.../... تابع عن اللوحة الام carte mere

منافذ الذاكرةMemory Slots
هناك ثلاثة أنواع من منافذ الذاكرة العشوائية المتزامنةDRAM هي :
SDRam Dimms وDDRDimms وRDRam Rimms وتختلف الأنواع الثلاثة في الحجم والفولتات وبالتالي لا تتوافق مع بعضها وتوجد منافذ الذاكرة باللوحة الأم في شكل مميز يوضح نوع الذاكرة التي يجب توصيله بها وتدعم اللوحة الأم واحدة أو أكثر من هذه التقنيات الخاصة بالذاكرة .
يوجد بأغلب اللوحات الأم منفذان أو ثلاثة أو أربعة من منافذ الذاكرة علي سطحها, إلا أن حجم الذاكرة التي تدعمها اللوحة الأم ترتبط بتصميم منافذ اللوحة الأم نفسها, فكلما زادت سرعات وقدرات منافذ الذاكرة باللوحة الأم زاد مقدار الذاكرة التي يمكن للوحة الأم تشغيلها .
منافذ التوسع Expansion Slots
تحتوي اللوحات الأمATX علي عدد من منافذ التوسع تستخدم لمضاعفة قدرات أجهزة الكمبيوتر. ومن أشهر بطاقات الامتداد بطاقة العرض Graphics Card وبطاقات الصوتSound Card وبطاقات الشبكةNetwork Card والمودم .
يتنوع التوسع والامتداد باللوحة الأم, ولكل منها قدراته وأشكاله المختلفة ومن أقدم أنواع منافذ التوسع منفذ ISA (Industry Standard Architecture) وهي المنافذ الأكبر حجما بين منافذ التوسع إذ يبلغ طولها حوالي 6 بوصة .
ويعتبر أشهر منافذ التوسع الحديثة منفذ PCI (Peripheral Component Interconnect) أو منفذ موصل المكونات الفرعية الذي يبلغ طوله 3.5 بوصة وهو أسرع بمعدل 8 مرات من منافذISA .. وتحتوي أغلب اللوحات الأم علي خمسة أو ستة منافذPCI .
أصبحت الألعاب ثلاثية الأبعاد 3D Games هي الأكثر استخداما بأجهزة الكمبيوتر وقد تستهلك كافة موارد منافذPCI إذا تم تشغيلها باستخدام بطاقات العرضGraphic Card التقليدية وفي هذا السياق طورت شركةIntel ما يعرف باسم بطاقاتAGP (Accelerated Graphics Port) والذي صمم بطريقة تجعله أسرع مرتين من منفذPCI ومنذ إصدار بطاقاتAGP ضاعفتIntel من سرعة بطاقاتAGP وذلك بتطوير AGP2x ( وهو أسرع أربعة مرات من منفذ PCI ) ثم طورت حديثا بطاقات AGP4x ( وهي أسرع 8 مرات من منفذ(PCI) ومن المنتظر أن تصدرIntel بطاقاتAGP8x مع نهاية العام الحالي .
وهناك بعض اللوحات الام التي تحتوي علي منافذAGP pro وهي امتداد لAGP يوفر هذا المنفذ طاقة 110 وات لبطاقات موائمة الأشكال الرسومية التي تحتاج لطاقة كهربية عالية. تحتاج بطاقةAGPpro لوحة أم مزودة بمنفذAGPpro إلا أن هذه المنافذ يمكنها أيضا تشغيل بطاقاتAGP 1x وAGP2x وAGP4x .
تحتاج كافة أجهزة الكمبيوتر لبطاقة واحدة العرض وهناك أجهزة تدعم تشغيل بطاقتين لتشغيل اكثر من وحدة عرض إلا أنه لا يوجد سوي منفذAGP واحد فقط بهذه اللوحات.
يمكن ان تحتوي بعض اللوحات الام علي منفذ صغير اسفل أو أعلي منافذPCI وAGP الرئيسية ووظيفة هذه المنافذ هي توفير إمكانيات إضافية للمودم أو الصوت أو الشبكات وتعرف هذه المنافذ باسمCommunication and Network Riser (CNR) أو محسن الاتصالات والتقنيات كما يمكن أن تعرف أيضا باسمAudio Modem Riser (AMR) أو محسن الصوت والمودم ويعتبر منفذ Advanced Communication Riser (ACR) أو محسن الاتصالات المتقدم هي احدث هذه المنافذ .
موصلات وحدات التشغيل Drive Connectors
تحتوي اللوحات الام القياسية علي ثلاثة موصلات لوحدات التشغيل الداخلية يتم فيها استخدام أسلاك مسطحة وعريضة ذات أطراف بلاستيكية. وهناك زوج من هذه الموصلات متماثلة ومتجاورة يسميان الموصل الأوليPrimary والثانويSecondary نسبة إلي قناتيATA/IDE التي تدعمها اغلب الشرائح.
تدعم كل قناةIDE وحدتي تشغيل IDE مثل الأقراص الصلبة ووحدات التشغيلCD DVD وRW, لذا فإن قناتيIDE تستطيع تشغيل أربعة وحدات تشغيل وتتحدد سرعة القناة علي حسب الوحدة المتصلة بها, مثلا : فإن القناة الأوليةPrimary Channel تستخدم لتشغيل الأقراص الصلبة في حين تستخدم القناة الثانوية Secondary Channel في تشغيل الوحدات الأبطأ مثل وحدات قراءة أقراص الليزر ويختص الموصل الثالث بوحدة قراءة الأقراص المرنةFloppy Drive وهناك بعض اللوحات الام تحتوي علي متحكمات إضافية مثلRaid) و(SCSI ).
القافزات والرؤوس Jumpers and Headers
ينتشر علي سطح اللوحة الام مجموعة من الإبر الرأسيةPins والتي تستخدم لتوصيلها بالمنافذ الخارجية أو موصلات الإشارات الضوئية أو تستخدم لتهيئة بعض الإعدادات الأخرى, يحتوي صندوق الوحدات بالكمبيوتر علي مفاتيح مسئولة عن إصدار إشارات ضوئية وسماعات مكبرة تتصل جميعها بمجموعة من الإبر أسفل اللوحة الأم وتتصل اللوحات الأمATX الحديثة بمفتاح للطاقةPower Button وذلك عن طريق زوج من الإبرPins بسطحها ويسمح ذلك المفتاح للوحة الأم بتشغيل أو إغلاق نفسها تلقائيا .
وهناك طريقة أخري تستخدم فيها الإبرPins لتهيئة الإعدادات , وذلك حين يتم تثبيت متحكم بلاستيكي يسمي القافزJumper بها وتقوم هذه المتحكمات بتوصيل الإبر كهربيا وإغلاق الدائرة. وعند إزالة المتحكمJumper أو توصيله بإبرة واحدة يتم فتح الدائرة. ويمكن تنفيذ أكثر الإعدادات التي تقوم بهاJumper باستخدام قوائم البايوس مما أدى إلي قلة وجود Jumpers باللوحات الام الحديثة .
تستخدم مجموعة من 8 إلي 10 ابر Pins للتوصيل لمنافذ خارجية إضافية وتعرف هذه الإبر باسم الرؤوس Headers وتحتوي أغلب اللوحات الام علي واحدة أو أثنين من هذه الرؤوس توفر كل منها منفذينUSB إضافيين ولاستخدام هذه المنافذ الإضافية ستحتاج موصل يحتوي علي طرف بلاستيكي وطرف آخر به موصلUSB .
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 .
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 .
المكونات الأخرى
يتبقى لنا أن نستعرض بعض المكونات الأخرى التي تدخل في تكوين اللوحة الأم وتتكامل مع غيرها من المكونات لتشغيل هذه المنظومة الهائلة :
تشمل هذه المكونات الأخري علي سبيل المثال شريحة البايوسBios Chip والبطاريةBattery التي تسمح للبايوس والمؤقت بتذكر إعدادات المستخدم .
تحتوي اللوحات الام ايضا علي عدد من المكثفاتCapacitors المتمركزة حول منفذ وحدة المعالجة المركزيةCPU Socket تساعد هذه المكثفات بالإضافة إلي مجموعة أخري من الموصلاتTransistors علي تنظيم الطاقة زيادة استقرار النظام وتوجد هذه الموصلات عادة بجوار منفذ المعالجProcessor Socket كما تحتوي اللوحات الام أيضا علي ما يسميled بسطحها وهي تساعد علي تهيئة النظام والتغلب علي المشكلات المختلفة. وتوضح LED وجود الطاقة في النظام في حين يوضح بعضها الآخر تشخيصات أكثر تعقيدا مثل تحديد المكونات المفقودة أو التالفة .
الشرائح Chipsets
تتحكم الشريحةChipset في الاتصالات التي تحدث باللوحة الام كما تحتوي الشريحة علي متحكمات مسئولة عن تشغيل الوحدات والمنافذ المختلفة, تدعم الشريحة نوعا واحدا فقط من المعالجات والذاكرة ويمكن أن تدعم تشغيل قرص واحد أو أكثر حيث ترتبط بالقدرة الكلية للوحة الأم والشرائح الموجودة عليها , مما يعني أنك لا تستطيع ترقيتها دون استبدال اللوحة الأم كاملة. فمثلا إذا كان لديك لوحة أم مصممة لتشغيل وحدة معالجة مركزيةIntel P4 فلن تستطيع استبدالها بوحدةAMD Athlon والعكس .
القسم الشماليNorth bridge والجنوبي Southbridge
تنقسم الشريحة نفسها إلي شريحتين ماديتين باللوحة الام أحدهما شماليةNorth bridge والأخرى جنوبيةSouthbridge . توجد اللوحة الشمالية بين المعالج والذاكرة باللوحة الام وتعني بالتوصيل فيما بينهما كما تتصل هذه الشريحة مباشرة ببطاقةAGP مما يسمح لبطاقات العرض graphics Cards بالعمل أسرع , وتتأثر هذه الشريحة بالحرارة تماما كالمعالج, لذا فإنها تحتوي علي مبردات صغيرة للحرارة لإبقائها باردة .
توجد الشريحة الجنوبية عادة بجوار منافذ الامتداد باللوحة الام وتعالج كافة عمليات الإدخالInput والإخراجOutput بالكمبيوتر مثل دعم القرص الصلب ووحدات تشغيل الأقراص المرنة والأقراص المدمجة ولا تحتاج هذه الشريحة إلي مبرد للهواء حيث أنها تظل باردة دائما.
الدعم والقدراتSupport and Capabilities
تتنوع الشرائحChipsets في دعمها وقدراتها حيث تصمم الشريحة الشماليةNorthbridge Chip لدعم نوع واحد من وحدات المعالجة المركزيةCPU مثل أجهزةP4 أوAthlon /Duron كما أنها تدعم أيضا نوعا واحدا من الذاكرة, مثلا تدعم الشريحة الشمالية الحديثة ذاكرة معدل البيانات المزدوجةDouble Data Rate (DDR) وبطاقات موائمة الأشكال الرسوميةAGP 4X , لذا تلزم قدرات الشريحة الشمالية بدعم تهيئات خاصة بالمعالج والذاكرة وبطاقات موائمة الأشكال الرسومية أما بالنسبة للشريحة الجنوبيةSouthbridge فإن إصداراتها الحديثة تدعم تشغيل أسرع الأقراص الصلبة ومتحكماتUSB .

الملحقات المدمجة Onboard Peripheral
تدعم اغلب اللوحات الأم تثبيت أجهزة إضافية غير الأجهزة المثبتة بشريحتها وهناك متحكمات إضافية للصوت والشبكات والقرص الصلب توفر علي المستخدم تثبيت بطاقات امتداد إضافية وتمتاز هذه المتحكمات بأنها مدمجةOnboard مما يتسبب في زيادة سعر اللوحة الام, وتكمن الميزة في الملحقات المدمجة في السعر والملائمة والحجم وذلك لأنها اقل سعرا من اللوحة الام الرئيسية المثبت بها بطاقات امتداد ملحقة كما أنها لا تشغل مساحة كبيرة بالجهاز .
أما فيما يتعلق بالأداء فليس هناك فارق ما بين متحكمات مدمجةOnboard وأخري موجودة ببطاقات امتداد .
الموصلات والمؤقتات Buses and Clocks
يعزي السبب الرئيسي في سرعة الكمبيوتر إلي المعالج حيث وصلت سرعات المعالجات الحديثة إلي أكثر من 2 جيجاهرتز أما الموصلاتBuses فهي المسئولة عن نقل البيانات من أحد أجزاء الكمبيوتر إلي جزء آخر. وتختلف أنواع الموصلات في الكمبيوتر ولكل منها سرعته الخاصة .
وإذا شبهنا اللوحة الأم بإحدى المدن فإن الموصلاتBuses تعمل بمثابة الطرق التي تربط أجزاء هذه المدينة ببعضها وتعمل هذه الطرق بحدود معينة للسرعة وعدد محدد من المسارات وكلما زادت السرعة زاد عدد السيارات (وهي في هذه الحالة البيانات) التي تمر في كل مرة. وبتطبيق هذا المثال علي الموصلاتBuses باللوحة الأم فإن حدود السرعة هي مؤقت الموصلBus Clock مقدرة بالميجاهرتز وعدد المسارات هي عرض الموصل مقدرة بالبتات وعلي ذلك يمكن حساب سرعة كل موصل بضرب مقدار المؤقتClock في عرض الموصلBus ويقدر الناتج بالبت / الثانية.
البايوس Bios
يرمز مصطلح Bios إلي Basic Input Output System أو نظام وحدة الإدخال والإخراج الرئيسية بالكمبيوتر وهو النظام المسئول عن بدء تشغيل الكمبيوتر حيث يقدم سلسلة تشخيصية يفحص بها وجود وحدة المعالجة المركزيةCPU والذاكرة والبطاقات الداخلية الرئيسية ثم تنشيطها .
فإذا اكتشف البايوس أي مشكلات بالبطاقات أو وحدة المعالجة المركزية أو نموذج الذاكرة فإنه يخبر مكبر الصوت بصندوق الوحدات لإصدار إشارة صوتية خاصة يعرض البايوس واجهة لمعدات الكمبيوتر الداخلية والخارجية كالمنافذPorts ولوحة المفاتيحKeyboard ومتحكمات الأقراص وبمجرد تشغيل نظام التشغيل ينتهي تحكم البايوس.
وبالنظر إلي الشكل المادي للبايوس نجد أنه عبارة عن شريحة تقليدية باللوحة الام يبلغ عرضها حوالي نصف بوصة وطولها حوالي بوصتين أما عن التركيب الداخلي للبايوس, فهو عبارة عن جزء صغير من الذاكرة يخزن به برنامج البايوس وإعدادات التهيئة الافتراضية.
يحتاج البايوس لمعرفة التهيئة الخاصة بجهازك مثل أنواع برامج التشغيل بالكمبيوتر ومن أي برنامج يقوم بالتشغيل منها وبأي ترتيب بالإضافة للأساسيات الأخرى كالتوقيت والتاريخ تخزن هذه التهيئات في قسم قابل لإعادة برمجته يسميComs اختصارا ل Comlementary Metal Oxide Semiconductor .
يستخدمComs ذاكرة وبطارية لحفظ إعدادات كل مستخدم عند تشغيل الجهاز وتمتاز البطارية بإمكانية استبدالها كما أنها في شكل بطارية الآلة الحاسبة (تقريبا في حجم العملة المعدنية) وتستخدم غالبية البطاريات تقنية الليثيوم ويفقد المؤقت الحقيقي بضع ثوان شهريا, مما يحتاج لإعادة تصحيحه من وقت لآخر.
سلسلة اختبارات بدء التشغيل Post Sequence
يعرف التسلسل التشخيصي الذي يقوم به البايوس في كل مرة لتشغيل الكمبيوتر باسم Power on Self Test (Post) أو اختبار بدء التشغيل يختص هذا الاختبار بفحص والتأكد من وجود بعض المكونات الضرورية بالجهاز قبل عرض أي معلومات عنها ويمر هذا الاختبار بمراحل عدة :
المرحلة الأولي :ويتم فيها عرض بعض المعلومات الرئيسية المختصرة علي الشاشة حول بطاقة العرض مثل نوعها ومقدار الذاكرة بها .
المرحلة الثانية :تظل بها الشاشة خالية لوهلة ثم يعرض الجهاز معلومات البايوس الرئيسية علي الشاشة مثل اسم الشركة المصنعة للبايوس ورقم إصدارته في اعلي الشاشة, أما في اسفل الشاشة فيتم عرض سلسلة من الرموز المستخدمة لتحديد نوع اللوحة الأم أو الشريحة الرئيسية .
المرحلة الثالثة :يتم فيها تعريف وحدة المعالجة المركزيةCPU ثم حجم الذاكرة المثبتة مقدرة بالكيلو بايت ثم تصدر إشارة صوتية.
المرحلة الرابعة :يتم فيها تعريف وحدات تشغيل الأقراص المتصلة بمتحكماتIDE باللوحة الأم ثم يتم فحص باقي متحكمات وحدات التشغيل بالترتيب وبعد انتهاء عملية فحص مكونات الجهاز, يخبر البايوس وحدة المعالجة المركزيةCPU لبدء نظام التشغيل من إحدى وحدات الأقراص (ويكون غالبا القرص الصلب) المحددة في Coms.
اللوحات الأم بين الحاضر والمستقبل
شهدت اللوحات الأم الخاصة بأجهزة الكمبيوتر المكتبية ظهور منافذ وموصلات جديدة علي مر الأعوام الماضية إلا أن تصميماتها ما تزال تعتمد علي تقنيات يرجع تاريخها إلي أكثر من 15 عاما .
ومن المتوقع أن تشهد صناعة اللوحات الأم طفرة هائلة خلال الأعوام القليلة القادمة مثلا, فإن أول المكونات القديمة التي سيشملها التطوير ميناءISA كما أن أيام واجهات تشغيلATA أصبحت معدودة أيضا, كما ستحل الواجهة الديجيتال المرئيةDigital Visual Interface (DVI) محل موصل وحدة العرض الأحاديAnalogue 15 Pin DSub أما التغيير بعيد المدي المتوقع حدوثه فيشمل التخلص النهائي من منافذ الامتداد الداخلية مما سيقضي علي محاولة المستخدم لفتح صندوق وحدة المعالجة المركزية ومن المتوقع أيضا استبدال وحدات التشغيل الداخلية بأخرى خارجية ذات واجهات سريعة التركيب والتشغيل .
وقد بدأت ثورة التطوير بالفعل بإنتاج جيل جديد من الشرائحChipsets تدعم أحدث تقنياتI/O كما سيتم إنتاج لوحات أم جديدة تتوافق مع منافذUSB2 والتي من المتوقع أن تصبح هي المنافذ القياسية مع نهاية العام الحالي كما ستنتشر الشبكات اللاسلكيةWireless Networking علي نطاق أوسع .
ستتطور أيضا واجهاتATA المتوازية الحالية لتستخدم في المستقبل القريب موصلات رفيعة سهلة التركيب وتعمل بفولتات أقل مما يلغي ما يعرف باسم الموصلات الرئيسيةMaster والتابعة Slave ومن فوائد استخدام موصلات رفيعة أنها ستحسن من عملية تدفق الهواء .
كما تم استخدام أول نماذج لذاكرةDDRII كما سيشمل التطوير أيضا ذاكرة Rambus وذلك بزيادة عرض نماذجRimm من 16 32 بت حتى تصل إلي 64 بت .
وسيتم قريبا إنتاج ما يعرف ب 3GIO أو الجيل الثالث من واجهةI/O والذي سيتيح تكاملية ومرونة شاملة وبناء متواليا سهل التركيب أفضل من ميناءPCI الحالي.
هذا بالإضافة للعديد والعديد من التطويرات الهائلة في صناعة اللوحة الأم والتي يمكن أن نتعرف عليها عند زيارة موقع [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
شكرا لإهتمامكم و اتمنى ان ينال الموضوع رضاكم .......... ابو طارق ...........