اللوحة الأم هي القاعدة أو الأساس الذي يبنى عليه الحاسب،و توصل
إليها جميع القطع الأخرى في الحاسب، و هي الجزء الأكثر أهمية ،
لأنها الأساس ليكون الجهاز ككل خالي من المشاكل .
تقوم بعدة مهام أساسية منها:
* تقوم بالتنسيق بين أجزاء الحاسب المتعددة
المرتبطة بها.
* تسمح لجميع هذه الأجزاء بالتعاون مع بعضها
البعض و تبادل البيانات في سبيل إنجاز العمل المطلوب.
* تحدد نوع وسرعة المعالج ونوع الذاكرة العشوائية
التي يمكن تركيبها في الحاسب وبالتالي تحدد سرعة الجهاز.
* تحدد مدى قابلية الجهاز للتحديث مستقبلاً كإضافة
ذواكر عشوائية أو تبديل المعالج بآخر أكثر سرعة.
* اللوحة الأم عليها طقم الرقاقات الذي يحدد الكثير
من مميزات الحاسب مثل سرعة الناقل المحلي
وسرعة الذاكرة العشوائية ومميزات أخرى .
تختلف اللوحات الرئيسية (الأم) عن بعضها البعض
بالشكل و الحجم و أماكن توضع مكوناتها و أدائها أما
أجزاؤها الأساسية فلا تختلف كثيراً فما هي هذه الأجزاء:
1- لوحة الدوائر المطبوعة: وهى اللوحة التي تركب
عليها جميع مكونات اللوحة الأم ،
تسمى باللغة الإنجليزية Printed Circuitry Board
ويرمز لها بــ , PCBتصنع هذه اللوحة من
عدة طبقات وهى من 4 إلى 8 طبقات بحسب
المكونات المستخدمة على
اللوحة ، السبب لاستخدام عدة طبقات هو كثرة
التوصيلات التي يجب عملها بين المكونات على
اللوحة،بالإضافة لعدم وجود المساحة الكافية على
سطح اللوحة لكل التوصيلات، فان تقارب هذه
الوصلات يؤدى إلى تشويش الإشارة الكهربائية
عند انتقالها من موقع إلى موقع أخر، لهذا فان
كل مجموعة من الوصلات يتم عملها على جانبي
طبقة ومن ثم توضع فوقها طبقة أخرى تحتوى
على مجموعة ثانية من الوصلات و هكذا.
حتى يتم معالجة البيانات لا بد من طريقة لنقل هذه
البيانات بين الأجزاء المختلفة للحاسب كالمعالج
والذاكرة العشوائية وكذلك بينهم وبين الأجهزة
الأخرى لإخراج البيانات مثل الطابعة ، ولهذا
الغرض وجد الناقل المحلي و هو مجموعة كبيرة
من الأسلاك الدقيقة المتوضعة على اللوحة الأم
والتي تسمح بنقل البيانات بين الأجزاء المختلفة
مثل المعالج و الذاكرة العشوائية و... ،
ولكل نوع من النواقل سرعة و إمكانيات معينة .
ويمكننا تقسيم الناقل المحلي إلى قسمين ،
حسب الأجهزة التي يوصلها ببعضها :
1- ناقل النظام : وهو الذي ينقل البيانات بين
المعالج والذاكرة العشوائية.
(سنتكلم عنه بعد قليل بتفصيل أكثر).
2- ناقل الإدخال والإخراج : وهو ينقل البيانات
بين المعالج أو الذاكرة من وإلى أجهزة الإدخال
والإخراج ومنها شقوق التوسعة والنواقل
التسلسلية والمتوازية وأقراص التخزين ... الخ .
شئ مهم آخر عن الناقل المحلي هو أن ليس
كل أجزاء الناقل تنقل البيانات بنفس السرعة ،
بل إن لكل نوع السرعة الخاصة به .
يتكون أي ناقل سواء كان ناقل نظام أو أي ناقل
آخر من قسمين هما:
1- ناقل البيانات (الذي ينقل البيانات
من جزء إلى آخر) .
2- ناقل العناوين: وهو ناقل موازي لناقل النظام
و ينقل البيانات التي يجب أن تتوضع في مكان محدد
على الذاكرة العشوائية، إن عرض هذا الناقل يحدد
كمية الذاكرة العشوائية التي يمكن تركيبها في الجهاز
، لأن على ناقل العناوين أن يكون قادراً على وصف
أي مكان في الذاكرة لذا على ناقل العناوين أن يكون
عريض كفاية بما يضمن ذلك.
نعود الآن إلى ناقل النظام ، فهذا الناقل مهم جداً لأنه
يؤمن الربط بين المعالج
( وهو دماغ الحاسب )
والذاكرة العشوائية .
إن لأي ناقل في الحاسب سرعة وتقاس هذه السرعة بشيئين :
1- تردد الناقل
2- عرض حزمة الناقل
إن تردد الناقل يعني كم نبضة كهربائية في الثانيه
الواحدة يرسل عبره ، وتقاس بالميجاهيرتز
( أي مليون مرة في الثانية ) ، فيما يصف
عرض حزمة الناقل عدد البتات
التي ينقلها في النبضة الواحدة .
هناك دائما ارتباط وثيق بين
تردد ناقل النظام وبين
تردد جميع النواقل الأخرى وهناك علاقة بين
تردد ناقل النظام وتردد المعالج تكون بعدد يقسم
على 0.5،هذه
العلاقة هي
( تردد المعالج = سرعة الناقل × النسبة بين تردد الناقل والمعالج ).
في الحقيقة إن عرض وتردد ناقل
النظام مهم جداً ، هذا لأن ناقل النظام هو نقطة
ضعف كبيرة في أغلب الأجهزة ، إن البيانات
عندما تخرج من المعالج إلى الذاكرة العشوائية
مثلاً فإن سرعتها تتحدد بسرعة أبطأ جزء من
الأجزاء التي تمر بها وفي الغالب يكون هذا
الجزء هو ناقل النظام .
مقبس المعالج: هو الموقع الذي يركب به
المعالج على اللوحة الأم, ويسمح بالتالي
للبيانات بالانتقال من والى المعالج ،
يختلف المقبس بحسب نوع المعالج الذي
صممت له اللوحة ، وهو عبارة عن مربع من
البلاستك يحتوى على فتحات صغيرة
تدخل بها الإبر الخاصة بالمعالج.
طقم الرقاقات: مهمة هذه الشريحة
تتمثل في عملية نقل المعلومات
والاتصال مابين المعالج والذاكرة وكرت الشاشة،
المعلومات بين هذه المكونات تستخدم
ما يسمى بالناقل الأمامي (Front Side Bus)
أو ما يرمز له بـ FSBالذي تحدثنا
عنه سابقاً و عن دوره في تحديد سرعة المعالج
و كرت الشاشة و الذواكر العشوائية.
شقوق الذاكرة :
تتميز بلونها الأسود في حالة
عدم وجود خاصية
" Dual Channel " ووجود قفلين باللون الأبيض على أجنابها
، وإذا كانت اللوحة الأم بها خاصية " Dual Channel "
فأن شقوق
الذاكرة سيكون لها لونين مختلفين، هذه الشقوق تختلف
بحسب نوع الذاكرة المستخدمة، الدارج الآن هو
4 أنواع من الذواكر
وهى
SDRAM و
DDR-SDRAM و RDRAM،
وأخيرا ذاكرة DDR2، نستطيع أن نقول أن
شركات اللوحات الرئيسية توقفت عن إنتاج
لوحات تدعم ذاكرة SDRAM ، وأما
RDRAM فلا زالت تنتجها بعض الشركات
ولكن على نطاق ضيق ، طبعا أنواع الذاكرة
غير متوافقة مع بعضها ولذا لا يمكن
تركيب أكثر من نوع ولا يمكن
تركيب نوع بشق مصمم لنوع أخر.
شق AGP :
تقريبا جميع كروت الشاشة الحالية تستخدم تقنية
AGP وهى اختصار
لجملة Accelerated Graphics Port،
وهى تتميز عن باقي الشقوق بلونها المختلف
عنها، يوجد نوعان من شقوق AGP، النوع الأساسي
ويسمى AGP فقط، وهناك النوع المخصص لكروت
المحترفين ويسمى AGP-Pro ، يتمي
ز النوع المخصص لكروت المحترفين بكونه
اكبر حجما، الزيادة في الحجم سببها حاجة هذه
الكروت لحجم اكبر من الطاقة وبالتالي يخصص
لها موقع خاص للكهرباء، يمكن تركيب كروت
AGP على شقوق AGP-Pro ولكن لا يمكن تركيب
كروت AGP-Pro على شقوق AGP ،
شقوق AGP تعمل وفق تقنيات مختلفة
، بدأ شق AGP بناقلين وهما x1 والــ x2 ،
تصل سرعة نقل البيانات في x1 إلى 266 ميغابايت بالثانية
، و تصل سرعة نقل البيانات في x2 إلى 533 ميغابايت بالثانية
، أما الآن فشق AGP يعمل بناقلين شهيرين هما x4 أو x8
، تبلغ سرعة نقل البيانات في x4 إلى 1 جيجابايت بالثانية
،و تبلغ سرعة نقل البيانات في x8 إلى 2 جيجابايت بالثانية.
كما ينقسم شق AGP إلى ثلاثة أنواع
، النوع الأول
والذي يأتي داعما لتقنية x2 و x1
والثاني
يدعم تقنية x4
و
X8وأما
الثالث
فقياسي يعمل على الجميع ويسمى
Universal ويكمن الفرق بينهما في موضع الجسر
الذي يفصل بين قسمي الشق ،
ولا يوجد في تقنية Universal أي جسر .
شق PCI- Express :
شق جديد ظهر في الآونة الأخيرة
على اللوحات الأم التي تدعم المقبس 775 لمعالجات إنتل،
وتميز بلونه الأسود الداكن في معظم اللوحات الأم التي
تدعمه، يعمل الشق بناقلين هما X1 وتبلغ سرعته
في نقل البيانات 250 ميجابايت في الثانية، وهي
أسرع من شق PCI بمرة ونصف، الناقل الثاني
هو X16 الذي أخذ مكان شق AGP في اللوحات
الجديدة ذو المقبس 775 وتبلغ سرعة نقل البيانات
في هذا الناقل 4 جيجابايت في الثانية أي ضعف
سرعة شق AGP، لقد صمم وطور هذا الشق حتى
يتناسب مع المنافذ الأخرى ذات الاتصال السريع
مثل
, USB2.0 , Gigabit Ethernet ويسمى
هذا الشق
أيضا 3GIO (Third-Generation Input/Output). .
شق PCI :
رمز PCI
هو اختصار لجملة Peripheral Component Interconnect،
تتميز بلونها الأبيض وهى المخصصة لتركيب غالب
كروت الحاسب مثل كرت الصوت
وكرت الشبكة وغيرها، الكروت التي تركب
على هذه الشقوق تتميز بكونها من
نوع Plug & Play والتي تعنى أن الجهاز
سيتعرف بشكل آلي على هذه الكروت بدون الحاجة
إلى تعريفها من البيوس، يوجد أكثر من
تقنية لشقوق PCI و منها
REV2.3.
شقوق CNR و AMR و ACR:
CNR: وهي مصممة لأنواع معينة من
الكروت مثل كرت المودم و كرت الشبكة
و تستمد احتياجاتها التشغيلية من المعالج.
AMR :وهى مطابقة لشقوق CNR ولكنها
مصممة لكروت الصوت .
ACR: هذه الشقوق فكرتها نفس AMR و
CNR ولكنها تعمل مع جميع كروت الاتصال،
هذا يتضمن المودم وكرت الشبكة، الشكل مقارب
لشقوق PCI ولكنها بعكس الاتجاه.
مقبس IDE المخصص للأقراص الصلبة وسواقة الأقراص الضوئية:
مسمى IDE اختصار لكلمة
Intelligent Drive Electronics ويرمز لنوع المقبس
وليس للتقنية المستخدمة لنقل المعلومة،
ويبلغ طول المقبس حوالي 5 ســـم ويحوي
صفين من الإبر بمجموع 40 إبرة ، التقنيات
المستخدمة لنقل المعلومة هي ATA .
وتحوي كل لوحة أم على مقبسي IDE الأول
وسمى Primary IDE والثاني
ويسمى
Secondary IDE
و كل واحد منهما قادر على
أن يوصل به جهازين (قرص صلب أوDVD )المقبس
الأساسي ويسمى
Primary IDE المقبس الثانوي
ويسمى Secondary IDE ،الأقراص المربوطة
بالمقبس الأساسي هي أول أقراص يتم التعرف عليه
ا من قبل الحاسب، ولذا فان القرص الصلب الرئيسي
للجهاز يجب أن يوصل على هذا المقبس، ويمكن توصيل
جهازين بكل مقبس، ويمكن أن يكون كلاهما
أقراص صلبة أو كلاهما قارئ أقراص ضوئية أو
دمج بين الاثنين، أحد هذه الأقراص يجب أن يكون
سيد (Master) والأخر يجب أن يكون عبد (Slave)،
ويكمن تحديد الـ (Master) و (Slave) باستخدام
الجمبر الموجود في القرص الصلب ، مجموع الأجهزة
التي يمكن تركيبها على مقبسين IDE هو 4 أجهزة
، ولكن هذا لا يمنع من تركيب جهاز واحد فقط على
المقبس الأساسي.
مقبس RAID :
وإذا كنا نتحدث عن القرص الصلب، فيجب
أن نتحدث عن تقنية RAID ، وهي اختصار
لجملة (Redundant Array of Independent Disks)،
فقد طورت هذه التقنية حتى تعطينا السرعة والمرونة في
زيادة حجم القرص الصلب باستخدام أكثر
من قرص صلب وبدون استخدام قرص صلب
ذو سعة كبيرة، تعمل هذه تقنية في حالة وجود
أكثر من قرص صلب واحد في الجهاز،وهي تقوم
بجمع السعات الموجودة في الأقراص الصلبة
وجعلها على أنها قرص صلب واحد وهو( Master )
، كما أن هناك 6 مستويات لهذه التقنية وهى
من المستوى 0 إلى المستوى 5 ،
المستوى 0 والمستوى 1 موجهتان
للمستخدم العادي، والمستويات الأخرى للأجهزة
الخادمة والمتخصصة ، ولا تتوفر هذه المقابس في
جميع اللوحات الأم ، وتكون على شكل مقبسين إضافيين
على نفس شكل مقبس IDE إلا أنهما يأخذان لونا واحدا.
مقبس SATA:
هي حروف ATA مضافا إليه حرف S للدلالة
على كلمة Serial والتي تعني تسلسلية أو متعاقبة
، على عكس تقنية ATA التي تستخدم
التزامن Parallel لذلك يمكننا أن نسمي
تقنية ATA بتقنية PATA أما تقنية SATA فتختلف
تماما عنها ، وبدأت هذه التقنية باسم SATA/150 للدلالة
على سرعة 150MB/s والتقنية
المرتقبة ستكون SATA300 ثم SATA600 والتي
ستكون بأداء عال جداً للأقراص الصلبة ، وكل منفذ
من هذه المنافذ تقبل جهازين في آن واحد ، حالها كحال
تقنية IDE ، كما تتميز هذه التقنية باستخدام
حزام كيبل أصغر بكثير من القديم ، كما تتميز
هذه التقنية بسهولة توصيلها لخارج الجهاز وتحويل
القرص الصلب الداخلي إلى خارجي ، ويمكن لهذه
التقنية التعامل مع كيبل بيانات بطول متر
أما تقنية ATAفنصف هذا الطول.
مقبس FDD المخصص لسواقة الأقراص المرنة:
لتوصيل كابل القرص المرن ويرمز
له ب FDD وتعنى Floppy Disk Drive، في
العادة يكون لونه اسود ويميز بكونه أصغر
من المقابس الأخرى ، ويبلغ عدد الإبر فيه 34 إبرة.
البيوس:
رمز BIOS هو اختصار
لجملة Basic Input Output System وهى
تعنى النظام الأساسي لدخول وخروج المعلومة،
هذا البرنامج مسئول عن أساسيات عمل
الحاسب و سيتم الحديث عنه بالتفصيل في المقالات القادمة.
منفذي USB2.0و IEEE 1394 :
منفذ USB2.0 هو اختصار
لجملة (Universal Serial Bus) ، وهو
يعتبر امتداد لــ USB1,1 ، ويعود الفضل لتطوير
USB2.0 إلى شركات
,
Hewlett-Packard, Intel, Lucent : Microsoft, NEC ,Philips فقد
استطاعت تطوير هذا المنفذ حتى وصل إلى 480 ميغابت بالثانية.
أما منفذ IEEE 1394 فهو ينقسم إلى نوعين،
النوع الأول وهو IEEE 1394a وتصل
سرعة نقل البيانات في هذا النوع 400 ميغابت في الثانية،
أما النوع الثاني
فهو IEEE 1394b وتصل سرعة نقل البيانات إلى 800 ميجابت بالثانية
، ومن المنتجات التي تستخدم هذا المنفذ
هو منتج Fire Wire الذي قامت بتطويره
شركة Apple ، كما أن هناك منتجات أخرى
تدعم هذا المنفذ مثل I. Link, Lynx:
يعتبر منفذا USB2.0 و IEEE 1394 منافذ
غالية السعر، لسرعتها الفائقة في نقل البيانات
كما أنها تدعم خاصيتي Plug-and-Play و hot plugging ،
وهيا يعني قدرتهما على تزويد الجهاز المركب بالطاقة دون
الحاجة لمصدر خارج الجهاز.
مقبس USB الداخلي:
لوحة المنافذ الخارجية لا يمكن أن تحوي أكثر
من منفذي USB ، بعض أطقم الرقاقات تدعم
ما مجموعه 8 منافذ USB ولذلك دعت الحاجة
إلى عمل هذه المقابس مباشرة على اللوحة الأم
بحيث يستطيع الفني إضافة هذه المنافذ متى كان
بحاجتها ، ويتم تركيب هذه المنافذ إما على
واجهة الهيكل أو في فتحات التوسعة في الجهة الخلفية من الهيكل .
لوحة الوصلات الخارجية:
المقابس الموجودة على لوحة الوصلات
الخارجية هي، مقبسي لوحة المفاتيح والفارة،
منفذ USB، مقبس Parallel للطابعة، مقبسي COM
وإذا كانت اللوحة الأم تحتوى على
ميزة الصوت فسيكون هناك مقبس ليد
التحكم بالألعاب (Joystick) و مقابس السماعات
والميكروفون وأحيانا تحوي منفذ الشبكة LAN.
مقابس التوصيل بالهيكل:
غالبا ما تكون صفين من الإبر ،
تنقسم إلى متحكمات في التشغيل
مثل إبرتي PWR أو PW اختصار
ا لكلمة Power وهي موصلة بزر التشغيل
الموجود على الهيكل ، وإبرتي RES اختصار
ا لكلمة Reset وهي مخصصة لعملية إعادة تشغيل
الجهاز في حالة الطوارئ وتعليق الجهاز
، أربعة إبر متتالية للسماعة الداخلية للجهاز
، وإبرتين لمؤشر نشاط القرص الصلب ،
وإبرتين أو ثلاث لمؤشر نشاط الجهاز ككل.
الجمبرر:
الجمبرر Jumper هو وسيلة لتجهيز بعض
إعدادات اللوحة الأم، هو عبارة عن قطعة
للوحة
و مكان تصنيعها و إمكانية ترقية المعالج
و زيادة عدد الرامات و معدل نقل البيانات .
من المعدن يتم توصيلها بين إبرتين لعمل دائرة
كهربائية لتشغيل أو إطفاء ميزة معينة.
DIP Switch:
وظيفته مثل وظيفة الجمبر ، إلا أنه
متوفر في اللوحات الحديثة
، وبخاصة لوحات ASUS ، ويتميز
بسهولة التعامل معه على عكس الجمبر
، وسهولة الوصول إليه ، وغالبا
ما يحوي الإعدادات الرئيسية للمعالج،
وبخاصة تردد الناقل الأمامي ،
ومعامل الضرب وأحيانا فرق الجهد الخاص بالمعالج.
مقبس الطاقة الكهربائية :
هو مقبس لتزويد اللوحة ككل بالكهرباء من نوع DC.
المكثفات:
وهي المسؤولة عن جودة الإشارة
الكهربائية التي تصل إلى المعالج.
أما عن الأمور الأساسية التي
يجب مراعاتها عند شراء
اللوحة الأم فهي الشركة المصنعة للوحة
و مكان تصنيعها و إمكانية ترقية المعالج
و زيادة عدد الرامات و معدل نقل البيانات
الأربعاء يوليو 14, 2010 10:29 pm
