سلسلة أحمد للكومبيوتر (للمهتمين فقط)

[أحمد وزان]

اللوحة الأم Mother Board تضم جميع مكونات الكمبيوتر الأخرى سواء
المعالج أو الكروت المختلفة أو الذاكرة وغيرها من مكونات الكمبيوتر
الهامة .. لكن ما هو الدور الذى تقوم به اللوحة الأم فى أداء
الكمبيوتر؟ وكيف تربط وتنسق بين جميع هذه المكونات مع بعضها البعض ؟ .
. هذا ما سوف نتعرف عليه فى هذه المقالة .
تتكون اللوحات الأم في أجهزة الكمبيوتر المكتبية من لوحة دائرة
كهربائية تحتوي علي منافذSlots وSockets وشرائح صغيرة , تثبت اللوحة
الأم في صندوق الوحداتCase بالكمبيوتر وذلك بعد تثبيت المعدات
والبطاقات والموصلات اللازمة بها .

تتنوع اللوحات الأمMotherboard في حجمها المادي وفقا لعدد المنافذ
وSockets والموصلات التي تشملها إلا أن اللوحات الأم القياسية يبلغ
حجمها 9.5 * 12 بوصة فهي بذلك اكبر قليلا من ورقA4 , تشترك اغلب
اللوحات الأم في تصميم مكوناتها وموصلاتها إذ لابد من تواجد منافذ
التوسعExpansion Slots والمنافذ الخارجية في المكان والترتيب الملائم
مع الحفاظ علي ترتيب الفجوات والثقوب في صناديق الوحدات بالكمبيوتر .

يعرف ترتيب المنافذSlots وSockets ومنافذ التوصيلPorts في اللوحات الأم
الحديثة باسمATX ويلائم التصميم القياسيATX حجم اللوحة الأم حيث تثبت
المنافذ والموصلات والتي تثبت بها البطاقات واللوحات بمسامير في صندوق
الوحدات .


هناك العديد من تصميمات اللوحة الأم الأخرى بخلافATX منهاMicroATX
وFlexATX وهي تشمل عدد أقل في المنافذ وأجهزة أكثر تقدما مما يسمح لها
بالتثبيت في صناديق وحدات أصغر .
نعود مرة أخري إلي تصميم ATX الشهير, حيث تنقسم اللوحة الأم إلي قسمين
يشمل أحدهما منافذ الامتداد, في حين يشمل القسم الآخرSocket الخاص
بالمعالج ومنافذ تثبيت الذاكرة, ويثبت بسطح اللوحة الأم مجموعة من
الشرائح الصغيرة التي تتحكم في سريان البيانات بالكمبيوتر وأهم الشرائح
الموجودة باللوحة الأم هي شرائحChipset وهي المسئولة عن نقل البيانات
من وإلي المعالج الرئيسي والذاكرة وبطاقات الامتداد بالإضافة لوجود
أجهزة التشغيل الداخليةInternal Drivers والمنافذ الخارجية .

وفيما يلي نقدم شرحا تفصيليا لمكونات وخصائص اللوحة الأم :

منفذ توصيل المعالج Processor Socket

تمتاز معالجات أجهزة الكمبيوتر المكتبية بصغر حجمها إلا أنها تتطلب
مئات التوصيلات باللوحة الأم, يثبت المعالج في منتصف إطار بلاستيكي
أكبر يشتمل علي المئات من فتحات التوصيل التي تثبت باللوحة الأم ويضم
السطح العلوي للمعالج قطعة بلاستيكية عازلة أما السطح السفلي فيحتوي
علي المئات من الإبرPins لتوصيله بالإطار البلاستيكي ثم باللوحة الأم,
ويتم تزويد المعالج بمبرد للهواء للحفاظ عليه من الحرارة الزائدة .

تثبت مبردات الهواء بالمعالج نفسه فيما عدا أنظمةPentium 4 حيث توصل
مبردات الهواء في ثقوب خاصة بسطح 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 لأسفل يمكن تثبيت المعالج وتعرف هذه المنافذ باسم Zero
Insertion Force (ZIF) أو قوة التحكم في التثبيت .

يوجد بجوار منفذ المعالج موصل يزود المبرد بالطاقة الكهربية اللازمة
ويعتبر مبرد الهواء من أهم الأجزاء باللوحة الأم, وبدونها يمكن أن
يتعرض الجهاز للتلف .

يوجد بمنتصف منفذ وحدة المعالجة المركزيةCPU ترمومتر صغير لقياس حرارة
الCPU وتوجد معلومات سرعة مبرد الهواء وترمومترCPU في إعدادات البايوس,
مما يؤكد أهمية هذه الأجزاء والتي بدونها تتلف وحدات المعالجة المركزية
بسهولة .

هناك بعض اللوحات الأم يتم تصميمها لتلائم وحدتيCPU أو أكثر .


منفذSocket 370
هي أقدم أنواع المنافذSockets 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 في سرعات تصل إلي 533
ميجاهرتز .

منفذSocket A

تشمل كافة معالجات AMD Athlon و Duron الحالية إصدارات ذات 462 إبرة
Pin وتعرف منافذ توصيلها باسمSocket A وصممت AMD معالجات Athlon XP
لمواجهة مشكلات عدم التوافقية التي كانت تحدث مع اللوحات الأقدم, فإذا
كنت ترغب في استخدام معالجAthlon XP ستحتاج لوحة أمSocket A لتشغيله .

أما اللوحات الأم التي تم تصميمها عقب إصدار معالجAthlon 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 تصميم أجهزةP4 إلي تصميم أصغر ولكنه
يشتمل علي عدد إبر (بإجمالي 478 إبرة) .

منافذ الذاكرةMemory Slots

هناك ثلاثة أنواع من منافذ الذاكرة العشوائية المتزامنةDRAM هي :

SDRam Dimms وDDRDimms وRDRam Rimms وتختلف الأنواع الثلاثة في الحجم
والفولتات وبالتالي لا تتوافق مع بعضها وتوجد منافذ الذاكرة باللوحة
الأم في شكل مميز يوضح نوع الذاكرة التي يجب توصيله بها وتدعم اللوحة
الأم واحدة أو أكثر من هذه التقنيات الخاصة بالذاكرة .

يوجد بأغلب اللوحات الأم منفذان أو ثلاثة أو أربعة من منافذ الذاكرة
علي سطحها, إلا أن حجم الذاكرة التي تدعمها اللوحة الأم ترتبط بتصميم
منافذ اللوحة الأم نفسها, فكلما زادت سرعات وقدرات منافذ الذاكرة
باللوحة الأم زاد مقدار الذاكرة التي يمكن للوحة الأم تشغيلها .


منافذ التوسع Expansion Slots
تحتوي اللوحات الأمATX علي عدد من منافذ التوسع تستخدم لمضاعفة قدرات
أجهزة الكمبيوتر. ومن أشهر بطاقات الامتداد بطاقة العرض Graphics Card
وبطاقات الصوتSound Card وبطاقات الشبكةNetwork Card والمودم كما
بالشكل رقم (5) .

يتنوع التوسع والامتداد باللوحة الأم, ولكل منها قدراته وأشكاله
المختلفة 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 أسرع بمعدل 8 مرات من منافذISA .. وتحتوي أغلب اللوحات الأم علي
خمسة أو ستة منافذPCI .

أصبحت الألعاب ثلاثية الأبعاد 3D Games هي الأكثر استخداما بأجهزة
الكمبيوتر وقد تستهلك كافة موارد منافذPCI إذا تم تشغيلها باستخدام
بطاقات العرضGraphic Card التقليدية وفي هذا السياق طورت شركةIntel ما
يعرف باسم بطاقاتAGP (Accelerated Graphics Port) والذي صمم بطريقة
تجعله أسرع مرتين من منفذPCI ومنذ إصدار بطاقاتAGP ضاعفتIntel من سرعة
بطاقاتAGP وذلك بتطوير AGP2x ( وهو أسرع أربعة مرات من منفذ PCI ) ثم
طورت حديثا بطاقات AGP4x ( وهي أسرع 8 مرات من منفذ(PCI) ومن المنتظر
أن تصدرIntel بطاقاتAGP8x مع نهاية العام الحالي .

وهناك بعض اللوحات الام التي تحتوي علي منافذAGP pro وهي امتداد لAGP
يوفر هذا المنفذ طاقة 110 وات لبطاقات موائمة الأشكال الرسومية التي
تحتاج لطاقة كهربية عالية. تحتاج بطاقةAGPpro لوحة أم مزودة
بمنفذAGPpro إلا أن هذه المنافذ يمكنها أيضا تشغيل بطاقاتAGP 1x وAGP2x
وAGP4x .

تحتاج كافة أجهزة الكمبيوتر لبطاقة واحدة العرض وهناك أجهزة تدعم تشغيل
بطاقتين لتشغيل اكثر من وحدة عرض إلا أنه لا يوجد سوي منفذAGP واحد فقط
بهذه اللوحات.

يمكن ان تحتوي بعض اللوحات الام علي منفذ صغير اسفل أو أعلي منافذPCI
وAGP الرئيسية ووظيفة هذه المنافذ هي توفير إمكانيات إضافية للمودم أو
الصوت أو الشبكات وتعرف هذه المنافذ باسمCommunication and Network
Riser (CNR) أو محسن الاتصالات والتقنيات كما يمكن أن تعرف أيضا
باسمAudio 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 التشغيل الداخلية
يتم فيها استخدام أسلاك مسطحة وعريضة ذات أطراف بلاستيكية. وهناك زوج
من هذه الموصلات متماثلة ومتجاورة يسميان الموصل الأوليPrimary
والثانويSecondary نسبة إلي قناتيATA/IDE التي تدعمها اغلب الشرائح.

تدعم كل قناةIDE وحدتي تشغيل IDE مثل الأقراص الصلبة ووحدات التشغيلCD
DVD وRW, لذا فإن قناتيIDE تستطيع تشغيل أربعة وحدات تشغيل وتتحدد سرعة
القناة علي حسب الوحدة المتصلة بها, مثلا : فإن القناة الأوليةPrimary
Channel تستخدم لتشغيل الأقراص الصلبة في حين تستخدم القناة الثانوية
Secondary Channel في تشغيل الوحدات الأبطأ مثل وحدات قراءة أقراص
الليزر ويختص الموصل الثالث بوحدة قراءة الأقراص المرنةFloppy Drive
وهناك بعض اللوحات الام تحتوي علي متحكمات إضافية مثلRaid) و(SCSI .


القافزات والرؤوس Jumpers and Headers
ينتشر علي سطح اللوحة الام مجموعة من الإبر الرأسيةPins والتي تستخدم
لتوصيلها بالمنافذ الخارجية أو موصلات الإشارات الضوئية أو تستخدم
لتهيئة بعض الإعدادات الأخرى, يحتوي صندوق الوحدات بالكمبيوتر علي
مفاتيح مسئولة عن إصدار إشارات ضوئية وسماعات مكبرة تتصل جميعها
بمجموعة من الإبر أسفل اللوحة الأم وتتصل اللوحات 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 حين
يتم تثبيت متحكم بلاستيكي يسمي القافزJumper بها وتقوم هذه المتحكمات
بتوصيل الإبر كهربيا وإغلاق الدائرة. وعند إزالة المتحكمJumper أو
توصيله بإبرة واحدة يتم فتح الدائرة. ويمكن تنفيذ أكثر الإعدادات التي
تقوم بهاJumper باستخدام قوائم البايوس مما أدى إلي قلة وجود Jumpers
باللوحات الام الحديثة .



تستخدم مجموعة من 8 إلي 10 ابر Pins للتوصيل لمنافذ خارجية إضافية
وتعرف هذه الإبر باسم الرؤوس Headers وتحتوي أغلب اللوحات الام علي
واحدة أو أثنين من هذه الرؤوس توفر كل منها منفذينUSB إضافيين
ولاستخدام هذه المنافذ الإضافية ستحتاج موصل يحتوي علي طرف بلاستيكي
وطرف آخر به موصلUSB .
الموصلات والمنافذ Plugs and Ports

يوجد علي سطح اللوحات الأم الحديثةATX منافذ قياسية خارجيةPorts ومن
أنواع المنافذPorts الموجودة باللوحة الأم القياسية منفذان (PS/2
أحدهما للماوس والآخر للوحة المفاتيح) ومنفذان متواليان Serial Ports 9
Pin ومنفذ متوازيParallel Port ومنفذانUSB كما يوجد باللوحة الأم أيضا
توصيلاتPlugs لزيادة قدرات الشبكات وكفاءة الأشكال الرسومية .




الطاقة Power
من أهم وظائف اللوحة الأم تزويد وحدة المعالجة المركزيةCPU ووحدات
التبريد والذاكرة والبطاقات بالطاقة الكهربية وتحصل اللوحة الأم علي
هذه الطاقة من مزود الطاقة الرئيسيPower Supply وتعيد توزيعها علي
المكونات المختلفة حسب الحاجة.

تضم اللوحات الامATX مزود طاقة خاصا بها يسميATX Power Supply وهو مزود
بمبرد خاص يدفع الهواء للمكونات الأخرى كالمعالجات وبطاقات الامتداد
وتحتوي مزودات الطاقةATX Power Supply علي عدد من موصلات الطاقة
الداخلية التي تزود اللوحة الأم بالطاقة اللازمة لتوزيعها علي الشرائح
والبطاقات المختلفة .

المكونات الأخرى

يتبقى لنا أن نستعرض بعض المكونات الأخرى التي تدخل في تكوين اللوحة
الأم وتتكامل مع غيرها من المكونات لتشغيل هذه المنظومة الهائلة :

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 حول
منفذ وحدة المعالجة المركزيةCPU Socket تساعد هذه المكثفات بالإضافة
إلي مجموعة أخري من الموصلاتTransistors علي تنظيم الطاقة زيادة
استقرار النظام وتوجد هذه الموصلات عادة بجوار منفذ المعالجProcessor
Socket كما تحتوي اللوحات الام أيضا علي ما 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 مثل
تحديد المكونات المفقودة أو التالفة .


الشرائح Chipsets

تتحكم الشريحةChipset في الاتصالات التي تحدث باللوحة الام كما تحتوي
الشريحة علي متحكمات مسئولة عن تشغيل الوحدات والمنافذ المختلفة, تدعم
الشريحة نوعا واحدا فقط من المعالجات والذاكرة ويمكن أن تدعم تشغيل قرص
واحد أو أكثر حيث ترتبط بالقدرة الكلية للوحة الأم والشرائح الموجودة
عليها , مما يعني أنك لا تستطيع ترقيتها دون استبدال اللوحة الأم
كاملة. فمثلا إذا كان لديك لوحة أم مصممة لتشغيل وحدة معالجة
مركزيةIntel P4 فلن تستطيع استبدالها بوحدةAMD Athlon والعكس .

القسم الشماليNorth bridge والجنوبي Southbridge

تنقسم الشريحة نفسها إلي شريحتين ماديتين باللوحة الام أحدهما
شماليةNorth bridge والأخرى جنوبيةSouthbridge . توجد اللوحة الشمالية
بين المعالج والذاكرة باللوحة الام وتعني بالتوصيل فيما بينهما كما
تتصل هذه الشريحة مباشرة ببطاقةAGP مما يسمح لبطاقات العرض graphics
Cards بالعمل أسرع , وتتأثر هذه الشريحة بالحرارة تماما كالمعالج, لذا
فإنها تحتوي علي مبردات صغيرة للحرارة لإبقائها باردة .

توجد الشريحة الجنوبية عادة بجوار منافذ الامتداد باللوحة الام وتعالج
كافة عمليات الإدخالInput والإخراجOutput بالكمبيوتر مثل دعم القرص
الصلب ووحدات تشغيل الأقراص المرنة والأقراص المدمجة ولا تحتاج هذه
الشريحة إلي مبرد للهواء حيث أنها تظل باردة دائما.

الدعم والقدراتSupport and Capabilities

تتنوع الشرائحChipsets في دعمها وقدراتها حيث تصمم الشريحة
الشماليةNorthbridge Chip لدعم نوع واحد من وحدات المعالجة المركزيةCPU
مثل أجهزةP4 أوAthlon /Duron كما أنها تدعم أيضا نوعا واحدا من
الذاكرة, مثلا تدعم الشريحة الشمالية الحديثة ذاكرة معدل البيانات
المزدوجةDouble Data Rate (DDR) وبطاقات موائمة الأشكال الرسوميةAGP 4X
, لذا تلزم قدرات الشريحة الشمالية بدعم تهيئات خاصة بالمعالج والذاكرة
وبطاقات موائمة الأشكال الرسومية أما بالنسبة للشريحة
الجنوبيةSouthbridge فإن إصداراتها الحديثة تدعم تشغيل أسرع الأقراص
الصلبة ومتحكماتUSB .

الملحقات المدمجة Onboard Peripheral

تدعم اغلب اللوحات الأم تثبيت أجهزة إضافية غير الأجهزة المثبتة
بشريحتها وهناك متحكمات إضافية للصوت والشبكات والقرص الصلب توفر علي
المستخدم تثبيت بطاقات امتداد إضافية وتمتاز هذه المتحكمات بأنها
مدمجةOnboard مما يتسبب في زيادة سعر اللوحة الام, وتكمن الميزة في
الملحقات المدمجة في السعر والملائمة والحجم وذلك لأنها اقل سعرا من
اللوحة الام الرئيسية المثبت بها بطاقات امتداد ملحقة كما أنها لا تشغل
مساحة كبيرة بالجهاز .

أما فيما يتعلق بالأداء فليس هناك فارق ما بين متحكمات مدمجةOnboard
وأخري موجودة ببطاقات امتداد .

الموصلات والمؤقتات Buses and Clocks

يعزي السبب الرئيسي في سرعة الكمبيوتر إلي المعالج حيث وصلت سرعات
المعالجات الحديثة إلي أكثر من 2 جيجاهرتز أما الموصلاتBuses فهي
المسئولة عن نقل البيانات من أحد أجزاء الكمبيوتر إلي جزء آخر. وتختلف
أنواع الموصلات في الكمبيوتر ولكل منها سرعته الخاصة .

وإذا شبهنا اللوحة الأم بإحدى المدن فإن الموصلاتBuses تعمل بمثابة
الطرق التي تربط أجزاء هذه المدينة ببعضها وتعمل هذه الطرق بحدود معينة
للسرعة وعدد محدد من المسارات وكلما زادت السرعة زاد عدد السيارات (وهي
في هذه الحالة البيانات) التي تمر في كل مرة. وبتطبيق هذا المثال علي
الموصلاتBuses باللوحة الأم فإن حدود السرعة هي مؤقت الموصلBus Clock
مقدرة بالميجاهرتز وعدد المسارات هي عرض الموصل مقدرة بالبتات وعلي ذلك
يمكن حساب سرعة كل موصل 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 الرئيسية بالكمبيوتر وهو النظام المسئول عن بدء تشغيل
الكمبيوتر حيث يقدم سلسلة تشخيصية يفحص بها وجود وحدة المعالجة
المركزيةCPU والذاكرة والبطاقات الداخلية الرئيسية ثم تنشيطها شكل (10)
.

فإذا اكتشف البايوس أي مشكلات بالبطاقات أو وحدة المعالجة المركزية أو
نموذج الذاكرة فإنه يخبر مكبر الصوت بصندوق الوحدات لإصدار إشارة صوتية
خاصة يعرض البايوس واجهة لمعدات الكمبيوتر الداخلية والخارجية
كالمنافذPorts ولوحة المفاتيحKeyboard ومتحكمات الأقراص وبمجرد تشغيل
نظام التشغيل ينتهي تحكم البايوس.

وبالنظر إلي الشكل المادي للبايوس نجد أنه عبارة عن شريحة تقليدية
باللوحة الام يبلغ عرضها حوالي نصف بوصة وطولها حوالي بوصتين أما عن
التركيب الداخلي للبايوس, فهو عبارة عن جزء صغير من الذاكرة يخزن به
برنامج البايوس وإعدادات التهيئة الافتراضية.

يحتاج البايوس لمعرفة التهيئة الخاصة بجهازك مثل أنواع برامج التشغيل
بالكمبيوتر ومن أي برنامج يقوم بالتشغيل منها وبأي ترتيب بالإضافة
للأساسيات الأخرى كالتوقيت والتاريخ تخزن هذه التهيئات في قسم قابل
لإعادة برمجته يسميComs اختصارا ل Comlementary Metal Oxide
Semiconductor .

يستخدمComs ذاكرة وبطارية لحفظ إعدادات كل مستخدم عند تشغيل الجهاز
وتمتاز البطارية بإمكانية استبدالها كما أنها في شكل بطارية الآلة
الحاسبة (تقريبا في حجم العملة المعدنية) وتستخدم غالبية البطاريات
تقنية الليثيوم ويفقد المؤقت الحقيقي بضع ثوان شهريا, مما يحتاج لإعادة
تصحيحه من وقت لآخر.

سلسلة اختبارات بدء التشغيل Post Sequence

يعرف التسلسل التشخيصي الذي يقوم به البايوس في كل مرة لتشغيل
الكمبيوتر باسم Power on Self Test (Post) أو اختبار بدء التشغيل يختص
هذا الاختبار بفحص والتأكد من وجود بعض المكونات الضرورية بالجهاز قبل
عرض أي معلومات عنها ويمر هذا الاختبار بمراحل عدة :

المرحلة الأولي

ويتم فيها عرض بعض المعلومات الرئيسية المختصرة علي الشاشة حول بطاقة
العرض مثل نوعها ومقدار الذاكرة بها .

المرحلة الثانية

تظل بها الشاشة خالية لوهلة ثم يعرض الجهاز معلومات البايوس الرئيسية
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 أو الشريحة الرئيسية .

المرحلة الثالثة

يتم فيها تعريف وحدة المعالجة المركزيةCPU ثم حجم الذاكرة المثبتة
مقدرة بالكيلو بايت ثم تصدر إشارة صوتية.

المرحلة الرابعة

يتم فيها تعريف وحدات تشغيل الأقراص المتصلة بمتحكماتIDE باللوحة الأم
ثم يتم فحص باقي متحكمات وحدات التشغيل بالترتيب وبعد انتهاء عملية فحص
مكونات الجهاز, يخبر البايوس وحدة المعالجة المركزيةCPU لبدء نظام
التشغيل من إحدى وحدات الأقراص (ويكون غالبا القرص الصلب) المحددة في
Coms.

اللوحات الأم بين الحاضر والمستقبل

شهدت اللوحات الأم الخاصة بأجهزة الكمبيوتر المكتبية ظهور منافذ
وموصلات جديدة علي مر الأعوام الماضية إلا أن تصميماتها ما تزال تعتمد
علي تقنيات يرجع تاريخها إلي أكثر من 15 عاما .

ومن المتوقع أن تشهد صناعة اللوحات الأم طفرة هائلة خلال الأعوام
القليلة القادمة مثلا, فإن أول المكونات القديمة التي سيشملها التطوير
ميناءISA كما أن أيام واجهات تشغيلATA أصبحت معدودة أيضا, كما ستحل
الواجهة الديجيتال المرئيةDigital Visual Interface (DVI) محل موصل
وحدة العرض الأحاديAnalogue 15 Pin DSub أما التغيير بعيد المدي
المتوقع حدوثه فيشمل التخلص النهائي من منافذ الامتداد الداخلية مما
سيقضي علي محاولة المستخدم لفتح صندوق وحدة المعالجة المركزية ومن
المتوقع أيضا استبدال وحدات التشغيل الداخلية بأخرى خارجية ذات واجهات
سريعة التركيب والتشغيل .
وقد بدأت ثورة التطوير بالفعل بإنتاج جيل جديد من الشرائحChipsets تدعم
أحدث تقنياتI/O كما سيتم إنتاج لوحات أم جديدة تتوافق مع منافذUSB2
والتي من المتوقع أن تصبح هي المنافذ القياسية مع نهاية العام الحالي
كما ستنتشر الشبكات اللاسلكيةWireless Networking علي نطاق أوسع .

ستتطور أيضا واجهاتATA المتوازية الحالية لتستخدم في المستقبل القريب
موصلات رفيعة سهلة التركيب وتعمل بفولتات أقل مما يلغي ما يعرف باسم
الموصلات الرئيسيةMaster والتابعة Slave ومن فوائد استخدام موصلات
رفيعة أنها ستحسن من عملية تدفق الهواء .

ومن المتوقع مع نهاية العام الحالي استخدام أول نماذج لذاكرةDDRII 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 العام الحالي 2002 أن تصدر شركةIntel إصدارا
جديدا من معالجاتPentium 4 بميناء 533 ميجاهيرتز يتوافق تماما مع سرعات
الذاكرة الفائقة الحديثة.

وسيتم قريبا إنتاج ما يعرف ب 3GIO أو الجيل الثالث من واجهةI/O والذي
سيتيح تكاملية ومرونة شاملة وبناء متواليا سهل التركيب أفضل من
ميناءPCI الحالي.

ارجو التثبيت أيها المشرف و لكم كل الحب و الشوق
سلمات

[أحمد وزان]

شكرا كتير ع التثبيت
و هاد الشي رح يشجعني كفي السلسلة
بس شو مشان أنو النقط صارو 0
سلمات

[أحمد وزان]

الدرس الثاني
وحدة المعالجة المركزية (( CPU ))


قبل أن ابداء هناك مصطلحات يجب عليك معرفتها وهي وحدات القياس المستخدمة في الحاسب الآلي

بت = Bit = وهي اصغر وحدة

البايت = Bayt = 8 bit

الكيلو بايت = KB = 1024 B

الميجا بايت = MB = 1024 KB

الجيجا بايت = GB = 1024 MB

المعالج : وهو القلب النابض لجهاز الحاسب الآلي جهاز بلا معالج كأنسان من غير قلب فالأنسان من غير قلب يعتبر ميت لان القلب هو المسؤل عن ضخ الدم الى باقي اجزاء الجسم .

والمعالج هو قلب الحاسب المسؤل عن ضخ البيانات والمعلومات الى باقي اجزاء الحاسب .

خصائص المعالج :

1. سرعة المعالج ( CPU Speed ) : وهي مقياس لعدد العمليات التي يمكن للمعالج أن يؤديها في الثانية الواحدة . وتقاس بــ MHZ او GHZ وهو معدل نبضات الساعة التي تعطى للمعالج .

2. حجم الكلمة ( Word Size ) : وهو أكبر عدد من البت (( bit الذي يمكن للمعالج عملها في المرة الواحدة . والأن في وقتنا الحاظر اغلب المعالجات هي معالجات ذات 64 بت أي انها تستطيع ان تتعامل مع 64 بت في المرة الواحدة .

حجم الكلمة هي عبارة عن عدد خطوط البيانات الموضحة في الرسم الأعلى .

3. مسار البيانات ( Data Path ) : وهو أكبر عدد من البت يمكن نقلها من والى المعالج في المرة الواحدة .

ويتم نقل البيانات في نفس خطوط البيانات وتقريباً الأن تم الربط بين مسار البيانات وحجم الكلمة فأصبحوا واحد ولاكن ذكرتهم اثنيناتهم تجاوزاً .

4. أكبر سعة للذاكرة ( Maximum amount of memory ) : وهي أكبر سعة ذاكرة يمكن توصيلها بالمعالج .

وهي مربوطة بخطوط العناوين الموجودة بالرسم في الاعلى فخطوط العناوين هي المسؤلة عن عنونة الذاكرة ( RAM ) . وتأخذ وتقاس بهذه العلاقة

أكبر سعة ذاكرة (RAM) يمكن توصيلها بمعالج ما = 2 أس عدد الخطوط الناقلة للعناوين

مثال : معالج يملك 29 خط عناوين . ما هي اكبر سعة ذاكرة (RAM) يمكن وضعها بهذا الجهاز ؟

جـ : اكبر سعة ذاكرة يمكن وضعها بهذا الجهاز = 2 ^ 29 = 536870912 Bayt

536870912 بايت = 524288 كيلو بايت = 512 ميجا بايت = 0.5 جيجا بايت

(( ملاحظة :: العلامة ^ = الأس ))

الناتج من العلاقة يعطينا الحجم بالبايت ويجب عليك التحويل من وحدة الى وحدة بالعلاقة التالية :

الحجم بالبايت / 1024 = الحجم بالكيلو بايت ......... وهكذا

سؤال مربتط بالسؤال السابق :: لو وضعنا ذاكرة حجمها 1024 MB هل يعمل الجهاز بشكل اقوى من ان نضع بها ذاكرة حجمها 512 MB ؟؟

الجواب :: طبعاً لا ولن يفرق الأداء بأي شكل من الاشكال لأن المعالج لايمكنة عنونة سوى 512 MB فيضيع علينا ذاكرة حجمها 512 MB بلا أي فائدة لأن المعالج لايمكنه التعامل سوى مع 512 MB .


مثال آخر : ذاكرة حجمها 2 GB موصولة بالجهاز . كم عدد خطوط العناوين اللازمة لعنونة هذه الذاكرة ؟

جـ : أولاً يجب علينا ان نحول القيمة من GB الى Bayt

2 * 1024 * 1024 * 1024 = 2147483648 بايت

نحظر الآلة الحاسبة ونفعل الآتي :

Log 2147483648 / Log 2

= 31 خط
أي نحتاج لعنونة هذه الذاكرة الى 31 خط عنواين .


وأغلب المعالجات في الوقت الحاظر تحتوي على 32 خط عناوين أي تستطيع ان تعنون ذاكرة بحجم 4 GB .

5. ذاكرة الكاش المثبته بالمعالج ( Internal cache memory ) : وهي أكبر كمية

كاش مموري ( Cache memory ) موجودة داخل المعالج وغالباً ما يكون حجمها 512 KB او 256 KB . ( لاحظ ان الحجم بالكيلو فقط نظراً لأرتفاع سعر هذا النوع من الذاكرة )

وتتلخص الفائدة من ذاكرة الكاش هي بما ان سرعتها كبيرة جداً جداً تفوق سرعة ذاكرة الـ RAM العادية بحوالي 20 مرة فتستخدم كوسيط بين المعالج وذاكرة الـ RAM تجد شرح أكثر في الموضوع بعد قليل .
وسأتطرق للحديث عن الفرق بينها وبين الـ RAM في موضوع سابق انشاء الله .

أنواع المعالجات

يمكن تقسيمها الى أنواع من حيث عدد البتات للأرقام التي يتعاملون معها (( حجم الكلمة التي ذكرناها في الاعلى أو عدد خطوط البيانات )) ::

1 – معالجات 4 بت : وهذه تستخدم في الألات الحاسبة وبعض الاحتياجات الخاصة ولا تستخدم في الحاسب الآلي

2 – معالجات 8 بت : وهذا النوع من المعالجات ايضاً ظهر قديماً وكان يستخدم في بعض الاجهزة ولعلنا نذكر اتاري سيجا واتاري ننتندو وكانت تلك الاجهزة تستخدم هذا النوع من المعالج ولايستخدمة الحاسب الالي .

3 – معالجات 16 بت : ظهرت معالجات شهيرة وقوية مع هذا المعالج في ذالك الوقت ولاكنها الأن تعتبر منقرضة واصبحت من التاريخ ومن بعض الامثلة على هذا النوع من المعالج
( Intel 8088 وكان بسرعة MHZ 4.77
Intel 80286 وكان بسرعة 12 MHZ )

4 – معالجات 32 بت : ظهرت في أوائل التسعينات وتعتبر الأن منقرضة ايضاً ومن الامثلة على هذا النوع من المعالجات
( Intel 80386 وكان بسرعة MHZ 25 - Intel 80486 وكان بسرعتين الأولى 33 MHZ والثانية 66 MHZ ( اول جهاز اشتريته كان يحمل هذا النوع من المعالج ) )

5 – معالجات 64 بت : وهي المعالجات التي في العصر الحالي ومن الأمثلة على هذا النوع من المعالجات :
( ملاحظة : البنتيوم P = Pentium )
( Intel P – Intel P2 – Intel P3 – Intel P4 )


ميكانيكية عمل المعالج

عندما يريد المعالج مثلاً معالجة بيانات موجودة على القرص الصلب ( Hard Disk ) فهو لايأخذ البيانات مباشرة من القرص الصلب . لماذا ؟

لأن المعالج سريع جداً والقرص الصلب يعتبر بطيء نوعاً ماء فلتفادي هذه المشكلة عملوا المصممون الآتي

يطلب المعالج البيانات التي يريدها من القرص الصلب وتكون عن طريق خطوط التحكم .
يقوم القرص الصلب بأفراز البيانات التي طلبها المعالج ويقوم بوضعها في الذاكرة RAM .
بما أن الذاكرة RAM بطيئة بعض الشي على المعالج فأن الكاش مموري ( Cache memory ) يقوم بدور الوسيط بين المعالج والذاكرة RAM نظراً لسرعته الفائقة .
يأخذ المعالج البيانات من الكاش مموري ويقوم بمعالجتها .

وللقاء قريب مع سلسلة أحمد للكومبيوتر
سلمات

[أحمد وزان]

الدرس الثالث
كل شى عن كرت الشاشة
1- ما الفرق بين Nvidia & ATIوهل هناك غيرهما؟
ati و nvidia شركتان تقومان على تصنيع معالجات الرسوميات التي تسرع عملية الرسم ثلاثية الأبعاد و التي بدأتها أول مرة شركة كانت الرقم واحد في هذا المجال و هي 3Dfx التي أعلنت توقفها أمام nvidia و تقنياتها ، و من جهة أخرى تقوم أي شركة في العالم بعمل أكثر من مسار تصنيع و هنا تقوم ATI بإنتاج نوعين من البطاقات و هي سلسلة FireGL للأعمال و سلسلة Radeon للألعاب و التي هي خليفة سلسلة RAGE128 أما Nvidia فلها أيضاً مسارين و هما سلسلة Quadro للأعمال و سلسلة Geforce للألعاب و التي هي خليفة TNT ، و هناك الكثير من مصنعي معالجات الرسوميات الآخرين مثل 3Dfx التي تصنع معالجات Voodoo و شركة 3DLABS التي تصنع المعالج Permedia و شركة Matrox التي تصنع معالجات Mellinum و شركة S3 التي تصنع معالجات Savage و Virige و Trio و الكثير غيرها...

2- ما الفرق بين Radeon &Geforce وهل هناك غيرهما؟GeForce هو معالج رسومي صنعته شركة nvidia و له فئات و هي:
GeForce
GeForce 256
GeForce DDR
GeForce 2
GeForce 2 MX
GeForce 2 GTS
GeForce 3
GeForce 3 Ti
GeForce 4 MX
GeForce 4 Ti
GeForce FX
GeForce 6xxx
وقد سبق معالجات جيفورس المعالجات Riva128 و TNT و TNT2

أما Radeon فهو معالج رسوميات صنعته شركة ATI و له فئات كثيرة أيضاً و منها:
Radeon VE
Radeon 7000
Radeon 7200
Radeon 8500
Radeon 9200
Radeon 9200SE
Radeon X600
Radeon X800 XT
Radeon X800 PRO
و قد سبق معالجات راديون المعالجات Rage pro و Rage 128

وهناك الكثير غيرهما و أشهر المصنعين (سابقاً) هي شركة 3Dfx بمعالجها voodoo:
Voodoo
Voodoo Rush
Voodoo 2
Voodoo Banshee
Voodoo 3
Voodoo 4
Voodoo 5 5500
Voodoo 5 6000
و الشركة مشهورة بأنها أول من قام بتسريع الرسم الثلاثي الأبعاد في أجهزة الكمبيوتر و أول من اخترع ذلك و أشهر ما صنعته هو البطاقة Voodoo5 6000 التي و لأول مرة تستخدم فيها تقنية تنعيم الحواف على كامل الشاشة أربع مرات FSAA4X و أول بطاقة رسوميات بمعالجين منفصلين على البطاقة!

و من أشهر المصنعين سابقاً أيضا هي شركة 3Dlabs و معالجاتها:
Permedia
Permedia 2
وكانت بطاقاتها ذات ميزة زيادة الذاكرة من 4 إلى 8 ميجا بتركيب قطعة إضافية على اللوحة.

3- ما هى الــ video memory وما وحدة قياسها؟
هي الذاكرة التي يقوم معالج الرسوميات بتخزين الرسوميات فيها قبل العمل عليها و هي على البطاقة التي يوجد عليها المعالج الرسومي أو تحجز من الذاكرة العشوائية RAM إذا كان المعالج الرسومي مدمج في اللوحة الأم ، ووحدة قياس أي مساحة في عالم التخزين هي bit و byte و kilobyte و megabyte و gigabyte وهنا نقيس بالميجابايت.

4- ما الفرق بين DDR 'DDR3 بالنسبه لكروت الــVGA ؟
صنعت الذاكرة SDRAM و صممت لتعمل على حد أقصى يبلغ 166 ميجاهيرتز أي عرض حزمة 1.3جيجابايت/ث و بعد تطور المعالجات (الرسومية و العادية) أصبحت لا تلبي تعطش المعالج للبيانات و أصبحت عقبة أمام طريقه ، و بما أن المعالج الرسومي يقرأ أو يكتب على ذا كرة SDRAM مرة كل نبضة قام الخبراء بتطويرها بجعل المعالج يقرأها أو يكتب عليها مرتان كل نبضة و أسموها ذاكرة مضاعفة Double Data Rate Synchronios Dynamic RAM DDR-SDRAM
بحيث تتضاعف سرعتها فأصبحت الـSDRAM 133 هي DDR266 و SDRAM 166 هي DDR333 و SDRAM 200 هي DDR400 و بالتالي أصبحت تعطي عرض حزمة أكبر للمعالج فالذاكرة DDR400 أصبحت قادرة ضخ 3.2جيجابايت/ث من البيانات للمعالج ، و بعد ظهور معالجات عالية السرعة في الأجهزة المكتبية أصبح من الضروري أيجاد ذاكرة أسرع و هنا تم تطوير الذاكرة DDR2 التي تصل لسرعة 533 ميجا و يبلغ عرض الحزمة فيها 4.3جيجا و هنا ظهرت معالجات رسومية فائقة القوة لم تلبيها أية ذاكرات موجودة فتم تطوير ذاكرة هي عبارة عن ذاكرة DDR2 مضاعفة و اسمها DDR3 و في البطاقات القوية مثل 6800 ألترا يتم استخدام الذاكرة DDR2-550 التي طورت إلى DDR3 فأصبحت تعمل على التردد 1100ميجا (1.1جيجا) و تستطيع أن تضخ في المعالج 6800 ألترا 37.5جيجا/ث.

5- ماذا يعنى قول engine clock 250=MHz ؟
يعني أن تردد ساعة المعالج الداخلية 250 ميجاهيرتز

6- ماذا يعنى قول memoryclock=400
يعني أن تردد الساعة لشرائح الذاكرة 400 ميجاهيرتز (عرض حزمة 3.2جيجا)

7- ما معنىvertical refresh rat60-240Hz وما خصائصها
(توتر الإنعاش الشاقولي) يقوم المدفع الإلكتروني بإرسال الإلكترون الخاص بلون معين على نقطة فسفورية معينة على الشاشة بحيث تتوهج بهذا اللون فترتفع حرارتها مما قد يسبب احتراقها و إذا احترقت فإن لونها يبقى على نفس اللون الذي احترقت عليه و لذا يقوم المدفع بإرسال الإلكترون بشكل متقطع بلاً من متصل لترتاح هذه النقطة و يقوم المدفع بتكرار العملية على شكل سطر كامل من أسفل إلى أعلى أو العكس و هذه العملية تسمى إنعاش الشاشة و لهذا الإنعاش تردد و هو عدد المرات التي يقوم فيها المدفع الإلكتروني بإعادة تنشيط النقط الفسفورية و هي تتراوح بين 60 إلى 240 مرة في الثانية و بطء هذه العملية تجعلها مرئية للعين البشرية فتتعبها و تضر بها أما سرعتها فهي لن تضر العين لأنها لن تراها و يمكنك رؤية إنعاش النقط الفسفورية إذا و ضعت الشاشة على 60Hz و نظرت إلى جانبك أو نظرت إلى الكيبورد و لكن يمكن رؤية أي توتر إنعاش للشاشة إذا صورتها بكاميرا فيديو (لماذا؟ حاول أن تعرف بنفسك)
و بهذا أعرف لك المصطلح Dot-Pitch و هو بعد النقطة الفسفورية في الشاشة عن أقرب النقط لها و الرقم 0.25 أي ربع ملم و كلما كانت المسافة أقصر كلما كانت الشاشة تحتوي على نقط فسفورية أكثر و بالتالي صورة أوضح!

8- ما معنى max resolution2048*1536*73
أي أنه يمكن أن تظهر الصورة بدقة 2048 بكسل لوني * 1536 بكسل لوني * 73توتر الإنعاش
في البوصة المربعة و هذا يعني 3145728 نقطة لونية في البوصة المربعة (2.5*2.5سم) على الشاشة و كلما زاد العدد زادت نقاوة الصورة و الضغط على المعالج الرسومي.
البكسل هو الجزء المضاء من النقط الفسفورية في الشاشة

9- مامعنى bus standerd AGP 8x\4x\2xوما الفرق بينهم وما سرعتهم وبأى وحده تقاس وكيف يمكن التفريق بينهما بالنظر وما مقدار الفولت لكل منهماوما هو تاريخ تطورهم؟
كانت البطاقات الرسومية أيام زمان تعمل على ناقل ISA ثم انتقلت إلى ناقل VL-BUS ثم الناقل PCI و من هنا أبدأ الشرح لأن اللي فات مات!
الناقل PCI يعمل على التردد 33.3ميجاهيرتز و بالتالي سرعة دخول و خروج البيانات من اللوحة الأم إلى البطاقة هي 266.4ميجابايت/ث فيتم تصنيع المعالجات الرسومية واحداً تلو الآخر حتى ظهور معالج رسومي يمكنه التعامل مع كمية أكبر فيصبح محدوداُ بهذا الباب بعرض 266.4ميجا فيقوم الخبراء بتطوير الشق AGP الذي هو بالأصل أحد أجزاء الناقل VL-BUS ولكن لماذا سمي AGP أو Accelerated Graphics Port أو منفذ الرسوم المسرعة؟ لأنه يمكن المعالج الرسومي من القراءة من الذاكرة رام مباشرة بدون المرور بمعالج نظام الدخول و الخروج الأساسي I/O و بسرعة نقل مضاعفة تبلغ 66.6ميجاهيرتز(533.8جيجا عرض الحزمة) في الناقل AGP 1X و بعد ظهور المعالج الرسومي الأكول و الذي يريد المزيد تم تطوير الناقل بمضاعفة سرعته إلى الضعف AGP2X و الذي يعمل بسرعة 133.3ميجاهيرتز و عرض حزمة يبلغ 1جيجا و أيضاً ظهر معالج رسومي شره جداً فتم تطوير المنفذ AGP 4x الذي يعمل بسرعة 266.6ميجاهيرتز و عرض حزمة يبلغ 2.1جيجا وكان غير متوافق مع بطاقات 1x فقامو بقلب المنفذ 180 درجة فأسبح شق البطاقة المتوافقة معه في الخلف و ظهر أكثر المعالجات تعطشاً للبيانات و هو 6800 ألترا فتم تطوير المنفذ AGP 8x الذي يعمل بسرعة 533.2ميجاهيرتز و عرض حزمة يبلغ 4.2جيجا و بظهور هكذا معالجات تم تطوير منفذ من نوع آخر عالي التقنية سموه PCI-Express 16x و هو يعادل ضعف سرعة الناقل AGP 8x أي 1جيجاهيرتز و عرض حزمة يبلغ 8.5جيجا و هذا يعني إذا ظهر معالج رسومي يستطيع التعامل مع أكثر من هذا فسيخرج إلينا ناقل جديد ربما كان اسمه PCI-Express 32x !

أما للتفريق بين هذه المنافذ فالمنفذ 1x و 2x هما نفس المنفذ و شق البطاقة المتوافقة في الأمام [ - ] المنفذ
|--------- ----| البطاقة

أما المنفذ 4x و 8x فهما نفس المنفذ و البطاقة المتوافقة معهما لها شق في الخلف
[ - ] المنفذ
|-- -----------| البطاقة
أما البطاقة المتوافقة مع كل المنافذ الـAGP فهي
|-- ----- ----| البطاقة لها شقين!
أما المنفذ PCI-E فهو مختلف تماماً و هو أشبه بفتحات الذاكرة
أما الفولطية فكل منافذ AGP هي 3.3 فولت

10- ما هىDVI وما مميزاتها وما هو تاريخ تطو رها؟
DVI هي Digital Video Interface (وصلة الفيديو الرقمية) و طبعاً كلنا نعرف أن الرقمي أفضل من التشابهي لسرعة نقل البيانات و انعدام التشويش تقريباً لذا فإن وصل الشاشة بالكمبيوتر عبر وصلة رقمية يتيح إرسال الصورة إلى الشاشة بشكل أسرع و يعدم التشويش إن وجد و قريباً ستنقرض تقنية D-SUB المعهودة.

11- ما معنىAGP bandwidth2.1 GB/s ؟
بعد شرح ماهية منافذ AGP يصبح بإمكانك الآن أن تقول أن 2.1GB/s هو عرض الحزمة للناقل AGP 4x الذي يعمل على سرعة 266.6ميجاهيرتز

12- ما معنى core clock speedto200MHz ؟
هي تقريباُ (جعل تردد الساعة إلى 200ميجاهيرتز) و أتوقع أن لها علاقة بالزيادة القسرية للسرعة

13- ما معنى rendering rate1.2 bilion triangles/s ؟
سرعة تصيير الرسوم 1.2 بليون مثلث بالثانية

14- VGA connector standerd 15 pin D-sub
أي أن الوصلة القياسية لبطاقات محولات الرسوم هي الـD-SUB ذات الـ15 إبرة

15- ما معنىcore engine speed 475 MHz
أي أن تردد ساعة المعالج الداخلية 475ميجاهيرتز

16- ما هو اشهر برنامج قياس كفائة كروت الشاشه؟
يوجد الكثير مثل Aquamark و 3Dmark03 و 3Dmark05 و Quake3 Test و أشهرها هو 3Dmark03 و أحدثها 3Dmark 05 و أقوى و أشهر لعبة للتجربة هي DOOM3

17- ما معنى ان يكتب على الكرت ASUS Redeon 9200 ATI
يعني أن البطاقة هي من صنع شركة ASUS و المعالج من صنع ATI و نوع المعالج RADEON و فئته 9200

ASUS Nvidia gforce4 5200
ييعني أن البطاقة من صنع ASUS و المعالج من صنع nVidia و نوع المعالج GeForce و العائلة 4 و الفئة 5200


وللقاء قريب مع سلسلة أحمد للكومبيوتر
سلمات

[أحمد وزان]

الدرس الرابع
كل شي ذاكرة الحاسب

يعتقد الكثير أن استخدام الذاكرة محصور بموقع واحد في الحاسب وهو الذاكرة الرئيسية التي يستخدمها نظام التشغيل والبرامج. حقيقة الأمر أن استخدام الذاكرة يدخل في الكثير لتشغيل الحاسب. المعالج و كرت الشاشة و كرت الصوت هي مجرد أمثلة على المكونات التي تحتاج إلى ذاكرة خاصة بها لكي تعمل. هنا سوف نستعرض اشهر أنواع الذاكرة واستخداماتها والتطورات التي حصلت للذاكرة منذ بداياتها.



[ أولا ] : ROM

هي ابسط أنواع الذاكرة . المسمى مشتق من
Read Only Memory
أي ذاكرة للقراءة فقط. هنا المعلومات تكتب على شريحة الذاكرة وتبقى هناك بدون تغيير ولا يمكن إضافة أي معلومات جديدة عليها. اشهر استخدام لهذا النوع من الذاكرة هو لحفظ برنامج البيوس للوحة الأم. هنا لا يمكن للمستخدم أن يغير أي من المعلومات الموجودة في الذاكرة. ميزة هذه الذاكرة عدم احتياجها لأي طاقة كهربائية للاحتفاظ بالمعلومة.

تنقسم ذاكرة
ROM
إلى ثلاثة أقسام:

(1) PROM:

Programmable ROM
وهى قطعة من الذاكرة يمكن برمجتها مرة واحدة فقط. بعد أن تكتب المعلومات عليها لا يمكن مسحها أو تبديلها.

(2) EPROM:

Erasable PROM
وهى نفس السابقة إلا انه يمكن مسح المعلومات الموجودة بهذه الذاكرة وذلك باستخدام الأشعة الفوق بنفسجية. هذه الأشعة يتم توجيهها إلى مجس خاص موجود على الذاكرة لفترة معينة من الوقت مما يؤدى لمسح كل المعلومات وبالتالي يمكن إعادة برمجة الذاكرة بمعلومات أخرى.

(3) EEPROM:

Electrically Erasable PROM
هذه الذاكرة هي التي تستخدم الآن في اغلب اللوحات الأم الحديثة لحفظ برنامج البيوس. هذا النوع من الذاكرة يمكن مسح المعلومات الموجودة عليها و إعادة برمجتها باستخدام برامج خاصة. إذا رأيت كلمة
Flash BIOS
من ضمن مواصفات اللوحة الأم، فهذا يعنى أنها تستخدم هذا النوع من الذاكرة

[ ثانيا ] RAM:

هذا المسمى هو ما يربطه غالب المستخدمين بالذاكرة. هذا الاسم مشتق من Random Access Memory
وافضل شرح لهذا المسمى هو الذاكرة التي يمكن الولوج إليها بشكل غير منظم. لشرح كلمة غير منظم يجب أن نشرح كيف يتم تخزين المعلومة في الذاكرة. الذاكرة مقسمة إلى خانات وتسمى صفحات. كل صفحة لها عنوانها الخاص. عند الاحتياج إلى أي معلومة مخزنة في الذاكرة فانه يتم الولوج إليها مباشرة من خلال عنوانها الخاص بها . عند عدم وجود عنوان خاص لكل صفحة، فانه لإيجاد المعلومة يجب البحث بكل الصفحات لغاية العثور على المعلومة المطلوبة. هذا البحث يتم بطريقة منظمة أي البحث بأول خانة ومن ثم الثانية والثالثة وهلم جرا.
الآن يجب أن نبين بعض المعلومات عن هذا النوع من الذاكرة. هذه الذاكرة لا تستطيع تخزين المعلومة بدون وجود طاقة كهربائية. أي أن المعلومة المخزنة يتم مسحها عند فصل الذاكرة عن الطاقة. أنواع الذاكرة RAM
أسرع بكثير من ROM
لذا فان الكثير من اللوحات الأم تسمح عند بداية تشغيل الجهاز بوضع نسخة من برنامج البيوس في الذاكرة واستخدامها من هناك. هذا الأمر يحسن من أداء الجهاز. مثل ذاكرة ROM ، تنقسم ذاكرة RAM إلى عدة أنواع:

(1) SRAM:

وهى Static RAM المعنى المقصود من كلمة Static هى ثبات المعلومة. عندما تودع المعلومة في هذه الذاكرة فإنها تبقى هناك بدون الحاجة إلى تنشيطها بين فترة وأخرى. الوقت الوحيد الذي تتغير فيه المعلومة هو عندما يطلب من الذاكرة تغييرها. SRAM يعتبر أسرع أنواع الذاكرة، ولكن بسبب غلاء سعره، فان استخدامه في العادة يكون محصورا بداخل المعالج كذاكرة مخبئيه (Cache Memory) من الدرجة الأولى أو الثانية.

(2) ASRAM:

Async SRAM تعتبر من النوعيات القديمة من SRAM. هذه الذاكرة تعمل بتردد منفصل عن المعالج. لذا تجدها مستخدمة كذاكرة مخبئيه من الدرجة الثانية لكثير من المعالجات القديمة والتي كانت فيها الذاكرة المخبئيه تركب على اللوحة الأم وليس المعالج. مثال على ذلك، إذا كانت سرعة الناقل الأمامي للمعالج 66 ميغاهرتز فان هذه الذاكرة قد تعمل على سرعة 33 ميغاهرتز

(3) SSRAM:

Sync SRAM بمعنى أن الذاكرة تعمل بنفس تردد الناقل الأمامي للمعالج ولا تختلف تقنيا عن سابقتها بغير هذا الأمر.

(4) PBSRAM:

Pipeline Burst SRAM هي أكثر نوع من هذه الذاكرة استخداما حاليا. لشرح هذا النوع من الذاكرة يجب أن نبتعد قليلا عن الذاكرة والدخول في عالم المعالج لنشرح المقصود بكلمة Pipeline. تقنية Pipeline تسمح للمعالج بأداء أكثر من مهمة بنفس الوقت. وأسهل طريقة لشرح هذه التقنية هو تشبيهها بخط الآنتاج المستخدم في المصانع. بدل أن يكون هناك عامل واحد يقوم بتجميع المنتج، يوجد هناك خط سير يقوم عليه العديد من العمال. كل عامل منهم يقوم بتجميع جزء من هذا المنتج لكي ننتهي بأخر المطاف بمنتج جاهز وبأسرع وقت ممكن.
المعالج يقوم بأمر مشابه. هنا يتم التعامل مع الكثير من العمليات بنفس الوقت. الآن وقد شرحنا معنى Pipeline، فان الذاكرة PBSRAM مصممة لكي تتعامل مع هذا الكم المستمر من المعلومات. من مميزات هذه الذاكرة، قدرتها على العمل بسرعة تردد اكثر من 66 ميغاهرتز، مما يجعلها مناسبة للمعالجات التي واكبت هذه الذاكرة والتي تعمل بسرعات قد تصل إلى 400 ميغاهرتز.


هنا نكون قد انتهينا من اشهر أنواع الذاكرة SRAM والتي بينا أن استخدامها بغالب الوقت محصورا بداخل المعالج أو كجزء من ذاكرته الداخلية.

(5) VRAM:

Video RAM هي نوع من الذاكرة المخصصة لكروت الشاشة. تتميز هذه الذاكرة بسرعتها وتخصصها في التعامل مع تقنية الشاشة. الميزة الرئيسية لهذا النوع من الذاكرة هو إمكانيتها التعامل مع (RAMDAC) وهو القطعة المسئولة عن تحديث الصورة على الشاشة ومعالج كرت الشاشة بنفس الوقت، اختراع أنواع أخري من الذاكرة والتي تستطيع العمل بشكل أسرع من VRAM أدي إلي توقف استخدامها في الكروت الحديثة.

(6) WRAM:

Window RAM هو نوع متطور من VRAM. هذا النوع من الذاكرة ليس له أي علاقة بنظام التشغيل Microsoft Windows وأي تشابه في التسمية هو مجرد مصادفة. تم تعديل بعض التقنيات المستخدمة في هذا النوع من الذاكرة عن سابقتها مما أدى إلى زيادة في سرعة نقل المعلومة تعادل 25% زيادة عن VRAM.

(7) SGRAM:

Synchronous Graphics RAM هي الجيل الثالث من الذواكر المختصة بكروت الشاشة. يتميز هذا النوع بعمله بنفس سرعة الناقل الأمامي للمعالج لغاية 100 ميغاهرتز. برغم أن هذا النوع من الذاكرة لا يستطيع التعامل مع RAMDAC ومعالج كرت الشاشة بنفس الوقت، إلا انه يستطيع فتح صفحتين من المعلومات بنفس الوقت. الجمع مابين سرعة نقل المعلومة وفتح صفحتين بنفس الوقت، يجعل هذه الذاكرة أسرع مما سبقها.


نبدأ الآن بالدخول إلى الذاكرة التي تهم غالب المستخدمين أو بالأحرى التي للمستخدمين الحرية باختيارها.



[ ثالثا ] DRAM:

بعكس SRAM فان ذاكرة Dynamic RAM لا تستطيع الاحتفاظ بالمعلومة لفترة طويلة. المعلومات يجب تنشيطها باستمرار. هنا تقوم الذاكرة بإعادة كتابة المعلومة عدة مئات من المرات في الثانية. هذا النوع من الذاكرة ارخص من SRAM ولذا فإنها تستخدم بغزارة كذاكرة رئيسية لجهاز الحاسب. مثل الآنواع السابقة من الذاكرة، فإنها تنقسم إلى عدة أنواع.


(1) FPRAM:

Fast Page Mode DRAM هو من الآنواع القديمة من هذه الذاكرة. عندما كانت أجهزة الحاسب تعمل بمعالجات 286 أو 386 كانت تستخدم هذا النوع من الذاكرة. ببداية الأمر كانت هذه الذاكرة تعمل بسرعة ولوج تعادل 120 نانو ثانية، أي أن المعالج يحتاج أن ينتظر هذه المدة لكي يستطيع الدخول إلى الذاكرة واسترجاع أو إيداع المعلومة. تم فيما بعد تحسين سرعة الولوج لهذه الذاكرة لكي تصل إلى 60 نانو ثانية إلا أنها لازالت تعتبر بطيئة.

(2) EDO RAM:

لتحسين سرعة الولوج، تم اختراع ذاكرة Extended Data Out DRAM. هنا تم تسريع عملية ولوج المعالج إلى الذاكرة بواسطة السماح له بالولوج بعملية جديدة قبل انتهاء العملية التي سبقتها. برغم أن النظرية تقول بان هذا النوع من الذاكرة أسرع من FPM DRAM بمعدل الضعف، إلا أن التطبيق الفعلي ينتج عنه تحسن بالأداء يعادل 30% فقط. مشكلة هذا النوع من الذاكرة إنها لا تستطيع العمل على سرعات تردد اكثر من 66 ميغاهرتز.

(3) BEDO RAM:

Burst EDO DRAM كانت محاولة لتسريع عمل EDO RAM. الفكرة من تقنية Burst هي بإرسال المعلومة إلى الذاكرة بشكل دفعات. أول دفعة من المعلومة تحتوى على عناوين المعلومات التي تتبعها، لذا فان باقي المعلومة سيتم التعامل معها بشكل أسرع حيث انه تم التجهيز لاستقبالها. برغم نجاح هذه التقنية في تسريع سرعة الولوج إلى الذاكرة لما يقارب 10 نانو ثانية، إلا أن عدم قدرتها على العمل بسرعة تردد أعلي من 66 ميغاهرتز أدى إلي تجاهلها ونسيانها.

(4) SDRAM:

Synchronous DRAM هي اشهر أنواع الذاكرة و أكثرها استخداما الآن، كلمة Synchronous تعنى أن هذه الذاكرة تعمل بنفس سرعة تردد الناقل الأمامي للجهاز، بحسب جودة التصنيع لهذا النوع من الذاكرة، فانه بإمكانها الوصول لسرعة تردد 150 ميغاهرتز وزمن ولوج يصل إلى 7 نانو ثانية. بسبب اعتماد ذاكرة SDRAM على سرعة الناقل الأمامي للجهاز لنقل المعلومة، فان أقصى حجم من المعلومات يمكن نقلها مابين الذاكرة والمعالج هي 800 ميغابايت في الثانية إذا كانت سرعة تردد الناقل الأمامي 100 ميغاهرتز و 1050 ميغابايت إذا كانت 133 ميغاهرتز.
للتمييز إمكانية هذه الآنواع من الذاكرة من العمل على سرعات تردد معينه، فقد تم أيجاد توحيد لمسميات تبين السرعة التي تستطيع هذه الذاكرة العمل عليها. PC66 تعنى أن الذاكرة تستطيع العمل على سرعة 66 ميغاهرتز و PC100 تعنى أنها تعمل على 100 ميغاهرتز وهلم جرا.

(5) DDR-SDRAM:

وهو التطور المنطقي لذاكرة SDRAM. لزيادة حجم المعلومة المنقولة بين المعالج والذاكرة، فانه تم اختراع تقنية مضاعفة تردد الناقل الأمامي لكي تحول سرعة تردد الناقل الأمامي من 100 إلى 200 ميغاهرتز ومن 133 إلى 266 ميغاهرتز. من هنا أتى المسمى Double Data Rate SDRAM. لفهم عملية المضاعفة هذه يجب أن نبين كيف تعمل دورة الهيرتز. دورة الهيرتز هي عبارة عن إشارة كهربائي بشكل موجه تنقل المعلومة معها أثناء صعودها. تقنية DDR تسمح بالاستفادة من هذه الموجة ليس فقط أثناء صعودها بل أثناء نزولها كذلك حيث يتم نقل معلومة أثناء الصعود ومعلومة أخرى أثناء النزول. بهذه الطريقة فإن الاستفادة من كل دورة هيرتز تكون مضاعفة بنقل معلومتين بكل دورة هيرتز بدل معلومة واحدة.

(Data Strobe) هى تقنية ادخلت على هذه الذاكرة لكي تغنى عن استخدام ساعة داخلية بالذاكرة لتنظيم دورات الهيرتز. الساعة التي نتكلم عنها هنا هي المسئولة عن جعل الدورات الداخلية للهيرتز بالذاكرة تسير بانتظام مع الدورات الخاصة بالناقل الأمامي. تقنية Data-Strobe نصت على أن كل معلومة تنقل من الناقل الأمامي إلى الذاكرة تحمل معها إشارة تحدد دورة الهيرتز، بهذه الطريقة تستطيع ذاكرة DDR أن تنظم دوراتها مع الناقل الأمامي بدون استخدام أي ساعة داخلية منظمة. الميزة هنا هي بتوفير الوقت الذي تحتاجه الساعة الداخلية لتحديد دورة الهيرتز مما يعنى أداء أسرع.

في هذا النوع من الذاكرة تم تغيير المسمى من تبيان سرعة تردد الناقل الأمامي إلى تبيان حجم المعلومة التي يتم نقلها. PC1600 تبين أن هذه الذاكرة تستطيع نقل 1600 ميغابايت في الثانية بينما PC2100 تعنى أن الذاكرة تستطيع نقل 2100 ميغابايت في الثانية وحاليا وصلت إلى DDR3200 والتي تعمل بتردد 400 ميجاهيرتز ووصلت أكثر من ذلك.

(6) RDRAM:

هذه الذاكرة تم تسميتها نسبة إلى الشركة التي قامت بتسجيل براءة الاختراع للتقنية المستخدمة بها. شركة Rambus تعتبر من الشركات التي دخلت إلى عالم الحاسب الشخصي بوقت متأخر نسبيا حيث تم تأسيسها بسنة 1990 ميلادية. بداية الشركة كانت بالتركيز على أجهزة الألعاب مثل Nintendo و Play Station ومن ثم تقدمت إلى حقل الحاسب الشخصي عندما قامت بإقناع شركة Intel بدعم ذاكرتها.

ذاكرة Rambus DRAM تعتمد على تقنية مذهلة ترتكز على توزيع نقل المعلومة بين الذاكرة والمعالج على اكثر من قناة. هذه الذاكرة باتت قادرة على الوصول لسرعات تردد تصل إلى 1200 ميغاهرتز وتنقل 10.7 غيغابت في الثانية.

النوع الوحيد من المعالجات التي تدعم مثل هذه الذاكرة هو بنتيوم4 المصنع من شركة Intel. كما أن شركة Intel هي الشركة الوحيدة التي تصنع شرائح لوحة أم تستطيع التعامل معها ، ثم تبعتها بعد ذلك شركة SIS.

بسبب السعر العالي لهذه الذاكرة، ومطالبة شركة Rambus المصنعين بدفع رسوم تصنيع عالية، و أدائها لغير المقنع مقابل سعرها، فان غالب الشركات المصنعة للذاكرة و المعالجات وشرائح اللوحات الأم قد اتجهت إلي تأييد وتصنيع ذاكرة DDR- DRAM وحتى شركة Intel للأسف تخلت عن هذا النوع من الذاكرة.

(7) DDR2:

بالرغم من النجاح الذي حققته ذاكرة DDR إلا إنها كانت تعانى من بعض النقص وأهمها عدم قدرتها على الوصول إلى ترددات عالية. هنا أصبح من الضروري تنقيح ذاكرة DDR وتغيير بعض التقنيات المستخدمة بها. الجدول التالي سيبين بعض أهم الفروقات بين DDR و DDR2:

الميزة/التقنية


DDR


DDR2


الفائدة



الشكل الخارجي للشرائح الفردية (Package)



TSOP (66 إبرة)


FBGA


نقل و سرعات أفضل للتيار الكهربائي



الجهد الكهربائي (Voltage)


2.5v

1.8v



احتياج اقل من الطاقة وحرارة اقل



كثافة الشرائح (Densities)



128MB-1GB



128MB-2GB



سعات اكبر للذاكرة



عدد Banks الداخلية



4


من 4 إلى 8



الشرائح بكثافة1 ميغابايت وأكثر سيكون عدد البنوك الداخلية بها 8 لتقديم أداء أفضل



حجم الدفعة الأولى لقرائة الذاكرة (Prefetch)


2Bit



4Bit

نقل أفضل للمعلومة


سرعة الناقل



200-400Mhz



400-667Mhz


سرعات نقل أفضل



توقيت القراءة (Read Latency)


2, 2.5, 3


3, 4, 5


إزالة أنصاف التواقيت يساعد على تحسين المنطق الداخلي للذاكرة (Internal Logic)



إنهاء الإشارة (Termination)



على اللوحة الأم







على شريحة الذاكرة



تحسين أداء إنهاء الإشارة وذلك بجعله جزء من شريحة الذاكرة وكذلك المساهمة بتخفيض تكلفة تصنيع اللوحات الأم








الشرائح المجمعة (Modules)


184 DIMM



Or


172 MicroDimm

240 DIMM


Or
244 MicroDimm


تحسين تنظيم الشرائح الفردية على لوحة الدوائر المطبوعة لتقديم نقل إشارة أفضل


من أهم الأمور التي قد تجعل المستخدمين يتخوفون من ذاكرة DDR2 ويفضلون ذاكرة DDR عليها هو التواقيت العالية التي تستخدمها الذاكرة الجديدة. بالفعل فإن النظرة الأولى لتواقيت DDR2 وخصوصا توقيت CAS Latency وهو أهم التواقيت يبين أن المواصفة الرسمية لا تسمح بأي توقيت اقل من 3 بينما ذاكرة DDR تسمح بتوقيت 2. هذا الموضوع لا يزال محل جدل بين المستخدمين ولكن مجمل التحسينات التي أدخلت على الذاكرة والسرعات الكبيرة لها تقلل بشكل كبير من أهمية التواقيت وبالتالي ذاكرة DDR2 قادرة على تقديم أداء أفضل بشكل عام من ذاكرة DDR. لازالت ذاكرة DDR2 تحمل نفس المسميات التي بدأتها ذاكرة DDR حيث أن المسمى يبين سرعة نقل المعلومة والتي وصلت إلى 5300 ميغابت بالثانية لتردد 667 ميغاهرتز.


(8) GDDR2:

معالجات كروت الشاشة وصلت إلى مراحل متقدمة جدا من التخصصية والسرعة. والذاكرة المستخدمة على هذه الكروت تحتاج إلى مواصفات خاصة بسبب هذا التخصص. من هنا ارتأت الشركات المتخصصة بصناعة كروت الشاشة (ATI-nVIDIA) على وجه التخصيص العمل المشترك مع شركات تصنيع الذاكرة لصنع نوع من الذواكر المخصصة للرسوميات. من هنا أتى مسمى Graphics DDR2 والذي وضع مواصفات خاصة على ذاكرة DDR2 وأهمها تعديل العنونة (Addressing) بهذا النوع من الذاكرة لتكون مناسبة أكثر لاحتياجات التسريع الرسومى. كما تم تحسين تقنية دخول وخروج المعلومة (I/O) لتقدم أداء أفضل.



(9) GDDR3:

لازالت المعالجات الرسومية تتقدم بخطوات أسرع بكثير من المعالجات المكتبية، ولا زالت احتياجاتها من الذاكرة تزداد بشكل مطرد. لهذا السبب لم تستطع الشركات المصنعة لكروت الشاشة الآنتظار إلى أن تنتهي منظمة JEDEC المسئولة عن المواصفات الرسمية للذاكرة من الآنتهاء من تحديد المواصفات الرسمية للجيل الثالث من ذاكرة DDR وعملت مع عدة شركات وعلى رأسها Micron لتصنيع الجيل الثالث من هذه الذاكرة بدون أى مواصفات رسمية موحده.

ذاكرة GDDR3 تأتى بتقنية مختلفة لتعريف الإشارة الكهربائية عن سابقتها. Unidirectional Strobing هى تقنية تخفض من الوقت الذي تحتاجه الذاكرة للتعرف على المعلومة حيث انه يغنيها عن الرجوع إلى جدول تعريف الإشارة (DQS). كما تم عمل تحسين لعملية دخول وخروج المعلومة (I/O) وجعل سرعات التردد تبدأ من 600 ميغاهرتز فما أعلى.

[أحمد وزان]

بكفي لهون مشان تدرسون مزبوط وللمزيد من الاستفسار لا حدة يخجل ها أوعا أنا بالخدمة
وللقاء قريب مع سلسلة أحمد للكومبيوتر
سلمات

[أحمد وزان]

ترقبو المقال الجديد بعنوان (((((((( كل شي عن القرص الصلب ))))))))))
سلمات

[أحمد وزان]

حاسس هالموضوع للأسف لم يلق اهتمام أو أن المهتمين غير موجودين في منتدانا
وحتى المشرفون وللأسف لم يطلع أحد على الموضوع
سلمات

تابع عملك
الموضوع عم اطلع عليه يوميا

[أحمد وزان]

بشارنو بصراحة حاسس حالي عم بشرح لحالي
وين المهتمين بالكومبيوتر بالمنتدى
ما في؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟
سلمات

كتار عم يتطلعوا لاحظ عدد المشاهدات 29

[أحمد وزان]

هدول المشاهدات أنا عم شاهدون
لك أأأأأأأأأأأأأأأأأأأأأأأأأأخ
سلمات

بسيطة حبيبي طريق النجاح يبدأ بخطوه
لما كنت جديد بالمنتدى حاولت كتير لوصلت
ما بيكفيك اني عم شجعك؟؟

[ديار]

أخي حطيني- موت أنا عم أطلع على الموضوع و لكن-للإمانة- ليس بشكل يومي و ما بدي اكتب رد منشان تسلسل الدروس و متل ما قلك الأخ بشار طريق النجاح يبدأ بخطوة

[أحمد وزان]

أرسل أصلا بواسطة ديار

أخي حطيني- موت أنا عم أطلع على الموضوع و لكن-للإمانة- ليس بشكل يومي و ما بدي اكتب رد منشان تسلسل الدروس و متل ما قلك الأخ بشار طريق النجاح يبدأ بخطوة

انشالله
بس عنجد بدي حس أنو عم يصير تفاعل بالموضوع كرمال معنوياتي تزداد
سلمات

[أحمد وزان]

متل ما وعدتكون الدرس الأن عن

القرص الصلب

Hard Disk

مفاهيم عامة

:

Hard Disk يتطرق هذا الدرس للمفاهيم التالية حول القرص الصلب

ما هو القرص الصلب ؟

·

ما المقصود بتهيئة القرص الصلب ؟

·

نظام الملفات .

·

فهم التقسيمات .

·

تقسيم وتهيئة القرص الصلب .

·

إدارة التقسيمات .

·

فهم أحرف السواقات .

·

٢

ما هو القرص الصلب ؟

القرص الصلب هو جزء من مكونات الحاسوب ، وهو المسؤول عن التخزين الطويل الأمد

للمعلومات حتى في حالة قطع التيار الكهربائي عن الجهاز . و بما أن القرص الصلب يخزن
المعلومات بشكل دائم لذلك فهو يسمح للمستخدم بحفظ البرامج و الملفات و أي بيانات أخرى .
و ، RAM و السعة التخزينية للقرص الصلب أكبر كثيراً من السعة التخزينية للذاكرة الرئيسية

. ٢٠ GB توجد اليوم أقراص تتجاوز سعتها التخزينية ال

المكونات الأساسية للقرص الصلب :

يتكون القرص الصلب من أربع أجزاء رئيسية :

الأقراص الدائرية و محور دوران و رؤوس القراءة/الكتابة و مجموعة من الدوائر

الإلكترونية.

الشكل رقم ١ :
http://www.rogepost.com/n/6506246663

المكونات الأساسية للقرص الصلب

الأقراص (الأطباق) الدائرية :

هي مجموعة من الأقراص المتصلبة الدائرية الشكل مصنوعة من المعدن

أو البلاستيك ، وجهي كل قرص مغطى بطبقة من أكسيد الحديد أو أي مادة أخرى قابلة
للمغنطة .
كل الأقراص مثبتة من مركزها على محور دوران يعمل على تدوير كل الأقراص بنفس

السرعة .

٣

رؤوس القراءة / الكتابة :

تثبت رؤوس القراءة/الكتابة على ذراع أفقي يمتد على كل من السطحين العلوي و السفلي لكل

واحدة من الأقراص الدائرية . الذراع الأفقي يتحرك ذهاباُ وإياباً بين مركز الأقراص و حافتها
الخارجية وبسرعة كبيرة . هذه الحركة مع حركة دوران الأقراص الدائرية تسمح لرؤوس

القراءة/الكتابة بالوصول إلى أي نقطة على سطح الأقراص .

الدوائر الإلكترونية :

تترجم الدوائر الإلكترونية الأوامر الصادرة من الكمبيوتر ثم تقوم على ضوء تلك الأوامر

بتحريك رؤوس القراءة/الكتابة إلى مكان معين على الأقراص مما يسمح لرؤوس

القراءة/الكتابة بقراءة أو كتابة البيانات المطلوبة .

كيف تخزن البيانات و كيف تسترجع ؟

يخزن الكمبيوتر البيانات على القرص الصلب كسلسلة من البيتات الثنائية

كل بت يخزن كشحنة مغناطيسية (موجبة أو سالبة ) على طلاء من مادة قابلة ( binary bits)
للمغنطة موجودة على سطح الأقراص .
عندما يقوم الكمبيوتر بتخزين البيانات فهو يقوم بإرسال البيانات إلى القرص الصلب على شكل
سلسلة من البيتات . وهكذا يقوم باستلامها أيضا على شكل سلسلة من البيتات المتعاقبة .
يستخدم القرص الصلب رؤوس القراءة/الكتابة لتخزين (كتابة) البيتات مغناطيسياُ على سطح
الأقراص الدائرية . البيتات التي تتكون منها البيانات المخزنة على سطح القرص ليس من
الضروري أن تخزن بشكل متعاقب على سطح القرص ، فمثلا البيتات المكونة لملف ما يمكن أن
تخزن في أماكن مختلفة من سطح قرص ما أو أن تكون موزعة على أقراص أخرى .
عندما يحتاج الكمبيوتر البيانات المخزنة على القرص الصلب تبدأ الأقراص بالدوران بسرعة ثم
تتحرك رؤوس القراءة/ الكتابة ذهاباُ وإيابا إلى موقع معين على سطح الأقراص ، عندها تقوم
رؤوس القراءة/الكتابة بقراءة البيانات وذلك بتحديد الحقل المغناطيسي لكل بت مخزن ، موجب
أم سالب ثم ترسل تلك المعلومات إلى الكمبيوتر .
تستطيع رؤوس القراءة/الكتابة الوصول إلى أي مكان على سطوح الأقراص وفي أي وقت ،
Random Access مما يسمح بالوصول إلى البيانات بشكل عشوائي
( بدلا من تعاقبي كما في الشريط المغناطيسي) ، حيث أن القرص قادر على الوصول العشوائي

الذي يمكنه من الوصول بشكل نموذجي إلى البيانات المطلوبة وفي جزء من الألف من الثانية .

ما هو المقصود بتهيئة القرص الصلب ؟

الكمبيوتر يجب أن يكون قادراً على الوصول إلى البيانات المطلوبة ، وبشكل عام حتى

الأقراص الصغيرة الحجم يمكنها تخزين الملايين والملايين من البيتات .
إذا كيف يعرف الكمبيوتر أين يبحث عن المعلومات المطلوبة ؟
لحل هذه المشكلة يتم تنظيم القرص الصلب من خلال تمييزه لأقسام منفصلة . هذا يسمح

وبكل سهولة للكمبيوتر بإيجاد أي سلسلة من البيتات المخزنة .

. (

Formatting) المصطلح الرئيسي لتنظيم القرص الصلب يعرف بالتهيئة

ُتعِ  د عملية التهيئة القرص الصلب حتى يمكن كتابة الملفات على الأقراص مع إمكانية

استرجاع الملفات المطلوبة فيما بعد وبسرعة كبيرة .

٤

ويجب أن تتم عملية التهيئة للقرص الصلب بطريقتين : التهيئة الفيزيائية و التهيئة المنطقية .

Physical Formatting

: التهيئة الفيزيائية

يجب القيام بعملية التهيئة الفيزيائية قبل التهيئة المنطقية للقرص

الصلب ، والتهيئة الفيزيائية للقرص الصلب ( تسمى كذلك بالتهيئة المنخفضة المستوى )
تتم عادة هذه التهيئة للقرص بعد صناعته مباشرة من قبل الشركة (

Low level format)

المنتجة للقرص الصلب .
ُتقسِم عملية التهيئة الفيزيائية الأقراص الدائرية للقرص الصلب إلى العناصر الفيزيائية
الرئيسية التالية:
المسارات و القطاعات و الأسطوانات

Paths, Sectors, and Cylinders

أنظر الشكل رقم ٢: هذه العناصر توضح الطري قة التي تخزن بها البيانات وتسترجع فيزيائيًا

من القرص .

الشكل رقم

٢:
http://www.rogepost.com/n/4820408454
الهيئة الفيزيائية لقرص صلب .

المسارات :

المسارات عبارة عن مجموعة من المسالك الدائرية متحدة المركز و موجودة على كلى جانبي

(وجهي) الأقراص الدائرية . و هذه المسارات تعرف عن طريق رقم بداية بالمسار صفر ثم
المسار واحد و .... وهكذا حتى الحافة الخارجية للأقراص .
ُتَق  سم المسارات إلى مساحات صغيرة