الفصل : 6
الجزء : 1
العنوان : اللوحة الأم ( MotherBoard )
في هذا الفصل، ستتعلم كيفية:
• شرح كيفية عمل اللوحات الأم.
• التعرف على modern expansion buses .
• ترقية وتثبيت اللوحات الأم.
• استكشاف ومعالجة مشاكل اللوحات الأم.
اللوحة الأم توفر الأساس للكمبيوتر الشخصي. كل قطعة من الأجهزة، بدءًا من وحدة المعالجة المركزية (CPU) وصولاً إلى أدنى expansion card، تتصل مباشرة أو غير مباشرة باللوحة الأم. تحتوي اللوحة الأم على الأسلاك - المسماة "مسارات" - التي تشكل حافلات النظام. وهي تحمل غالبية المنافذ المستخدمة من قِبَل الأجهزة الطرفية، وتوزع الطاقة من وحدة تزويد الطاقة (انظر الشكل 1). بدون اللوحة الأم، فإنك لا تملك كمبيوتر بالمعنى الحرفي.
 |
| الشكل 1 |
يبدأ هذا الفصل بشرح كيفية عمل اللوحات الأم ويحدد مختلف أنواعها وأحجامها، بما في ذلك ميزات التمييز بينها. يتناول القسم الثاني إمكانيات التوسع في اللوحات الأم من خلال expansion buses ، وتحديداً أنواع فتحات التوسع التي قد تواجهها في الأجهزة وكيفية تثبيت بطاقات التوسع. يقوم القسم الثالث بشرح الخطوات العملية لترقية وتثبيت اللوحات الأم. ويختتم الفصل بتقديم تقنيات لاستكشاف ومعالجة مشاكل اللوحات الأم.
طبقات PCB في اللوحات الأم:
اللوحات الأم الحديثة تتألف من طبقات من printed circuit boards (PCBs) ، حيث يتم تخليق النحاس على مادة غير موصلة ثم يتم طلاءه بمادة إيبوكسي لزيادة قوته. تخفي الطبقات بعض من تعقيد هذه اللوحات. يمكن رؤية بعض المسارات على اللوحة، ولكن كل لوحة أم عادة ما تكون مكونة من أربع طبقات أو أكثر. تحتوي هذه الطبقات على شبكة من الأسلاك، تنقل البيانات والأوامر بين وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة العشوائية (RAM) والأجهزة الطرفية .
الهيكل المتعدد الطبقات يمكنه نقل البيانات بين الأسلاك بدون التداخل بين إشاراتها. يسمح النهج المتعدد الطبقات للشركة المصنعة بزيادة التعقيد وإضافة مكونات إضافية للوحة دون زيادة الطول والعرض الكلي للوحة. كما تسمح المسارات الأقصر بسرعة نقل الإشارات أسرع مما سيكون عليه إذا لم تستخدم اللوحات الأم الطبقات. تضيف الطبقات المتعددة أيضًا قوة إضافية للوحة نفسها، مما يجعلها تتحمل الانحناء بصعوبة.
كيف تعمل اللوحات الأم
تعرف اللوحات الأم الحديثة بثلاث خصائص متغيرة ومرتبطة ببعضها البعض: نموذج الشكل (Form Factor) والشريحة الأساسية (Chipset) والمكونات (Components). لنتعرف على هذه الخصائص بالترتيب:
1. نموذج الشكل (Form Factor):
نموذج الشكل يحدد الحجم الفعلي للوحة الأم ومكان وتوزيع المكونات والمنافذ عليها. يوجد عدة أنماط لنماذج الشكل، مثل ATX وMicroATX وMini-ITX وغيرها. كل نموذج له أبعاد معينة وعدد منافذ مختلف ويتناسب مع أنواع معينة من الصناديق الخاصة بالحاسوب يعني (Cases).
2. الشريحة الأساسية (Chipset):
الشريحة الأساسية هي مجموعة من الدوائر المتكاملة على اللوحة الأم تحدد نوع المعالج (Processor) والذاكرة العشوائية (RAM) التي تدعمها اللوحة. كما تحدد بشكل جزئي الأجهزة المدمجة المدعومة من قِبَل اللوحة، بما في ذلك فتحات التوسع (Expansion Slots) التي تمكن من إضافة بطاقات التوسع.
3. المكونات (Components):
المكونات المدمجة في اللوحة الأم تحدد وظائف النظام الأساسية. تشمل هذه المكونات وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة العشوائية (RAM) ووحدة معالجة الرسوميات (GPU) في بعض الأحيان. كما تحتوي اللوحة الأم على منافذ للتوصيل بأجهزة الإدخال والإخراج، مثل منافذ USB ومنافذ الصوت والمنافذ الشبكية ومنافذ العرض.
يتم تصنيع معظم الشرائح الأساسية المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة من قِبَل إنتل أو AMD. هذا منطقي لأن شركتي تصنيع وحدات المعالجة المركزية الكبيرتين لأجهزة الكمبيوتر المعتمدة على نظام التشغيل Windows وmacOS وLinux ستكونا أيضًا هما منتجي الشرائح الأساسية الحيوية.
يجب على أي فني جيد أن يكون قادرًا على تقديم توصية للعميل بشأن لوحة أم معينة بنظرة سريعة على المواصفات. نظرًا لأن اللوحة الأم تحدد وظيفة الكمبيوتر، وامكانية التوسع، والاستقرار للكمبيوتر بأكمله، فإنه من الضروري أن تكون على دراية تامة بأنواع اللوحات الأم وخصائصها.
أشكال النماذج (Form Factors)
أشكال النماذج للوحات الأم هي أشكال وتخطيطات معيارية متفق عليها في الصناعة. دي بتساعد اللوحات الأم تشتغل مع صناديق الكمبيوتر ومزودات الطاقة. كل نموذج بيناسب المكونات الثلاثة. اللوحات الأم بتيجي بشكل مستطيل أو مربع (شاهد الشكل 2 ) ، بس بيتغير حجمها وتوزيع المكونات عليها. لازم تركب اللوحة الأم في صندوق مصمم خصيصاً ليناسبها، وبيكون في فتحات في الجزء الخلفي بتتناسب مع المنافذ.
 | |
|
المزود الكهربائي واللوحة الأم بيحتاجوا إلى موصلات متناسبة، والأشكال المختلفة بتعرف الموصلات المختلفة. الـ "form factor" بيطلق على العلبة الخاصة بالحاسوب واللوحة الأم والمزود الكهربائي - الثلاثة الأجزاء اللي بتحرك الهوا داخل الكمبيوتر - وكمان بيعرف ازاي الهوا بيتحرك في الكيسة.
عشان الفنيين يعملوا تطويرات للوحة الأم ويقدروا ينصحوا العملاء، لازم يعرفوا أشكال الـ "form factors". صناعة الكمبيوتر اتبعت - وكمان تخلى عن - أشكال مختلفة على مر السنين زي AT, ATX, و ITX. فلنبدأ بالـ "granddaddy" او الجد في كل الأشكال وهي AT.
ملحوظة:
في حالة كان فضولك محمومًا، نعم، الاختصارات المستخدمة في الـ "form factor" تعني كلمات. فـ AT تعني Advanced Technology و ATX تعني Advanced Technology Extended و ITX تعني Information Technology Extended. لكن لم يستخدم أحد العبارات الكاملة ولا يزالوا يستخدمون الاختصارات. لذا ابقى على الاختصارات.
ال AT
شكل الـ AT form factor (انظر الشكل 3)، الذي ابتكرته IBM في بداية الثمانينات، كان الشكل الأساسي للوحات الأم حتى منتصف التسعينيات. ولكن الآن هو قديم ومهجور.
 | |
|
كانت لوحة الأم AT تأتي ببعض الاختلافات في الحجم (انظر الشكل 4)، حيث كانت تتراوح بين الكبير والضخم جدًا. كانت لوحة الأم AT الأصلية ضخمة جدًا، بحوالي 12 بوصة عرضًا و 13 بوصة عمقًا. كانت تقنية الكمبيوتر جديدة وكانت بحاجة إلى الكثير من المساحة للشرائح المختلفة اللازمة لتشغيل مكونات الكمبيوتر.
 | |
|
كان أكبر مشكلة مع لوحات الأم AT هو عدم وجود المنافذ الخارجية الكافية. عندما اخترعت أجهزة الكمبيوتر الشخصية لأول مرة، كانت الأجهزة الموصلة بها تشمل شاشة العرض ولوحة المفاتيح فقط. لذا تم تصميم AT للتعامل مع هذه المكونات فقط، وكانت الموصلة الوحيدة المخصصة على لوحة الأم AT هي موصل لوحة المفاتيح (انظر الشكل 5).
 | |
|
على مر السنين، زاد عدد الأجهزة التي يتم توصيلها بالجزء الخلفي من الكمبيوتر بشكل كبير. الكمبيوتر الشخصي العادي اليوم يحتوي على لوحة المفاتيح والفأرة والطابعة وبعض السماعات والشاشة، وإذا كان نظامك مثل نظامي، فقد يكون متصلًا به 4 إلى 6 أجهزة USB في أي وقت معين. هذه المكونات الإضافية أدت إلى زيادة الطلب على نوع جديد من الأشكال "form factor"، والذي يحتوي على المزيد من الموصلات المخصصة للأجهزة الأخرى. تمت محاولات عديدة لإنشاء شكل جديد قياسي، وكانت هذه الأشكال الجديدة تضم موصلات مخصصة للفأرة والطابعة على الأقل، وكثير منها حتى أضاف موصلات للفيديو والصوت وخطوط الهاتف.
ال ATX
استمر الطلب الكبير على شكل جديد من الأشكال "form factor"، والذي يحتوي على المزيد من الموصلات القياسية ويكون مرنًا بما يكفي للتغييرات المحتملة في التكنولوجيا. أدى هذا الطلب إلى إنشاء شكل ATX في عام 1995 (انظر الشكل 6). بدأ ATX ببطء، ولكن حوالي عام 1998، تفوق ATX على AT لتصبح الشكل الأكثر شيوعًا، وهذا التميز ما زال مستمرًا لأكثر من 20 عامًا.
 | |
|
يتميز شكل ATX عن شكل AT بعدم وجود موصل لوحة مفاتيح AT، حيث تم استبداله بلوحة خلفية تحتوي على جميع المنافذ اللازمة المدمجة بها. يرجى ملاحظة موصلات لوحة المفاتيح والفأرة mini-DIN (PS/2) على اليسار من الشكل 7، وهي الميزات القياسية على بعض لوحات ATX.
 | |
|
يتضمن شكل ATX العديد من التحسينات على شكل AT. يتم وضع مصدر الطاقة بطريقة توفر تدفق هواء أفضل. يتم وضع وحدة المعالجة المركزية والذاكرة العشوائية لتوفير سهولة الوصول، وإعادة ترتيب المكونات يمنع expansion cards الطويلة من التصادم مع وحدة المعالجة المركزية أو northbridge. توفر التحسينات الأخرى، مثل وضع الذاكرة العشوائية عند القرب من northbridge ووحدة المعالجة المركزية أكثر من لوحات AT، أداءً محسّنًا للمستخدمين. كلما كانت الأسلاك أقصر، كان من الأسهل حمايتها وجعلها قادرة على التعامل مع ضعف أو رباعية سرعة الساعة للوحة الأم. يوضح الشكل 8 لوحات الأم AT و ATX - يرجى ملاحظة الاختلافات الكبيرة في وضع الاتصالات الداخلية.
 |
| الشكل 8 |
تأتي لوحات الأم ATX في ثلاثة أنواع مختلفة لتناسب أنواع مختلفة من الصناديق. حتى الآن، رأينا شكل ATX الكامل الحجم، الذي يبلغ 12 بوصة × 9.6 بوصة.
تأتي لوحة الأم microATX (انظر الشكل 9) بحجم 9.6 بوصة × 9.6 بوصة (عادةً)، أو حوالي 30 في المئة أصغر من ATX القياسي، ولكنها تستخدم الاتصالات القياسية ATX. يتناسب لوحة أم microATX مع صندوق ATX القياسي أو في صناديق microATX الأصغر بكثير. يرجى ملاحظة أن ليست جميع لوحات الأم microATX بنفس الحجم الفعلي. سترى أحيانًا لوحات أم microATX يشار إليها باستخدام الرمز اليوناني للميكرو، على سبيل المثال µATX.
 | |
|
في عام 1999، أنتل أنشأت نوعًا من microATX يُدعى FlexATX. تتميز لوحات الأم FlexATX بأقصى أبعاد تبلغ 9 بوصة × 7.5 بوصة فقط، مما يجعلها أصغر لوحات الأم في معيار ATX. ويُمكن القول إن FlexATX قد اندثرت تمامًا الآن.
ال ITX
بدأت شركة VIA Technologies عملية إنشاء لوحة أم بحجم صغير small form factor (SFF) تُدعى ITX. لم تكن ITX نفسها ناجحة، ولكن بدورها، أنشأت VIA أحجامًا أصغر تنافس الآن في سوق الحواسيب ذات الحجم الصغير، وتحديدًا Mini-ITX.
تتميز Mini-ITX بحجمها الصغير جدًا بمقاس 6.7 × 6.7 بوصة (انظر الشكل 10) وتتنافس مع microATX المتطابقة تقريبًا.
 | |
|
أحد الفوائد الكبيرة للوحات الأم SFF هو الكمية الصغيرة جدًا من الطاقة المطلوبة لدعمها. تعتبر مزودات الطاقة ITX صغيرة جدًا بالمقارنة مع مزود الطاقة النموذجي. يؤدي استخدام الطاقة الأقل إلى إنتاج حرارة أقل، مما يتيح التبريد السلبي على العديد من أنظمة SFF. وعدم وجود ضوضاء المروحة يجعلها مثالية لأجهزة الوسائط المركزية (Media Center PCs).
اللوحات المملوكة (Proprietary Form Factors)
قام العديد من صانعي الحواسيب في الماضي بتصنيع لوحات أم تعمل فقط مع صناديقهم. تمكنت هذه اللوحات المملوكة هذه الشركات من إنشاء أنظمة تتميز عن الأنظمة العامة والتي، بدورها، دفعتك إلى الحصول على خدمة وترقيات من وكلائهم المعتمدين. وبعض الميزات التي ستراها في الأنظمة المملوكة هي بطاقات الرفع(riser cards) اللي هي بدل ال expansion cards اليوم - جزء من لوحة الأم منفصل عن الجزء الرئيسي للوحة الأم ولكنه متصل بكابل ما - واتصالات الطاقة الفريدة (unique power connections) . بطاقات الرفع في بعض الأنظمة المملوكة تتصل بمقبس أو فتحة فريدة على اللوحة الأم. وتسمى هذه الأيضا باللوحات الفرعية. كانت اللوحات المملوكة شائعة في الأنظمة الكاملة الحجم في الماضي ،في الوقت الحالي، ممكن تشوف لوحات الأم المملوكة دي في أنظمة مخصصة زي اللاب توبات الصغيرة والكيسات الصغيرة المربعة والأجهزة الأخرى اللي بتستخدم في استخدامات محددة.
جرب هذا :
لوحات الأم بتيجي بأحجام وأشكال مختلفة، وممكن تشوف النوع ده في أي محل كمبيوتر قريب منك. شوف الفروق اللي موجودة بين لوحات الأم بأحجام ATX و microATX و Mini-ITX.
1. بتكون لوحات الأم بحجم ATX هي الأكتر شيوعًا، بس هل المحل عنده لوحات Mini-ITX أو المملوكة؟
2. لو سألت البائع في المحل، هيستخدم كلمات زي "mobos" (ده اللي بنسميهم كدة في الحياة العملية) ولا هيتكلم بالأسماء الرسمية اللي في الكتب؟
■ النهاية
نكون هنا انتهينا من الجزء 1 من الفصل 6 تماما من شهادة A plus المقدمة من CompTIA نتقدم الأن تقدم ملحوظ وواضح 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
