سفير الحاره
11-09-2007, 09:05 PM
اللوحة الأم Motherboard
اللوحة الأم Mother Board تضم جميع مكونات الكمبيوترالأخرى سواء المعالج أو الكروت المختلفة أو الذاكرة وغيرها من مكونات الكمبيوترالهامة .. لكن ما هو الدور الذى تقوم به اللوحة الأم فى أداء الكمبيوتر؟ وكيف تربطوتنسق بين جميع هذه المكونات مع بعضها البعض ؟ . . هذا ما سوف نتعرف عليه فى هذهالمقالة .
تتكون اللوحات الأم في أجهزة الكمبيوتر المكتبية من لوحة دائرةكهربائية تحتوي علي منافذSlots وSockets وشرائح صغيرة , تثبت اللوحة الأم في صندوقالوحداتCase بالكمبيوتر وذلك بعد تثبيت المعدات والبطاقات والموصلات اللازمة بها .
تتنوع اللوحات الأمMotherboard في حجمها المادي وفقا لعدد المنافذوSockets والموصلات التي تشملها إلا أن اللوحات الأم القياسية يبلغ حجمها 9.5 * 12بوصة فهي بذلك اكبر قليلا من ورقA4 , تشترك اغلب اللوحات الأم في تصميم مكوناتهاوموصلاتها إذ لابد من تواجد منافذ التوسعExpansion Slots والمنافذ الخارجية فيالمكان والترتيب الملائم مع الحفاظ علي ترتيب الفجوات والثقوب في صناديق الوحداتبالكمبيوتر .
يعرف ترتيب المنافذSlots وSockets ومنافذ التوصيلPorts فياللوحات الأم الحديثة باسمATX ويلائم التصميم القياسيATX حجم اللوحة الأم حيث تثبتالمنافذ والموصلات والتي تثبت بها البطاقات واللوحات بمسامير في صندوق الوحدات كمابالشكل رقم (1).
هناك العديد من تصميماتاللوحة الأم الأخرى بخلافATX منهاMicroATX وFlexATX وهي تشمل عدد أقل في المنافذوأجهزة أكثر تقدما مما يسمح لها بالتثبيت في صناديق وحدات أصغر .
نعود مرةأخري إلي تصميم ATX الشهير, حيث تنقسم اللوحة الأم إلي قسمين يشمل أحدهما منافذالامتداد, في حين يشمل القسم الآخرSocket الخاص بالمعالج ومنافذ تثبيت الذاكرة, ويثبت بسطح اللوحة الأم مجموعة من الشرائح الصغيرة التي تتحكم في سريان البياناتبالكمبيوتر وأهم الشرائح الموجودة باللوحة الأم هي شرائحChipset وهي المسئولة عننقل البيانات من وإلي المعالج الرئيسي والذاكرة وبطاقات الامتداد بالإضافة لوجودأجهزة التشغيل الداخليةInternal Drivers والمنافذ الخارجية .
وفيما يلينقدم شرحا تفصيليا لمكونات وخصائص اللوحة الأم :
منفذ توصيل المعالج Processor Socket
تمتاز معالجات أجهزة الكمبيوتر المكتبية بصغر حجمهاإلا أنها تتطلب مئات التوصيلات باللوحة الأم, يثبت المعالج في منتصف إطار بلاستيكيأكبر يشتمل علي المئات من فتحات التوصيل التي تثبت باللوحة الأم ويضم السطح العلويللمعالج قطعة بلاستيكية عازلة أما السطح السفلي فيحتوي علي المئات من الإبرPins لتوصيله بالإطار البلاستيكي ثم باللوحة الأم, ويتم تزويد المعالج بمبرد للهواءللحفاظ عليه من الحرارة الزائدة كما بالشكل رقم (2) .
تثبت مبرداتالهواء بالمعالج نفسه فيما عدا أنظمةPentium 4 حيث توصل مبردات الهواء في ثقوب خاصةبسطح اللوحة الأم .
التصميم Layout
يمتاز المعالج بشكله المربع, كما يوجد متحكم بلاستيكيPlastic Lever بجوار المعالج وعند رفع المتحكم لأعلي يمكن إزالة المعالج من مكانه وعند خفضه لأسفليمكن تثبيت المعالج وتعرف هذه المنافذ باسم Zero Insertion Force (ZIF) أو قوةالتحكم في التثبيت كما بالشكل رقم (3) .
يوجد بجوار منفذ المعالج موصليزود المبرد بالطاقة الكهربية اللازمة ويعتبر مبرد الهواء من أهم الأجزاء باللوحةالأم, وبدونها يمكن أن يتعرض الجهاز للتلف .
يوجد بمنتصف منفذ وحدةالمعالجة المركزيةCPU ترمومتر صغير لقياس حرارة الCPU وتوجد معلومات سرعة مبردالهواء وترمومترCPU في إعدادات البايوس, مما يؤكد أهمية هذه الأجزاء والتي بدونهاتتلف وحدات المعالجة المركزية بسهولة .
هناك بعض اللوحات الأم يتمتصميمها لتلائم وحدتيCPU أو أكثر .
منفذSocket 370
هي أقدم أنواعالمنافذSockets 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 فيسرعات تصل إلي 533 ميجاهرتز .
منفذSocket A
تشمل كافةمعالجات AMD Athlon و Duron الحالية إصدارات ذات 462 إبرة Pin وتعرف منافذ توصيلهاباسمSocket A وصممت AMD معالجات Athlon XP لمواجهة مشكلات عدم التوافقية التي كانتتحدث مع اللوحات الأقدم, فإذا كنت ترغب في استخدام معالجAthlon XP ستحتاج لوحةأمSocket A لتشغيله .
أما اللوحات الأم التي تم تصميمها عقب إصدارمعالجAthlon XP فإنها لا تتطلب سوي ترقية البايوس لتتوافق مع المعالج .
منافذSockets 423 &478
تم إصدار معالجاتPentium 4 بتصميم جديد يشتمل علي 423 إبرةPin ومع نهاية عام 200, قامتIntel بتغيير تصميمأجهزةP4 إلي تصميم أصغر ولكنه يشتمل علي عدد إبر (بإجمالي 478 إبرة) .
منافذ الذاكرةMemory Slots
هناك ثلاثة أنواع من منافذالذاكرة العشوائية المتزامنةDRAM هي :
SDRam Dimms وDDRDimms وRDRam Rimms وتختلف الأنواع الثلاثة في الحجم والفولتات وبالتالي لا تتوافق مع بعضهاوتوجد منافذ الذاكرة باللوحة الأم في شكل مميز يوضح نوع الذاكرة التي يجب توصيلهبها وتدعم اللوحة الأم واحدة أو أكثر من هذه التقنيات الخاصة بالذاكرة .
يوجد بأغلب اللوحات الأم منفذان أو ثلاثة أو أربعة من منافذ الذاكرةعلي سطحها, إلا أن حجم الذاكرة التي تدعمها اللوحة الأم ترتبط بتصميم منافذ اللوحةالأم نفسها, فكلما زادت سرعات وقدرات منافذ الذاكرة باللوحة الأم زاد مقدار الذاكرةالتي يمكن للوحة الأم تشغيلها كما بالشكل رقم (4) .
منافذ التوسع Expansion Slots
تحتوي اللوحات الأمATX علي عدد من منافذ التوسع تستخدم لمضاعفة قدراتأجهزة الكمبيوتر. ومن أشهر بطاقات الامتداد بطاقة العرض Graphics Card وبطاقاتالصوتSound Card وبطاقات الشبكةNetwork Card والمودم كما بالشكل رقم (5) .
يتنوع التوسع والامتداد باللوحة الأم, ولكل منها قدراته وأشكالهالمختلفة 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 أسرعبمعدل 8 مرات من منافذISA .. وتحتوي أغلب اللوحات الأم علي خمسة أو ستة منافذPCI .
أصبحت الألعاب ثلاثية الأبعاد 3D Games هي الأكثر استخداما بأجهزةالكمبيوتر وقد تستهلك كافة موارد منافذPCI إذا تم تشغيلها باستخدام بطاقاتالعرضGraphic Card التقليدية وفي هذا السياق طورت شركةIntel ما يعرف باسم بطاقاتAGP (Accelerated Graphics Port) والذي صمم بطريقة تجعله أسرع مرتين من منفذPCI ومنذإصدار بطاقاتAGP ضاعفتIntel من سرعة بطاقاتAGP وذلك بتطوير AGP2x ( وهو أسرع أربعةمرات من منفذ PCI ) ثم طورت حديثا بطاقات AGP4x ( وهي أسرع 8 مرات من منفذ(PCI) ومنالمنتظر أن تصدرIntel بطاقاتAGP8x مع نهاية العام الحالي .
وهناك بعضاللوحات الام التي تحتوي علي منافذAGP pro وهي امتداد لAGP يوفر هذا المنفذ طاقة 110 وات لبطاقات موائمة الأشكال الرسومية التي تحتاج لطاقة كهربية عالية. تحتاجبطاقةAGPpro لوحة أم مزودة بمنفذAGPpro إلا أن هذه المنافذ يمكنها أيضا تشغيلبطاقاتAGP 1x وAGP2x وAGP4x .
تحتاج كافة أجهزة الكمبيوتر لبطاقة واحدةالعرض وهناك أجهزة تدعم تشغيل بطاقتين لتشغيل اكثر من وحدة عرض إلا أنه لا يوجد سويمنفذAGP واحد فقط بهذه اللوحات.
يمكن ان تحتوي بعض اللوحات الام عليمنفذ صغير اسفل أو أعلي منافذPCI وAGP الرئيسية ووظيفة هذه المنافذ هي توفيرإمكانيات إضافية للمودم أو الصوت أو الشبكات وتعرف هذه المنافذ باسمCommunication and Network Riser (CNR) أو محسن الاتصالات والتقنيات كما يمكن أن تعرف أيضاباسمAudio 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 التشغيلالداخلية يتم فيها استخدام أسلاك مسطحة وعريضة ذات أطراف بلاستيكية. وهناك زوج منهذه الموصلات متماثلة ومتجاورة يسميان الموصل الأوليPrimary والثانويSecondary نسبةإلي قناتيATA/IDE التي تدعمها اغلب الشرائح.
تدعم كل قناةIDE وحدتيتشغيل IDE مثل الأقراص الصلبة ووحدات التشغيلCD DVD وRW, لذا فإن قناتيIDE تستطيعتشغيل أربعة وحدات تشغيل وتتحدد سرعة القناة علي حسب الوحدة المتصلة بها, مثلا : فإن القناة الأوليةPrimary Channel تستخدم لتشغيل الأقراص الصلبة في حين تستخدمالقناة الثانوية Secondary Channel في تشغيل الوحدات الأبطأ مثل وحدات قراءة أقراصالليزر ويختص الموصل الثالث بوحدة قراءة الأقراص المرنةFloppy Drive وهناك بعضاللوحات الام تحتوي علي متحكمات إضافية مثلRaid) و(SCSI كما بالشكل رقم (6).
القافزات والرؤوس Jumpers and Headers
ينتشر علي سطح اللوحة الام مجموعة من الإبر الرأسيةPins والتيتستخدم لتوصيلها بالمنافذ الخارجية أو موصلات الإشارات الضوئية أو تستخدم لتهيئةبعض الإعدادات الأخرى, يحتوي صندوق الوحدات بالكمبيوتر علي مفاتيح مسئولة عن إصدارإشارات ضوئية وسماعات مكبرة تتصل جميعها بمجموعة من الإبر أسفل اللوحة الأم وتتصلاللوحات 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 حينيتم تثبيت متحكم بلاستيكي يسمي القافزJumper بها وتقوم هذه المتحكمات بتوصيل الإبركهربيا وإغلاق الدائرة. وعند إزالة المتحكمJumper أو توصيله بإبرة واحدة يتم فتحالدائرة. ويمكن تنفيذ أكثر الإعدادات التي تقوم بهاJumper باستخدام قوائم البايوسمما أدى إلي قلة وجود Jumpers باللوحات الام الحديثة كما بالشكل رقم (7).
تستخدم مجموعة من 8 إلي 10 ابر Pins للتوصيل لمنافذ خارجية إضافية وتعرف هذه الإبر باسم الرؤوس Headers وتحتوي أغلباللوحات الام علي واحدة أو أثنين من هذه الرؤوس توفر كل منها منفذينUSB إضافيينولاستخدام هذه المنافذ الإضافية ستحتاج موصل يحتوي علي طرف بلاستيكي وطرف آخر بهموصلUSB .
الموصلات والمنافذ Plugs and Ports
يوجد علي سطحاللوحات الأم الحديثةATX منافذ قياسية خارجيةPorts ومن أنواع المنافذPorts الموجودةباللوحة الأم القياسية منفذان (PS/2 أحدهما للماوس والآخر للوحة المفاتيح) ومنفذانمتواليان Serial Ports 9 Pin ومنفذ متوازيParallel Port ومنفذانUSB كما يوجدباللوحة الأم أيضا توصيلاتPlugs لزيادة قدرات الشبكات وكفاءة الأشكال الرسومية كمابالشكل رقم (8) .
الطاقة Power
منأهم وظائف اللوحة الأم تزويد وحدة المعالجة المركزيةCPU ووحدات التبريد والذاكرةوالبطاقات بالطاقة الكهربية وتحصل اللوحة الأم علي هذه الطاقة من مزود الطاقةالرئيسيPower Supply وتعيد توزيعها علي المكونات المختلفة حسبالحاجة.
تضم اللوحات الامATX مزود طاقة خاصا بها يسميATX Power Supply وهو مزود بمبرد خاص يدفع الهواء للمكونات الأخرى كالمعالجات وبطاقات الامتدادوتحتوي مزودات الطاقةATX Power Supply علي عدد من موصلات الطاقة الداخلية التي تزوداللوحة الأم بالطاقة اللازمة لتوزيعها علي الشرائح والبطاقات المختلفة .
المكونات الأخرى
يتبقى لنا أن نستعرض بعض المكونات الأخرىالتي تدخل في تكوين اللوحة الأم وتتكامل مع غيرها من المكونات لتشغيل هذه المنظومةالهائلة :
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 حولمنفذ وحدة المعالجة المركزيةCPU Socket تساعد هذه المكثفات بالإضافة إلي مجموعةأخري من الموصلاتTransistors علي تنظيم الطاقة زيادة استقرار النظام وتوجد هذهالموصلات عادة بجوار منفذ المعالجProcessor Socket كما تحتوي اللوحات الام أيضا عليما 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 مثلتحديد المكونات المفقودة أو التالفة كما بالشكل رقم (9) .
الشرائح Chipsets
تتحكم الشريحةChipset في الاتصالات التي تحدث باللوحة الام كماتحتوي الشريحة علي متحكمات مسئولة عن تشغيل الوحدات والمنافذ المختلفة, تدعمالشريحة نوعا واحدا فقط من المعالجات والذاكرة ويمكن أن تدعم تشغيل قرص واحد أوأكثر حيث ترتبط بالقدرة الكلية للوحة الأم والشرائح الموجودة عليها , مما يعني أنكلا تستطيع ترقيتها دون استبدال اللوحة الأم كاملة. فمثلا إذا كان لديك لوحة أممصممة لتشغيل وحدة معالجة مركزيةIntel P4 فلن تستطيع استبدالها بوحدةAMD Athlon والعكس .
القسم الشماليNorth bridge والجنوبي Southbridge
تنقسم الشريحة نفسها إلي شريحتين ماديتين باللوحة الامأحدهما شماليةNorth bridge والأخرى جنوبيةSouthbridge . توجد اللوحة الشمالية بينالمعالج والذاكرة باللوحة الام وتعني بالتوصيل فيما بينهما كما تتصل هذه الشريحةمباشرة ببطاقةAGP مما يسمح لبطاقات العرض graphics Cards بالعمل أسرع , وتتأثر هذهالشريحة بالحرارة تماما كالمعالج, لذا فإنها تحتوي علي مبردات صغيرة للحرارةلإبقائها باردة .
توجد الشريحة الجنوبية عادة بجوار منافذ الامتدادباللوحة الام وتعالج كافة عمليات الإدخالInput والإخراجOutput بالكمبيوتر مثل دعمالقرص الصلب ووحدات تشغيل الأقراص المرنة والأقراص المدمجة ولا تحتاج هذه الشريحةإلي مبرد للهواء حيث أنها تظل باردة دائما.
الدعم والقدراتSupport and Capabilities
تتنوع الشرائحChipsets في دعمها وقدراتها حيث تصممالشريحة الشماليةNorthbridge Chip لدعم نوع واحد من وحدات المعالجة المركزيةCPU مثلأجهزةP4 أوAthlon /Duron كما أنها تدعم أيضا نوعا واحدا من الذاكرة, مثلا تدعمالشريحة الشمالية الحديثة ذاكرة معدل البيانات المزدوجةDouble Data Rate (DDR) وبطاقات موائمة الأشكال الرسوميةAGP 4X , لذا تلزم قدرات الشريحة الشمالية بدعمتهيئات خاصة بالمعالج والذاكرة وبطاقات موائمة الأشكال الرسومية أما بالنسبةللشريحة الجنوبيةSouthbridge فإن إصداراتها الحديثة تدعم تشغيل أسرع الأقراص الصلبةومتحكماتUSB .
الملحقات المدمجة Onboard Peripheral
تدعماغلب اللوحات الأم تثبيت أجهزة إضافية غير الأجهزة المثبتة بشريحتها وهناك متحكماتإضافية للصوت والشبكات والقرص الصلب توفر علي المستخدم تثبيت بطاقات امتداد إضافيةوتمتاز هذه المتحكمات بأنها مدمجةOnboard مما يتسبب في زيادة سعر اللوحة الام, وتكمن الميزة في الملحقات المدمجة في السعر والملائمة والحجم وذلك لأنها اقل سعرامن اللوحة الام الرئيسية المثبت بها بطاقات امتداد ملحقة كما أنها لا تشغل مساحةكبيرة بالجهاز .
أما فيما يتعلق بالأداء فليس هناك فارق ما بين متحكماتمدمجةOnboard وأخري موجودة ببطاقات امتداد .
الموصلات والمؤقتات Buses and Clocks
يعزي السبب الرئيسي في سرعة الكمبيوتر إلي المعالج حيث وصلتسرعات المعالجات الحديثة إلي أكثر من 2 جيجاهرتز أما الموصلاتBuses فهي المسئولة عننقل البيانات من أحد أجزاء الكمبيوتر إلي جزء آخر. وتختلف أنواع الموصلات فيالكمبيوتر ولكل منها سرعته الخاصة .
وإذا شبهنا اللوحة الأم بإحدى المدنفإن الموصلاتBuses تعمل بمثابة الطرق التي تربط أجزاء هذه المدينة ببعضها وتعمل هذهالطرق بحدود معينة للسرعة وعدد محدد من المسارات وكلما زادت السرعة زاد عددالسيارات (وهي في هذه الحالة البيانات) التي تمر في كل مرة. وبتطبيق هذا المثال عليالموصلاتBuses باللوحة الأم فإن حدود السرعة هي مؤقت الموصلBus Clock مقدرةبالميجاهرتز وعدد المسارات هي عرض الموصل مقدرة بالبتات وعلي ذلك يمكن حساب سرعة كلموصل 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 الرئيسيةبالكمبيوتر وهو النظام المسئول عن بدء تشغيل الكمبيوتر حيث يقدم سلسلة تشخيصية يفحصبها وجود وحدة المعالجة المركزيةCPU والذاكرة والبطاقات الداخلية الرئيسية ثمتنشيطها شكل (10) .
فإذا اكتشف البايوس أي مشكلات بالبطاقات أو وحدةالمعالجة المركزية أو نموذج الذاكرة فإنه يخبر مكبر الصوت بصندوق الوحدات لإصدارإشارة صوتية خاصة يعرض البايوس واجهة لمعدات الكمبيوتر الداخلية والخارجيةكالمنافذPorts ولوحة المفاتيحKeyboard ومتحكمات الأقراص وبمجرد تشغيل نظام التشغيلينتهي تحكم البايوس.
وبالنظر إلي الشكل المادي للبايوس نجد أنه عبارة عنشريحة تقليدية باللوحة الام يبلغ عرضها حوالي نصف بوصة وطولها حوالي بوصتين أما عنالتركيب الداخلي للبايوس, فهو عبارة عن جزء صغير من الذاكرة يخزن به برنامج البايوسوإعدادات التهيئة الافتراضية.
يحتاج البايوس لمعرفة التهيئة الخاصةبجهازك مثل أنواع برامج التشغيل بالكمبيوتر ومن أي برنامج يقوم بالتشغيل منها وبأيترتيب بالإضافة للأساسيات الأخرى كالتوقيت والتاريخ تخزن هذه التهيئات في قسم قابللإعادة برمجته يسميComs اختصارا ل Comlementary Metal Oxide Semiconductor .
يستخدمComs ذاكرة وبطارية لحفظ إعدادات كل مستخدم عند تشغيل الجهازوتمتاز البطارية بإمكانية استبدالها كما أنها في شكل بطارية الآلة الحاسبة (تقريبافي حجم العملة المعدنية) وتستخدم غالبية البطاريات تقنية الليثيوم ويفقد المؤقتالحقيقي بضع ثوان شهريا, مما يحتاج لإعادة تصحيحه من وقت لآخر.
سلسلةاختبارات بدء التشغيل Post Sequence
يعرف التسلسل التشخيصي الذي يقوم بهالبايوس في كل مرة لتشغيل الكمبيوتر باسم Power on Self Test (Post) أو اختبار بدءالتشغيل يختص هذا الاختبار بفحص والتأكد من وجود بعض المكونات الضرورية بالجهاز قبلعرض أي معلومات عنها ويمر هذا الاختبار بمراحل عدة :
المرحلةالأولي
ويتم فيها عرض بعض المعلومات الرئيسية المختصرة علي الشاشة حولبطاقة العرض مثل نوعها ومقدار الذاكرة بها .
المرحلةالثانية
تظل بها الشاشة خالية لوهلة ثم يعرض الجهاز معلومات البايوسالرئيسية 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 أوالشريحة الرئيسية .
المرحلة الثالثة
يتم فيها تعريف وحدةالمعالجة المركزيةCPU ثم حجم الذاكرة المثبتة مقدرة بالكيلو بايت ثم تصدر إشارةصوتية.
المرحلة الرابعة
يتم فيها تعريف وحدات تشغيل الأقراصالمتصلة بمتحكماتIDE باللوحة الأم ثم يتم فحص باقي متحكمات وحدات التشغيل بالترتيبوبعد انتهاء عملية فحص مكونات الجهاز, يخبر البايوس وحدة المعالجة المركزيةCPU لبدءنظام التشغيل من إحدى وحدات الأقراص (ويكون غالبا القرص الصلب) المحددة في Coms.
اللوحات الأم بين الحاضر والمستقبل
شهدت اللوحات الأمالخاصة بأجهزة الكمبيوتر المكتبية ظهور منافذ وموصلات جديدة علي مر الأعوام الماضيةإلا أن تصميماتها ما تزال تعتمد علي تقنيات يرجع تاريخها إلي أكثر من 15 عاما .
ومن المتوقع أن تشهد صناعة اللوحات الأمطفرة هائلة خلال الأعوام القليلة القادمة مثلا, فإن أول المكونات القديمة التيسيشملها التطوير ميناءISA كما أن أيام واجهات تشغيلATA أصبحت معدودة أيضا, كما ستحلالواجهة الديجيتال المرئيةDigital Visual Interface (DVI) محل موصل وحدة العرضالأحاديAnalogue 15 Pin DSub أما التغيير بعيد المدي المتوقع حدوثه فيشمل التخلصالنهائي من منافذ الامتداد الداخلية مما سيقضي علي محاولة المستخدم لفتح صندوق وحدةالمعالجة المركزية ومن المتوقع أيضا استبدال وحدات التشغيل الداخلية بأخرى خارجيةذات واجهات سريعة التركيب والتشغيل .
وقد بدأت ثورة التطوير بالفعل بإنتاججيل جديد من الشرائحChipsets تدعم أحدث تقنياتI/O كما سيتم إنتاج لوحات أم جديدةتتوافق مع منافذUSB2 والتي من المتوقع أن تصبح هي المنافذ القياسية مع نهاية العامالحالي كما ستنتشر الشبكات اللاسلكيةWireless Networking علي نطاق أوسع .
ستتطور أيضا واجهاتATA المتوازية الحالية لتستخدم في المستقبل القريبموصلات رفيعة سهلة التركيب وتعمل بفولتات أقل مما يلغي ما يعرف باسم الموصلاتالرئيسيةMaster والتابعة Slave ومن فوائد استخدام موصلات رفيعة أنها ستحسن من عمليةتدفق الهواء .
ومن المتوقع مع نهاية العام الحالي استخدام أول نماذجلذاكرةDDRII كما سيشمل التطوير أيضا ذاكرة Rambus وذلك بزيادة عرض نماذجRimm من 16 32 بت حتى تصل إلي 64 بت في عام 2005 .
ونتوقع أيضا مع نهاية العامالحالي 2002 أن تصدر شركةIntel إصدارا جديدا من معالجاتPentium 4 بميناء 533ميجاهيرتز يتوافق تماما مع سرعات الذاكرة الفائقة الحديثة.
وسيتم قريباإنتاج ما يعرف ب 3GIO أو الجيل الثالث من واجهةI/O والذي سيتيح تكاملية ومرونةشاملة وبناء متواليا سهل التركيب أفضل من ميناءPCI الحالي.
هذا بالإضافةللعديد والعديد من التطويرات الهائلة في صناعة اللوحة الأم والتي يمكن أن نتعرفعليها عند زيارة موقع
[Link nur für registrierte Benutzer sichtbar]
المصدر :
[Link nur für registrierte Benutzer sichtbar]
اللوحة الأم Mother Board تضم جميع مكونات الكمبيوترالأخرى سواء المعالج أو الكروت المختلفة أو الذاكرة وغيرها من مكونات الكمبيوترالهامة .. لكن ما هو الدور الذى تقوم به اللوحة الأم فى أداء الكمبيوتر؟ وكيف تربطوتنسق بين جميع هذه المكونات مع بعضها البعض ؟ . . هذا ما سوف نتعرف عليه فى هذهالمقالة .
تتكون اللوحات الأم في أجهزة الكمبيوتر المكتبية من لوحة دائرةكهربائية تحتوي علي منافذSlots وSockets وشرائح صغيرة , تثبت اللوحة الأم في صندوقالوحداتCase بالكمبيوتر وذلك بعد تثبيت المعدات والبطاقات والموصلات اللازمة بها .
تتنوع اللوحات الأمMotherboard في حجمها المادي وفقا لعدد المنافذوSockets والموصلات التي تشملها إلا أن اللوحات الأم القياسية يبلغ حجمها 9.5 * 12بوصة فهي بذلك اكبر قليلا من ورقA4 , تشترك اغلب اللوحات الأم في تصميم مكوناتهاوموصلاتها إذ لابد من تواجد منافذ التوسعExpansion Slots والمنافذ الخارجية فيالمكان والترتيب الملائم مع الحفاظ علي ترتيب الفجوات والثقوب في صناديق الوحداتبالكمبيوتر .
يعرف ترتيب المنافذSlots وSockets ومنافذ التوصيلPorts فياللوحات الأم الحديثة باسمATX ويلائم التصميم القياسيATX حجم اللوحة الأم حيث تثبتالمنافذ والموصلات والتي تثبت بها البطاقات واللوحات بمسامير في صندوق الوحدات كمابالشكل رقم (1).
هناك العديد من تصميماتاللوحة الأم الأخرى بخلافATX منهاMicroATX وFlexATX وهي تشمل عدد أقل في المنافذوأجهزة أكثر تقدما مما يسمح لها بالتثبيت في صناديق وحدات أصغر .
نعود مرةأخري إلي تصميم ATX الشهير, حيث تنقسم اللوحة الأم إلي قسمين يشمل أحدهما منافذالامتداد, في حين يشمل القسم الآخرSocket الخاص بالمعالج ومنافذ تثبيت الذاكرة, ويثبت بسطح اللوحة الأم مجموعة من الشرائح الصغيرة التي تتحكم في سريان البياناتبالكمبيوتر وأهم الشرائح الموجودة باللوحة الأم هي شرائحChipset وهي المسئولة عننقل البيانات من وإلي المعالج الرئيسي والذاكرة وبطاقات الامتداد بالإضافة لوجودأجهزة التشغيل الداخليةInternal Drivers والمنافذ الخارجية .
وفيما يلينقدم شرحا تفصيليا لمكونات وخصائص اللوحة الأم :
منفذ توصيل المعالج Processor Socket
تمتاز معالجات أجهزة الكمبيوتر المكتبية بصغر حجمهاإلا أنها تتطلب مئات التوصيلات باللوحة الأم, يثبت المعالج في منتصف إطار بلاستيكيأكبر يشتمل علي المئات من فتحات التوصيل التي تثبت باللوحة الأم ويضم السطح العلويللمعالج قطعة بلاستيكية عازلة أما السطح السفلي فيحتوي علي المئات من الإبرPins لتوصيله بالإطار البلاستيكي ثم باللوحة الأم, ويتم تزويد المعالج بمبرد للهواءللحفاظ عليه من الحرارة الزائدة كما بالشكل رقم (2) .
تثبت مبرداتالهواء بالمعالج نفسه فيما عدا أنظمةPentium 4 حيث توصل مبردات الهواء في ثقوب خاصةبسطح اللوحة الأم .
التصميم Layout
يمتاز المعالج بشكله المربع, كما يوجد متحكم بلاستيكيPlastic Lever بجوار المعالج وعند رفع المتحكم لأعلي يمكن إزالة المعالج من مكانه وعند خفضه لأسفليمكن تثبيت المعالج وتعرف هذه المنافذ باسم Zero Insertion Force (ZIF) أو قوةالتحكم في التثبيت كما بالشكل رقم (3) .
يوجد بجوار منفذ المعالج موصليزود المبرد بالطاقة الكهربية اللازمة ويعتبر مبرد الهواء من أهم الأجزاء باللوحةالأم, وبدونها يمكن أن يتعرض الجهاز للتلف .
يوجد بمنتصف منفذ وحدةالمعالجة المركزيةCPU ترمومتر صغير لقياس حرارة الCPU وتوجد معلومات سرعة مبردالهواء وترمومترCPU في إعدادات البايوس, مما يؤكد أهمية هذه الأجزاء والتي بدونهاتتلف وحدات المعالجة المركزية بسهولة .
هناك بعض اللوحات الأم يتمتصميمها لتلائم وحدتيCPU أو أكثر .
منفذSocket 370
هي أقدم أنواعالمنافذSockets 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 فيسرعات تصل إلي 533 ميجاهرتز .
منفذSocket A
تشمل كافةمعالجات AMD Athlon و Duron الحالية إصدارات ذات 462 إبرة Pin وتعرف منافذ توصيلهاباسمSocket A وصممت AMD معالجات Athlon XP لمواجهة مشكلات عدم التوافقية التي كانتتحدث مع اللوحات الأقدم, فإذا كنت ترغب في استخدام معالجAthlon XP ستحتاج لوحةأمSocket A لتشغيله .
أما اللوحات الأم التي تم تصميمها عقب إصدارمعالجAthlon XP فإنها لا تتطلب سوي ترقية البايوس لتتوافق مع المعالج .
منافذSockets 423 &478
تم إصدار معالجاتPentium 4 بتصميم جديد يشتمل علي 423 إبرةPin ومع نهاية عام 200, قامتIntel بتغيير تصميمأجهزةP4 إلي تصميم أصغر ولكنه يشتمل علي عدد إبر (بإجمالي 478 إبرة) .
منافذ الذاكرةMemory Slots
هناك ثلاثة أنواع من منافذالذاكرة العشوائية المتزامنةDRAM هي :
SDRam Dimms وDDRDimms وRDRam Rimms وتختلف الأنواع الثلاثة في الحجم والفولتات وبالتالي لا تتوافق مع بعضهاوتوجد منافذ الذاكرة باللوحة الأم في شكل مميز يوضح نوع الذاكرة التي يجب توصيلهبها وتدعم اللوحة الأم واحدة أو أكثر من هذه التقنيات الخاصة بالذاكرة .
يوجد بأغلب اللوحات الأم منفذان أو ثلاثة أو أربعة من منافذ الذاكرةعلي سطحها, إلا أن حجم الذاكرة التي تدعمها اللوحة الأم ترتبط بتصميم منافذ اللوحةالأم نفسها, فكلما زادت سرعات وقدرات منافذ الذاكرة باللوحة الأم زاد مقدار الذاكرةالتي يمكن للوحة الأم تشغيلها كما بالشكل رقم (4) .
منافذ التوسع Expansion Slots
تحتوي اللوحات الأمATX علي عدد من منافذ التوسع تستخدم لمضاعفة قدراتأجهزة الكمبيوتر. ومن أشهر بطاقات الامتداد بطاقة العرض Graphics Card وبطاقاتالصوتSound Card وبطاقات الشبكةNetwork Card والمودم كما بالشكل رقم (5) .
يتنوع التوسع والامتداد باللوحة الأم, ولكل منها قدراته وأشكالهالمختلفة 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 أسرعبمعدل 8 مرات من منافذISA .. وتحتوي أغلب اللوحات الأم علي خمسة أو ستة منافذPCI .
أصبحت الألعاب ثلاثية الأبعاد 3D Games هي الأكثر استخداما بأجهزةالكمبيوتر وقد تستهلك كافة موارد منافذPCI إذا تم تشغيلها باستخدام بطاقاتالعرضGraphic Card التقليدية وفي هذا السياق طورت شركةIntel ما يعرف باسم بطاقاتAGP (Accelerated Graphics Port) والذي صمم بطريقة تجعله أسرع مرتين من منفذPCI ومنذإصدار بطاقاتAGP ضاعفتIntel من سرعة بطاقاتAGP وذلك بتطوير AGP2x ( وهو أسرع أربعةمرات من منفذ PCI ) ثم طورت حديثا بطاقات AGP4x ( وهي أسرع 8 مرات من منفذ(PCI) ومنالمنتظر أن تصدرIntel بطاقاتAGP8x مع نهاية العام الحالي .
وهناك بعضاللوحات الام التي تحتوي علي منافذAGP pro وهي امتداد لAGP يوفر هذا المنفذ طاقة 110 وات لبطاقات موائمة الأشكال الرسومية التي تحتاج لطاقة كهربية عالية. تحتاجبطاقةAGPpro لوحة أم مزودة بمنفذAGPpro إلا أن هذه المنافذ يمكنها أيضا تشغيلبطاقاتAGP 1x وAGP2x وAGP4x .
تحتاج كافة أجهزة الكمبيوتر لبطاقة واحدةالعرض وهناك أجهزة تدعم تشغيل بطاقتين لتشغيل اكثر من وحدة عرض إلا أنه لا يوجد سويمنفذAGP واحد فقط بهذه اللوحات.
يمكن ان تحتوي بعض اللوحات الام عليمنفذ صغير اسفل أو أعلي منافذPCI وAGP الرئيسية ووظيفة هذه المنافذ هي توفيرإمكانيات إضافية للمودم أو الصوت أو الشبكات وتعرف هذه المنافذ باسمCommunication and Network Riser (CNR) أو محسن الاتصالات والتقنيات كما يمكن أن تعرف أيضاباسمAudio 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 التشغيلالداخلية يتم فيها استخدام أسلاك مسطحة وعريضة ذات أطراف بلاستيكية. وهناك زوج منهذه الموصلات متماثلة ومتجاورة يسميان الموصل الأوليPrimary والثانويSecondary نسبةإلي قناتيATA/IDE التي تدعمها اغلب الشرائح.
تدعم كل قناةIDE وحدتيتشغيل IDE مثل الأقراص الصلبة ووحدات التشغيلCD DVD وRW, لذا فإن قناتيIDE تستطيعتشغيل أربعة وحدات تشغيل وتتحدد سرعة القناة علي حسب الوحدة المتصلة بها, مثلا : فإن القناة الأوليةPrimary Channel تستخدم لتشغيل الأقراص الصلبة في حين تستخدمالقناة الثانوية Secondary Channel في تشغيل الوحدات الأبطأ مثل وحدات قراءة أقراصالليزر ويختص الموصل الثالث بوحدة قراءة الأقراص المرنةFloppy Drive وهناك بعضاللوحات الام تحتوي علي متحكمات إضافية مثلRaid) و(SCSI كما بالشكل رقم (6).
القافزات والرؤوس Jumpers and Headers
ينتشر علي سطح اللوحة الام مجموعة من الإبر الرأسيةPins والتيتستخدم لتوصيلها بالمنافذ الخارجية أو موصلات الإشارات الضوئية أو تستخدم لتهيئةبعض الإعدادات الأخرى, يحتوي صندوق الوحدات بالكمبيوتر علي مفاتيح مسئولة عن إصدارإشارات ضوئية وسماعات مكبرة تتصل جميعها بمجموعة من الإبر أسفل اللوحة الأم وتتصلاللوحات 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 حينيتم تثبيت متحكم بلاستيكي يسمي القافزJumper بها وتقوم هذه المتحكمات بتوصيل الإبركهربيا وإغلاق الدائرة. وعند إزالة المتحكمJumper أو توصيله بإبرة واحدة يتم فتحالدائرة. ويمكن تنفيذ أكثر الإعدادات التي تقوم بهاJumper باستخدام قوائم البايوسمما أدى إلي قلة وجود Jumpers باللوحات الام الحديثة كما بالشكل رقم (7).
تستخدم مجموعة من 8 إلي 10 ابر Pins للتوصيل لمنافذ خارجية إضافية وتعرف هذه الإبر باسم الرؤوس Headers وتحتوي أغلباللوحات الام علي واحدة أو أثنين من هذه الرؤوس توفر كل منها منفذينUSB إضافيينولاستخدام هذه المنافذ الإضافية ستحتاج موصل يحتوي علي طرف بلاستيكي وطرف آخر بهموصلUSB .
الموصلات والمنافذ Plugs and Ports
يوجد علي سطحاللوحات الأم الحديثةATX منافذ قياسية خارجيةPorts ومن أنواع المنافذPorts الموجودةباللوحة الأم القياسية منفذان (PS/2 أحدهما للماوس والآخر للوحة المفاتيح) ومنفذانمتواليان Serial Ports 9 Pin ومنفذ متوازيParallel Port ومنفذانUSB كما يوجدباللوحة الأم أيضا توصيلاتPlugs لزيادة قدرات الشبكات وكفاءة الأشكال الرسومية كمابالشكل رقم (8) .
الطاقة Power
منأهم وظائف اللوحة الأم تزويد وحدة المعالجة المركزيةCPU ووحدات التبريد والذاكرةوالبطاقات بالطاقة الكهربية وتحصل اللوحة الأم علي هذه الطاقة من مزود الطاقةالرئيسيPower Supply وتعيد توزيعها علي المكونات المختلفة حسبالحاجة.
تضم اللوحات الامATX مزود طاقة خاصا بها يسميATX Power Supply وهو مزود بمبرد خاص يدفع الهواء للمكونات الأخرى كالمعالجات وبطاقات الامتدادوتحتوي مزودات الطاقةATX Power Supply علي عدد من موصلات الطاقة الداخلية التي تزوداللوحة الأم بالطاقة اللازمة لتوزيعها علي الشرائح والبطاقات المختلفة .
المكونات الأخرى
يتبقى لنا أن نستعرض بعض المكونات الأخرىالتي تدخل في تكوين اللوحة الأم وتتكامل مع غيرها من المكونات لتشغيل هذه المنظومةالهائلة :
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 حولمنفذ وحدة المعالجة المركزيةCPU Socket تساعد هذه المكثفات بالإضافة إلي مجموعةأخري من الموصلاتTransistors علي تنظيم الطاقة زيادة استقرار النظام وتوجد هذهالموصلات عادة بجوار منفذ المعالجProcessor Socket كما تحتوي اللوحات الام أيضا عليما 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 مثلتحديد المكونات المفقودة أو التالفة كما بالشكل رقم (9) .
الشرائح Chipsets
تتحكم الشريحةChipset في الاتصالات التي تحدث باللوحة الام كماتحتوي الشريحة علي متحكمات مسئولة عن تشغيل الوحدات والمنافذ المختلفة, تدعمالشريحة نوعا واحدا فقط من المعالجات والذاكرة ويمكن أن تدعم تشغيل قرص واحد أوأكثر حيث ترتبط بالقدرة الكلية للوحة الأم والشرائح الموجودة عليها , مما يعني أنكلا تستطيع ترقيتها دون استبدال اللوحة الأم كاملة. فمثلا إذا كان لديك لوحة أممصممة لتشغيل وحدة معالجة مركزيةIntel P4 فلن تستطيع استبدالها بوحدةAMD Athlon والعكس .
القسم الشماليNorth bridge والجنوبي Southbridge
تنقسم الشريحة نفسها إلي شريحتين ماديتين باللوحة الامأحدهما شماليةNorth bridge والأخرى جنوبيةSouthbridge . توجد اللوحة الشمالية بينالمعالج والذاكرة باللوحة الام وتعني بالتوصيل فيما بينهما كما تتصل هذه الشريحةمباشرة ببطاقةAGP مما يسمح لبطاقات العرض graphics Cards بالعمل أسرع , وتتأثر هذهالشريحة بالحرارة تماما كالمعالج, لذا فإنها تحتوي علي مبردات صغيرة للحرارةلإبقائها باردة .
توجد الشريحة الجنوبية عادة بجوار منافذ الامتدادباللوحة الام وتعالج كافة عمليات الإدخالInput والإخراجOutput بالكمبيوتر مثل دعمالقرص الصلب ووحدات تشغيل الأقراص المرنة والأقراص المدمجة ولا تحتاج هذه الشريحةإلي مبرد للهواء حيث أنها تظل باردة دائما.
الدعم والقدراتSupport and Capabilities
تتنوع الشرائحChipsets في دعمها وقدراتها حيث تصممالشريحة الشماليةNorthbridge Chip لدعم نوع واحد من وحدات المعالجة المركزيةCPU مثلأجهزةP4 أوAthlon /Duron كما أنها تدعم أيضا نوعا واحدا من الذاكرة, مثلا تدعمالشريحة الشمالية الحديثة ذاكرة معدل البيانات المزدوجةDouble Data Rate (DDR) وبطاقات موائمة الأشكال الرسوميةAGP 4X , لذا تلزم قدرات الشريحة الشمالية بدعمتهيئات خاصة بالمعالج والذاكرة وبطاقات موائمة الأشكال الرسومية أما بالنسبةللشريحة الجنوبيةSouthbridge فإن إصداراتها الحديثة تدعم تشغيل أسرع الأقراص الصلبةومتحكماتUSB .
الملحقات المدمجة Onboard Peripheral
تدعماغلب اللوحات الأم تثبيت أجهزة إضافية غير الأجهزة المثبتة بشريحتها وهناك متحكماتإضافية للصوت والشبكات والقرص الصلب توفر علي المستخدم تثبيت بطاقات امتداد إضافيةوتمتاز هذه المتحكمات بأنها مدمجةOnboard مما يتسبب في زيادة سعر اللوحة الام, وتكمن الميزة في الملحقات المدمجة في السعر والملائمة والحجم وذلك لأنها اقل سعرامن اللوحة الام الرئيسية المثبت بها بطاقات امتداد ملحقة كما أنها لا تشغل مساحةكبيرة بالجهاز .
أما فيما يتعلق بالأداء فليس هناك فارق ما بين متحكماتمدمجةOnboard وأخري موجودة ببطاقات امتداد .
الموصلات والمؤقتات Buses and Clocks
يعزي السبب الرئيسي في سرعة الكمبيوتر إلي المعالج حيث وصلتسرعات المعالجات الحديثة إلي أكثر من 2 جيجاهرتز أما الموصلاتBuses فهي المسئولة عننقل البيانات من أحد أجزاء الكمبيوتر إلي جزء آخر. وتختلف أنواع الموصلات فيالكمبيوتر ولكل منها سرعته الخاصة .
وإذا شبهنا اللوحة الأم بإحدى المدنفإن الموصلاتBuses تعمل بمثابة الطرق التي تربط أجزاء هذه المدينة ببعضها وتعمل هذهالطرق بحدود معينة للسرعة وعدد محدد من المسارات وكلما زادت السرعة زاد عددالسيارات (وهي في هذه الحالة البيانات) التي تمر في كل مرة. وبتطبيق هذا المثال عليالموصلاتBuses باللوحة الأم فإن حدود السرعة هي مؤقت الموصلBus Clock مقدرةبالميجاهرتز وعدد المسارات هي عرض الموصل مقدرة بالبتات وعلي ذلك يمكن حساب سرعة كلموصل 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 الرئيسيةبالكمبيوتر وهو النظام المسئول عن بدء تشغيل الكمبيوتر حيث يقدم سلسلة تشخيصية يفحصبها وجود وحدة المعالجة المركزيةCPU والذاكرة والبطاقات الداخلية الرئيسية ثمتنشيطها شكل (10) .
فإذا اكتشف البايوس أي مشكلات بالبطاقات أو وحدةالمعالجة المركزية أو نموذج الذاكرة فإنه يخبر مكبر الصوت بصندوق الوحدات لإصدارإشارة صوتية خاصة يعرض البايوس واجهة لمعدات الكمبيوتر الداخلية والخارجيةكالمنافذPorts ولوحة المفاتيحKeyboard ومتحكمات الأقراص وبمجرد تشغيل نظام التشغيلينتهي تحكم البايوس.
وبالنظر إلي الشكل المادي للبايوس نجد أنه عبارة عنشريحة تقليدية باللوحة الام يبلغ عرضها حوالي نصف بوصة وطولها حوالي بوصتين أما عنالتركيب الداخلي للبايوس, فهو عبارة عن جزء صغير من الذاكرة يخزن به برنامج البايوسوإعدادات التهيئة الافتراضية.
يحتاج البايوس لمعرفة التهيئة الخاصةبجهازك مثل أنواع برامج التشغيل بالكمبيوتر ومن أي برنامج يقوم بالتشغيل منها وبأيترتيب بالإضافة للأساسيات الأخرى كالتوقيت والتاريخ تخزن هذه التهيئات في قسم قابللإعادة برمجته يسميComs اختصارا ل Comlementary Metal Oxide Semiconductor .
يستخدمComs ذاكرة وبطارية لحفظ إعدادات كل مستخدم عند تشغيل الجهازوتمتاز البطارية بإمكانية استبدالها كما أنها في شكل بطارية الآلة الحاسبة (تقريبافي حجم العملة المعدنية) وتستخدم غالبية البطاريات تقنية الليثيوم ويفقد المؤقتالحقيقي بضع ثوان شهريا, مما يحتاج لإعادة تصحيحه من وقت لآخر.
سلسلةاختبارات بدء التشغيل Post Sequence
يعرف التسلسل التشخيصي الذي يقوم بهالبايوس في كل مرة لتشغيل الكمبيوتر باسم Power on Self Test (Post) أو اختبار بدءالتشغيل يختص هذا الاختبار بفحص والتأكد من وجود بعض المكونات الضرورية بالجهاز قبلعرض أي معلومات عنها ويمر هذا الاختبار بمراحل عدة :
المرحلةالأولي
ويتم فيها عرض بعض المعلومات الرئيسية المختصرة علي الشاشة حولبطاقة العرض مثل نوعها ومقدار الذاكرة بها .
المرحلةالثانية
تظل بها الشاشة خالية لوهلة ثم يعرض الجهاز معلومات البايوسالرئيسية 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 أوالشريحة الرئيسية .
المرحلة الثالثة
يتم فيها تعريف وحدةالمعالجة المركزيةCPU ثم حجم الذاكرة المثبتة مقدرة بالكيلو بايت ثم تصدر إشارةصوتية.
المرحلة الرابعة
يتم فيها تعريف وحدات تشغيل الأقراصالمتصلة بمتحكماتIDE باللوحة الأم ثم يتم فحص باقي متحكمات وحدات التشغيل بالترتيبوبعد انتهاء عملية فحص مكونات الجهاز, يخبر البايوس وحدة المعالجة المركزيةCPU لبدءنظام التشغيل من إحدى وحدات الأقراص (ويكون غالبا القرص الصلب) المحددة في Coms.
اللوحات الأم بين الحاضر والمستقبل
شهدت اللوحات الأمالخاصة بأجهزة الكمبيوتر المكتبية ظهور منافذ وموصلات جديدة علي مر الأعوام الماضيةإلا أن تصميماتها ما تزال تعتمد علي تقنيات يرجع تاريخها إلي أكثر من 15 عاما .
ومن المتوقع أن تشهد صناعة اللوحات الأمطفرة هائلة خلال الأعوام القليلة القادمة مثلا, فإن أول المكونات القديمة التيسيشملها التطوير ميناءISA كما أن أيام واجهات تشغيلATA أصبحت معدودة أيضا, كما ستحلالواجهة الديجيتال المرئيةDigital Visual Interface (DVI) محل موصل وحدة العرضالأحاديAnalogue 15 Pin DSub أما التغيير بعيد المدي المتوقع حدوثه فيشمل التخلصالنهائي من منافذ الامتداد الداخلية مما سيقضي علي محاولة المستخدم لفتح صندوق وحدةالمعالجة المركزية ومن المتوقع أيضا استبدال وحدات التشغيل الداخلية بأخرى خارجيةذات واجهات سريعة التركيب والتشغيل .
وقد بدأت ثورة التطوير بالفعل بإنتاججيل جديد من الشرائحChipsets تدعم أحدث تقنياتI/O كما سيتم إنتاج لوحات أم جديدةتتوافق مع منافذUSB2 والتي من المتوقع أن تصبح هي المنافذ القياسية مع نهاية العامالحالي كما ستنتشر الشبكات اللاسلكيةWireless Networking علي نطاق أوسع .
ستتطور أيضا واجهاتATA المتوازية الحالية لتستخدم في المستقبل القريبموصلات رفيعة سهلة التركيب وتعمل بفولتات أقل مما يلغي ما يعرف باسم الموصلاتالرئيسيةMaster والتابعة Slave ومن فوائد استخدام موصلات رفيعة أنها ستحسن من عمليةتدفق الهواء .
ومن المتوقع مع نهاية العام الحالي استخدام أول نماذجلذاكرةDDRII كما سيشمل التطوير أيضا ذاكرة Rambus وذلك بزيادة عرض نماذجRimm من 16 32 بت حتى تصل إلي 64 بت في عام 2005 .
ونتوقع أيضا مع نهاية العامالحالي 2002 أن تصدر شركةIntel إصدارا جديدا من معالجاتPentium 4 بميناء 533ميجاهيرتز يتوافق تماما مع سرعات الذاكرة الفائقة الحديثة.
وسيتم قريباإنتاج ما يعرف ب 3GIO أو الجيل الثالث من واجهةI/O والذي سيتيح تكاملية ومرونةشاملة وبناء متواليا سهل التركيب أفضل من ميناءPCI الحالي.
هذا بالإضافةللعديد والعديد من التطويرات الهائلة في صناعة اللوحة الأم والتي يمكن أن نتعرفعليها عند زيارة موقع
[Link nur für registrierte Benutzer sichtbar]
المصدر :
[Link nur für registrierte Benutzer sichtbar]