دور اللوحة الأم

غالب مستخدمي الحاسب عند شرائهم لجهاز جديد يقومون بالسؤال عن المعالج وحجم القرص الصلب والذاكرة. ولكن السؤال الذي قلما يطرح هو "ماهى اللوحة الأم ؟ مسمى اللوحة الأم له دلالة كبيرة على الدور والمسئولية الملقاة على عاتق هذه القطعة من العتاد. كل قطع الحاسب، بلا استثناء، تعتمد على اللوحة الأم لكي تعمل. فإذا كان المعالج هو العقل المدبر للحاسب، فان اللوحة الأم هي القلب النابض والذي يمد العقل وباقي أجزاء الحاسب بالدم اللازم لها لكي تعمل.

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 على مكونات الحاسب.



أجزاء اللوحة الأم:
اللوحة الأم تحتوى على أجزاء عديدة. منها :

LISTNUM 1) لوحة الدوائر المطبوعة:

وهى اللوحة التي تركب عليها جميع مكونات اللوحة الأم. تسمى باللغة الإنجليزية Printed Circuitry Board ويرمز لها ب PCB. تصنع 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 تضع فوقها طبقة أخرى تحتوى على مجموعة ثانية من الوصلات و هلم جرا.

اللوحة المطبوعة تأتى بأحجام مختلفة، اكثر نوع مستخدم الآن يعتمد على مواصفات ATX وهى تحدد حجم اللوحة والذي يجب أن يكون بارتفاع 305 مليمتر وبعرض لا يزيد عن 244 مليمتر. كما أن هذه المواصفات تحدد مواقع بعض المكونات على اللوحة الأم.

LISTNUM 2)شريحتي الجسر الشمالي والجسر الجنوبي :



أسماء غريبة لان الشمال والجنوب يتغير بحسب إدارتك لاتجاه اللوحة الأم. ولكن لسبب أو لأخر فان مصنعي اللوحات الأم قد اتفقوا على هذه التسميات. الجسر الشمالي هي الشريحة التي تكون قريبة من المعالج والذاكرة وشق AGP لكروت الشاشة. 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 ب FSB. الجدول التالي يبين سرعة الناقل الأمامي لبعض المعالجات الحالية:



المعالج

سرعة الناقل الأمامي


انتل بنتيوم3

100 – 133 ميغاهرتز


انتل سيليرون

66 – 100 ميغاهرتز


انتل بنتيوم4

400 ميغاهرتز


اى ام دى ديورون

200 ميغاهرتز


اى ام دى اثلون

200 – 266 ميغاهرتز


من خلال سرعة الناقل الأمامي، تقوم شريحة الجسر الشمالي بتحديد سرعة المعالج وسرعة ناقل كرت الشاشة AGP. هنا نرى أهمية هذه الشريحة بتحديد نوع المعالج الذي يمكن استخدامه على هذا الجهاز، سرعة المعالج تحدد بما يسمى "معامل الضرب" (Multiplier) وهو عبارة عن ناتج ضرب سرعة الناقل الأمامي بمعامل محدد. مثال على ذلك فان معالج بنتيوم 450 MHZ هو عبارة عن سرعة الناقل الأمامي والتي تعادل 100 MHz × 4,5 = 450 MHz\عملية الضرب هذه تقوم بها شريحة الجسر الشمالي و المعالج بنفس الوقت. لذا، إذا كانت الشريحة لا تدعم عامل ضرب 4.5 أو أنها لا تدعم سرعة ناقل أمامي 100 MHZ فانك لن تستطيع تشغيل معالج 450 MHZ على هذه اللوحة.كرت الشاشة AGP يعمل على سرعة ناقل أمامي محددة ب 66 MHZ. لتقليل سرعة الناقل الأمامي من سرعات 100 MHZ و 133 MHZ إلى هذه السرعة، فان شريحة الجسر الشمالي تقوم بعملية قسمة Divider تعادل 2/3 لسرعات 100 MHZ ومعامل ½ لسرعات 133 MHZ. مثالنا لمعالج بنتيوم 450 MHZ يمر بعملية قسمة تعادل 100 MHZ 2/3 = 66 MHZ (الكسور تقلل إلى 1 صحيح

الجسر الشمالي يحدد كذلك نوع الذاكرة التي يمكن استخدامها وحجمها. كما توجد هناك بعض الجسور الشمالية والتي تم دمج مشغل شاشة عليها مما يغنى عن استخدام كرت شاشة متخصص للقيام بهذه المهمة.

الجسر الجنوبي مسئول عن شقوق PCI و ISA التي تركب عليها كروت الإضافات مثل المودم وكرت الصوت وغيرها. وكذلك من مسئولياته التحكم بالأقراص الصلبة والمرنة والضوئية والتي تستخدم تقنية IDE. ومن الأمور المهمة التي تقوم بها هذه الشريحة هي التحكم بمداخل ومخارج المعلومات مثل لوحة المفاتيح والفارة.

من الأمور التي أضيفت مؤخرا للجسر الجنوبي التحكم بمداخل USB والتي يتم من خلالها توصيل الكثير من الأجهزة الخارجية مثل الطابعات والمودم والماسح الضوئي. وكذلك تم إضافة ميزة الصوت بحيث يمكن الاستغناء عن كرت صوت متخصص. هناك كذلك بعض الشركات التي أضافت كرت شبكة للجسر الجنوبي مما يغنى عن كرت متخصص إذا أردت عمل شبكة منزلية مكونه من اكثر من جهاز.

LISTNUM 3)البيوس: BIOS

رمز BIOS هو اختصار لجملة Basic Input Output System وهى تعنى النظام (البرنامج) الأساسي لدخول وخروج المعلومة. هذا البرنامج مسئول عن أساسيات عمل الحاسب. أمور مثل التحكم بشريحتي الجسر الشمالي والجنوبي والكروت التي تركب على الحاسب، يتم عملها من البيوس ومن ثم توصيلها لنظام التشغيل المستخدم على الحاسب مثل وندوز وغيره. برامج البيوس الحديثة تعطيك القدرة على التحكم بكل إعدادات الجهاز مثل سرعة المعالج والذاكرة و تواقيتهما وحتى القدرة على التحكم بقدرة الكهرباء التي تصل إلى المكونات. برنامج البيوس يتم تخزينه بشريحة تسمى ROM وهى اختصار لجملة Read Only Memory . مسمى الشريحة يدل على إنها من أنواع الذاكرة والتي تستطيع القراءة منها فقط. هذا الكلام كان صحيحا فيما سبق حيث انه للمحافظة على هذا البرنامج المهم من الضياع فانك لن تستطيع أن تكتب أي شئ على البرنامج. الوضع تغير ألان مع اللوحات الحديثة. ألان باستخدام برامج متخصصة بإمكانك أن تعمل ترقية لبرنامج البيوس وذلك لحل مشاكل في اللوحة الأم أو إضافة دعم لمعالج جديد. عند قيامك بعمل تعديلات على البيوس مثل تعريف قطعة جديدة من العتاد أو إعدادات سرعة الناقل الأمامي وحتى تغيير التاريخ والوقت، فان هذه الإعدادات يتم حفظها بشريحة تسمى CMOS وهى رمز للمسمى العلمي Complementary Metal Oxide Semiconductor. هذه الشريحة لا تستطيع تخزين معلومات بدون طاقة كهربائية. لذا فهي مربوطة ببطارية صغيرة مهمتها تزويد هذه الشريحة بالكهرباء بصورة مستمرة.

LISTNUM 4)شق المعالج :

شق المعالج هو الموقع الذي يركب به المعالج على اللوحة الأم, شق المعالج يختلف بحسب نوع المعالج المصممة له اللوحة.

لربما اشهر نوع ألان هو Socket وهو عبارة عن مربع من البلاستك يحتوى على فتحات صغيرة تدخل بها الإبر الخاصة بالمعالج. النوع المخصص لمعالجات انتل من نوع بنتيوم3 و سيليرون تستخدم Socket 370 أما معالجات AMD مثل اثلون و ديورون فانها تستخدم Socket 426 وتسمى كذلك Socket A. الأرقام الموجودة بجانب كلمة سوكت تعود لعدد الإبر الموجودة بالمعالج.الأنواع الأقدم من المعالجات تستخدم شق Slot وهو يختلف بشكله عن السوكت.





LISTNUM 5)مقاومات الطاقة

مقاومات الطاقة (Capacitors) هي المسئولة عن جودة الإشارة الصادرة من المعالج إلى باقي المكونات. هذه المقاومات تقاس قوتها ب اوم. أحجامها وعددها يختلف من لوحة أم إلى أخري. كلما زادت قوتها وكثر عددها كان انتقال الإشارة افضل وبالتالي يؤدى إلى أداء أسرع وقلة المشاكل التي قد تحصل.



LISTNUM 6)شق كرت الشاشة:

تقريبا جميع كروت الشاشة الحالية تستخدم تقنية AGP وهى اختصار لجملة Accelerated Graphics Port. وهى تميز عن باقي الشقوق بلونها البني.يوجد نوعان من شقوق AGP. النوع الأساسي ويسمى AGP فقط وهناك النوع المخصص لكروت المحترفين ويسمى AGP-Pro. يختلف النوع المخصص لكروت المحترفين بكونه اكبر حجما. الزيادة في الحجم سببها احتياج 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. السرعة الأساسية لشق AGP هي 33 ميغاهرتز وتستطيع نقل 132 ميغابايت فى الثانية. هذه التقنية تسمى AGP X1.التقنية الثانية تسمى AGP X2 وهى تعمل بضعف سرعة النوع الأول أي بسرعة 66 ميغاهرتز وتستطيع نقل 512 ميغابايت بالثانية. النوع الأخير هو AGP X4 ويعمل بسرعة 133 ميغاهرتز وينقل 1024 ميغابايت في الثانية.

LISTNUM 7)شقوق الذاكرة

تتميز بلونها الأسود ووجود قفلين باللون الأبيض على أجنابها. هذه الشقوق تختلف بحسب نوع الذاكرة المستخدمة. الدارج ألان هو 3 أنواع من الذواكر وهى SDRAM و DDR-SDRAM و RDRAM. طبعا أنواع الذاكرة غير متوافقة مع بعضها ولذا لا يمكن تركيب اكثر من نوع ولا يمكن تركيب نوع بشق مصمم لنوع أخر.
كل نوع من الذاكرة تعمل وفق ترددات مختلفة. ذاكرة SDRAM تعمل بترددات من 66 إلى 133 ميغاهرتز وذاكرة DDR-SDRAM تعمل بترددي 200 و 266 ميغاهرتز بينما ذاكرة RDRAM تعمل بترددات مختلفة أعلاها 800 ميغاهرتز.



LISTNUM 8) شقوق كروت PCI :

مز PCI هو اختصار لجملة Peripheral Component Interconnect. تتميز بلونها الأبيض وهى المخصصة لتركيب غالب كروت الحاسب مثل كرت الصوت وكرت الشبكة وغيرها.هذه الشقوق تعمل بقدرة 32 بت وتستطيع نقل 132 ميغابايت بالثانية. الكروت التي تركب على هذه الشقوق تتميز بكونها من نوع Plug & Play والتي تعنى أن الجهاز سيتعرف بشكل ألي على هذه الكروت بدون الحاجة إلى تعريفها من البيوس. يوجد اكثر من تقنية لشقوق PCI. أخرها و أحدثها هي rev. 2.2.

LISTNUM 9) شقوق ISA :

وهى تعنى Industry Standard Architecture. هي اقدم أنواع الشقوق المستخدمة وبطريقها للانقراض.تأتى بنوعين مختلفين بالشكل. الأقدم منهما يعمل بقدرة بت ويستطيع نقل 0.625 ميغابايت بالثانية والأحدث يعمل بقدرة 16 بت ويستطيع نقل 2 ميغابايت بالثانية، الكروت التي تركب على هذه الشقوق يجب تعريفها للجهاز من خلال إعدادات البيوس. كما ذكرنا سابقا فان هذه الكروت في طريقها للاختفاء.

LISTNUM 10)شقوق CNR:

وهى اختصار لجملة Communication Network Riser. وتتميز بلونها البني وحجمها الصغير. هي مصممة لبعض أنواع الكروت مثل كرت المودم وكرت الشبكة والتي تستمد كامل احتياجاتها التشغيلية من المعالج. للأسف لا توجد أي كروت من هذا النوع للمستخدم العادي وهى مخصصة للشركات التي تقوم بتجميع الأجهزة.

LISTNUM 11) شقوق AMR:

وهى تعنى Audio Modem Riser وهى مطابقة لشقوق CNR ولكنها مصممة لكروت الصوت.





LISTNUM 12) شقوق ACR:

Advanced Communication Riser وهى احدث الشقوق. فكرتها نفس AMR و CNR ولكنها تعمل مع جميع كروت الاتصال. هذا يتضمن المودم وكرت الشبكة، الشكل مقارب لشقوق PCI ولكنها بعكس الاتجاه. طبعا الكروت المتوافقة مع هذه الشقوق غير متوفرة للمستخدم العادي.

LISTNUM 13) الجمبرز:

الجمبرز Jumpers هي وسيلة لتجهيز بعض إعدادات اللوحة الأم. هي عبارة عن قطعة من المعدن يتم توصيلها بين إبرتين لعمل دائرة كهربائية لتشغيل أو إطفاء ميزة معينة.مثال على بعض الإعدادات التي يتم استخدام الجمبر لها هو معامل الضرب للمعالج و سرعة الناقل الأمامي.



LISTNUM 14) الدب سويتش DIP Switch

بالإنجليزي يسمى DIP Switch وهو يقوم بنفس عمل الجمبر. يتميز بسهولة التعامل معه حيث انه يحتوى على أزرار يمكن تشغيلها أو إطفائها بمجرد تحويلها إلى وضع ON أو OFF





LISTNUM 15)مقبس ضفيرة الكهرباء

وهو كما يدل عليه اسمه موقع الضفيرة الرئيسية للكهرباء.

جميع اللوحات الأم الحديثة تستخدم مقبس متوافق مع مواصفات ATX. هذه المواصفات جعلت توصيل اللوحة الأم بالكهرباء سهل جدا ولا يمكن الخطأ به حيث أن المقبس لن يركب إلا بطريقة واحدة فقط وهى الصحيحة.

LISTNUM 16) لوحة الوصلات الخارجية:

المقابس الموجودة على لوحة الوصلات الخارجية هي، مقبسى لوحة المفاتيح والفارة، مقبسى USB، مقبس Parallel للطابعة، مقبسى COM وإذا كانت اللوحة الأم تحتوى على ميزة الصوت فسيكون هناك مقبس ليد التحكم بالألعاب (Joystick) و مقابس السماعات والميكروفون، مواصفات ATX حددت كذلك موقع مقابس الوصلات الخارجية على اللوحة الأم. بينما مواصفات PC99 حددت لون مميز لكل وصلة

LISTNUM 17) شق كابل القرص المرن



هذا الشق هو لتوصيل كابل القرص المرن ويرمز له ب FDD وتعنى Floppy Disk Drive. في العادة يكون لونه اسود ويميز بكونه اصغر من الشقوق الأخرى. شقوق القرص الصلب ومشغلات الأقراص الضوئية:
بحسب نوع اللوحة الأم فإنها ستكون شقين إلى أربعة. هذه الشقوق تسمى IDE وتعنى Integrated Drive Electronics. اللوحات التي تحتوى على شقين لكونها هي الدارجة.مسمى IDE يرمز لنوع الشق وليس للتقنية المستخدمة لنقل المعلومة. التقنيات المستخدمة لنقل المعلومة تسمى ATA وهنا سأستخدم تفسير شركة IBM لهذا الرمز والذي يعنى Advanced Technology Attachment.التقنيات الحالية المستخدمة لنقل المعلومة باستخدام شقوق IDE هي 3 تقنيات. تسمى ATA33 و ATA66 و ATA100 وعما قريب سيتم إنتاج تقنية جديدة تسمى ATA133.الفرق بين هذه التقنيات هو بحجم المعلومة التي يمكن نقلها بنفس الوقت. سرعة نقل المعلومة تقاس بالميغابايت في الثانية ومن هنا نستطيع قياس قدرة كل تقنية بواسطة الرقم الموجود بجانب حروفها. ATA33 تعنى 33 ميغابايت بالثانية و ATA66 تعنى 66 ميغابايت بالثانية و هلم جرا.نرجع إلى الشقوق الموجودة على اللوحة الأم لنجدها مقسمة إلي شقين. الشق الأساسي ويسمى Primary IDE والشق الثانوي ويسمى Secondary IDE.الأقراص المربوطة بالشق الأساسي هي أول أقراص يتم التعرف عليها من قبل الحاسب. ولذا فان القرص الصلب الرئيسي للجهاز يجب أن يوصل على هذا الشق.يمكن توصيل جهازين بكل شق. يمكن أن يكونوا 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). مجموع الأجهزة التي يمكن تركيبها على شقين IDE هو 4 اجهزة، ولكن هذا لا يمنع من تركيب جهاز واحد فقط على الشق الأساسي.اللون الدارج لهذه الشقوق هو اللون الأسود للتي تعمل بتقنية ATA33 واللون الأزرق للتي تعمل بتقنيتي ATA66 و ATA100. ولكن هذه الألوان غير متفق عليها بين جميع الشركات المصنعة للوحات الأم فلذا يمكن أن تجد شق AT