أحسنت! وصلت إلى ختام الفصل الأول: اللوحة الأم Motherboard

وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي ، ٢٠٢٦ تمهيدي ، ٢٠٢٥ د١ ، ٢٠٢٢ د١ ، ٢٠٢٠ د٣

اللوحة الأم: هي اللوحة التي تُركَّب عليها جميع مكونات الحاسوب، وتسمى لوحة الدائرة المطبوعة Printed Circuit Board ويرمز لها بـ PCB، وتُصنع من عدة طبقات (من 4 إلى 8) بحسب المكونات المستخدمة على اللوحة.

أهميتها:

١- تشبه اللوحة الأم العمود الفقري بالنسبة للإنسان، فهي الجزء الأساسي في جهاز الحاسوب، ويتم ربط جميع المكونات الأساسية للجهاز عن طريقها.

٢- هي القاعدة أو الأساس الذي يُبنى عليه جهاز الحاسوب، ودورها ربط قطع الحاسوب بعضها ببعض وتنظيم عملية الاتصال بينها.

٣- تقوم بعملية تعريف نظام التشغيل بمكونات الحاسوب.

وزاري: ٢٠١٩ تمهيدي ، ٢٠١٨ تمهيدي

بسبب كثرة التوصيلات التي يجب عملها بين المكونات على اللوحة، وعدم وجود المساحة الكافية على سطح اللوحة لكل التوصيلات، ولأن تقارب هذه التوصيلات يؤدي إلى تشويش الإشارة الكهربائية عند انتقالها من موقع إلى آخر.

وزاري: ٢٠٢١ د١

الدائرة المطبوعة (Printed Circuit Board) PCB

وزاري: ٢٠٢٦ د١ ، ٢٠٢٤ د٢ ، ٢٠٢٢ تمهيدي ، ٢٠٢١ د١ ، ٢٠٢٠ د١ ، ٢٠١٩ د١ ، ٢٠١٥ إقليم د٢

١- مجموعة الرقائق (Chipsets).

٢- شقوق التوسعة (Expansion Slots).

٣- شقوق الذاكرة العشوائية (Memory Slots).

٤- وحدة المعالجة المركزية (CPU) وفتحة المعالج (Processor Slots) أو المقابس (Sockets).

٥- موصلات القدرة (Power Connectors).

٦- موصلات محرك الأقراص (Disk Drive Connectors).

٧- موصلات لوحة المفاتيح (Keyboard Connectors).

٨- منافذ وموصلات الأجهزة الملحقة (Peripheral Ports and Connectors).

٩- رقاقة البايوس (BIOS Chip).

١٠- بطارية CMOS (CMOS Battery).

وزاري: ٢٠٢٠ د٣ ، ٢٠٢١ د٢ ، ٢٠١٨ د١

هي مجموعة من الرقائق التي تربط بين وحدة المعالجة المركزية CPU وباقي المكونات المادية للحاسوب، وهي موجودة على لوحة التحكم الرئيسة (اللوحة الأم) وعلى البطاقات المختلفة في الحاسوب، ومن أمثلة استخدامها الجسر الشمالي (Northbridge) والجسر الجنوبي (Southbridge).

أنواعها (كما ذُكر في الكتاب): ١- رقاقة الجسر الشمالي (Northbridge). ٢- رقاقة الجسر الجنوبي (Southbridge).

وزاري: ٢٠١٧ د١ ، ٢٠١٦ د٣

المقصود بها: عبارة عن عدد من الدوائر الإلكترونية التي تنفذ وظيفة مهمة جداً هي إدارة الاتصالات السريعة، وتكون قريبة من المعالج والذاكرة وشق (AGP) أو PCI-Express لبطاقة الشاشة.

عملها: نقل المعلومات والاتصال ما بين المعالج والذاكرة وبطاقة الشاشة، وتنقل البيانات بين المعالج والذاكرة الرئيسة بوساطة الناقل الأمامي (FSB)، وتعمل على تحديد نوع المعالج ونوع الذاكرة وسعتها كما تحدد سرعة الشق (AGP)

الأجزاء التي ترتبط بها : 1- وحدة المعالجة المركزية CPU عبر الناقل الأمامي ( FSB)

2- الذاكرة RAM عبر ناقل الذاكرة ( Memory Bus)

3- شق AGP أو PCI Express x16

4 - شريحة الجسر الجنوبي (To South Bridge).

تُزوَّد بمبرد لأنها تصدر كميات كبيرة من الحرارة التي تقوم بإتلافها، فيوضع عليها مشتت حراري (Heat Sink)للتخلص من الحرارة المتبددة.

وزاري: ٢٠٢٤ د١ ، ٢٠٢٥ د٢ ، ٢٠٢٠ د١ ، ٢٠٢٠ تمهيدي ، ٢٠١٩ تمهيدي ، ٢٠١٦ د١ ، ٢٠١٥ د٢ ، ٢٠١٨ د٣ ، ٢٠١٨ تمهيدي ، ٢٠١٥ إقليم د٢ ، ٢٠٢٦ د١ ، ٢٠٢٤ د٢ ، ٢٠١٧ تمهيدي ، ٢٠١٩ د١

المقصود بها: تقع في الجزء الجنوبي من اللوحة الأم، وتعمل على التوصيل بين أجهزة الإدخال والإخراج والمعالج والذاكرة العشوائية، وتحدد سرعة نقل البيانات بين اللوحة الأم والقرص الصلب.

الأجزاء التي ترتبط بها:

1 - الجسر الشمالي

2- شقوق PCI ، شقوق PCI Express x1 ، منافذ USB

3-الارتباط بالاقراص الصلبة عبرPATA or SATA ،الارتباط بالصوت(audio)عبر شريحة codec ،الارتباط بــ LANعبر شريحة PHY

4- الارتباط بمتحكم الدخل والخرج الفائق (Super I/O) لتوصيل المنافذ التسلسلية، المتوازية، ومحرك الأقراص المرنة وكذلك الارتباط بالبطارية (CMOS) و الارتباط بشريحة الـ BIOS

وزاري: ٢٠١٦ تمهيدي

● الجسر الشمالي: قريب من المعالج والذاكرة وشق بطاقة الشاشة، يدير الاتصالات السريعة، يصدر حرارة كبيرة فيُزوَّد بمبرد.

● الجسر الجنوبي: يقع في الجزء الجنوبي من اللوحة، يوصل بين أجهزة الإدخال والإخراج والمعالج والذاكرة، ويحدد سرعة نقل البيانات بين اللوحة الأم والقرص الصلب، ولا يصدر حرارة فلا يحتاج إلى مبرد.

رقاقة الجسر الشمالي هي التي تعمل على تحديد نوع المعالج ونوع الذاكرة وسعتها.

وزاري: ٢٠٢٢ تمهيدي ، ٢٠٢١ د١ ، ٢٠٢٠ تمهيدي ، ٢٠١٧ تمهيدي ، ٢٠٢٥ تمهيدي ، ٢٠٢١ تمهيدي ، ٢٠٢٠ د١ ، ٢٠١٨ د٣ ، ٢٠١٦ د١

المقصود بها: هي شقوق تقع في الجزء الجنوبي من اللوحة الأم، وظيفتها إضافة البطاقات المختلفة (Cards) مثل بطاقة الشاشة، وبعض البطاقات تُضاف لتعطي الحاسوب مميزات جديدة مثل بطاقة الصوت.

أنواعها : ISA (Industry Standard Architecture) -1: من الشقوق البطيئة، تعمل بتردد 8MHZ وبعرض 16Bit، حجمه كبير وأداؤه منخفض.

: PCI (Peripheral Component Interconnect)-2يستخدم لتوصيل بطاقات الصوت والمودم والشبكات، ويتميز بسرعته إذ يعمل بتردد 33MHZ وبعرض 32Bit.

:AGP (Accelerated Graphics Port)-3 تتميز بلونها المختلف وتبلغ سرعتها 66MHZ، ومنها نوعان: AGP وهو النوع الأساس، و AGP-Pro وهو مخصص للمحترفين بسبب كبر حجمه.

:PCI-E (PCI-Express)-4 صُمم ليحل محل شقوق التوسعة AGP، ويتميز بسرعته العالية في نقل البيانات التي قد تصل إلى 100 Gbps.

وزاري: ٢٠١٧ د٣

أهميتها:

١- تشبه اللوحة الأم العمود الفقري بالنسبة للإنسان، فهي الجزء الأساسي في جهاز الحاسوب، ويتم ربط جميع المكونات الأساسية للجهاز عن طريقها.

٢- هي القاعدة أو الأساس الذي يُبنى عليه جهاز الحاسوب، ودورها ربط قطع الحاسوب بعضها ببعض وتنظيم عملية الاتصال بينها.

٣- تقوم بعملية تعريف نظام التشغيل بمكونات الحاسوب.

أنواع شقوق التوسعة ISA: ، PCI ، AGP ، PCI-E

وزاري: ٢٠٢٤ د١ ، ٢٠٢٣ تمهيدي

تتميز شقوق ذاكرة الوصول العشوائي بلونها الأسود مع وجود قفلين باللون الأبيض على جانبيها في حالة عدم وجود خاصية (Dual-Channel) التي تعني أن اللوحة الأم تدعم نوعين مختلفين من ذاكرة RAM، أما إذا كانت اللوحة الأم فيها هذه الخاصية فإن شقوق الذاكرة تكون بلونين مختلفين. وتختلف هذه الشقوق بحسب نوع الذاكرة المستخدمة مثل: SDRAM و DDR-SDRAM و DDR2-SDRAM و DDR3-SDRAM و RDRAM

وزاري: ٢٠٢٥ د١ ، ٢٠٢٢ د١ ، ٢٠٢١ د٢

١- مقبس المعالج الدقيق (CPU Socket): المقبس الذي يوصل اللوحة الأم بالمعالج الدقيق، ويسمح للبيانات بالانتقال من وإلى المعالج، وله أنواع مختلفة تبعاً لنوع المعالج.

٢- مقبس الطاقة الكهربائية (Power Socket): مقبس لتزويد اللوحة الأم بالطاقة الكهربائية للتيار المستمر (DC).

٣- مقبس :(Integrated Drive Electronics) IDE يرمز إلى نوع المقبس وليس إلى التقنية المستخدمة لنقل المعلومات، طوله حوالي 5cm ويحتوي على صفين من الإبر بمجموع 40 إبرة.

٤- مقبس :(Serial Advanced Technology Attachment) SATA تقنية تستخدم قابلو (Cable) أصغر بكثير من القديم وسهل التوصيل، وتقنية نقل المعلومات فيه تسلسلية (متتالية)، وبدأت باسم SATA/150 دلالة على سرعة نقل بيانات 150 MB/S.

٥- مقبس USB الداخلي :(Universal Serial Bus) بعض أنواع الرقاقات تدعم 8 منافذ USB لذلك دعت الحاجة إلى عمل هذه المقابس مباشرة على اللوحة الأم، وتُركَّب منافذها على واجهة علبة النظام أو في فتحات التوسعة في الجهة الخلفية من علبة النظام.

وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي ، ٢٠٢٣ تمهيدي

لوحة المنافذ الخارجية يمكن أن تحتوي على أكثر من منفذين USB وأحياناً أربعة منافذ، وبعض أنواع الرقاقات تدعم 8 منافذ USB، لذلك دعت الحاجة إلى عمل هذه المقابس مباشرة على اللوحة الأم، ويتم تركيب هذه المنافذ إما على واجهة علبة النظام أو في فتحات التوسعة في الجهة الخلفية من علبة النظام.

وزاري: ٢٠١٥ إقليم د١

١- مقبس لوحة المفاتيح ٢- مقبس الفأرة ٣- منفذ USB ٤- مقبس Parallel للطابعة ٥- مقبس عصا التحكم بالألعاب Joystick٦- مقابس السماعات والميكروفون ٧- منفذ الشبكة (LAN)

وزاري: ٢٠٢٤ د٢

الجنوبي ، البطاقات المختلفة (Cards)

وزاري: ٢٠١٩ تمهيدي ، ٢٠١٧ د٣ ، ٢٠١٦ تمهيدي ، ٢٠١٥ إقليم د١

مقبس المعالج الدقيق ، مقبس الطاقة الكهربائية ، مقبس IDE ، مقبس SATA ومقبس USB الداخلي

وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي ، ٢٠٢٣ تمهيدي ، ٢٠١٩ تمهيدي ، ٢٠١٧ د٣ ، ٢٠١٥ د١ ، ٢٠١٦ تمهيدي ، ٢٠١٥ د٢

المقصود بها: هي خطوط نحاسية مطبوعة على اللوحة الأم تقوم بوصل جميع أعضاء اللوحة الأم وتنقل البيانات بينها، ويتكون الناقل الواحد من مجموعة من الأسلاك المعدنية الدقيقة الممتدة فوق سطح اللوحة الأم.

وظيفتها: تقوم بنقل النبضات الكهربائية بين مكونات الحاسوب المختلفة وفي صورة بيانات مشفرة، فهي بمثابة ممر للبيانات بين وحدة المعالجة المركزية والأجهزة والمكونات المختلفة للحاسوب مثل وحدات الإدخال والإخراج والتخزين.

تقسم تبعاً إلى الأجهزة التي يوصلها ببعضها إلى قسمين:

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

٢- ناقل الإدخال والإخراج: ينقل البيانات بين المعالج أو الذاكرة من وإلى أجهزة الإدخال والإخراج، ومنها فتحات التوسعة والنواقل التسلسلية وأقراص التخزين.

والناقل يكون على ثلاثة أنواع: ناقل البيانات( (Data Bus ، ناقل العناوين (Address Bus) ، ناقل إشارة التحكم (Control Bus).

وزاري: ٢٠٢٠ د١ ، ٢٠٢٠ د٣

١- ناقل البيانات (Data Bus): يقوم بنقل البيانات، وعرضه يكون حسب المعالج (16, 32, 64, ...).

٢- ناقل العناوين (Address Bus): يقوم بنقل العناوين ويحدد مصدر أو مستقبل البيانات أو الأوامر، وعرضه يحدد أقصى سعة تخزينية للذاكرة.

٣- ناقل إشارة التحكم (Control Bus): ينقل إشارات التحكم بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الرئيسة في الاتجاهين.

وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي ، ٢٠٢٤ د١ ، ٢٠٢٥ د٢ ، ٢٠٢٢ تمهيدي ، ٢٠٢٠ د٣

ناقل النظام ، ناقل الإدخال والإخراج

وزاري: ٢٠٢٣ تمهيدي ، ٢٠٢٥ د٢ ، ٢٠٢١ د١ ، ٢٠٢٠ تمهيدي ، ٢٠١٦ د٣

تردد الناقل ، عرض حزمة الناقل

وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي ، ٢٠٢٢ د١

مركزياً ، موزعاً

وزاري: ٢٠٢٥ د١ ، ٢٠٢٤ د٢ ، ٢٠١٩ تمهيدي ، ٢٠١٨ د٣ ، ٢٠١٨ تمهيدي ، ٢٠٢٠ د٣ ، ٢٠٢٠ تمهيدي ، ٢٠١٩ د١ ، ٢٠١٦ د٣ ، ٢٠١٦ د١

المتحكم الدقيق: هو عبارة عن شريحة دائرة متكاملة تحتوي على وحدة أساسية هي معالج دقيق داخلي وذاكرة داخلية قابلة للبرمجة لتخزين البرنامج التحكمي فيها وذاكرة أخرى لخزن البيانات، كما تحتوي على بوابات إدخال وإخراج البيانات والأوامر التحكمية، وقد تحتوي على أدوات أخرى كالمحولات الرقمية التناظرية وبالعكس، ومقارنات الجهد ومكبرات العمليات ومولد نبضات الساعة والعدادات والمؤقتات وغيرها.

استخداماته: يستخدم في معظم الأجهزة من حولنا، بدءاً من دائرة التحكم بوظائف الشاشة، مروراً بدائرات التحكم الخاصة بالقرص الصلب ومشغل الأقراص الليزرية ومتحكم بطاقة الشبكة، وانتهاءً بمتحكم وظائف اللوحة الأم، ويستخدم أيضاً في جهاز التحكم بالتلفزيون وجهاز الفيديو وجهاز الإنذار ضد السرقة وعلبة السرعة الإلكترونية للسيارة ونظام منع انغلاق المكابح ودائرة الإنارة الأوتوماتيكية لإشارات المرور.

أنواع المتحكمات: ١- متحكم الإدخال والإخراج الفائق (Super I/O Controller). ٢- المتحكمات المدمجة (Embedded controller). ٣- متحكمات لوحة المفاتيح (keyboard controller).

وزاري: ٢٠٢٥ د٢

يستخدم في معظم الأجهزة من حولنا، بدءاً من دائرة التحكم بوظائف الشاشة، مروراً بدائرات التحكم الخاصة بالقرص الصلب ومشغل الأقراص الليزرية ومتحكم بطاقة الشبكة، وانتهاءً بمتحكم وظائف اللوحة الأم، ويستخدم أيضاً في جهاز التحكم بالتلفزيون وجهاز الفيديو وجهاز الإنذار ضد السرقة وعلبة السرعة الإلكترونية للسيارة ونظام منع انغلاق المكابح ودائرة الإنارة الأوتوماتيكية لإشارات المرور.

لغة برمجته: كانت المتحكمات الدقيقة تُبرمج فقط باللغة التجميعية (Assembly language)، والآن تستخدم لغات البرمجة ذات المستوى العالي بشكل شائع مثل (لغة البرمجة C).

وزاري: ٢٠٢٢ د١ ، ٢٠١٧ د٢

المتحكم الدقيق: هو عبارة عن شريحة دائرة متكاملة تحتوي على وحدة أساسية هي معالج دقيق داخلي وذاكرة داخلية قابلة للبرمجة لتخزين البرنامج التحكمي فيها وذاكرة أخرى لخزن البيانات، كما تحتوي على بوابات إدخال وإخراج البيانات والأوامر التحكمية، وقد تحتوي على أدوات أخرى كالمحولات الرقمية التناظرية وبالعكس، ومقارنات الجهد ومكبرات العمليات ومولد نبضات الساعة والعدادات والمؤقتات وغيرها.

أنواعها:

١- متحكم الإدخال والإخراج الفائق (Super I/O Controller): يعتبر المسؤول الأول عن صحة وسلامة عمل النظام في اللوحة الأم، ويطلق عليه أسماء كثيرة مثل: دائرة الإدخال والإخراج، منظم إشارة الجهد، حساس الحرارة، مؤشر الصحة العامة للتبريد.

٢- المتحكمات المدمجة (Embedded controller).

٣- متحكمات لوحة المفاتيح (keyboard controller).

وزاري: ٢٠٢١ د٢ ، ٢٠٢١ تمهيدي ، ٢٠٢٠ د٢ ، ٢٠١٦ تمهيدي

يعتبر المسؤول الأول عن صحة وسلامة عمل النظام في اللوحة الأم، ويطلق عليه أسماء كثيرة مثل: دائرة الإدخال والإخراج، منظم إشارة الجهد، حساس الحرارة، مؤشر الصحة العامة للتبريد.

الأجهزة التي يتحكم بها: منفذ القرص المرن ، منفذ PS/2 ، Serial port ، Parallel port. إضافة إلى التحكم في الفولتية الواصلة إلى خانة المعالج والتحكم في سرعة الدوران وفي درجة حرارة التبريد ككل.

وزاري: ٢٠١٦ د٣ ، ٢٠١٦ د١ ، ٢٠١٥ إقليم د٢

يعتبر المسؤول الأول عن صحة وسلامة عمل النظام في اللوحة الأم، ويتحكم بالأجهزة: منفذ القرص المرن، منفذ PS/2، Serial port، Parallel port، إضافة إلى التحكم في الفولتية الواصلة إلى خانة المعالج والتحكم في سرعة الدوران وفي درجة حرارة التبريد ككل.

وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي ، ٢٠٢٥ د٢ ، ٢٠٢٤ د٢ ، ٢٠٢١ د١

معظم أنظمة الحاسوب الآن مضمنة داخل أجهزة أخرى غير الحاسوب مثل السيارات والهواتف المحمولة وغيرها، وهذه الأنظمة المضمنة تحتوي على مفاتيح غلق وفتح ومبدلات وشاشات كريستال صغيرة وأجهزة تردد الراديو ومجسات للبيانات (مجسات الحرارة والرطوبة ومستوى الضوء وغيرها)، وعادة لا تحتوي على لوحة مفاتيح أو شاشات عرض أو اسطوانات أو طابعات أو أي أجهزة إخراج/إدخال للكمبيوتر، غير أنها تشترك في وجود المتحكم الدقيق في دوائرها.

وزاري: ٢٠٢٦ د١ ، ٢٠٢٥ تمهيدي ، ٢٠٢٤ د١ ، ٢٠٢٣ تمهيدي ، ٢٠٢١ د٢ ، ٢٠١٦ تمهيدي

عبارة عن شريحة صغيرة جداً وظيفتها نقل الإيعازات من لوحة المفاتيح عبر منفذ USB أو منفذ PS2 وتقوم بنقلها إلى ذاكرة المعالج الرئيسة Micro Processor لتحليلها وتنفيذ العمليات المطلوبة منها وخزن النتائج بصيغة رقمية (0/1)، ولا توجد داخل المعالج.

وزاري: ٢٠١٧ د١ ، ٢٠١٥ د١

١ - صغر حجمها ووزنها.

٢ - لوحة المفاتيح والشاشة والمكونات الداخلية مدمجة وذات أبعاد صغيرة.

٣ - استقلالية الجهاز بالنسبة للتوصيل الكهربائي، إذ تسمح البطارية للحاسوب بالعمل عندما يكون غير متصل بالكهرباء.

٤ - أغلب أجهزة الحاسوب المحمول تستطيع الاتصال بأي شبكة.

وزاري: ٢٠١٥ د١

١- اللوحة الأم ٢- المعالج ٣- قارئ الأقراص المضغوطة ٤- البطارية ٥- الذاكرة ٦- الشاشة ٧- لوحة المفاتيح

وزاري: ٢٠١٩ د١ ، ٢٠١٧ د٣ ، ٢٠١٥ إقليم د١

اللوحة الأم ، المعالج ، البطارية ، الذاكرة (أو قارئ الأقراص المضغوطة أو الشاشة أو لوحة المفاتيح)

وزاري: ٢٠٢١ د١

ثقيلة ، غالية الثمن