الفصل : 5
الجزء : 1
العنوان : البرامج الثابتة (firmware)
في هذا الفصل، ستتعلم كيفية:
• شرح وظيفة BIOS
• التمييز بين خيارات أدوات CMOS Setup المختلفة
• وصف خيار ROM و device drivers
• إصلاح the power-on self test (POST)
• الحفاظ على BIOS و CMOS بشكل صحيح.
في الفصل الثالث "وحدات المعالجة المركزية"، تعرفت على كيفية ربط حافلة العناوين/address bus وحافلة البيانات/data bus بالذاكرة العشوائية (RAM) عبر وحدة تحكم الذاكرة/memory controller مع المعالج لتشغيل البرامج ونقل البيانات. وبشرط توصيل الطاقة في المكان الصحيح، فلن تحتاج إلى أي شيء آخر لصنع حاسوب بسيط. المشكلة الوحيدة في مثل هذا الحاسوب البسيط هي أنه سيملكك حتى الموت - لا يوجد أي طريقة لعمل أي شيء به! يحتاج جهاز الكمبيوتر إلى أجهزة مثل لوحات المفاتيح والmouse لتوفير المدخلات، وأجهزة الإخراج مثل الشاشات والمكبرات للتواصل مع حالة البرامج التي تعمل حالياً معك. كما يحتاج الكمبيوتر أيضًا إلى أجهزة تخزين دائمة مثل الأقراص الصلبة لتخزين البرامج والبيانات عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.
يتناول هذا الفصل بالتفصيل البرنامج الذي يتحكم في الحاسوب في جوهره. سنبدأ ببعض الأقسام التي تتحدث عن سبب وكيفية عمل الكل، ثم سننظر إلى ال hardware و self-testing circuits. ينتهي الفصل بما يتعلق بالنقاط الدقيقة للحفاظ على هذا البرنامج والأجهزة الأساسية.
نحن بحاجة إلى التحدث
لكي يتمكن لوحة المفاتيح أو الشاشة أو القرص الصلب من العمل مع وحدة المعالجة المركزية، يجب أن تتواصل بواسطة نوع من الاتصال الفيزيائي. وأكثر من ذلك، فإن هذه الأجهزة الطرفية (عادة) لا يمكنها الاتصال بشكل مباشر بوحدة المعالجة المركزية. يتطلب هذا التواصل وجود متحكم، وهو رقاقة تربط الجهاز بوحدة المعالجة المركزية ( انظر الشكل 1).
 | |
|
من اجل جعل المعالج يتواصل مع المتحكمات اللي في الحاسوب، لازم يكون في اتصال بينهم، وده بيبدأ بوجود أسلاك مخصصة للاتصال - نسميها "communication bus". هذه الأسلاك بتسمح للمعالج يرسل الأوامر والبيانات للمتحكمات ويستقبل منهم.
للسماح لوحدة المعالجة المركزية (CPU) بالتواصل مع المتحكمات، نحتاج إلى وسيلة اتصال تسمى "حافلة الاتصال - communication bus " وهي عبارة عن أسلاك تمكّن الـ CPU من إرسال الأوامر ذهابًا وإيابًا إلى الأجهزة. لربط هذا الاتصال، نمدد حافلة البيانات وحافلة العناوين عبر اللوحة الأم بأكملها، مربطين جميع وحدات التحكم في الحاسوب بالـ CPU (انظر الشكل رقم 2)..
كانت لوحات الأم الأولى مغطاة برقائق المتحكمات. يوضح الشكل 3 لوحة أم قديمة جدًا، مغطاة تمامًا برقائق المتحكمات (بالإضافة إلى العديد من الرقائق الأخرى).
 | |
|
 | |
|
مع مرور الوقت، بدأت شركات تصنيع الرقائق في دمج المتحكمات المتعددة في chipsets. مصممة بشكل خاص. وكانت الchipsets. الأولى مثل Intel 430VX الموضحة في الشكل 4 تتألف من رقاقتين مقترنتين تسمى Northbridge و Southbridge.
 | |
|
ظلت الChipsets مقترنة بزوج لعدة سنوات، تقريبًا من عام 1990 حتى حوالي عام 2010. ولدى معالجات اليوم متحكمات مدمجة فيها، مثل متحكمات الذاكرة والشاشة. تقريبًا جميع ال الChipsets الآن هي عبارة عن رقاقة واحدة - ويطلق عليها إنتل اسم Platform Controller Hub (PCH). يوضح الشكل 5 لوحة أم تظهر فيها كل من وحدة المعالجة المركزية و PCH. تشير AMD (ومعظم صناعة التكنولوجيا) إلى الرقاقة باسم الchipset.
 | |
|
ملاحظة:
تتطلب جميع chipsets الخاصة بالحواسيب القوية تبريدًا بواسطة مبردات هوائية أو مروحة. على الرغم من أن الchipsets في كثير من الأحيان تكون حلولًا من رقاقة واحدة، إلا أنه من الشائع استخدام مصطلح "chipset" (على الرغم من أن "set" يعني أكثر من رقاقة) في لغة التقنية
اللي بيتحكم في البيانات بين كل الأجهزة في الحاسوب هو الchipset . المعالج المركزي بيستخدم الحافلة اللي بتيجي من الchipset عشان ينقل البيانات بين كل الأجهزة في الحاسوب. البيانات بتجري طول الوقت على الحافلة بين المعالج المركزي والchipset وذاكرة الوصول العشوائي والأجهزة الأخرى في الحاسوب (انظر الشكل 6 ).
 | |
|
من السهل فهم فكرة أن المعالج المركزي يستخدم حافلة العناوين للتحدث مع الأجهزة، ولكن كيف يعرف ما يجب قوله لهم؟ وكيف يعرف كل الأنماط المكونة من الأصفار والواحدات اللي يحتاج يضعها على حافلة العناوين عشان يقول للقرص الصلب إنه يحتاج إرسال ملف؟ دعونا نلقي نظرة على التفاعل بين لوحة المفاتيح والمعالج المركزي لفهم هذه العملية.
للتذكير :
- حافلة البيانات (Data Bus):
هي المسارات التي تقوم بنقل البيانات بين مكونات الحاسوب مثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة والأجهزة الأخرى. تُعتبر حافلة البيانات عبارة عن مجموعة من الأسلاك أو المسارات التي تسمح بنقل البتات (البيانات) من مكان إلى آخر داخل الحاسوب. تأتي البيانات في شكل ثنائي (0 و 1) وتتحرك عبر حافلة البيانات بوتيرة محددة.
- حافلة العناوين (Address Bus):
هي نوع آخر من الحافلات في الحاسوب وتستخدم لتحديد مواقع البيانات في الذاكرة. تعمل حافلة العناوين على نقل العناوين التي تحدد مكان البيانات داخل الذاكرة. بمعنى آخر، إنها تساعد الـ CPU على تحديد أماكن محددة في الذاكرة حيث يمكنها قراءة البيانات أو كتابتها. تكون حجم حافلة العناوين مهمًا لأنها تحدد عدد العناوين المختلفة التي يمكن للـ CPU الوصول إليها
التحدث إلى لوحة المفاتيح
تقدم لوحة المفاتيح مثالًا جيدًا على كيفية مساعدة الحافلات وبرمجيات الدعم المعالج المركزي في إنجاز المهمة. في الحواسيب القديمة، كانت لوحة المفاتيح تتصل بحافلة البيانات عبر شريحة خاصة تُعرف باسم وحدة تحكم لوحة المفاتيح. لا تحاول البحث عن هذه الشريحة في لوحة الأم الخاصة بك لأن رقاقة الchipset تتحكم في وظائف وحدة تحكم لوحة المفاتيح. ومع ذلك، فإن طريقة عمل وحدة تحكم لوحة المفاتيح - أو بالتحديد، دوائر وحدة تحكم لوحة المفاتيح - مع المعالج المركزي تغيرت بنسبة قليلة جدًا خلال العقود الماضية، مما يجعلها أداة مثالية لشرح كيفية تحدث المعالج المركزي مع جهاز ما.
ملاحظة :
يتحدث فنيو التقنية بشكل شائع عن مختلف وظائف رقاقة الchipset وكأن هذه الوظائف لا تزال تتم معالجتها بواسطة شرائح منفصلة. ستسمع عن متحكمات الذاكرة ومتحكمات لوحة المفاتيح ومتحكمات الmouse ومتحكمات USB، وما إلى ذلك، على الرغم من أنها جميعًا مجرد دوائر على المعالج المركزي أو رقاقة الchipset .
كان متحكم لوحة المفاتيح أحد أحدث الشرائح الفردية التي تمت امتصاصها في رقاقة الchipset.. يوضح الشكل 7 متحكم لوحة مفاتيح نموذجي من تلك الأيام. إلكترونيًا، بدا وكأنه الشكل 8.
 | |
|
 | |
|
كل مرة تضغط فيها على مفتاح في لوحة المفاتيح، يلاحظ رقاقة الماسح/scan في لوحة المفاتيح أي مفتاح قمت بالضغط عليه. ثم يرسل الماسح نمطًا مشفرًا من الأصفار والواحدات - يسمى scan code - إلى وحدة تحكم لوحة المفاتيح. يتميز كل مفتاح في لوحة المفاتيح بscan code فريد. تخزن وحدة تحكم لوحة المفاتيح scan code في سجل تسجيل خاص بها. هل يفاجئك أن وحدة تحكم لوحة المفاتيح لديها سجل تسجيل مشابه لمعالج مركزي؟ فالعديد من الشرائح لديها سجلات تسجيل - وليس فقط المعالجات المركزية (انظر الشكل 9 ).
 | |
|
كيف يحصل المعالج المركزي علىscan code من وحدة تحكم لوحة المفاتيح؟ وبالمناسبة، كيف يخبر المعالج المركزي لوحة المفاتيح بتغيير معدل النمط النصي (عند الضغط على مفتاح ويتكرر الحرف) أو بتشغيل وإيقاف تشغيل مؤشر number lock ، وهذا فقط بعض الأمور الأخرى التي تحتاج إلى إنجازها بواسطة لوحة المفاتيح للنظام. النقطة هي أن وحدة تحكم لوحة المفاتيح يجب أن تكون قادرة على الاستجابة لأوامر متعددة، وليس فقط واحدة. تقبل وحدة تحكم لوحة المفاتيح الأوامر بالضبط كما رأينا المعالج المركزي يقبل الأوامر في الفصل الثالث. هل تتذكر عندما أضفت 2 إلى 3 باستخدام 8088؟ كان عليك استخدام أوامر محددة من كتاب الأوامر الخاص بـ 8088 لإخبار المعالج المركزي بإجراء الجمع ثم وضع الإجابة على حافلة البيانات الخارجية. تحتوي وحدة تحكم لوحة المفاتيح على كتاب أوامر خاص بها - أبسط بكثير من كتاب الأوامر لأي معالج مركزي، ولكنه مفهومياً نفس الفكرة. إذا أراد المعالج المركزي معرفة أي مفتاح تم الضغط عليه آخر مرة في لوحة المفاتيح، يحتاج المعالج المركزي إلى معرفة الأمر (أو سلسلة الأوامر) التي تأمر وحدة تحكم لوحة المفاتيح بوضع scan code للحرف على حافلة البيانات الخارجية حتى يتمكن المعالج المركزي من قراءته.
■ النهاية
نكون هنا انتهينا من الفصل 5 الجزء 1 من شهادة A plus المقدمة من CompTIA نتقدم الأن تقدم ملحوظ ولكن المشوار ما زال ايضا طويل وممتع جدا جدا لذلك احرص على قرائة كل فصل سريعا
و لا بد وانت تقرا ان تكون مركز جيدا لكل معلومة ومعك ورقة وقلم , لانك بالتاكيد ستحتاجها
واذا واجهتك اي مشكلة في الفهم او ما شابه , يمكنك على الفور الذهاب الى المجتمع الخاص بنا في Telegram للمناقشة والتواصل معنا من هنا
او اذا واجهتك مشكلة في الموقع او تريد اجابة سريعة يمكنك الذهاب الى اخر صفحة في الموقع ستجد صفحة اتصل بنا موجودة يمكنك ارسالة لنا مشكلتك , وسيتم الرد عليها بسرعة جدا ان شاء الله
ويمكنك الأنضمام الى المجتمع Hidden Lock بالكامل مع جميع قنواته للأستفادة في اخر الأخبار في عالم التقنية وايضا الكتب بالمجان والكورسات والمقالات من خلال الرابط التالي لمجموعة القنوات من هنا
يمكنك ايضا متابعتنا في منصات X او Twitter سابقا , لمشاهدة الاخبار والمقالات السريعة والمهمة من
وفقط كان معكم sparrow مقدم هذه الشهادة من فريق Hidden Lock
