اللوحة الأم Mother board و تعرف أيضاً باسم اللوحة الرئيسية Main board و تعرف باسم اللوحة المنطقية Logic board كما و تعرف باسم لوحة النظام System board .
باختلاف التسمية التعريف واحد: وهي لوحة دوائر مطبوعة مركزية أو رئيسية في نظام الكتروني معقد (الحاسب) في الحاسب يبنى المايكرو معالج و ذاكرة الوصول العشوائي و ذواكر Rom على اللوحة الأساسية مباشرة و الأجزاء الأخرى مثل وسائط التخزين الخارجية شاشات المراقبة و الطابعات و الماسحات الضوئية توصل باللوحة الأم عن طريق وصلات خاصة أو كوابل كما تتصل بهذه اللوحة جميع الأجزاء الأخرى للحاسب و فيها يكون الناقل (Bus) الذي يقوم بنقل المعلومات بين الأجزاء المختلفة من الحاسب .
تصنف اللوحات الأم حسب شكلها و تصميمها و طريقة ترتيب القطع الرئيسية و المنافذ و هنالك ثلاثة أنواع رئيسية :
1. لوحات أم AT :يرجع تصميمها إلى شركة IBM و كانت هي الأكثر انتشاراً من عام 1980 و حتى عام 1990. و تحتوي هذه اللوحات على منافذ ISA فقط و الأنواع الجديدة منها تحتوي على منافذ PCI الحديثة بالإضافة إلى منافذ ISA أبعاد هذه اللوحة 12X13 بوصة و يوجد نوع آخر منها مصغر بحجم 8.66X13 بوصة و يدعى هذا النوع لوحة أم AT المصغرة (Mini AT mother board) و هذا النوع يحتوي على عدد أقل من المنافذ لأنه أصغر حجماص من النوع العادي .
2. لوحات أم ATX :ظهرت في عام 1996 و هي أكثر الأنواع استخداماً حتى الآن و تصنف بأنها من النوع التجاري و تشبه في تصميمها لوحة AT المصغرة و لكن باختلاف في زاوية الدوران (90درجة) للمكونات مثل المعالج و هذا الدوران يوفر مساحة لإضافة الكروت ِAdapter Cards و مخارج الصوت و الصورة و غيرها . و تختلف هذه اللوحة عن سابقتها بوجود عدد أقل من الأسلاك الداخلية في اللوحة بالإضافة إلى وجود مروحة عند مزود الطاقة الكهربائية لتبريد المعالج و اللوحة الأم و من أسباب انتشار هذه النوع هو الكلفة القليلة للشركة المصنعة و الحجم الصغير مقارنة بالنوع السابق كما و تدعم هذه اللوحة مقابس ISA و PCI معاً و كما في اللوحةAT يوجد تصميم مصغر أيضاً للوحة ATX يسمى ATX المصغر (Mini ATX) , أبعادها 11.2X8.2
3. لوحات أم NLX: تشبه اللوحة الأم من نوع ATX.
دور اللوحة الأم:
اللوحة الأم هي القاعدة أو الأساس الذي يبنى عليه الحاسب و دورها يكمن في ربط قطع الحاسب بعضها ببعض و تنظيم عملية الاتصال بينها كذلك تقوم اللوحة الأم بعملية تعريف نظام التشغيل بمكونات الحاسب .
و هنا مكونات اللوحة الأم:
1. مقبس المعالج :يركب فيه المعالج.
2. مثبت المبرد : يستخدم لتثبيت المعالج بشكل أكبر و يسمح بحجم أكبر للمبرد.
3. شقوق الذاكرة: تثبت فيها شرائح الذاكرة المناسبة لمقاسها .(RAM).
4. مقبس الكهرباء ATX 20 Pins :لتثبيت قابس الكهرباء الرئيسي.
5. مقبس FDD:لتوصيل كابل القرص المرن.
6. مقبس IDE :لتوصيل كابل IDE الخاص بالأقراص الصلبة و الليزرية.
7. الجسر الشمالي North Bridge :تنظيم عمل و اتصال المعالج و الذاكرة و منفذ AGP.
8. الجسر الجنوبي South Bridge :تنظيم عمل و اتصال منافذ PCI و المنافذ الخارجية للوحة الأم.
9. إبر التوصيل بالهيكل: مجموعة من الإبر للتشغيل و السماعة و مؤشرات إضاءة التشغيل .
10. شقوق PCI :للأجهزة الإضافية كالمودم و كرت الصوت و غيرها.
11. شق AGp أو PCI-Express: لكرت الشاشة فقط .
12. مقبس الكهرباء ATX 12V :المقبس الإضافي للطاقة.
13. لوحة توصيل المنافذ الخارجية:تحوي منفذ الطابعة و الماوس و الكيبورد و USB و غيرها.
لوحة الدوائر المطبوعة:
و هي اللوحة التي تركب عليها جميع مكونات اللوحة الأم و تسمى Printed Circuit Board و يرمز لها بــ PCB و تصنع هذه اللوحة من عدة طبقات من 4 إلى 8 طبقات بحسب المكونات المستخدمة على اللوحة . و سبب استخدام عدة طبقات هو كثرة التوصيلات التي يجب عملها بين المكونات على اللوحة بالإضافة لعدم وجود المساحة الكافية على سطح اللوحة لكل التوصيلات و تقارب هذه الوصلات يؤدي إلى تشويش الإشارة الكهربائية عند انتقاها من موقع إلى آخر لهذا فإن كل مجموعة من الوصلات يتم عملها على جانبي طبقة و من ثم توضع فوقها طبقة أخرى تحتوي على مجموعة ثانية من الوصلات . و اللوحة المطبوعة تأتي بأحجام مختلفة و هي ATX ,و Micro ATX و أكثر نوع مستخدم يعتمد على مواصفات ATX ةو هي تحدد حجم اللوحة و الذي يجب أن يكون بارتفاع 305 ميليمتراً و بعرض لا يزيد عن 244 ميليمتراً كما أن هذه المواصفات تحدد مواقع بعض المكونات على اللوحة الأم و تقوم شركة INTEL الآن بمحاولات لتعميم مقاسات عالمية جديدة BTX.
مقبس المعالج: Processor Socket:
و هو عبارة عن مربع بلاستيكي يحتوي على ثقوب تلاءم حجم ابر المعالج و ذلك لوصله باللوحة الأم و تبادل البيانات بين اللوحة و بين المعالج و بالطبع و نظراً لاختلاف المعالجات من حيث الشكل و التردد فغن لكل معالج مقبس خاص به و أحياناً تشترك معالجات الشركة نفسها بنفس المقبس فمثلاً الشركة INTEL تقوم بتصنيع المعالج الشهير بنتيوم و المعالج سيليرون بحيث يتشاركا بنفس المقبس و لكل مقبس شكل و عدد ابر معين تختلف باختلاف المعالج الذي تدعمه و أشهر المقابس الحالية:
Socket LGA 775.خاصة بالجيل الخامس من المعالجات.
Socket 478 خاصة بمعالجات الجيل الرابع.
Socket 939/AM2.
شريحتا الجسر الشمالي و الجنوبي :أسماء غريبة بعض الشيء لأن الشمال و الجنوب يتغير بحسب إدارتنا للوحة الأم و لكن لسبب ما اتفق مصممي هذه الشرائح على هذه التسميات و عادة تدعى الشريحة القريبة من المعالج و الذاكرة و شق AGP لكروت الشاشة و شقوق PCIx16 الحديثة بالجسر الشمالي و مهمة هذه الشريحة تتمثل في عملية نقل المعلومات و الاتصال ما بين المعالج و الذاكرة و كرت الشاشة . و البيانات بين المعالج و الذاكرة الرئيسية تنتقل بواسطة ما يسمى بالناقل الأمامي (Front Side Bus) أو ما يرمز له بـــــــ FSB و هنا سرعة بعض أنواع النواقل الأمامية لبعض المعالجات :
معالج P4Extreame Edition تردد ناقله الأمامي 800 إلى 1066MHz.
معالج P4 Prescot 800MHz.
معالج Athlon من AMD بترددات مختلفة من 200/266/333/400MHz.
كيفية احتساب سرعة المعالج و سرعة الناقل الأمامي؟:
من خلال معرفة تردد الناقل الأمامي تقوم شريحة الجسر الشمالي بتحديد سرعة المعالج و سرعة ناقل كرت الشاشة AGP و هنا نرى أهمية هذه الشريحة التي تساهم في تحديد نوع المعالج الذي يمكن دعمه من قبل لوحة ما و سرعة المعالج تحدد بما يسمى عامل الضرب Multiplier و تردد الناقل و تكون سرعة المعالج عبارة عن ناتج ضرب سرعة الناقل الأمامي بمعامل محدد و عملية الضرب هذه تقوم بها شريحة الجسر الشمالي و المعالج بنفس الوقت و لذا إذا كانت هذه الشريحة لا تدعم معامل الضرب المحدد أو لا تدعم سرعة الناقل الأمامي المطلوبة لا يمكن تشغيل هذا المعالج عليهاو كرت الشاشة يعمل بترددناقل 66 MHz و لتقليل سرعة الناقل الأمامي من سرعات 100MHz إلى هذه السرعة فإن شريحة الجسر تقوم بعملية تقسيم Divider تعادل 1/3 لسرعات 100 ,200MHz و معامل 1/2 لسرعات 200MHz
و الجسر الشمالي يحدد كذلك نوع الذاكرة التي يمكن استخدامها و حجمها كما توجد هناك بعض الجسور الشمالية التي تم دمج مشغل شاشة عليها مما يغني عن استخدام كرت شاشة متخصص للقيام بهذه المهمة .
الجسر الجنوبي يتحكم في شقوق PCI و شقوق PCIx1 كذلك شقوق AMR و CNR و ACR التي تركب عليها كروت الإضافات مثل المودم و كرت الصوت و غيرها و كذلك التحكم بالأقراص الصلبة و المرنة و الضوئية و التي تستخدم تقنية IDE و من الأمور المهمة التي تقوم بها هذه الشريحة هي التحكم بمداخل و مخارج المعلومات مثل لوحة المفاتيح و الفأرة و من الأمور التي أضيفت مؤخراً للجسر الجنوبي ليتحكم بها مداخل USB و1394a/b و التي يتم من خلالها توصيل الكثير من الأجهزة الخارجية مثل الطابعات و المودم و الماسح الضوئي و كذلك تم إضافة ميزة الصوت بحيث يمكن الاستغناء عن كرت صوت متخصص و هناك كذلك بعض الشركات التي أضافت كرت شبكة للجسر الجنوبي مما يغني عن كرت متخصص إذا أردنا عمل شبكة منزلية مكونة من أكثر من جهاز.
شقوق الذاكرة:
تتميز بلونها الأسود في حالة عدم وجود خاصية Dual Channel و وجود قفلين باللون الأبيض على جوانبها و إذا كانت اللوحة الأم تدعم خاصية Dual channel فأن شقوق الذاكرة تختلف بحسب نوع الذاكرة المستخدمة و المتداول حالياً كما أشرت في موضوع سابق هو SDRAM و DDR-SDRAM وRDRAM و أخيراً DDR2 و نستطيع أن نقول أن شركات اللوحات الأم توقفت عن انتاج لوحات تدعم ذاكرة SDRAM و أما RDRAM فلا زالت تنتجها بعض الشركات على نطاق ضيق و بالتأكيد فإن أنواع الذاكرة غير متوافقة مع بعضها البعض و لذا لا يمكن قطعاً تركيب نوع بشق مصمم لتركيب نوع آخر.
كل نوع من الذاكرة تعمل وفق ترددات مختلفة ذاكرة SDRAM تعمل بترددات من 66 إلى 133MHz و ذاكرةDDR-SDRAM تعمل بترددات 200و 266و333و400و500 MHz بينما ذاكرة RDRAMتعمل بترددات مختلفة أعلاها 800MHz أما ذاكرة DDR2 متوفرة حالياً بترددات 400و533و667و800MHzو الأخيرة هي المعتمدة في غالبية اللوحات و كذلك موجودة بترددات 900و1000و1066MHz و تعمل ذاكرة DDR2 على لوحات تدعم المقبس LGA775 من انتل و مقبس AM2 من AMD و تعمل ذاكرة DDR2 بنفس تقنية DDR-SDRAM و هي النقل المزدوج (Double Data Rate Mode). و لكن ذاكرة DDR2صممت لتصل إلى سرعات عالية و هي تستخدم طاقة منخفضة تصل إلى 1.8 فولت بينما تصل إلى 2.65 فولت في الذواكر الأخرى.
شقوق التوسعة(Expansion Slots):
و هي عبارة عن شقوق تقع في القسم الجنوبي من اللوحة الأم و وظيفتها هي إضافة الكروت المختلفة التي تعتبر ضرورية مثل كرت المودم و كرت الشاشة الذي لا يعمل الحاسب بدونه.
و شقوق التوسعة لها أنواع كثيرة منها القديم جداً و الحديث و البطيء و السريع و من أنواعها:
1. شق ISA:و هو اختصارIndustry Standard Architecture و هو من الشقوق القديمة و البطيئة حيث يعمل بتردد 8 MHz و بعرض 16 بت كما أن حجمه كبير و أداؤه منخفض و يغتبر الآن منقرض.
2. شق PCI: و هو اختصار Peripheral Component Interconnect: و هو من الشقوق المستخدمة في هذه الأيام و ذلك لتوصيل مختلف أنواع الكروت مثل الصوت و المودم و هو عملي و سريع حيث يعمل بتردد 33MHz و بعرض 32بت طبعاً هنالك شق PCI-x الذي يصل تردده إلى 133 MHz و بعرض 64 بت و يستخدم بشكل واسع في اللوحات الأم المعدة للسيرفرات .
شق AGP:
تقريباً جميع كروت الشاشة الحديثة تستخدم تقنية AGP التي هي اختصار للعبارة Accelerated Graphics Port و هي تتميز عن باقي الشقوق بلونها المختلف و تبلغ سرعتها 66MHz و يوجد نوعان من شقوق AGP النوع الأساسي و يسمى AGP فقط و هناك النوع المخصص لكروت المحترفين و يسمى AGP-Pro و يتميز النوع المخصص لكروت المحترفين بكونه أكبر حجماً و الزيادة في الحجم سببها حاجة هذه الكروت لحجم أكبر من الطاقة و بالتالي يخصص لها موقع خاص للكهرباء و يمكن تركيب كروت شاشة AGP على شقوق AGP-Pro و لا يمكن تركيب الكروت AGP-Pro على شقوق AGP و شقوق AGP تعمل وفق تقنيات مختلفة لنقل البيانات:
1. AGPx1 و يعمل بسرعة 264MB/S.
2. AGPx2 و يعمل بسرعة 528 MB/S.
3. AGPx4 و يعمل بسرعة 1056 MB/S.
4. AGPx8 و يعمل بسرعة 2112MB/S.
كما و ينقسم شق AGP إلى ثلاثة أنواع:
الأول يدعم تقنية x1/x2 . و الثاني يدعم تقنية 4x/8x .و أما الثالث فقياسي يعمل على الجميع و يسمى Universal و يكمن الفرق بينها في موضع الجسر الذي يفصل بين قسمي الشق و لا يوجد في تقنية Universal أي جسر .
و الشق البديل عن AGP ظهر على اللوحات الأم المبينة على آخر أطقم رقاقات و تميز بلونه الأسود الداكن في معظم اللوحات الأم التي تدعمه و يعمل الشق عادة بناقلين الأول: x1 و تبلغ سرعته في نقل البيانات 250MB/S في اتجاه واحد أي 500MB/S في الاتجاهين و هي أسرع من شق PCI الذي ينقل بسرعة 132MB/S و يبدو أنها ستأخذ مكان شق PCI بعد سنوات الثاني: هو X16 الذي أخذ مكان شق AGP في اللوحات الجديدة و تبلغ سرعة نقل البيانات في هذا الناقل 4GB/S في اتجاه واحد أي ضعف سرعة شق AGPx8 .لقد صمم و طور هذا الشق حتى يتناسب مع المنافذ الأخرى ذات الاتصال السريع مثل 1394a/b Gigabit Ethernet, USB 2.0 و يسمى هذا الشق أيضاً 3GIO أو (Third-Generation Input/Output ).
شقوق CNR,AMR,ACR:
و هي اختصاراً لجملة Communication Network Riser و تتميز بلونها البني و حجمها الصغير و هي مصممة لبعض أنواع الكروت مثل كرت المودم و كرت الشبكة و التي تستمد كامل احتياجاتها التشغيلية من المعالج و للأسف لا توجد أي كروت من هذا النوع حالياً للمستثمر العادي و هي مخصصة للشركات التي تقوم بتجميع الأجهزة أما AMR فهي اختصار للعبارة Audio Modem Riser و هي مطابقة لشقوق CNR و لكنها مصممة لكروت الصوت تخصيصاً و الشق الثالث ACR فهو اختصار Advansed Communication Riser و هذه الشقوق فكرتها نفس AMR,CNR و لكنها تعمل مع جميع كروت الاتصال هذا يتضمن المودم و كرت الشبكة الشكل مقارب لشقوق PCI و لكنها بعكس الاتجاه و بالتأكيد الكروت المتوافقة مع هذه الشقوق غير متوفرة للمستخدم العادي و غالباً ما تأتي مع اللوحة الأم كذلك فإن غالب اللوحات الأم لا تحتويها
و لابد من الإشارة إلى أن عدم الإقبال عليها مؤخراً سيجعلها منعدمة مستقبلاً.
