اللوحة الام

اللوحة الأم motherboard

اللوحة الأم هي اللوحة الاليكترونية الأساسية في الكمبيوتر وهي التي تضم جميع أجزاء الكمبيوتر الأساسية التي لابد من تواجدها مجتمعة لتقول بان لديك  جهاز  كمبيوتر صالح  للعمل فعليا وهي تحوى جميع أماكن تركيب البطاقات المختلفة او الكروت الاليكترونية  المسؤلة عن التعامل مع البيانات أو ما يطلق عليها Expansion Slots وال System Buses

أو ما تعرف بقنوات  البيانات  و أيضا مكان  تركيب ال Processor او المعالج الذي يعتبر بمثابة عقل الكمبيوتر بالإضافة للذاكرة Memory Modules

ان لل Motherboard  له اشكال مختلفة و ايضا ما عليها من مكونات  قد يختلف من موديل الى الاخر حسب الشركة المصنعة

 وتعتبر اللوحة الام أهم مكونات الحاسب الشخصى على الإطلاق وقد جاء هذا الاسم لأنها تحتضن كالأم كل مكونات الحاسب مثل المعالج والذاكرة والبطاقات وأجهزة الإدخال والإخراج المختلفة فهى عبارة عن كارت كبير مكون من مجموعة الدوائر الالكترونية التى يتم تثبيت باقى وحدات الحاسب فيها داخل شقوق وفيها تتم عملية نقل البيانات بين المعالج و الذاكرة الالكترونية, ويجب ان تتوافق نوع اللوحة الرئيسية مع نوع المعالج ونوع الذاكرة الالكترونية ، كما يوجد بها كل المنافذ Slots التى يركب بها الكروت الالكترونية مثل كروت الشاشة و الصوت و المودم والماسح الضوئى وكروت الشبكات وهى أنواع ( AGP- CI – ISA- VLB- PCI ) ومنفذ المعالج Processor Socket وهو المنفذ الذى يثبت به المعالج على اللوحة، كما يوجد بها أماكن الاتصال بالوحدات PORTS وهى مجموعة المخارج التى تصل وحدات الحاسب الخارجية باللوحة الرئيسية مثل مخرج Parallel Port ومخرج USB والمخرج الذى يصل باللوحة بالكابل شبكة الحاسبات المحليةLAN كما توجد مخارج للسماعات وعصا الالعاب وكلما زاد عدد المخارج زادت المرونة فى التعامل مع الحاسب .

معظم اللوحات الرئيسية للحاسبات الآن يوجد بها مخرجان Ports اما Parallel port أوUSB port , وكلما زاد عدد المخارج زادت المرونة فى التعامل مع الحاسب. كما يوجد باللوحة مجموعة من الاسلاك Jumpers خاصة لكل Flash Bois -CMOS وتتصل الكابلات الداخلية للوحة ببعضها عن طريق قنوات تعرف بقنوات البيانات Data bus التى يتم من خلالها تبادل البيانات بين المعالج والذاكرة الالكترونية للحاسب وهى عده أنواع مثل Socket A 6310 وكل منها متخصص لنوع معين من المعالجات ولكل منها عدد من السنون Pins التى تصله بالمعالج

تعريف Mother board

سميت اللوحة الأم بهذا المسمى لأنها القطعة التي توصل إليها جميع القطع الأخرى في الحاسب , و مهمتها هي السماح و التنسيق لجميع الأجهزة بالتعاون و تناقل البيانات و توصيل المعلومات لمختلف أجزائها عبر الناقل المحلي.

واللوحة الأم هى الجزء الأكثر أهمية فى الحاسب ، وأهميته تكمن فى أنه الأساس ليكون الجهاز ككل خالى من المشاكل ، فاللوحة الأم هى القطعة التى توصل إليها جميع القطع الأخرى فى الحاسب .

واللوحة الأم هي القاعدة أو الأساس الذي يبنى عليه الحاسب ، دورها يكمن في ربط قطع الحاسب بعضها ببعض وتنظيم عملية الاتصال بينها، كذلك تقوم اللوحة الأم بعملية تعريف نظام التشغيل بمكونات الحاسب .

أنواع اللوحة الأم

تصنف أنواع اللوحة الأم  حسب شكلها وتصميمها وطريقة ترتيب القطع الرئيسية والمنافذ وهي تصنف إلى ثلاثة أنواع رئيسية :

1- AT motherboard

الوحة الأم من نوع AT يرجع تصميمها إلى شركة IBM  المعروفة ، وكانت هي الأكثر انتشارا من عام 1980 وحتى 1990. تحتوي هذه اللوحة على منافذ ISA  فقط . والأنواع الجديدة تحتوي على منافذ PCI الحديثة بالإضافة لـ ISA وأبعاد هذه اللوحة عي 12 x 13 انش ويوجد نوع آخر أصغر حجما 8.66 13 x انش يسمى (mini AT motherboard) ويحتوي عى عدد أقل من المنافذ لأنه اصغر حجما من النوع العادي

2-  ATX motherboard

اللوحات الأم من نوع ATX ظهرت في عام 1996 وهي أكثر الأنواع استخداما الآن وتصنف بأنها من النوع التجاري ، وتشبه في تصميمها لوحة mini AT ولكن باختلاف في زاويه الدوران بـ 90 درجة للمكونات مثل المعالج ، وهذا الدوران يوفر مساحة لأضافة كروت (adapter cards)  ومخارج الصوت والصورة وغيرها . ومن التغيرات الأخرى هي وجود عدد أقل من الكبلات (موصلات الطاقة) الداخلية في اللوحة بالإضافة إلى وجود مروحة عند مزود الطاقة الكهربائية (power supply) لتبريد المعالج واللوحة الأم ،ومن الأسباب الأخرى لانتشار هذا النوع هو كلفتها البسيطة للشركة المصنعة وحجمها الصغير نسبة للأنواع القديمة ،والـ ATX يدعم مخارج الـ ISA والـ PCI معا.... وكما في الـ AT فإنه يوجد تصميم مصغر أيضا للـ ATX يسمى mini ATX أبعاده 11.2 8.2 x

3- NLX motherboard  

اللوحات الأم من نوع NLX ظهرت في عام 1996 وتشبه لوحة الـ ِ

ATX

دور اللوحة الأم:

اللوحة الأم هي القاعدة أو الأساس الذي يبنى عليه الحاسب ، دورها يكمن في ربط قطع الحاسب بعضها ببعض وتنظيم عملية الاتصال بينها، كذلك تقوم اللوحة الأم بعملية تعريف نظام التشغيل بمكونات الحاسب.

أجزاء اللوحة الأم

 اللوحة الأم تحتوى على أجزاء عديدة ، هنا سوف اتكلم عن جميع الاجزاء ولكنى سأقوم بالتركيز على أهم هذه الأجزاء ، وسنرفق مع كل جزء الصورة التي تمثله ونبدأ ذلك بهذه الصورة الرسمية المبسطة التي تحوي مواضع أهم هذه القطع:

يجب أن نعرف أن أجزاء اللوحة الأم ترتبط بعضها ببعض بواسطة مسارات أو نواقل تسمى باص او BUS ، فالمعالج يرتبط بطقم الرقاقات بواسطة BUS والجسر الشمالي والجسر الجنوبي من طقم الرقاقات يرتبطان بناقل ، وهكذا..

اهمية جودة اللوحة الام بالنسية للحاسب ككل :

• تسمح بجمع هذه الأجزاء مع بعضها البعض وتبادل البيانات فى سبيل انجاز العمل المطلوب .
• تقوم بعمليات الإخراج والإدخال الاساسية ( القرص الصلب ، الطبعة ....) .
• اللوحة الأم تحدد نوع وسرعة المعالج ، الذاكرة العشوائية الذى يمكنك تركيبه فى الحاسب وبالتالى تحدد السرعة التى يعمل عليها جهازك .
• اللوحة الأم تحدد مدى قابلية جهازك لزيادة سرعته و قدراته فى المستقبل نوع المعالج ، مقدار و نوعية الذاكرة العشوائية ، عدد شقوق التوسعة..إلخ .
• اللوحة الأم تحدد نوعية الاجهزة الملحقة التى تستطيع تركيبها : مثلاً قد لا تحتوى لوحة أم على ناقل تسلسلى عام وهذا قد يحرمك من اضافة اجهزة توصل بواسطة هذا الناقل إلا بإضافة بطاقة خاصة لذلك .
• اللوحة الأم عليها طقم الرقاقات الذى يحدد الكثير من مميزات الحاسب بشكل عام : مثل سرعة الناقل المحلى وسرعة الذاكرة العشوائية ومميزات أخرى كثيرة .

جودة اللوحة الأم بحد ذاتها تؤثر فى سرعة جهازك ، فالجهاز المزود بلوحة أم ممتازة يكون أسرع من الجهاز الأخر ذو اللوحة الأم الرديئة حتى لو كانت المكونات الاخرى ( مثل الذاكرة العشوائية ، المعالج .....إلخ ) .

شكل وتركيبة اللوحة الأم

تباع اللوحة الأم مثلها مثل كل القطع الحاسب الاخرى داخل علبة ومعها كل القطع اللازمة لتركيبها فى الجهاز ، أن شكل و حجم اللوحة الأم يختلف اختلاف كبير من جهاز الى اخر ، فقد تجد بعض اللوحات الأم كبيرة وبعضها صغير كما تجد اختلاف فى اماكن وضع الكثير مثل رقاقة البيوس وغيرها ، كما نجد اختلاف كبير فى أداء اللوحات الأم بغض النظر عن شكلها أو حجمها ، أما الأجزاء الأساسية من اللوحة الأم فلا تختلف من جهاز إلى أخر كثيراً لذلك وجب علينا التعرف عليها لنتمكن من شراء اللوحة الأم المناسبة  ، وهذه صور للوحة الام ونرى الاختلاف بين كل صورة 

مكونات اللوحة الام ووظيفتها

شرح اللوحة الام كامل ومكوناتها

مكونات اللوحة الام من الداخل

اولاً: مقبس المعالج

وهو عبارة عن مربع بلاستيكي يحوى على ثقوب تناسب حجم وعدد وشكل ابر المعالج ولذلك فان لكل معالج مقبس خاص به ويمكن لأكثر من معالج من نفس الشركة المصنعة ان يشتركى بنفس المقبس

وهو الذى يوصل اللوحة الام بالمعالج ويسمح بالتالى للبيانات بالانتقال من و الى المعالج ، وله أنواع مختلفة تبعاً لنوع المعالج و يمكن للوحة الأم ان تحوى اكثر من معالج واحد

معلومات أكثر عن منفذ توصيل المعالج Processor Socket

تمتاز معالجات أجهزة الكمبيوتر المكتبية بصغر حجمها إلا أنها تتطلب مئات التوصيلات باللوحة الأم, يثبت المعالج في منتصف إطار بلاستيكي أكبر يشتمل علي المئات من فتحات التوصيل التي تثبت باللوحة الأم ويضم السطح العلوي للمعالج قطعة بلاستيكية عازلة أما السطح السفلي فيحتوي علي المئات من الإبرPins لتوصيله بالإطار البلاستيكي ثم باللوحة الأم, ويتم تزويد المعالج بمبرد للهواء للحفاظ عليه من الحرارة الزائدة كما بالشكل .

تثبت مبردات الهواء بالمعالج نفسه فيما عدا أنظمةPentium 4 حيث توصل مبردات الهواء في ثقوب خاصة بسطح اللوحة الأم , يمتاز المعالج بشكله المربع, كما يوجد متحكم بلاستيكيPlastic Lever بجوار المعالج وعند رفع المتحكم لأعلي يمكن إزالة المعالج من مكانه وعند خفضه لأسفل يمكن تثبيت المعالج وتعرف هذه المنافذ باسم (Zero Insertion Force ZIF) أو قوة التحكم في التثبيت.

يوجد بجوار منفذ المعالج موصل يزود المبرد بالطاقة الكهربية اللازمة ويعتبر مبرد 

الهواء من أهم الأجزاء باللوحة الأم, وبدونها يمكن أن يتعرض الجهاز للتلف .

يوجد بمنتصف منفذ وحدة المعالجة المركزيةCPU ترمومتر صغير لقياس حرارة الCPU وتوجد معلومات سرعة مبرد الهواء وترمومترCPU في إعدادات البايوس, مما يؤكد أهمية هذه الأجزاء والتي بدونها تتلف وحدات المعالجة المركزية بسهولة . 

هناك بعض اللوحات الأم يتم تصميمها لتلائم وحدتيCPU أو أكثر .

1- منفذSocket 370

هي أقدم أنواع المنافذSockets التي تدعم توصيل معالجات ذات 370 إبرةPin ومن هذه المعالجاتIntel Celeron وPentium III يعمل منفذSocket 370 القديم مع إصدارات PPGA (Plastic Pin Grid Array) أو مصفوفة شبكة الإبر البلاستيكية لمعالجات Celeron وهي متاحة فقط في سرعات تصل إلي 533 ميجاهرتز .

                              

2- منفذSocket A

تشمل كافة معالجات AMD Athlon و Duron الحالية إصدارات ذات 462 إبرة Pin وتعرف منافذ توصيلها باسمSocket A وصممت AMD معالجات Athlon XP لمواجهة مشكلات عدم التوافقية التي كانت تحدث مع اللوحات الأقدم, فإذا كنت ترغب في استخدام معالجAthlon XP ستحتاج لوحة أمSocket A لتشغيله .

أما اللوحات الأم التي تم تصميمها عقب إصدار معالجAthlon XP فإنها لا تتطلب سوي ترقية البايوس لتتوافق مع المعالج .

3- منافذ Sockets 423 &478

تم إصدار معالجاتPentium 4 بتصميم جديد يشتمل علي 423 إبرةPin ومع نهاية عام 2000, قامتIntel بتغيير تصميم أجهزةP4 إلي تصميم أصغر ولكنه يشتمل علي عدد إبر (بإجمالي 478 إبرة) .

ثانياً : مقبس توصيل الكهرباء

هو عبارة عن منفذ يحتوى على ثقوب ليستطيع الاتصال بكبل يتصل مع مزود الطاقة وذلك لتزويد اللوحة الام بالكهرباء اللازمة للعمل

الطاقة Power

من أهم وظائف اللوحة الأم تزويد وحدة المعالجة المركزيةCPU ووحدات التبريد والذاكرة والبطاقات بالطاقة الكهربية وتحصل اللوحة الأم علي هذه الطاقة من مزود الطاقة الرئيسيPower Supply وتعيد توزيعها علي المكونات المختلفة حسب الحاجة.

تضم اللوحات الامATX مزود طاقة خاصا بها يسميATX Power Supply وهو مزود بمبرد خاص يدفع الهواء للمكونات الأخرى كالمعالجات وبطاقات الامتداد وتحتوي مزودات الطاقةATX Power Supply علي عدد من موصلات الطاقة الداخلية التي تزود اللوحة الأم بالطاقة اللازمة لتوزيعها علي الشرائح والبطاقات المختلفة .

ثالثاً : النواقل

قلنا أن اللوحة الأم هي التي تجمع جميع أجزاء الحاسب معاً ، لذا فإن تركيبة اللوحة الأم ما هي إلا لوحة إلكترونية مطبوعة بها العديد من الوصلات المختلفة لتوصيل مختلف أجزاء الحاسب الأخرى بها ( مثل بطاقة الفيديو - بطاقة الصوت - الفأرة - لوحة المفاتيح ....الخ ) وباختلاف متطلبات هذه الأجهزة - مثلاً تطلب بعضها معدل نقل بيانات عالي والآخر لا يتطلب معدل عالي - يختلف طريقة توصيل الأجهزة المختلفة إلى اللوحة الأم ولكل طريقة مميزاتها .

وطبعاً 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 ) أنظر إلى الرسم حيث الخطوط الخضراء - وهي الناقل - تنقل البيانات بين المكونات المختلفة ( وما هو إلا مجموعة كبيرة من الأسلاك الدقيقة المتوضعة على اللوحة الأم والتي تسمح بنقل البيانات بين الأجزاء المختلفة مثل المعالج ، الذاكرة العشوائية ...الخ ، ولكل نوع من النواقل سرعة معينة وإمكانيات .

ويمكننا تقسيم الناقل إلى قسمين ، حسب الأجهزة التي يوصلها ببعضها :

1- ناقل النظام : وهو الذي ينقل البيانات بين المعالج والذاكرة العشوائية .

2- ناقل الإدخال والإخراج : وهو ينقل البيانات بين المعالج أو الذاكرة من وإلى أجهزة الإدخال والإخراج ومنها شقوق التوسعة والنواقل التسلسلية والمتوازية وأقراص التخزين .

السرعة	النوع
بطئ : يسمح بنقل 03 بت بتردد 8 ميجاهرتز	ISA
بطئ : يسمح بنقل 62 بت بتردد 8 ميجاهرتز	EISA
6 أو 62 بت	MCA
2 أو 36 بت	VL-bus
أسرع : يسمح بنقل 03 أو 32 بت بأي تردد من صفر إلى 66 ميجاهرتز	PCI
أحدث هذه النواقل	USB

يتكون أي ناقل سواء أكان ناقل نظام أو أي ناقل آخر إلى قسمين :

1- ناقل البيانات ( الذي ينقل البيانات من جزء إلى آخر كما قلنا )

2- ناقل العناوين

ناقل العناوين

إذا أراد المعالج مثلاً إرسال بيانات للذاكرة العشوائية عن طريق الناقل فكيف تعرف الذاكرة العشوائية أين يجب أن توضع هذه البيانات في الذاكرة ؟

لابد إذاً من إرسال العنوان في الذاكرة التي سوف توضع فيه هذه البيانات ، ولا يتم ذلك باستخدام الناقل نفسه الذي ينقل به البيانات بل يستخدم ناقل آخر يسمى ناقل العناوين address bus وهو ناقل موازي لناقل النظام .

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 وهذا الجدول يبين حجم ناقل العناوين في كل معالج وكمية الذاكرة العشوائية التي يستطيع المعالج دعمها :

الحد الأقصى للذاكرة العشوائية	عرض الناقل	المعالج
1 ميجابايت	20 بت	معالجات الجيل الأول
6 ميجابايت	24 بت	الجيل الثاني و 386SX
4 جيجابايت )لاحظ ليس ميجابايت )	32 بت	باقي معالجات الجيل الثالث ومعالجات الجيل الرابع والخامس
4 جيجابايت	36 بت	معالجات الجيل السادس

هل لاحظت كمية الذاكرة التي تستطيع المعالجات الحديثة دعمها ؟ عادة ناقل العناوين لا يسبب أي مشكلة لأن كمية الذاكرة العشوائية التي يدعمها أكثر بكثير مما تستطيع أن تركبه في حاسبك ، وهناك سبب آخر لا يجعلك تقلق من عرض ناقل العناوين وهو أن طقم الرقاقات عادة ما يحدد حد أقل من الذاكرة تستطيع دعمه ، فمثلاً المعالج بنتيوم يستطيع دعم 4 جيجابايت من الذاكرة العشوائية ولكن طقم الرقاقات لن يدعم غالباً أكثر من 500 ميجابايت من الذاكرة العشوائية .

ناقل النظام

الآن دعنا نتكلم قليلاً عن ناقل النظام الذي عرفناه سابق اً في هذه الصفحة ، 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 الثانية الواحدة يرسل عبره ، وتقاس بالميجاهرتز ( أي مليون مرة في الثانية ) ، فيما يصف عرض حزمة الناقل عدد البتات التي ينقلها في النبضة الواحدة .

حسناً .. والآن كم هو تردد الناقل في جهازي ؟ ....هذا السؤال ناقص لأنه لم يحدد نوع الناقل، فما هي ترددات هذه النواقل ؟

أولاً دعنا نتكلم عن تردد ناقل النظام ، وهو يعتمد على المعالج المستخدم وهو في الحاسبات الحديثة إما يكون 60 ، 66 ، 100 ميجاهيرتز وهناك أنظمة ب 133 وً يتوقع إصدار 200 ميجاهيرتز في المستقبل المنظور ... ولذلك ،

علاقة بالمعالج وهذه أمثلة

تردد ناقل ISA ميجاهرتز	تردد ناقل PCI ميجاهرتز	تردد ناقل النظام ميجاهرتز	نسبة تردد المعالج لناقل النظام عامل المضاعفة أو عامل الجداء	سرعة المعالج ميجاهرتز
8	33	66	2	133
8	30	60	2.5	150
8	25	50	3	150
8	33	66	2.5	166
8	33	66	3	200
8	33	66	3.5	233
8	33	66	4	266
8	33	100	4	400
8	33	100	5	500
8	33	100	5.5	550

سعة الناقل

سعة الناقل	نوع الناقل
حسب نوع المعالج في الأنظمة ذات المعالج بنتيوم فما أحدث يساوي 36 بت	ناقل النظام
23بت وينقل 132 ميجابايت فى الثانية وهناك نوع محسن منه يسمى 2.1Pct بعرض 64بت	PcI
6بت وينقل 8 ميجابايت في الثانية وهناك نوع محسن يسمى EISA وهو بعرض 32 بت	ISA
ناقل تسلسلي ينقل 0.2 ميجابايت في الثانية	USB
أو ما يسمى بال fire wire وهو حديث ولما يستعمل بعد وينقل 85 ميجابايت في الثانية	IEEE1394

رابعاً: شقوق الذاكرة العشوائية MEMORY slots

وهى عبارة عن شقوق طويلة الشكل تقع الى يمين مقبس المعالج وتقوم هذه الشقوق بحمل قطع الذاكرة العشوائية وتوصيلها وتختلف شكل هذه الشقوق باختلاف نوع الذاكرة فمثلاً الذاكرة من نوع SDRAM تتميز بوجود شقين الاول قريب من المنتصف والثانى قريب من الاخر وتتميز DDR- RAM بوجود شق واحد فى المنتصف .

كما يختلف عدد شقوق الذاكرة من اللوحة الام الى اخرى

خامساً: شقوق التوسعة ( expansion slots )

هى شقوق تقع فى القسم السفلى من اللوحة الام وهى فتحات تستخدم لوصل الكروت الثانوية بالحاسب لكى نصل إليه ككرت الشاشة وكرت المودم و كرت الصوت .....

وشقوق التوسعة هي التي تمكن الحاسب من زيادة إمكانياته وذلك بوصل أي نوع من بطاقات التوسعة بها ، ولابد أن تكون بطاقات التوسعة من نفس نوع شقوق التوسعة التي توصل بها ، أي إذا أردت توصيل بطاقة فيديو مثلاً من نوع PCI فيجب أن توصلها بشق توسعة من نوع PCI وهكذا

ويوجد اكثر من نوع لهذه الشقوق فمنها القديم والحديث والبطئ و السريع وسنذكر اهمها  و هى :

1- شق ISA :

وهو من الشقوق القديمة و البطيئة حيث يعمل بتردد 8 ميغا هرتز وبعرض 16 بت كما انه كبير جداً و ادائه منخفض .

2- شق PCI :

وهذا الشق سريع وعملى ، فهو يعمل بتردد 33 ميغا هرتز بعرض 32 بت ، كما يوجد شق PCI-X والذى يصل تردده الى 133 ميغا هرتز و بعرض 64 بت وهو مستخدم بلوحات الام الخاصة بالمخدمات .

3- شق AGP :

شق جديد أعلن عنه عام 1997 ، وذلك لدعم التطور الذى حصل فى كرت الشاشة حيث أن هذا الشق مختص بكروت الشاشة فقط ، والهدف من اصداره ان كروت الشاشة تحتاج لمعدل نقل بيانات سريع بينها وبين الاعضاء الاخرى اهمها المعالج وهناك سرعات لنقل ال AGP اولها

X 1 والذى يعمل بسرعة PCI مضاعفة ، أما الثانى  x2 والذى يعمل بسرعة تساوى تقريباً أربعة اضعاف سرعة PCI ، والثالث x4 الذى يعمل بسرعة تعادل 8 أضعاف سرعة PCI ، و X8 الذى يعمل 16 ضعف سرعة PCI فى نقل البيانات .

سادساً : طقم الرقاقات ( chipsets )

عبارة عن شريحتين مربعتين الشكل الاولى تقع فى الجزء الشمالى من اللوحة الام وتسمى north bridge (الجسر الشمالى) وتكون وظيفته كالتالى :

يعتبر من أهم مكونات اللوحة الام على الاطلاق فهو المسئول الاول عن تحديد عدد المعالجات ونوعها ، ونوع الذاكرة العشوائية التى يمكن استخدمها على منصة اللوحة الام ، كما انه يحدد ايضا عدد وأنواع الخدمات التى تتصل بأسفل الجسر الجنوبى

لا يحتاج الجسر الشمالى الى استخدام اى موارد من اللوحة الام فهو يحتوى على جدول الذاكرة الخاص به وجدول إدارة المدخلات والمخرجات I/O Management  و يستخدم بعض المبرمجين أو محترفي الألعاب الكمبيوترية وظيفة تسمى  Over clocking وهى تقوم بزيادة سرعة المعالج لتكسر بذلك الحاجز المصمم لها فى الاصل وهنا يأتى دور الجسر الشمالى الفعال فهو المسئول الأول عن هذه الوظيفة فيقوم بتحديد ترددات العمل ( Operate Frequency  ) للمعالج .

معظم هذه الوظائف تجعل من الجسر الشمالى ضحية سهلة لدرجات الحرارة و هذا هو السبب فى تزويد الجسور الشمالية بجزء علوى يمتص الحرارة Heat sink او حتى مروحة لتبريده

مستقبل الجسر الشمالى

يعتبر الجسر الشمالى مهدد بفقدان بعضاً من وظائفه الأساسية والتى تستعد شركات مثل Intel وAMD لتغير مكانها ، مثال على ذلك المعالج الجديد من شركة أنتل ويدعى Nephalem فسيتم تغير موجه الذاكرة Controller Memory و الذى يصل بين الذاكرة العشوائية والمعالج ليصبح موجوداً بدخل المعالج نفسه ، وبالفعل تم تغير الجسر الشمالى تماما تحت منصات معالجات إنتل ليصبح اسمه :

Intel Hub Architecture أو IHA واصبحت هذه الرقاقة تقوم بوظيفة الجسر الشمالى والجنوبي معاً وهى تختلف عن سابقتها من حيث التكنولوجي الحديثة .

الجسر الجنوبي

الجسر الجنوبي يعتبر موجه لعمليات الإدخال والإخراج I/O Controller Hub أو ICH  وعلى غرار السرعة الفعلية للجسر الشمالى لأنه بتعامل مع مكونات تتطلب السرعة فالجسر الجنوبي يتعامل مع المكونات الأبطى على اللوحة الأم مثل الكروت التى يتم استخدامها على اللوحة الأم مثل شقوق ال EISA و ISA وهى شقوق أقل سرعة من شقوق PCI .

يسمى جسراً لأنه يربط عدت مكونات فى اللوحة الام ببعضها ويعتبر موصلاً لها مع الجسر الشمالى والذى بدوره يتصل بالمعالج الرئيسى ، ويكون موضعه فى جنوب اللوحة الام لذلك يسمى الجسر الجنوبى

ما هى الأجزاء التى يربطها الجسر الجنوبى فى اللوحة الأم ؟

يقوم بربط المكونات الابطء باللوحة الام كما هو موضح بالشكل السابق جميع مدخلات الصوت وكروت ال PCI و مدخلات ال USB ومدخلات ال IDE SATA ومدخلات الLAN ويتصل بال BIOS

إذا يقوم الجسر الجنوب بجمع هذه المدخلات جميعاً و ايصالها للمعالج ليقوم بمعالجة البيانات المدخلة عن طريق هذه المكونات عن طريق اتصاله بالجسر الشمالى ، و طبعا العلاقة وثيقة بين الجسر الشمالى و الجسر الجنوبى .

سابعاً : شريحة البيوس BIOS

ال BIOS هو اختصار Basic Input Output System وهو الشريحة التى تحتوى على جميع التعليمات واللازمة لتشغيل اللوحة الام وغالباً ما تجد هذه التعليمات والبرامج على الذاكرة ROM وليست فى شريحة مستقلة وهو مسئولة عن الأتى :

1. إعداد المكونات المادية للعمل واختبارها
2. تحميل نظام التشغيل
3. إدارة و تشغيل المكونات المادية للجهاز
4. يساعد نظام التشغيل و البرامج الاخرى على تشغيل مكونات الجهاز من خلال تعامل نظام التشغيل و البرامج مع الاوامر الموجودة بداخله

يتم تنفيذ تعليمات BIOS باستخدام أمر يطلق عليه أمر القفز JUMP و هو الذى يتم تحميله من عنوان الذاكرة وعند تشغيل الجهاز يتوجه المعالج الى العنوان فيجد هذا الامر فيقوم بتنفيذه مما ينتج عنه تشغيل البرامج الموجوده فى BIOS

يعرف ال BIOS حاليا باسم الذاكرة EEPROM لأنه يمكن اعادة برمجتها أى شحنها بإصدارة جديدة من البرامج الخاصة بها مما يمكنها من التعامل مع المعدات الاحدث ويطلق على عملية اعادة البرمجة هذه كلمة Flashing ويقصد بها عملية اعادة الكتابة على BIOS

ملحوظه

جميع المكونات الموجودة على اللوحة الام يتم تثبيتها وفق لنوع شريحة ال BIOS و قدرة هذه الشريحة على تشغيلها ، لذا اذا ظهر لديك بعض المشاكل فى بعض الوحدات فمن المحتمل أن تكون شريحة ال BIOS هى سبب المشكلة بسبب عدم دعمها لهذا الجزء ، لذا يمكنك زيارة موقع الشركة المنتجة للوحة الام و ترى كذا شريحة ال BIOS وكذلك الوحدة التى بصدد تركيبها لمعرفة هل يتم دعمها على هذه اللوحة ام لا.

يوجد العديد من الشركات المنتجة لشريحة ال BIOS وكل شركة تقوم بانتاج اصدرارات مختلفة من هذه الشرائح و كل إصدارة جديدة تتميز بالعديد من الاوامر الجديدة  ودعمها للاجهزة الاحدث وتعتبر شركتى AMI  و AWARD من اشهر الشركات المنتجة لشرائح ال  BIOS ويكنك التعرف على نوع ورقم إصدارة الشريحة عند تشغيل الجهاز فأول سطرين يظهران فى أعلى الشاشة يظهر نوع الشريحة مثل البيانات التالية :

Award BIOS  V.6.0

Copyright 1984-2000 Award Software, Inc

وهذا يدل على أن شريحة الجهاز من انتاج شركة Award الاصدار 6 وتم إنتاجها عام 2000.

ثامناً : شريحة ال CMOS :

CMOS هى اختصار Complimentary Metal-Oxxide Semiconductor و يتم فيها تخزين المعلومات الخاصة بال BIOS انواع المشغلات حجم الذاكرة و بعض المكونات الأخرى و هنا يمكن القول بأن ال BIOS به بعض الخيارات التى يمكن ضبطها حسب مكونات الجهاز و ان قيم هذه الخيارات يتم تخرينها فى ال CMOS وال CMOS ليست شريحة مستقلة وانما هى جزء ايضاً من ال ROM .

حجم ذاكرة ال CMOS هو 64 كيلو بايت يتم استخدام بطارية صغيرة على اللوحة الام عبارة عن ترانزيستور من النوع Mosfet وهذه النوعية ليمكن ان تحتفظ بالبيانات بدون مصدر للجهد ولذا فان المشكلة هى ا ن ال BIOS لا يحتفظ البيانات التى تم تخزينها قد ترجع الى عيب البطارية والتى يجب استبدالها باخرى .

تاسعاً : شريحتي ITE و ال Winbond

سوف اتحدث عن هاتين القطعتين معا وهذا يرجع الى ان وظيفة هاتين القطعتين واحدة و طبعا لا توضع القطعتين معا على لوحة واحدة بمعنى انه يتم وضع واحدة منها فقط لان وظيفتهم واحدة كما ذكرت ولكن من انتاج شركتن مختلفين . انهم بمثابة المجس الحرارى وصحى فى نفس الوقت للنظام طبعا كهارد وير فهو يعتبر مجس حرارى للوحة الام و المعالج ومنظم لعدد دورات المروحة الخاصة بالمعالج ولأى مروحة داخل الجهاز تاخد جهدها من اللوحة الأم بمعنى انه يتحكم فى الجهود المستغلة لتشغيل مراوح التهوية جهدها من اللوحة لماذا ؟ لأنه يستطيع التحكم فى عدد دوراتها عن طريق الجهد اما بالنقصان فتقل عدد دورات المروحة واما بالزيادة فتزيد عدد دورات المروحة ولكى يتم استيعاب هذه النقطة بشكل جيد ترجمة وظيفة تلك القطعتين ستجده فى اعدادات ال Bios اذا كانت اللوحة الام الخاصة بك تحتوى على احد تلك القطعتين وهذا البند يسمى Hardware monitoring وتحته ستجد معلومات عن درجة حرارة المعالج الخاص بك و ايضا عدد دورات المروحة وستجد خيارات تمكنك من عمل Disable أوEnable  لل Temperature warning اى التحزير من زيادة درجة حرارة النظام والتى تظهر عند بدا تشغيل الجهاز فى حالة وجود مشكلة بدرجة الحرارة وستجد بيانات خيارات كثيرة تحت هذا المسمى المتحكم فى صحة الجهاز .

عاشراً : دائرة مولد النبضات

وهى دائرة تقوم بتوليد موجة تزامن Timing Signal تقوم هذه الموجة او النبضة بعمل ما يسمى تزامن للدوائر التى تعمل على اللوحة الام نظرا لاختلاف تردد كل دائرة عن الاخرى وتتولد هذه الاشارة على شكل موجة مربعة بسيطة او تعقيدا على حسب اللوحة الام مكونات دائرة التردد clock generator والكرستالة من الكوارتز وهى التى تقوم بوظيفته المذبذب الخاص بعملية توليد النبضة الاوليه ثم تدخل الاشارة فى مرحلة التكبير وبعد ذلك الى clock generator والذى بدوره يقوم بتكبير وتوزيع الإشارة التى تتحكم فى تردد كل من :

CPU

FSB

GPU

RAM

يتصل مولد النبضات بال South bridge فى بعض اللوحات الام و يتصل بال North Bridge فى الاخر من اللوحات على حسب تصميمها وهو يولد نوعين من النبضات لكى يعمل الجهاز هما :

System Clock Frequency

Reset Clock Signal

يتحكم المعالج فى مولد النبضات عن طريق ال Chipset control signal bus

لذلك عندما يريد مولد النبضات تغير التردد للنظام طبقا للاوامر الوارد له من المعالج  يقوم بعمل تنشيط ل Rest signal التى تقوم مباشرة بعمل تصفير لحظى للتردد وتوليد التردد الجديد الذى يعادل ما ارسله المعالج .

أحدى عشر :  دوائر الجهد

اولا: الملفات COILS او ملفات الكبح و المقصود بها كبح التيار الكهربى

 وهى نوعان :

الملفات ذات القلب الحديدى وشكله كمافى الصورة 

ملفات ذات قلب فيريت كما بالصورة

ثانياً : المكثفات

مكثفات الطاقة ( Capacitors ) هى المسئولة عن جودة الاشارة الكهربية التى تصل الى المعالج ، هذه الكثفات تقاس قوتها ب فاراد ، احجامها وعددها يختلف من لوحة ام الى اخرى ، كلما زادت قوتها وكثر عددها كان انتقال الاشارة افضل وبالتالى يؤدى الى اداء اسرع وقلة المشاكل التى قد تحصل ، وقد قامت بعض الشركات المصنعة بالاهتمام بمكثفات الطاقة عن طريق ابتكار طرق لتبريدها لضمان اداء افضل لها وهذه الشركات هى Abit وGigabyte

الموصلات والمنافذ Plugs and Ports

يوجد علي سطح اللوحات الأم الحديثةATX منافذ قياسية خارجيةPorts ومن أنواع المنافذPorts الموجودة باللوحة الأم القياسية منفذان (PS/2 أحدهما للماوس والآخر للوحة المفاتيح) ومنفذان متواليان Serial Ports 9 Pin ومنفذ متوازيParallel Port ومنفذانUSB كما يوجد باللوحة الأم أيضا توصيلاتPlugs لزيادة قدرات الشبكات وكفاءة الأشكال الرسومية

مكونات اللوحة الأم من الخارج

1- منافذ متوالية  Serial Ports :

 وتسمى COM1 و COM2 وهكذا وتستخدم لتوصيل الفارة Mouse وبعض الاجهزة المتوالية مثل الموديم الخارجى External Modem .

2- منافذ متوازية Parallel Ports :

 وتسمى LPT1 و LPT2 وهكذا وتستخدم فى العادة لتوصيل الطابعة Printer او الماسحة Scanner او ما شابه.

3- منافذ PS/2 :

وهى عبارة عن منفذان مخصصان لتوصيل الفارة و لوحة المفاتيح وهما متشابهان من حيث الشكل الا انهما مختلفان من حيث اللون فلون الاول اخضر وهو مخصص للماوس ولون الاخر بنفسجى وهو مخصص للوحة المفاتيح .

تعتبر منافذ ال PS/2 منافذ متوالية حديثة وبظهورها اصبحت الفارة توصل بها بدلا من توصيلها بالمنفذ COM1 و COM2 وايضا اصبحت لوحة المفاتيح توصل بها بدلا من المنفذ المخصص للوحة المفاتيح القديم .

4- منافذ USB :

وهى ايضاً منافذ متوالية وتسمى Universal Serial Bus اى المنفذ المتوالى العالمى وهى نتاج جهد العديد من الشركات معاً فى محاولة لانتاج منفذ قياسى عالمى يمكن استخدامه لتوصيل اى جهاز من الاجهزة الملحقة بالحاسوب وبالفعل بدات هذه الشركات وشركات اخرى فى تكييف ملحقات الحاسوب كى يمكن توصيلها بهذه المنافذ تم انتاج هذا النوع من النوافذ عام 1996 ويتراوح معدل نقل البيانات بواسطة هذا الناقل ما بين 100 الى 400 ميجا بايت/ ث وهو معدل يجعل من هذا النوع من المنافذ فى الطليعة ومن المتوقع ان توصل ملحقات الحاسب عن طريق هذا المنافذ .