مكونات اللوحة الأم وو ظيفتها

سمعنا كثيرا عن اللوحة الأم (motherboard) وسمعنا كثيرا عن أهمية هذه اللوحة وأنها تمثل العمود الفقري للحاسب،
فما هي اللوحة الأم ؟

وما هي مكونات هذه اللوحة ؟

وما هي وظيفة هذه اللوحة ؟

سوف نتعرف على ذلك بالتدريج.



* اللوحة الأم : هي عبارة عن لوحة الكترونية مطبوعة (pcb = printed circiut borad)مستطيلة الشكل و أحيانا مربعة الشكل ، تحتوي على مقابس متعددة وذلك لتوصيل جميع أجزاء الحاسب باللوحة ، كما أنها تقوم بوصل جميع الأجزاء مع بعضها وتنظم العمل ونقل البيانات فيما بينها.

* مكونات اللوحة الأم :

1- مقبس المعالج (processor socket): وهو عبارة عن مربع بلاستيكي يحتوي على ثقوب تلائم حجم ابر المعالج وذلك لوصله باللوحة الأم وتبادل البيانات بين اللوحة وبين المعالج وبالطبع ونظرا لاختلاف المعالجات من حيث الشكل والتردد فان لكل معالج مقبس خاص به ، وأحيانا تشترك معالجات الشركة نفسها بنفس المقبس ، فمثلا تقوم الشركة الأمريكية intel بتصنيع المعالج الشهير بينتيوم والمعالج سيليرون بحيث يتشاركان بنفس المقبس ، ولكل مقبس شكل وعدد ابر معين تختلف باختلاف المعالج الذي تدعمه.


2- شقوق الذاكرة العشوائية (ram slots) :

وهي عبارة عن شقوق طويلة الشكل تقع الى الجهة اليمنى من مقبس المعالج ووظيفتها حمل قطع الذاكرة العشوائية ، وطبعا فان كل لوحة أم تدعم عدد معين من هذه الشقوق يتراوح بين شق واحد الى أربع شقوق.وهنالك أنواع من هذه الشقوق كل نوع يدعم نوع معين من الذاكرة العشوائية (طبعا يجب ان تدعم اللوحة الأم هذا النوع)، ومثال على ذلك فهنالك الذاكرة الديناميكية من النوع sd وهنالك الذاكرة الديناميكية من النوع rd بحيث أن كل نوع من هذه الأنواع يختلف من حيث التركيب وطريقة العمل و الأداء لذلك فانه من المستحيل أن يجتمعان في لوحة أم واحدة.

3- شقوق التوسعة (expantion slots) :

وهي عبارة عن شقوق تقع في القسم الجنوبي من اللوحة الأم ، وظيفتها هي اضافة الكروت المختلفة (cards) التي تعتبر بعضها ضرورية مثل كرت الشاشة (الذي يقوم باصدار الصور وارسالها الى الشاشة لعرضها) والذي لا يعمل الحاسب بدونه ، وهنالك بعض الكروت التي تتم اضافتها بحيث تعطي الحاسب ميزات جديدة لكنها ليست مهمة لكي يعمل الحاسب ، ومثال على ذلك كرت الصوت (sound card) الذي يقوم بصنع الاصوات وارسالها الى السماعة لكي نستطيع سماعها ، حيث انه ليس من الضرورري ان نعمل على الحاسب ونستمع الي أي صوتيات مثلا !

طبعا شقوق التوسعة أنواع كثيرة منها القديم جدا و الحديث والبطىء و السريع.......وسوف أذكر الشهير منها الان :

أ- شق ISA : ويحمل الاختصار industry standard architecture وهو من الشقوق القديمة و البطيئة حيث يعمل بتردد 8 ميغاهيرتز وبعرض 16بت كما ان حجمه كبير جدا واداؤه منخفض.

ب- شق PCI : ويحمل الاختصار peripheral component interconnect وهو من الشقوق المستعملة في أيامنا هذه وذلك لتوصيل كروت الصوت والموديم وغيرها ، وشق pci سريع وعملي حيث يعمل بتردد 33 ميغاهيرتز وبعرض 32 بت ، طبعا هنالك شق pci-x الذي يصل تردده الى 133 ميغاهيرتز وبعرض 64 بت وهو مستخدم في لوحات الام الخاصة بالخادمات (servers).

ج- شق AGP : ويحمل الاختصار accelerated graphics port وهو شق حديث تم الاعلان عنه عام 1997 وذلك لدعم التطور الذي حدث في كروت الشاشة ، حيث أن هذا الشق مختص بكروت الشاشة فقط، والهدف من اصداره أن كروت الشاشة تحتاج الى معدل نقل للبيانات سريع بينها وبين الاعضاء الاخرى اهمها المعالج ، وهنالك سرعات لنقل البيانات من شقوق agp ، اولها 1x والذي بسرعة pci مضاعفة ، اما الثاني فهو 2x والذي يعمل بسرعة تساوي أربعة أضعاف سرعة pci ، والثالث 4x والذي يعمل بسرعة تعادل 8 أضعاف سرعة pci ، اما الاصدار الخير والاحدث فهو 8x والذي يعمل بسرعة تعادل 16 ضعف سرعة pci في نقل البيانات !

4- طقم الرقاقات (chipsets) :

عبارة عن شريحتين مربعتين الشكل الاولى تقع في الجزء الشمالي من اللوحة الام وتسمى north bridge ، مهمتها هي وصل المعالج والذاكرة العشوائية وكرت الشاشة مع بعضهم البعض وتنظيم نقل البيانات فيما بينهم ، حيث أنها المحور الذي يقوم باستقبال البيانات من المعالج وارسالها الى الذاكرة العشوائية وكرت الشاشة وهكذا.طبعا ال north bridge هي التي تحدد نوع المعالج الذي تدعمه اللوحة الأم وتدحدد نوع الذاكرة وكميتها التي تدعمها اللوحة الأم كما أنها تحدد سرعة الشق agp (كما ذكرت سابقا).

أما الشريحة الأخرى فتسمى south bridge وتقع في الجزء الجنوبي من اللوحة الأم ومهمتها وصل أجهزة الادخال والاخراج مع بعضها البعض ومن ثم وصلها بالمعالج والذاكرة العشوائية ، وهي التي تحدد مثلا سرعة نقل البيانات القصوى بين اللوحة الأم والقرص الصلب ، طبعا النورث بردج تصدر كميات كبيرة من الحرارة التي تقوم باتلافها لذلك فهي مزودة بنوع من المبردات لطرد الحرارة اما الساوث بردج فهي لا تصدر حرارة لذلك لا تحتاج الى مبرد.

5- شريحة البيوس (bios = basic input/output system) : هي عبارة عن شريحة ذاكرة من النوع rom تقوم بوظائف عديدة سأذكرها بالترتيب :

أ- عندما نقوم بتشغيل الحاسب فان البيوس يقوم بفحص وجود جميع أعضاء الحاسب المهمة وأنها لا تحتوي على مشاكل ، هذه العملية تسمى post وهي اختصار ل (power onself test).

ب-بعد الانتهاء من فحص أعضاء الحاسب فان البيوس يصدر صفارة قصيرة وذلك دلالة على أن الاعضاء جميعها موجودة وتعمل بصورة سليمة ، اما اذا أصدر صفارة طويلة فذلك يدل على أن هنالك قطعة تالفة أو غير موجودة أو غير ذلك ثم تظهر رسالة تبين الخطأ الحاصل.

ج- بعد الانتهاء من عملية post فان البيوس يبحث عن نظام التشغيل في أحد الاقراص ، بعد أن يجده فان البيوس يقوم باقلاع نظام التشغيل وتسمى هذه العملية (booting).

د - هنالك مهمة كبيرة للبيوس والتي سميت باسمها وهي القيام بعمليات الادخال والاخراج ، حيث أن البيوس هو الوسيط بين العتاد وبين البرامج حيث أن البرامج تتحكم بالعتاد عن طريق البيوس.

ه - تحتوي رقاقة بيوس على برنامج نستطيع استدعاؤه عن طريق الضغط على مفتاح delete عند اقلاع الحاسب ويسمى ب (setup) ، وظيفة هذا البرنامج هي تمكين المستخدم من الوصول الى اعدادات البيوس وطقم الرقاقات وأجهزة الادخال والاخراج والمعالج وغيرها ، حيث أننا نقوم بالتحكم بطريقة عمل العتاد بواسطة هذه الاعدادات ، فمثلا يمكننا تحديد فولتية المعالج أو نوع القرص الصلب وسرعة النقل بينه وبين اللوحة الأم.

طبعا عند أول مرة يجمع فيها جهاز الحاسوب من ثم تشغيله فأن أول شاشة ستظهر هي شاشة setup وذلك لتحديد اعدادات العتاد ، وبعد الانتهاء من هذه الاعدادات فاننا نقوم بتخزين هذه الاعدادات على ذاكرة رام تسمى cmos ram ، تقوم هذه الذاكرة بحفظ اعدادات المستخدم لكي يسترجعها البيوس في كل مرة نضيء الحاسب ، ونظرا لأن هذة الذاكرة من النوع رام فانها مزودة ببطارية صغيرة تزودها بالتيار الكهربائي عند انطفاء الحاسب وذلك لحفظ الاعدادات ، أما عندما يكون الحاسب مضاء فأن هذه الذاكرة تتزود بالكهرباء من مزود الطاقة power supply.

6- منافذ توصيل محركات الاقراص : وعادة ما تكون من النوع IDE ، وهي عبارة عن موصلات مستطيلة الشكل تحتوي على عدد معين من الابر وذلك لوصلها بكيبل يتصل من الجهة الاخرى بمحركات الاقراص عل اختلاف انواعها.

7- القافزات jumpers : وهي عبارة عن قطع بلاستيكيه صغيرة جدا بداخلها موصلات نحاسيه مثبتة على ابر-Pins- على اللوحة الام وذلك لتحديد بعض الاعدادات للعتاد ، حديثا تم الاستعاضة عن بعض القافزات بخيارات في ال bios setup.

8- النواقل buses : تكلمنا عن مكونات اللوحة الام ، لكن كيف تتصل هذه الأعضاء مع بعضها البعض ؟ تتصل عن طريق النواقل وهي عبارة عن خطوط نحاسية مطبوعة على اللوحة الأم تقوم بوصل جميع أعضاء اللوحة الأم وتنقل البيانات بينها.طبعا أهم النواقل هو ناقل النظام المكون من قسمين ، الأول يصل بين المعالج و بين النورث بردج والثاني يصل بين الذاكرة العشوائية و بين النورث بردج.

9- منفذ الطاقة : وهو عبارة عن منفذ يحتوي على ثقوب ليستطيع الاتصال بكيبل يتصل مع مزود الطاقة power supply وذلك لتزويد اللوحة الأم بالكهرباء اللازمة للعمل.

بعد هذا الشرح المطول عرفنا أن اللوحة الأم وظيفتها حمل جميع أعضاء الحاسب ووصلها مع بعضها و تنظيم نقل البيانات بينها ،

** لكن ما هو عامل الشكل للوحة الأم form factor ? ان عامل الشكل هو الذي يحدد موقع مكونات اللوحة الام ، فمثلا عامل الشكل atx يبين أن مقبس المعالج في الجزءالعلوي من اللوحة الأم وأن شقوق الذاكرة الى يمين مقبس المعالج وهكذا.

طبعا هنالك العديد من الشركات التي تقوم بتصنيع اللوحات الام أهمها : intel , gigabyte , asus , msi ويختلف أداء اللوحة الأم باختلاف المصنع.