تاریخچه مادربرد کامپیوتر
تاریخچه مادربرد کامپیوتر و خود مادربرد چیست؟ مادربرد یک صفحه مدار چاپی پیچیده (PCB) است که بخش اصلی تقریباً تمام سیستم‌های الکترونیکی، به ویژه کامپیوترها را تشکیل می‌دهد. هدف ما از ارائه این پست توضیح کلی مادربرد برای شما است تا یک مقدار بیشتر با این قطعه مهم کامپیوتر آشنا بشوید. اسم دیگر این قطعه بورد اصلی، سیستم بورد یا حتی لوژیک بورد (کامپیوترهای اپل) نیز می‌گویند. این یک پلتفرم است که اتصالات الکتریکی را برای ارتباط سایر اجزای یک کامپیوتر فراهم می‌کند و همچنین واحد پردازش مرکزی (CPU) را که به عنوان مغز کامپیوتر شناخته می‌شود، در خود جای می‌دهد.
مادربردها همچنین در تلفن‌های همراه، ساعت‌ها، کرنومترها و غیره موجود هستند. آنها شامل بسیاری از اجزای ضروری یک کامپیوتر مانند میکروپردازنده، حافظه اصلی و چیپست پشتیبانی میکروپردازنده هستند که رابطی بین پردازنده (CPU) و سایر اجزای خارجی ایجاد می‌کند.
بیایید نگاهی به تاریخچه مادربرد کامپیوتر بیندازیم.
اختراع مادربرد به تدریج با گذشت زمان اتفاق افتاد. با توجه به اینکه کامپیوترهای اولیه وظایف محدودی را انجام می‌دادند، تغییرات زیادی در آن ایجاد شد.
مادربرد را چه کسی اختراع کرد؟
در سال ۱۹۸۱ (۱۳۵۵ شمسی)، “Planar Breadboard” IBM اولین مادربرد برای کامپیوترهای شخصی را توسعه داد. مخترع این فناوری، مهندس IBM، پتی مک‌هیو بود که مادربرد را اختراع کرد و راه را برای نوآوری‌های آینده هموار کرد. پتی مک‌هیو در توسعه مادربرد سهم مهمی داشت و هنوز هم تا به الان از او به عوان پیشگام مادربرد پتی مک‌هیو یاد می‌شود. این مدل اولیه بود و دارای تراشه‌هایی بود که به هم متصل شده بودند و رم و سی پی یو را با قطعات تامین‌کننده جای می‌دادند. این یک نقطه عطف مهم بود که نشان می‌داد اولین مادربرد چه زمانی اختراع شد. Planar Breadboard همچنین از نوارهای کاست/کلیدواژه استفاده می‌کرد. این زمانی بود که یک کامپیوتر اولین مادربرد خود را داشت و صنعت را متحول کرد.
مشخصات اولین مادربرد
اولین مادربرد: ویژگی‌های کلیدی این کامپیوتر شامل یک میکروپردازنده اینتل ۴.۷۷ مگاهرتزی، ۱۶ کیلوبایت حافظه، کانکتورهای ISA از نوع ۸ بیتی و پورت‌های کیبورد و نوار بود. برخی پورت‌های دیگر مانند سریال، موازی و کانکتورهای درایو فلاپی را می‌توان از طریق کارت‌های افزایشی ارائه کرد. مادربرد کامپیوتر یک نوآوری انقلابی بود. شاید همه این ویژگی‌ها برای ما قدیمی به نظر برسند، اما در آن زمان در بالاترین سطح بودند. به عبارت دیگر، آنها جدیدترین و پیشرفته ترین بودند.
تاریخچه مادربرد: قبل از معرفی “IBM کامپیوتر” ، تمام کامپیوترها با استفاده از یک کیس و اجزایی که با استفاده از یک بک‌پلین به هم متصل بودند، ساخته می‌شدند. این شامل مجموعه‌ای از اسلات‌ها بود که با سیم به هم متصل شده بودند. تفاوت اصلی بین یک بک‌پلین و مادربرد، عدم وجود توان پردازش داخلی و قرارگیری پردازنده روی یک کارت افزایشی جداگانه است.
صرفه‌جویی در هزینه با قرار دادن اجزای بیشتر در یک قطعه سخت‌افزاری به یک واقعیت مشهور تبدیل شد. بنابراین، پس از سال ۱۹۸۵ (۱۳۶۴ شمسی)، مادربردها با مجموعه‌ای از تراشه‌ها بهبود یافتند که می‌توانستند از برخی لوازم جانبی سطح پایین مانند ماوس و کیبورد، پورت‌های سریال و موازی، درایوهای فلاپی دیسک و غیره پشتیبانی کنند.
تاریخچه توسعه مادربرد با پیشرفت‌های چشمگیر از اواخر دهه ۱۹۹۰ (۱۳۶۹ شمسی) شروع شد، زمانی که مادربردها شروع به قرار دادن امکانات اضافه‌ای مثل توانایی صدا، ویدیو، ذخیره‌سازی و شبکه‌سازی کردند که در ادامه سیستم‌های سطح بالا نیز پشتیبانی از کارت گرافیک را به مادربورد افزودند.
میکرونیکس، مایلکس، AMI، DTK، ارکید تکنولوژی، الیت‌گروه و غیره برخی از شرکت‌هایی بودند که پیشگامان اولیه در زمینه تولید مادربرد بودند، اما بعداً شرکت‌هایی مانند اپل و IBM به زودی کنترل را در دست گرفتند.
شرکت‌هایی مانند IBM و اپل مادربردهای پیشرفته و سطح بالایی ارائه کردند که شامل ویژگی‌های ارتقا یافته و عملکرد برتر نسبت به مادربردهای رایج بود.
بعدها، لپ‌تاپ‌ها و نوت‌بوک‌هایی که در دهه ۱۹۹۰ ساخته شدند، رایج‌ترین لوازم جانبی را ادغام کردند. این شامل مادربردهایی با اجزای غیرقابل ارتقا نیز بود، میراث یا ترندی که با معرفی سیستم‌های کوچکتر پس از آغاز قرن بیست و یکم (مانند تبلت و نت‌بوک) ادامه یافت. حافظه، پردازنده، کنترل‌کننده‌های شبکه، منبع تغذیه و ذخیره‌سازی در برخی سیستم‌ها یکپارچه شدند.
مادربردهای امروزی بسیار پیشرفته هستند. و از کارت گرافیک، صدا، شبکه و ذخیره‌سازی بدون نیاز به کارت‌های توسعه دیگر پشتیبانی می‌کنند که در این سال‌ها برای یک مادربرد رایج و حتی اجباری شده است. برای افرادی که می‌خواستند عملکرد بالاتری داشته باشند، مثلاً بازی‌های سه‌بعدی، تنها چیزی که نیاز داشتند یک کارت گرافیک جداگانه بود.
اجزای مادربرد
از اجزای مادربرد می‌توان به موارد زیر اشاره کرد که در هر مادربرد وجود دارد تنها کیفیت و یا تعداد آنها با هم تفاوت دارد.
سوکت CPU (پردازنده): این قسمت اصلی مادربرد است و به عنوان سوکت واحد پردازش مرکزی (CPU) شناخته می‌شود که در نصب پردازنده کمک می‌کند.
اسلات‌های رم: چندین اسلات رم وجود دارد که برای اتصال رم (حافظه) در سیستم کامپیوتر استفاده می‌شود.
بایوس (BIOS): مخفف سیستم ورودی/خروجی پایه است که یک تراشه یکپارچه حاوی تنظیمات پیکربندی و اطلاعات مورد نیاز مادربرد است.
اسلات‌های توسعه یا اسلات‌های PCI (رابط مؤلفه محیطی): این اسلات‌ها زمانی مفید هستند که بخواهید تعداد کارت‌ها را افزایش دهید یا رم را افزایش دهید.
باتری CMOS: برای ذخیره تنظیمات BIOS روی مادربرد استفاده می‌شود و همچنین می‌تواند زمان و تاریخ را در خود ذخیره کند.
کانکتورهای برق: آنها در تامین برق سیستم کامپیوتر مفید هستند تا بتواند شروع شود و عملکردهای خود را انجام دهد.
انواع مادربرد
انواع مادربرد زیاد گسترده نیست، ولی مادربردها را می‌توان در اندازه‌ها و ویژگی‌های مختلف پیدا کرد در اینجا انواع اصلی آن آورده شده است:
مادربردهای XT: مدل‌های قدیمی مادربردها، مادربردهای XT یا تکنولوژی توسعه‌یافته هستند که شامل پردازنده‌های نوع اسلات هستند. آنها همچنین دارای اسلات‌های رم DIMM، سوکت‌های LIF (نیروی کم درج)، و اسلات‌های ISA با کانکتورهای برق ۱۲ پین هستند.
مادربرد AT: آنها به عنوان مادربردهای تکنولوژی پیشرفته شناخته می‌شوند که شامل سوکت‌های PGA (آرایه شبکه پینی) هستند. آنها همچنین دارای اسلات‌های SDRAM، اسلات‌های PCI، کانکتور برق ۲۰ پین و اسلات‌های ISA هستند. به عنوان مثال، مادربرد برای پردازنده‌های Pentium 3 در این نوع قرار می‌گیرد.
مادربرد ATX: اینها جدیدترین مادربرد هستند و بنابراین نام آنها مادربردهای توسعه‌یافته تکنولوژی پیشرفته است. آنها دارای سوکت‌های پردازنده MPGA، رابط‌های اولیه و ثانویه IDE، اسلات‌های رم DDR، پورت‌های USB، کانکتورهای برق ATX 20 و ۲۴ پین و اسلات‌های PCI هستند. این مادربردها به طور گسترده استفاده می‌شوند.
مادربرد میکرو ATX: در مقایسه با مادربرد ATX، اینها کوچکتر هستند زیرا در اندازه ۲۴ سانتی‌متر در ۲۴ سانتی‌متر عرضه می‌شوند. آنها اسلات‌ها و کانکتورهای کمی دارند. کاربرانی که دوست ندارند در آینده با دستگاه‌های زیادی متصل شوند از این مادربردها استفاده می‌کنند.
مادربرد E-ATX: E-ATX که نسخه توسعه‌یافته مادربرد ATX نیز نامیده می‌شود، اندازه بزرگی دارد و برای اهداف بازی مفید است. کارت‌های وای‌فای و کارت‌های صدا در آن تعبیه شده است. این مادربرد با امکان رم تا ۱۲۸ گیگابایت، عملکرد سطح بالایی را ارائه می‌دهد.
در روزهای آینده، اندازه مادربرد و ویژگی‌های آن همچنان تغییر خواهد کرد.
ابزارهای توسعه مادربرد
مادربردها مانند بزرگراه اصلی یک کامپیوتر هستند که به سیگنال‌های مختلف اجازه می‌دهند همزمان در آنها حرکت کنند. این سیگنال‌ها یا پروتکل‌ها به بخش‌های مختلف کامپیوتر کمک می‌کنند تا با هم ارتباط برقرار کنند. نمونه‌هایی از این پروتکل‌ها عبارتند از DDR3 و DDR4 برای هارد دیسک‌ها، DDR5 برای گرافیک و PCIe برای ذخیره‌سازی سریع.
برای اطمینان از کارکرد صحیح این پروتکل‌ها، توسعه‌دهندگان به ابزارهای خاصی نیاز دارند. شرکت Total Phase طیف وسیعی از ابزارها را برای کمک به این فرآیند ارائه می‌دهد. این ابزارها می‌توانند پروتکل‌های مختلف مانند SPI و I2C را شبیه‌سازی کنند و حتی آنها را با سرعت‌های مختلف آزمایش کنند.
یکی از این ابزارها، آنالیزور پروتکل Beagle I2C/SPI، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا آنچه را که در زمان واقعی روی مادربرد اتفاق می‌افتد ببینند. این به آنها کمک می‌کند تا درک کنند که سیگنال‌های مختلف چگونه با هم تعامل دارند.
با استفاده از این ابزارها، مهندسان می‌توانند طراحی‌های مادربرد خود را ایجاد و آزمایش کنند و اطمینان حاصل کنند که آنها به طور کامل در کاربرد مورد نظر کار می‌کنند.
حرف آخر
مادربردها ستون فقرات تقریباً هر دستگاه الکترونیکی هستند که ما استفاده می‌کنیم. آنها در تلفن‌های همراه، مایکروویو، خودروها و کامپیوترهای ما وجود دارند. آنها به بخش‌های مختلف این دستگاه‌ها کمک می‌کنند تا با هم ارتباط برقرار کنند و به طور یکپارچه کار کنند. به مادربرد مانند یک مربی تیم فکر کنید که مطمئن می‌شود همه بازیکنان برای بردن بازی با هم کار می‌کنند. بدون مادربرد، دستگاه‌های ما نمی‌توانستند به درستی کار کنند.
به طور خلاصه، مادربردها دلیل لذت بردن ما از فناوری هستند که هر روز استفاده می‌کنیم. ممکن است آنها از دید پنهان باشند، اما آنها قلب دستگاه‌های ما هستند و باعث می‌شوند همه چیز به طور روان کار کند.
