بطاقات التوسعة Expansion Cards أو Adapter cards

وظيفة Expansion Cards

 

 

تستخدم الـ Expansion Cards ( ويمكن تسميتها Adapter Cards ) في توسيع إمكانية الحاسب لتوصيل أجهزة خارجية وتوضع على Expansion Slots الموجودة على Motherboard ويجب أن يتوافق نوع Expansion Card مع نوع Expansion Slot الذي يوضع عليه .

 

أنواع Expansion Cards

تختلف Expansion Cards حسب نوع الأجهزة التي ستوصل إليها .. ومنها:

1-      Video Card : بطاقة توسعة خاصة بتوصيل monitor  إلى جهاز الحاسب

2-      Sound Adapter : خاصة بتوصيل أجهزة الصوت

3-      Network Interface Card (NIC) : خاصة بتوصيل جهاز الحاسب إلى شبكة الحاسب

4-      Wireless NIC: للتوصيل بشبكة لاسلكية.

5-      SCSI adapter: لتوصيل الأجهزة التي بها   SCSI port إلى الكمبيوتر

6-      Redundant Array of Independent Disks - RAID adapter:يوصل عدد من  Hard drives إلى الكمبيوتر لتحسين الأداء.

7-      Modem Adapter : تستخدم لتوصيل الحاسب بالانترنت عن طريق خطوط الهاتف

8-      Capture card: تستخدم لنقل إشارات الفيديو إلى الكمبيوتر وبالتالي يمكن تسجيلها على HDD بواسطة برنامج خاص. Sends a video signal to a computer so that the signal can be recorded to the computer hard drive with Video Capture softwar

 Video Card

Video Card Ports

هي عبارة عن الوصلات الصغيرة الموجودة على Video Card والمستخدمة لوصل الشاشة و هي أنواع

            DVI  (digital visual interface) : تستخدم لوصل الشاشات المسطحة LCD

VGA  (video graphics array)  : تستخدم لوصل الشاشات المسطحة LCD و شاشات  CRT

      S-Video

تستخدم لتحويل الإشارات الرقمية في الجهاز الحاسب إلى إشارات تماثلية في شاشة التلفزيون

Sound Card

Sound card ports

1-      Line in : يستخدم نقل الصوت من مسجل الكاسيت إلى الحاسب والعكس

2-      Line Out : تستخدم لوصل Speaker

3-      Microphone : يستخدم لوصل Microphone

4-      Game Port/MIDI : تستخدم لوصل Joystick و الأجهزة التي تستخدم MIDI port

Network Interface Card

عبارة عن بطاقة توضع على الـ Motherboard ويوجد فيها Port لوصل كابل الشبكة وهي عبارة عن واجهة الحاسب للشبكة المحلية ( LAN )

NIC Port                                             

هذه البطاقة لها أنواع من Ports حسب نوع الكبل الشبكة المستخدم وهي:

1-      RJ-45 : ويستخدم في هذه الحالة ربط الشبكة بـكبل مجدول Twisted Pair Cable

2-      AUI  ويستخدم لربط الشبكة بكابل محوري ثخين Tick Coaxial Cable

3-      BNC : يستخدم عند ربط الشبكة بكابل محوري ضعيف Thin Coaxial Cable

 

Modem Card

Modem Ports

1-      Line ( RJ-11 ) : وهو Port الخاص بوضع سلك الهاتف القادم من مخرج الهاتف في الحائط.

2-      Phone : هو port اختياري يستخدم لوصل الهاتف لاستخدم الهاتف و الانترنت من نفس مخرج الحائط.

 

 

System Memory - ذاكرة النظام

ماهية :System Memory

هي المكان الذي يستخدمه الحاسب لتخزين البرامج و البيانات التي يستخدمها أثناء عملية المعالجة . وبالتالي تعتبر جزء مهم في عملية المعالجة مع Processor و Motherboard و Chip set. تتكون System Memory من أماكن تخزينية كل مكان له عنوان يمثل برقم ثنائي

أنواع System Memory:

تتنوع System Memory حسب الوظيفة التي يحتاجها الحاسب من أجلها وهي كالتالي:

• ذاكرة القراءة فقط (Read-Only Memory (ROM
• ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory (RAM

وسيتم شرح كل منها في الأقسام التالية .

ذاكرة القراءة فقط :Read-Only Memory (ROM) 

تعريف ذاكرة :ROM

شرائح توجد على Motherboard . و تحتوي على الأوامر التي يمكن أن يصل CPU إليها مباشرة . تخزن ذاكرة ROM التعليمات الأساسية لإقلاع الحاسب وتحميّل Operating System. تحتفظ بمحتوياتها حتى عند إيقاف تشغيل الحاسب. ولا يمكن تعديل محتوياتها .

أنواع ذاكرة :ROM

1. Read-Only Memory ROM : شريحة للقراءة فقط كتبت محتوياتها أثناء تصنيعها ولا يمكن مسح محتوياتها أو إعادة الكتابة عليها.
2. (Programmable ROM (PROM : هي قطعة من الذاكرة يمكن برمجتها مرة واحدة فقط. بعد أن تكتب المعلومات عليها لا يمكن مسحها أو تبديلها
3. (Erasable-Programmable ROM (EPROM : 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.
4. (Electrically Erasable PROM (EEPROM : هذه الذاكرة هي التي تستخدم الآن في اغلب اللوحات الأم الحديثة لحفظ برنامج BIOS. هذا النوع من الذاكرة يمكن مسح المعلومات الموجودة عليها و إعادة برمجتها باستخدام برامج خاصة بينما لا تزال مثبتة بشكل مادي في الحاسب . إذا رأيت كلمة Flash BIOS من ضمن مواصفات اللوحة الأم، فهذا يعنى أنها تستخدم هذا النوع من الذاكرة.

ذاكرة الوصول العشوائي :Random Access Memory (RAM)

تعريف ذاكرة :RAM

ذاكرة تخزين مؤقتة للبرامج و البيانات . وهي ذاكرة متطايرة أي تفقد محتوياتها بمجرد انقطاع التيار الكهربائي. وكلما زاد حجم هذه الذاكرة هذا يعني أن الحاسب يستطيع معالجة كمية أكبر من البرامج والبيانات وبالتالي تحسين أداء الحاسب . 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.

أنواع ذاكرة :RAM

1. (Static RAM (SRAM : المعنى المقصود من كلمة  Static هي 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. تعتبر أسرع أنواع الذاكرة، ولكن بسبب غلاء سعرها، فان استخدامها في العادة يكون محصورا بداخل المعالج كذاكرة تخزين مؤقت .
2. (Dynamic RAM(DRAM : عكس الذاكره السابقه فهذه الذاكرة 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. وهي تنقسم إلى عدة أنواع منها DDR SDRAM, DDR3 SDRAM و DDR SDRAM .

:Cache Memory 

تستخدم SRAM كـ Cache memory ذلك لتخزين البيانات المستخدمة باستمرار من قبل الـ Processor . و بالتالي يكون الوصول لهذه البيانات بشكل أسرع من الوصول لها من DRAM . 

أنواع Cache Memory:

1. L1 cache : ذاكرة داخلية مدمجة مع المعالج
2.  L2 cache: ذاكرة توجد على اللوحة الأم بالقرب من المعالج, أصبحت الآن مدمجه مع المعالج.
3. L3 cache :  تستخدم هذه الذاكره في servers .

Memory Modules RAM:

RAM القديمة كانت تثبت على Motherboard بشكل شريحة مفردة وتسمى  dual inline package (DIP) chips وكانت صعبة التثبيت وكثيرا ما ترتخي من Motherboard، تكون على شكل صندوق صغير وتخرج منها التوصيلات الكهربائية على شكل صفين من الأسلاك من جانبي هذا الصندوق. ولحل هذه المشكلة تم لحم شرائح الذاكرة على لوحة الكترونية circuit board  تسمى memory module .

أنواع Memory Modules:
الميموري مودليز عبار عن وحدة تحتوي على شريحة واحدة أو عدة شرائح من الرام  متواجدة على لوحة كهربية صغيرة تتصل باللوحة الأم عن طريق الإبر pins .

1. SIMM)Single Inline Memory Module) : وحده تحتوي على أبرد عددها أما 30 أو 72 أبره . 
2. DIMM)Dual Inline Memory Module) : نوع شرائح RAM التي يتم تركيبها على هذه الوحدة تكون إما SDRAM عدد Pins هو 168أو DDR وعدد الـ Pins هو 184 أو DDR2 ويكون عدد الـPins هو 204
3. RIMM)RAMBus Inline Memory Module) : حتوي علىpins عددها 184 , هذه الذاكرة تم تسميتها نسبة إلى الشركة Rambus.
4. SODIMM) Small Outline DIMM) : تحتوي على 72 Pin وذلك لنقل 32 بت أو تحتوي على 144 Pin لنقل 64 بت. تستخدم في الأجهزة Laptop أو بعض الأجهزة مثل الطابعات.

المواصفات التي تؤخذ في الاعتبار عند شراء :RAM

1. حجم الذاكرة Capacity: حجم البيانات و المعلومات التي تستطيع شريحة الذاكرة تخزينها وتقاس بالوحدة bits , Byte, KB , MB ,GB
2. Bandwidth : كمية البيانات التي يمكن قراءتها من الذاكرة أو تخزينها في الذاكرة في الثانية، هذه المعلومة تكتب على شريحة الذاكرة مثلا بالشكل التالي : PC2100 والرقم 2100 تعني أن الذاكرة تستطيع أن تتعامل تقريبا مع كمية من البيانات مقدارها 2100 MB في الثانية ( 2100 MB/s ).
3. CAS Latency (CL)  : هي اختصار لـ column address strobe و يقصد بها الوقت الذي تنتظره Chip set من طلب الحصول على البيانات من الذاكرة إلى حين تلبية هذا الطلب والبدء بنقل البيانات . CL3 تعني أن التأخير بمقدار 3 cycle . وبالتالي كلما كان هذا الرقم أقل  كلما كان أفضل.
4. Error Checking : أخطاء الذاكرة تظهر عند عدم تخزين الذاكرة بطريقة صحيحة . بعض أنواع الذاكرة تستطيع اكتشاف هذه الأخطاء وبعضها الاخر لا يستطيع و هذه الأنواع هي :

• Nonparity : إذا كانت هذه الخاصية موجودة في الذاكرة , هذا يعني أن الذاكرة لا تستطيع اكتشاف الأخطاء .
• Parity : إذا كانت هذه الخاصية موجودة في الذاكرة هذا يعني أن الذاكر تستطيع اكتشاف الخطأ عند حدوثه في بت واحد فقط.
• ECC : إذا كانت هذه الخاصية موجودة في الذاكرة هذا يعني أن الذاكرة تستطيع اكتشاف الخطأ عن حدوثه في أكثر من بت ، وتقوم بتصحيح الأخطاء.

 بعد استعراض أهم المواصفات للذاكرة فإننا نقول انه يجب عند شراء ذاكرة يجب التأكد من توافقيتها مع الـMotherboard  أما من الانترنت أو من Motherboard Manual

CPU - وحدة المعالجة المركزية

 - Central Processing Unit (CPU)وحدة المعالجة المركزية 

أهمية الـ CPU:

تعتبر عقل الحاسب حيث إن العمليات الحسابية تتم بداخلها . 

عمل الـ CPU:

لأداء مهمة ما باستخدام الحاسب يجب إدخال Data و Instructions . إن Instruction تصمم لأداء مهمة معينة مثل العمليات الحسابية و نقل الـ Data و إنجاز عمليات الإدخال والإخراج . برنامج الحاسب عبارة عن مجموعة من Instruction

خلال تنفيذ البرنامج يتم تحميل Data من Memory أو تخزينها في Memory. يمكن النظر إلى Memoryعلى أنها مجموعة من العناوين ، كل عنوان يستخدم في تخزين Data أو Instruction

يتكون CPU من :

1. Registers :عبارة عن مجموعة من مواقع الذاكرة تستخدم في التخزين المؤقت للقيم المراد معالجتها
2. Arithmetic Logic Units (ALU) :هي المسئولة عن العمليات الحسابية و المنطقية
3. Control Unit (CU) : تستخدم في التحكم في معالجة Instruction ونقل الـ Data وكذلك في إعطاء إشارات التحكم مثال على ذلك تحديد instruction التالية المراد تنفيذها في البرنامج .

المواصفات التي تؤخذ في الاعتبار عند شراء CPU :

• السرعة (Speed) : هي عدد التعليمات التي يمكن أن يؤديها المعالج في الثانية و تقاس بمعدل نبضات الساعة ( Clock pulse ) وهو ما يعرف  بـ MHz أو GHz
• حجم الكلمة (Word size): يقصد بها عدد البتات للأرقام أو القيم الذي يمكن للمعالج أن يتعامل معهم في المرة الواحدة. أو فمثلا هناك معالجات تستطيع معالجة أرقام كل منها مكون من 16 بت وتسمى معالجات ذات 16 بت ( 16-bit microprocessor ) . وكلما كان المعالج ذو عدد بتاتا كثر كلما أدى إلى أن يكون المعالج سريعا 
•  سرعة الناقل الأمامي   FSB ( Front side bus speed ) : الناقل الأمامي هو المسار الواصل بين المعالج والمكونات المهمة الأخرى مثل الذاكرة وكروت التوسعة . سرعة الناقل الأمامي تقاس بـ MHz آو GHz .  وكلما زادت هذه السرعة كلما زادت كمية البيانات المتناقلة بين المكونات الأخرى .
• Cache memory : هي ذاكرة خاصة بالمعالج ، تستخدم في التخزين المؤقت للبيانات و التعليمات التي يحتاج المعالج باستمرار بدل استدعاءها من الذاكرة الرئيسية وبالتالي فإن تخزين البيانات داخل هذه الذاكرة يسرع عمل الحاسب ، و بالتالي كلما زاد حجم هذه الذاكرة كلما كان زادت كفاءة عمل المعالج . وتقاس MB أو KB.
• Architectures : يمكن المقارنة بين المعالجات على أساس تصميم وبناء المعالج أما من حيث طريقة عملية المعالجة او البناء الهيكلي للمعالج . وهنا نتطرق إلى بنود المقارنة التالية :

1. نوع تعليمات المعالج : هناك صنفين من أنواع التعليمات وهي :

Reduced Instruction Set Computer (RISC): تستخدم مجموعة صغيرة من التعليمات التي صُممت ليتم تنفيذها سريعًا
Complex Instruction Set Computer (CISC): تستخدم عدد كبير من التعليمات المعقدة مما  يؤدي إلى خطوات أقل لكل عملية.    

2. Multi-core :  في الآونة الأخيرة تم تصنيع معالجات تحتوي على أكثر من core في شريحة واحدة وكأنه هناك   أكثر من معالج موجود على اللوحة الأم بحيث يصبح المعالج قادر على معالجة أكثر من عملية في نفس الوقت. وبالتالي هناك أنواع من المعالجات حسب عدد core :

Single core CPU : يحتوي المعالج على core واحد فقط يقوم بعملية المعالجة ، و قد تحتوي اللوحة الأم على أكثر من مكان لوضع أكثر من CPU لزيادة كفاءة أداء الحاسب ( صوره توضيحية أعلاه ).

Dual Core CPU : يحتوي على 2 cores في نفس المعالج حيث يقومان بعملية المعالجة في نفس الوقت ويوجد أيضا Triple Core CPU and Quad Core CPU

•  Intel Hyper-Threading : تقنية لتنفيذ أكثر من جزء من برنامج في نفس الوقت . هذا يجعل الحاسب يعمل وكما يحتوي على أكثر من معالج
• Overclocking: تقنية تستخدم في زيادة سرعة المعالج عن سرعته الطبيعية ولكن هذه الخاصية قد تؤدي إلى ضرر بالمعالج.
• MMX : مجموعة من التعليمات الخاصة بالـ Multi-media توجد في معالجات intel وهي تساعد زيادة كفاءة الحاسب عند التعامل مع الـ Multi-media

أنواع المعالجات :

أشهر الشركات المصنعة للمعالجات هي intel و AMD ، أفضل المعالجات قد تكون من شركات مصنعة مختلفة و لكنها تؤدي نفس الوظائف الأساسية .

أنواع Socket: 

يسمى المكان الذي يوضع فيه المعالج على اللوحة الأم بالـ socket  ، تختلف أنواعها حسب الشركة المصنعة للمعالج.

LGA 775* هو أشهر socket المستخدم مع معالجات Intel و كذلك 478socket . و المعالجات Xeon, Pentium M and the Core Duo processors كل له socket يختلف عن الآخر.

تبريد الـ CPU :

هناك ارتباط مباشر بين زيادة سرعة المعالج والحرارة الخارجة منه. فكلما زادت سرعة المعالج ارتفعت حرارته . و المشكلة أنّ الحرارة قاتل حقيقي للإلكترونيات . ولتفادي هذه المشكلة فإنه يجب وضع مايسمى بـ heat sink و fan على المعالج للمحافظة على برودة المعالج .

* كذلك يتم وضع  Fan case لتبريد بقية المكونات وقد يكون هناك أيضا Fan  لـ لكرت GPU أي كرت الشاشة.

Motherboard - اللوحة الأم

  
فائدة اللوجة الأم :

هي لوحة الإلكترونية تحتوي على مسارات للبيانات تتصل بها جميع المكونات الأخرى. هذه المسارات تسمح للبيانات بالانتقال بين المكوّنات المختلفة. وتعرف أيضا باسم  system board, the backplane, or the main board

Motherboard Form Factors :
يقصد بالـ Form Factor حجم size وشكل shape الـ Motherboard. كذلك يصف تخطيط Motherboard من حيث مكان وضع المكوّنات عليها. وتوجد Form Factor مختلفة .

مكونات اللوحة الأم ((Motherboard:

• ZIF (zero insertion force) Socket : هو المقبس الذي يركب عليه شريحة CPU. سمي كذلك لأنه يسمح للشريحة أن تزال وتركّب بسهولة ( صوره توضيحية أعلاه )
• Cache memory : هي ذاكرة خاصة بالمعالج ، تستخدم في التخزين المؤقت للبيانات و التعليمات التي يحتاجها المعالج باستمرار بدل استدعاءها من الذاكرة الرئيسية وبالتالي فإن تخزين البيانات داخل هذه الذاكرة يسرع عمل الحاسب ، و بالتالي كلما زاد  حجم هذه الذاكرة كلما كان زادت كفاءة عمل المعالج . وتقاس MB أو KB.

• Chipset : تسمح لوحدة المعالجة المركزية بالاتّصال وتفاعل بالمكوّنات الأخرى للحاسوب، ولتبادل البيانات مع ذاكرة النظام، hard disk drives, video cards, and other output devices

*Chipset  هي المكون الرئيسي في motherboard ، حيث أن مقدار الذاكرة التي يتم تثبيتها و أنواع الموصلات التي تكون على Motherboard وتوافق CPU  كلها يتم تحديدها بواسطة Chipset  .

• RAM Memory Socket : مكان وضع ذاكرة الرام.

•  Expansion Slots: فتحات تستخدم لوضع Expansion Card لتوصيل الاجهزة الخارجية بالـ Motherboard

1. Advanced Graphics Port(AGP) : فتحة توسعة لوضع graphics card
2. Industry Standard Architecture (ISA) : فتحة توسعة قديمة
3. Peripheral Component Interconnect,(PCI) : فتحة توسعة لوضع peripheral devices cards
4. PCI Express (PCIe) : صممت لنفس غرض فتحة توسعة PCI و AGP

•  Power Connectors: على motherboard  يوجد وصلات لتوصيل الكوابل القادمة من Power supply.

• BIOS: برنامج يتم تنفيذه عند تشغيل الحاسب ، الوظيفة الأساسية له هو التعرف على مكونات المادية المتصلة بالحاسب. ويخزن في ذاكرة من نوع ROM قابلة للمسح وإعادة البرمجة وهي ما تعرف بالـFlash ROM

•  CMOS: عبارة عن ذاكرة لحفظ إعدادات الـBIOS منها التاريخ و الوقت ، وتحتاج لوجود بطارية لضمان تشغيلها حتى مع إيقاف تشغيل الحاسب
•  Battery: يحتاجها الحاسب للاحتفاظ ببعض المعلومات عند إيقاف تشغيل الحاسب مثل إعدادات BIOS التي تحفظ في CMOS

• Ports and Headers: تستخدم في وصل الأجهزة الخارجية باللوحة الأم وهي :

1. Serial Ports : تستخدم لوصل mice  لديها 9 pins او 10 pins ويسمى هذا المنفذ بـ COM1
2. Parallel Port : تستخدم لوصل الأجهزة التي تستخدم كابل Parallel  مثل Printer ولديها 26 pins
3. PS/2 Port : يستخدم لوصل Mouse و Keyboards
4. USB (Universal Serial Bus) : تستخدم لوصل الأجهزة الحديثة التي تستخدم كابل USB مثل Mouse و Keyboards وغيرها من الأجهزة .
5. IEEE 1394 : وتسمى Firewire وتستخدم لوصل external hard drives, video cameras,  scanners إلى جهاز الحاسب   

• Drives Controller:

1. Primary and Secondary IDE/ATA Hard Disk Controller : أغلب لوحات الأم الحديثة تحتوي اثنان من وصلات IDE كل منها تحتوي على 40 pins
2. Floppy Disk Controller: تحتوي 34 pins لوصل Floppy Drive data cable
3. Serial ATA Controller: ويستخدم لوصل Hard Disk و Optical Drive

• Pins Connectors: تستخدم لوصل LEDs, headphone and microphone الموجودة على case باللوحة الأم.
• in board Ports : وهم LAN Port ,Audio Ports, and Monitor Port

علبة motherboard :

عند شراء اللوحة الأم يجب التأكد أنها تدعم المكونات المطلوبة . تحتوي علبة اللوحة الأم على:

• Motherboard Manual

1. General Information
2. Assembly Instructions.
3. BIOS Manual

• Floppy Data Cable
• IDE/ATA Interface Data Cable
• SATA Interface Data Cable
• Ports panel

المواصفات التي تؤخذ في الاعتبار عند شراء Motherboard:

• Form Factor الـ 
• Chipset
• الـCPU   المدعومة
• Memory التي تتوافق معها 
• Graphics card الذي تتوافق معه
• عدد expansion slots
• أنواع Ports and header الموجودة
• المواصلات (Connector) الخاصة بمزود الطاقة (Power Supply) المتوفرة.

* وعند استبدال أي مكون يوضع على الـMotherboard يجب التأكد من دعم مجموعة الشرائح ( chipset ) ونوع المقبس ( Socket ) المتوفر له .