 33 см (13 дюймов).
Как и другие материнские платы того времени, BAT включала в себя микросхемы для поддержки клавиатур, мышей, дисководов для гибких дисков и других компонентов — производители поняли, что чем больше функций компьютера может выполнять материнская плата, тем больше денег они могут сэкономить на производстве. К концу XX века многие материнские платы не требовали карт расширения для обеспечения пользователей качественным аудио, видео и сетевым подключением. Начиная с ноутбуков и портативных компьютеров 1990-х годов (и продолжая смартфонами и планшетами), некоторые устройства вообще перестали принимать карты. Да и необходимости в них не было — все важные компоненты были интегрированы.
Сегодня единственные материнские платы, поддерживающие карты расширения, как правило, предназначены для определенных целей, например для игры в новые компьютерные игры с помощью современной видеокарты. Выбор между недорогой интеграцией и высокой производительностью, обеспечиваемой картами расширения, является одним из основных моментов для потребителей при сборке или покупке нового компьютера.
