بزرگترین بردی که در داخل کیس رایانه مشاهده می شود، مادربرد است. این برد یکی از اجزای اساسی و مهم محسوب می شود. در سال ۱۹۸۲ همزمان با ارائه اولین کامپیوترهای شخصی از برد اصلی استفاده گردید. این برد دربرگیرنده پروسسور، رم، انواع درایوها (اعم از هارد دیسک، سی دی رام، فلاپی درایو) و سایر موارد می باشد. این قطعات بوسیله کابل به برد اصلی متصل هستند ، در زمان کار کردن رایانه، اطلاعات درایوها، پروسسور و رم در حال انتقال در این برد می باشد. مثلاً زمانی که برنامه ای را اجرا می کنیم یا فایلی را ذخیره می نماییم کارت های مودم، شبکه، صدا و گرافیک بوسیله اسلات های مادربرد به آن وصل می شوند و زمانی که در حال کار با اینترنت هستیم، موسیقی گوش می دهیم و یا برنامه ای را اجرا می کنیم اطلاعات بین کارت ها، برد و پروسسور در حال رد و بدل است. جهت اتصال قطعات برروی مادربرد، شکاف یا اسلات وجود دارد. اکثر کارت ها دارای یک لبه اتصال دهنده می باشند که از طریق این لبه برروی شکاف ها قرار دارند.
برد اصلی شامل چند چیپ ست می باشد و این چیپ ها نقل و انتقال اطلاعات بین پروسسور و دیگر اجزا را میسر می سازند. مادربردها در انواع مختلفی از نظر شکل و اندازه تولید می شوند. شکل و اندازه آن ها متناسب با کیس های موجود در بازار می باشد. اگر مادربرد خراب باشد رایانه از کار می افتد. توجه داشته باشید که مادربردها دارای امکانات مشابهی نمی باشند و اگر مادربردی کارت خاصی را پشتیبانی نکند نمی توان از آن کارت استفاده کرد. در ضمن اینکه همه مادربردها نمی توانند با همه پردازنده ها کار کنند.
اجزای اصلی مادربرد
وجود تمام قطعاتی که برروی مادربرد قرار دارند الزامی می باشد. این قطعات عبارتند از:
۱- تراشه های حافظه اصلی(رم) و جایگاه آن
۲- پردازنده و تراشه گیر پردازنده
۳- تراشه های حافظه BIOS
۴- کمک پردازنده و جایگاه آن
۵- کلیدهای قطع و وصل و اتصال گرهای تنظیم (جامپرها)
۶- محل اتصال کابل های برق
۷- محل اتصال صفحه کلید
۸- محل اتصال بلندگو
۹- محل قرارگیری شکاف ها یا اسلات ها
۱۰- باتری و محل اتصال آن
۱۱- چندین قطعه الکترونیکی دیگر مانند خازن ها، کریستال، مقاومت ها، چیپ ست ها و سایر موارد
خازن ها انرژی را ذخیره می کنند و معمولاً برای تنظیم امواج، به عنوان یکسو کننده، جهت تبدیل جریان متناوب به مستقیم به کار می رود. کریستال ها ضربان های ساعت را در فاصله های زمانی ثابت تولید می کنند و مقاومت ها نیز ولتاژ امواج را تغییر می دهند.
انواع مادربردها از نظر شکل
همان طور که می دانید اندازه مادربردها باید با منبع تغذیه و جعبه رایانه متناسب باشد. انواع مادربردها از نظر شکل عموماً به موارد زیر تقسیم می شود:
۱- مادربرد سبک PC/XT
۲- مادربرد سبک AT/Full size
۳- مادربرد سبک Baby AT or Mini AT
۴- مادربرد سبک LPX
۵- مادربرد سبک ATX
۶- مادربرد سبک NLX
۷- مادربرد سبک PC/XT در سال ۱۹۸۱ به بازار عرضه شد و هم اکنون مورد استفاده قرار نمی گیرد. طول آن در حدود ۳۰ و عرض آن در حدود ۲۰ سانتی متر و دارای ۵ شکاف برای کارت ها بود.
۸- مادربرد سبک AT/Full size در سال ۱۹۸۴ به بازار عرضه شد. طول آن ۳۵ و عرض آن ۳۰ سانتی متر می باشد و تقریباً از دور خارج شدند و دیگر تولید نمی شوند، زیرا بسیار بزرگ بودند.
۹- مادربرد سبک Baby AT or Mini AT تقریباً استاندارد مادربرد AT/Full size را دارد ولی از نظر اندازه کوچک تر از آن است. از آنجایی که این مادربرد در هر جعبه ای جای می گیرد، بیشتر مادربردهای کنونی بدین شکل تولید می شوند.
۱۰- مادربرد LPX مانند نوع قبل دارای دو گونه کوچک و بزرگ بود. این مادربرد دارای این امکان است که بعد از نصب اتصالات مختلف در قسمت عقب قرار می گیرد و شکاف ها بر روی یک کارت جدا نصب می شود و اتصال گرها در کنار هم در عقب مادربرد قرار می گیرند. درضمن اینکه این نوع مادربردها دارای اتصال گرهای اضافی نیز می باشند.
۱۱- مادربرد ATX در سال ۱۹۹۵ طراحی شدند که شباهتی به مادربردهای Baby AT or Mini AT دارند. با این تفاوت که ۹۰ درجه تغییر شکل یافته اند، در این گونه مادربردها تهویه رایانه به خوبی انجام می شود و دارای یک نوع جامپر می باشد. در این نوع بردهای اصلی نمی توان از هر دو نوع حافظه استفاده نمود. این نوع بردها دارای امکاناتی می باشند که می توان بدون استفاده از کابل های بلند قطعات را بر روی آن وصل کرد زیرا دارای جایگاه های خاصی می باشند. درضمن اینکه می توان بر روی شکاف های آن هر کارتی با هر طولی را بر روی آن نصب کرد.- کار با مادربرد NLX بسیار ساده می باشد. تعمیرات، نگهداری و ارتقاء آنها نیز ساده تر است.
بعضی مواقع مادربردها کارت صدا، گرافیک، مودم و شبکه را به صورت مجتمع دربردارد و دیگر نیازی نیست تا آنها را به صورت جداگانه خریداری نمود و بر روی آن نصب کرد. به اینگونه بردهای اصلی آن برد می گویند، و معمولا دارای قیمت کمتری می باشند. به این دلیل که عموماً قابل ارتقا، تغییر و تعمیر نمی باشند.
مادربردهای آن برد معمولاً دربرگیرنده یک یا چند مورد از قطعات گفته شده می باشند که می توان بعضی از آنها را غیرفعال نمود و کارت موردنظر خود را بر روی آن نصب کرد با توجه به اینکه اینگونه مادربردها اسلات های کمتری دارند، بنابراین انعطاف پذیری کمتری نیز دارند.
گذرگاه های توسعه
گذرگاه یا خط حامل، یک مسیر عمومی است که داده ها از روی آن نقل و انتقال می کنند. این مسیر به وسیله مدارهای الکتریکی بین قسمت های دیگر یک رایانه ارتباط برقرار می کنند. این مقدار داده ها می توانند به صورت همزمان از گذرگاه ها عبور کنند و مقدار آنها بر حسب بیت می باشد. به طور معمول ۴ گذرگاه اصلی در رایانه ها وجود دارد:
۱- گذرگاه پردازنده
۲- گذرگاه حافظه
۳- گذرگاه آدرس
۴- گذرگاه ورودی- خروجی
گذرگاه پردازنده مسیر ارتباط پردازنده و تراشه های مجتمع یا چیپ ست هاست.
این گذرگاه ،داده ها را به سرعت به پردازنده منتقل می کند و از آن به بیرون می فرستد و سرعت آن نسبت به سایر گذرگاه ها بسیار سریعتر می باشد، گذرگاه حافظه ،داده ها را بین پردازنده، رم و حافظه رم انتقال می دهد.
مهم ترین گذرگاه های توسعه عبارتند از:
گذرگاه ISA: همان طور که می دانید در رایانه قطعات مختلف از طریق یک سری خطوط با یکدیگر ارتباط دارند که به آن ها خط حامل می گویند. درواقع قطعات موردنیاز بر روی این خط قرار می گیرند.
این گذرگاه های ۸ بیتی ISA نام داشتند، سپس در چند سال بعد گذرگاه های ۱۶ بیتی به بازار عرضه شدند، این گذرگاه ها به علت ضریب اطمینان بالا، کارابودن و سازگاری هنوز به کار می روند.
گذرگاه ESA :پس از تولید رایانه ۳۸۶ گذرگاه های عریض ۳۲ بیتی به کار گرفته شد. این گذرگاه ها دارای شکاف های ۳۲ بیتی می باشند به همین دلیل نمی توان در آنها از کارت های ۸ یا ۱۶ بیتی استفاده کرد.
نکته: نوعی از گذرگاه ISA به نام MCK بوجود آمد، که معماری گذرگاه ۱۶ بیتی و ۳۲ بیتی را با هم داشت این سیستم از سیستم های ISA سریعتر و با آن ها ناسازگارتر بود. گذرگاه های دیگری مانند گذرگاه VESA، Local Buss، PCT، USP، AGP و موارد دیگر نیز وجود دارند که به علت محدودیت آموزشی به توضیح آن ها نمی پردازیم.
نصب و تعویض کارت ها
همان طور که می دانید مدارهای گرافیک، صدا، تصویر، مودم و سایر موارد که بر روی یک صفحه قرار گرفته اند را کارت می گویند. جهت تعویض یا نصب آنها در رایانه اعمال زیر را انجام دهید:
* با پیچ گوشتی پیچ های نگهدارنده کارت را باز کنید. بدون اینکه کارت هیچ گونه مقاومتی از خود نشان دهد آن را با احتیاط و با حرکت دادن به سمت جلو و عقب با کشیدن تدریجی به سمت بالا از محل خود جدا کنید.
درگاه خارجی
یک رایانه بدون رابط هایی که آن را برای تبادل اطلاعات به بیرون وصل می کند نمی تواند کار کند. بدین ترتیب درگاه ها و رابط های رایانه نقش بزرگی را برعهده دارند.
۱ – درگاه سریال: این درگاه درپشت رایانه قراردارد به درگاه های com نیز مشهورند و جزء اولین درگاه هایی هستند که در رایانه های اولیه به کار برده شدند. درگاه های سریال قدیمی ۲۵ پایه ای و درگاه های سریال جدید ۹ پایه ای هستند یعنی درگاه سریال رایانه را با ۹ سیم به وسایل جانبی متصل می کند.
۲ – درگاه موازی: به این درگاه ها درگاه چاپگر نیز می گویند اما در حال حاضر برای اتصال اسکنر و موارد دیگر نیز به کار می رود، این درگاه بزرگ ترین درگاه در پشت رایانه است که ۲۵ سیمی می باشد که ۱۷ سیم آن برای سیگنال ها به کار می رود. سیگنال ها به سه گروه داده ها، کنترل و وضعیت تقسیم می شوند.
۳ – درگاه اسکازی: این درگاه می تواند اطلاعات را با سرعت بالایی جابه جا نماید. این درگاه برای بیشتر اسکنرها و CD و DVD نویس ها به کار می رود.
۴ – درگاهPS/2 : این درگاه دارای ۶ پایه سوزن برای انتقال داده هاست. که بیشتر برای استفاده صفحه کلید و ماوس به کار می رود.
۵ – درگاه سریال Firewire :این درگاه برای اتصال دوربین های ویدیوئی، نمایشگرهای رقمی (دیجیتال)، سیستم های صوتی و یا سیستم ماهواره های رقمی به رایانه استفاده می شود.
۶ – رابط های DIDE: بر روی مادربرد چند رابط برای ذخیره سازی وجود دارد که عبارتند از رابط ایده (آی دی یو)، که در رایانه های قدیمی وجود داشت و از آن می توان برای اتصال دو وسیله مانند هارد دیسک و دیسک گردان CD به رایانه استفاده نمود ورابط ایده توسعه یافته که این رابط از رابط ایده سریعتر است و به وسیله آن می توان چهار مورد دیگر را به رایانه وصل نمود.
کنترل گر
ابزارهای جانبی در رایانه با ابزاری به نام کنترل گر با پردازنده و دیگر اجزا ارتباط برقرار می کنند که نام های دیگر آن رابط و آداپتر می باشد. به طور مثال هارد دیسک و صفحه کلید با کنترل گر کار می کند و کارت گرافیکی با آداپتر. کنترل گرها یا بر روی یک کارت جدا قرار دارند و یا بر روی مادربرد.
