ما أهم واجهات الاتصال المستخدمة في توصيل محرك القرص الصلب باللوحة الحاضنة؟

تتوفر عدة واجهات لتوصيل الحاسب بالأجهزة المساندة الخارجية تشمل:

• واجهة التوصيل لنظم الحاسب الصغيرة Small Computer System Inteerface، (SCSI)
• ويتم فيه نقل البيانات على التوازي parallel إما 8 بات أو 16 بت في نفس القوة، وهذه كانت واجهة التوصيل السائدة في السابق. ولكنها بدأت تختفي في الحاسبات الشخصية سواء المكتبية أو المحمولة، ومازالت مستخدمة في حاسبات المزودات Servers.
• واجهة Integrated Drive Electronics IDE. وهي أيضاً واجهة تنقل البيانات على التوازي، وتسمى أحياناً ATA or PATA. ويبلغ عرض الكلمة المنقولة 16 بت.
• واجهة EIDE وهي مشابهة لواجهة IDE مع الفرق أنه يمكن للقرص الصلب التحكم في مسار البيانات Dara Bus لاستخدامه فينقل البيانات مباشرة إلى ذاكرة الحاسب دون تدخل من المعالج في الحاسب، وتسمى هذه بتقنية الوصل المباشرة بالذاكرة Direct Memory Access DMA.
• قناة الألياف الصوتية Fiber Channel FC. وهي مواجهة تنقل البيانات على التوالي Serial باستخدام الألياف الصوتية.
• واجهة تنقل البيانات على التوالي Serial ATA SATA. وتتوفر فيه سرعات عالية لنقل البيانات تتراوح بين 3 جيجابايت/ ث في المعيار SATA 2، إلى 6 جيجابايت/ ث في المعيار SATA3.
• واجهة نقل البيانات على التوالي Serial Attached SCSI SAS. وتستخدم هذه الواجهة نفس الأواخر في واجهة نقل البيانات على التوازي SCSI. ولكن نقل البيانات هنا يكون على التوالي.

تمرينات الوحدة

س1- لماذا يكون أداء المعالج ذي بنية 64 بتة أفضل من المعالج ذي بنية 32 بتة؟

لأن المعالج ذي بنية 64 بتة يسمح بمرور البيانات بشكل أكبر وتدفق أعلى من 32 بتة، كما أن المعالج ذي البنية 32 بتة لن يستطيع التعامل مع حجم ذاكرة أكبر من 4 جيجابايت.

بل لن يستطيع قراءة ال 4 جيجابايت كاملة.

س2- ما أهمية أن يكون للمعالج القدرة على عنونة سعة أكبر من الذاكرة؟

عنونة سعة أكبر من الذاكرة معناه الاستخدام الأمثل لها وسرعة عمليات المعالجة للبيانات التي يقوم بها المعالج وسرعة عمليات الحفظ والاسترجاع للمعلومات.

س3- ما أهم التطورات التي شهدتها عمارة الميكروبرسسر في السنوات الخمسة الأخيرة؟

في عام 2010 تم تصنيع معالجات core i3:

تم تصنيع معالجات هذا الجيل بأنوية Clarkdale وتحديداً في يناير 2010 بنفس دقة تصنيع 32 نانوميتر وكانت ثنائية النواة ولكن مع أربعة خيوط للمعالجة أي أن خاصية Hyper- Threading كانت متاحة تعمل على المقبس LGA 1156 تم تخصيص 4 MB كذاكرة من المستوى الثالث L3 Cache السرعات كانت تتراوح ما بين 2.93 GHz إلى 3.33 GHz.

ثم ظهرت معالجات Core i5:

حيث كانت المعالجات رباعية الأنوية ولكن بدون تعدد خيوط المعالجة وتم تصنيعها بدقة 45 نانوميتر وصدرت معها تكنولوجيا Turbo boost من انتل وكانت تعمل على مقبس LGA 1156 وكان حجم الL3 Cache فيها 8 ميجابايت.

وتبعها معالجات Core i7:

• تعمل على مقابس LGA 1366 دقة التصنيع 45 نانومتر الFront Side Bus تم استبداله ب QPI المعالجات الرباعية الأنوية وتدعم تعدد الخيوط Hyper- Threading عند الترانزيستورات 781 مليون ترانزيستور وتم دعم ثلاث قنوات للذاكرة أول مرة مع هذه المعالجات.
• ثم عادت إنتل لتنتج معالجات Core i7 ولكن على مقابس 1156 لمن يريدون الترقية من core i3 وcore i5 بدون تغيير اللوحة الأم وشراء ذواكر جديدة لدعم الثلاث قنوات ودقة التصنيع كانت 45 نانوميتر.

س4- ما العوامل التي ساعدت على حدوث التطور الكبير في عمارة الميكروبرسسر؟

1. اختراع الدائرة المتكاملة IC في منتصف القرن الماضي وفي هذه الدائرة أمكن تصنيع دائرة إلكترونية مكونة من عدة قطع على شريحة واحدة من السيلكون.
2. تطوير الدوائر الإلكترونية بحيث يمكنها العمل باستخدام فرق جهد أقل، فقبل 40 سنة كانت الميكروبرسسرات تحتاج إلى مصدر للطاقة ذي فرق جهد قدره 5 فولت، أما الأجيال الحديثة من المعالجات فتعمل تحت فرق جهد يتراوح ما بين 0.8 إلى 1.4 فولت، وهذا يعني تحقيق خفض كبير في الاستهلاك الطاقة في عمل الدائرة الإلكترونية الواحدة، وبالتالي يمكن زيادة عدد هذه الدوائر في شريحة المعالج دون تجاوز الحدود القصوى للحرارة المتولدة منها.

س5- لو كان لدينا معالجان يحملان نفس المواصفات من حيث قوة الأداء، أحدهما منتج من شركة إنتل، والآخر منتج من شركة AMD، ما العوامل التي تجعلنا نختار المعالج من الشركة الأولى أو من الثانية؟

الكفاءة والقوة مطلوبة، نوع الأعمال المطلوب تنفيذها بواسطة المعالج، التكلفة المادية المرصودة لشراء المعالج المطلوب.

س6- هل يمكن نزع معالج من إنتاج شركة AMD من اللوحة الحاضنة ووضع معالج من إنتاج شركة إنتل مكانه؟

في الغالب يمكننا عمل هذا لكن هناك بعض العوامل التي يجب علينا مراعاتها مثل مدى توافق المعالج المستخدم مع اللوحة الحاضنة والكروت الموجودة فيها من حيث طريقة العمل وأن يتوافق شكل المعالج الخارجي مع مكانه في اللوحة الحاضنة.

س7- لماذا توضع الدائرة المتكاملة المجمعة (تشيب ست) المعروفة باسم Northbridge دائماً بالقرب من الميكروبرسسر اللوحة الحاضنة؟

حتى يمكن لمسار البيانات الداخلي الذي يوصل بين المعالج وهذه القطعة وبين قطع الذاكرة أن ينقل البيانات بسرعة عالية جداً.

س8- ما وظيفة الدائرة المتكاملة المجمعة (تشيب ست) المعروفة باسم Southbridge؟

تتضمن هذه القطعة الدوائر الإلكترونية اللازمة للتوصيل بين المعالج وبين منافذ الإدخال والإخراج (I/O ports)، وكذلك بين المعالج وبين الدوائر التي تتحكم في أجهزة الحفظ Optical Drive، Floppy, HD.

س9- ما أهمية وضع معايير قياسية لمقاسات اللوحة الحاضنة؟

يبلغ عدد الشركات التي تقوم بتصنيع الحاسب أو مكوناته المختلفة الآلاف من الشركات في مختلف دول العالم، فهناك شركات مختصة بتصنيع الجرم (الصندوق) الخارجي للحاسب.

وغيرها مختص بتصنيع اللوحات الحاضنة، وغيرها يقوم بتصنيع لوحات التوسع، وغيرها يصنع وحدات الذاكرة، وهكذا، ولكي تتوافق المصنوعات من الشركات المتعددة في مختلف دول العالم مع بعضها البعض كان لا بد من وضع معايير قياسية دقيقة لجميع الأمور المتعلقة بمكونات الحاسب.

س10- ما أبرز خاصية لوحدات الذاكرة من نوع DDR3 بالمقارنة مع الأنواع الأقدم؟

• أسرع نوع من الذاكرة، بسرعة نقل البيانات تصل إلى 2133 مليون نقلة/ث.
• للقطعة مشط توصيل من 240 دبوس Pin. ويمكن أن يتضمن قناتين لنقل البيانات أو ثلاثة قنوات أو أربعة.

س11- هل يمكن نزع وحدة ذاكرة من نوع DDR2 من اللوحة الحاضنة ووضع وحدة ذاكرة من نوع DDR 3 مكانها؟

لا يمكن عمل ذلك حيث أن خرم التوصيل في DDR2 يقع في المنتصف بينما خرم التوصيل في DDR3 يقع في اليسار.

س12- لماذا ينتشر استخدام القرص الصلب في الحاسبات المكتبية؟

لأنه الأكثر سعة في وسائط التخزين الأخرى والأقل تكلفة أيضاً والأكثر تحمل.

س13- كم هو العمر الافتراضي العملي للقرص الضوئي؟

20 سنة.

س14- ما أهم مزايا القرص الضوئي بالمقارنة مع القرص الصلب؟

إمكانية الحفاظ على البيانات المسجلة على القرص لفترة طويلة.

س15- ما أهم واجهات الاتصال المستخدمة في توصيل محرك القرص الصلب باللوحة الحاضنة؟

تتوفر عدة واجهات لتوصيل الحاسب بالأجهزة المساندة الخارجية تشمل:

• واجهة التوصيل لنظم الحاسب الصغيرة Small Computer System Inteerface، (SCSI)
• ويتم فيه نقل البيانات على التوازي parallel إما 8 بات أو 16 بت في نفس القوة، وهذه كانت واجهة التوصيل السائدة في السابق. ولكنها بدأت تختفي في الحاسبات الشخصية سواء المكتبية أو المحمولة، ومازالت مستخدمة في حاسبات المزودات Servers.
• واجهة Integrated Drive Electronics IDE. وهي أيضاً واجهة تنقل البيانات على التوازي، وتسمى أحياناً ATA or PATA. ويبلغ عرض الكلمة المنقولة 16 بت.
• واجهة EIDE وهي مشابهة لواجهة IDE مع الفرق أنه يمكن للقرص الصلب التحكم في مسار البيانات Dara Bus لاستخدامه فينقل البيانات مباشرة إلى ذاكرة الحاسب دون تدخل من المعالج في الحاسب، وتسمى هذه بتقنية الوصل المباشرة بالذاكرة Direct Memory Access DMA.
• قناة الألياف الصوتية Fiber Channel FC. وهي مواجهة تنقل البيانات على التوالي Serial باستخدام الألياف الصوتية.
• واجهة تنقل البيانات على التوالي Serial ATA SATA. وتتوفر فيه سرعات عالية لنقل البيانات تتراوح بين 3 جيجابايت/ ث في المعيار SATA 2، إلى 6 جيجابايت/ ث في المعيار SATA3.
• واجهة نقل البيانات على التوالي Serial Attached SCSI SAS. وتستخدم هذه الواجهة نفس الأواخر في واجهة نقل البيانات على التوازي SCSI. ولكن نقل البيانات هنا يكون على التوالي.

س16- ما خصائص الحاسب المحمول بالمقارنة مع الحاسب الكفي؟

س17- ما أهم الاختلافات في خصائص المعالجات للحاسبات المحمولة بالمقارنة بالمعالجات في الحاسبات المكتبية؟

1. قدرة أداء المعالج والدوائر الأخرى تكون في الحاسبات المحمولة أقل من قدرتها في الحاسب المكتبي.
2. قدرة معالجات الحاسب المكتبي على تحمل الحرارة العالية.
3. إمكانية ترقية المعالج في الحاسبات المحمولة أصعب منها في الحاسبات المكتبية.

س18- ما الطرق التي لجأت إليها الشركات المصنعة للمعالجات لتخفيض استهلاك الطاقة الكهربائية في المعالجات المستخدمة في الحاسبات المحمولة؟

• وضع عدد أقل من الوحدات العاملة Core، فنجد أن المعالج للحاسب المحمول يتضمن Dual - core بدلاً من Quad Core أو Core-6.
• تقليص حجم الذاكرة الكاش في المعالج، فنجد مثلاً أن المعالج يتضمن في بنيته الداخلية عدد 4 ميجابايت من ذاكرة الكاش بدلاً من 8 ميجابايت أو أكثر.
• تشغيل المعالج والدوائر الأخرى على السرعة الدنيا لمولد النبضات Clock.
• إمكانية إغلاق تشغيل بعض الوحدات الداخلية في المعالج في حالة عدم استخدامها.