الكمبيوتر
نبذة تاريخية:
كان أول تقديم للكمبيوتر منذ أكثر من خمسين عاما، وبالتحديد سنة 1946 حيث كان يتكون من أكثر من 18000 صمام الكتروني، وهذه الصمامات هي نوع معقد بعض الشيء من الأدوات الإلكترونية التي لها شكل مصباح الإضاءة الكهربي المعروف وذو الحجم المتوسط. وهي مماثلة للصمامات التي كانت تستعمل لتشغيل الراديو لمدة طويلة من الزمن وحتى اختراع الترانزيستور، وكذلك لتشغيل التلفزيون في بداية عهده. كان الكمبيوتر في حينها يحتل بناية كاملة، ويزيد وزنه عن ثلاثين طنا. وهذا يعني أن وزنه أكثر من وزن ثلاثين سيارة. وكانت تلك البناية في حاجة لأجهزة تبريد عملاقة لإزالة الحرارة الناجمة عن تلك الصمامات الإلكترونية. ومع ذلك فإن فعاليته لم تكن أكثر من فعالية آله حاسبة جيب صغيرة مما يستعملها تلاميذ المدارس الآن!!
مقدمة في علوم الحاسب
ما هو الحاسوب؟
هو عبارة عن جهاز يستطيع تخزين معلومات ضخمة في مساحة صغيرة, ومن ثم يستطيع استرجاع و تعديل هذه المعلومات .
عتاد الكمبيوتر :
إن الكمبيوتر يتكون من مفاتيح وأسلاك ولوحات دوائر إلكترونية وقطع ورقائق إلكترونية مدمجه Chips، ومحرك قرص التخزين الصلب، ومحرك قرص التخزين المرن،بالإضافة إلى طابعة ولوحة مفاتيح وماوس وشاشة إظهار الصورة ( سنتعرض لذلك بالتفصيل لاحقا ). كل هذه المكونات متصلة مع بعضها البعض لتكون نظاما له القدرة على القيام بمهمات الحسابات واستيعاب معطيات المعلومات كنوع من هذه المهمات ثم التعامل معها لإعطاء النتائج. أن قدرة الكمبيوتر هذه في تداول ومعالجه المعلومات المختلفة أعطت للكمبيوتر القوة، هذه المعلومات تكون عادة في غاية الأهمية سواء للأفراد أو المؤسسات. الاستخدامات العملية للكمبيوتر: كما ذكرنا فإن الكمبيوتر بحد ذاته عبارة عن جهاز إلكتروني يتكون من مجموعة من المعدات الصلبة. وحتى يقوم هذا الجهاز بالعمل الذي تريده، فهو بحاجة إلى برنامج يقوم كواسطة بين تلك المكونات بعضها وذلك حتى تكون فيما بينها وحدة واحدة. وكذلك تكون واسطة بين تلك الوحدة والشخص الذي يقوم بتشغيل الكمبيوتر. إن هذا البرنامج هو برنامج التشغيل والذي من أشهرها برنامج ويندوز المعروف. تحتوي معظم برامج التشغيل أيضا على إمكانيات تجعل باستطاعتنا القيام ببعض الأعمال التطبيقية البسيطة الخاصة بالكتابة والرسم وبعض الألعاب وغيرها. وهذه الأعمال في الواقع ليست هي التي يطمح إليها مستخدم الكمبيوتر، ولذلك نلجأ إلى استخدام البرامج التطبيقية التي تقوم بعمل أو أعمال محددة في أحد الجوانب المهمة المفيدة للإنسان.
مكونات الحاسب
يتكون الحاسب من جزئين أو مكونين رئيسيين هما:
العتاد(hard ware): هو كل ما يتعلق بالحاسب من أجهزة ملموسة و يمكن رؤيتها و كل جهاز أضيف إليه يعتبر من العتاد مثل:
لوحة المفاتيح ،الشاشة ,الفأرة , السماعات , الماسحة الضوئية...الخ
البرامج (soft ware): و هي التي توجه أجهزة و العتاد بالتعليمات التي تأمرها به.
العلاقة بينهم:
تقوم البرامج بإصدار الأوامر للعتاد بناءا على توجيهات المستخدم, و لكن في الحقيقة أن العملية تكون بان المستخدم يوجه البرامج بإصدار المعلومات و بواسطة نظام التشغيل ( وندوز مثلا) الذي يكون الوسيط بينهم يقوم البرنامج بتوصيل الأوامر إلى العتاد فتظهر بالشكل المطلوب.
المكونات
صندوق النظام اللوحة الأم
بطاقة الفيديو المعالج
الاجزاء الرئيسة المكونة لجهاز الكمبيوتر
1- وحدات الادخال Input Devices
2- وحدات الاخراج Output Devices
3- وحدة المعالجة المركزيةprocessor-
centeral processing unit
4- الذاكرة الرئيسية Main Memory -MM
5- وحدة الحساب و المنطق Arithmetic & logical Unit-ALU
6-وحدة التحكم Control Unit-CU
وسائط التخزين المساعدة Secondry Storage Units
تركيز المعلومات
أولا: وحدات الادخال
وهي الوحدات التي يتم من خلالها ادخال الاوامر للكمبيوتر وتزويده من خلالها بالمعلومات, مثل لوحة المفاتيح (keyboard) و الفارة (mouse)
ثانيا : وحدات الاخراج
وهي الوحدات التي يتم من خلالها اخراج النتائج من الكمبيوتر الى المستخدم, مثل الشاشة (moniter) والطابعة (printer)
ثالثا: وحدة المعالجة المركزية
وهي اهم وحدات الكمبيوتر التي تعد العقل المفكر الذي يتحكم بمعالجة البيانات
الوحدات المساعدة للمعالج (processer)
1- الذاكرة الرئيسة:
تقسم هذه الذاكرة الى نوعين:
- ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory وهو الروم (Rom)
وهي الذاكرة التي يخزن فيها البرنامج الرئيسي للجهاز الذي يقوم بالتعرف على اجزاء الجهاز. ولكي لا يقوم احد بالعبث بهذه الذاكرة فهي تاتي من الجهة المصنعة للقراءة فقط و لا يمكن التعديل عليها.
-ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory وهو الرام ROM:
وهي الذاكرة التي تخزن فيها البيانات بصورة مؤقتة استعدادا لمعاجتها او لتخزينها في وسائط التخزين الدائمة, ومن غير هذه الذاكرة لا يستطيع الجهاز العمل. وهي الذاكرة التي تخدم جميع البرامج والاوامر, لذلك مسموح لنا الوصول لها و التعديل عليها
وحدة قياس الذاكرة:
قبل التعرف على وحدة قياس الذاكرة يجب ان نعرف كيف تخزن الذاكرة المعلومات.
فكر الانسان بوسيلة للتعامل مع جهاز الكمبيوتر فلم يجد في البداية الا التخاطب معه عن طريق الالكترونات التي من الممكن ان نحصل عليها من خلال التيار الكهربائي. لذلك أُعطي الكمبيوتر رمزين من الممكن تمثيلهما عن طريق الكهرباء و هما (0,1), بحيث اذا اردنا ان نعطي الكمبيوتر الرمز 0 نرسل له تيار كهربائي خفيف, واذا اردنا ان نعطيه الرمز 1 نعطيه تيار كهربائي اعلى من الاول.
في هذه الحالة اذا اردنا ان نعطيه اي حرف من الاحرف التي يتعامل بها الانسان يجب ان يكون هذا الحرف ممثل من عدة (1,0), على سبيل المثال لو اردنا ان نعطيه الحرف A ممكن ان نمثله ب 01000001 فتكون عبارة عن عدة تيارات كهربائية. وجدوا اننا لكي نمثل حرف واحد في النظام الثنائي (1,0) نحتاج الى ثمان اشارات من 1,0 فسمو كل اشارة من هذه الاشارات ب Bit اي 0 او 1, و سموا الحرف الذي يتكون من 8 Bit اي من ثمان اشارات سموه Byte, اذاُ Byte هو عبارة عن حرف واحد.
الان من الممكن ان نعرف كيف نقيس الذاكرة, فلو قلنا مثلا ذاكرة سعتها 200 Byte اي سعتها 200 حرف, واطلقوا على 1024 Byte اسم Kilo Byte و اطلقوا ايضا على 1024 Byte اسم Mega Byte ويرمز لها MG .
2-وحدة الحساب والمنطق (ALU) :
إن المعالج لا يقوم بعمل العمليات الحسابية او العمليات المنطقية و لكن يقوم بارسالها الى ALU التي تقوم بالعملية الحسابية او المنطقية, وتعيد النتائج الى المعالج ليستخدمه.
3-وحدة التحكم (Cu):
تقوم وحدة التحكم بتنظيم عمليات الادخال و الاخراج من والى ال CPU
و ال CPU يعني وحدة التحكم المركزية central control processer كما في الصورة السفلية .
رابعا: وحدات التخزين الدائم
سبق لنا ان ذكرنا ان الذاكرة في الكمبيوتر تخزن البيانات يشكل الكتروني, تختفي هذه المعلومات بمجرد اغلاق الكمبيوتر . لهذا فان التخزين الدائم لا يتم في الذاكرة ولكن على وحدات التخزين الدائم.
و لكن ما هي الطريقة التي نخزن بها على وحدات التخزين الدائم بدلا من من الالكترونات التي تاتي من التيار الكهربائي التي هي الطريقة للتخزين في الذاكرة. وجدوا ان الطاقة البديلة للتخزين هي الطاقة المغناطيسية التي ممكن من خلالها التخزين على وسائط تحتفظ بالمعلومات حتى بعد اقفال الجهاز. و تكون طريقة التخزين على هذه الوسائط هي نفس الطريقة الثنائية (0,1) التي يتم فيها التخزين على الذاكرة RAM
للحاسب استخدامات عديدة و الفرق بين الحاسب و الأجهزة الأخرى المنتشرة في كل مكان هو أن الحاسب يستطيع فعل اكثر من شيء واحد في نفس الوقت ,أي يمكن استخدام الحاسب في أمور كثيرة جدا لا يستطيع الإنسان حصرها ,ليس كبقية الأجهزة مثل التلفزيون الذي لا تستطيع فعل شيء سوى المشاهدة ,أو الراديو سوى الاستماع , باستخدام الحاسب تستطيع عمل الكثير من خلاله خصوصا إذا كنت متمرسا وعالما بإمكانيات الحاسب.
بعض الأمور البسيطة التي يمكن للحاسب عملها هي:
القيام بحسابات شركة أو مؤسسة أو دولة بالكامل مهما كان حجمها
أن تلعب ألعابا مختلفة من خلاله.
أن تقوم بتصميم وطباعة الرسوم و الحركات .
أن تطبع الرسائل والخطابات .
أن تطبع الرسومات على الفانلات .
أن تتصل بشبكة الإنترنت و من خلال الإنترنت تستطيع إرسال رسائل بالبريد الإلكتروني ليعوضك عن البريد العادي و تستطيع محادثة أي شخص في العالم ومشاهدته في نفس الوقت!
القيام بأعمال معقدة مثل الرسم الهندسي الثلاثي الأبعاد .
برمجة الأجهزة .
إلقاء المحاضرات و تنظيمها.
تشغيل الموسيقى وكذلك مشاهدة الفيديو .
و أمور أخرى كثيرة منها المعقد و منها السهل البسيط
نبذة تاريخية:
كان أول تقديم للكمبيوتر منذ أكثر من خمسين عاما، وبالتحديد سنة 1946 حيث كان يتكون من أكثر من 18000 صمام الكتروني، وهذه الصمامات هي نوع معقد بعض الشيء من الأدوات الإلكترونية التي لها شكل مصباح الإضاءة الكهربي المعروف وذو الحجم المتوسط. وهي مماثلة للصمامات التي كانت تستعمل لتشغيل الراديو لمدة طويلة من الزمن وحتى اختراع الترانزيستور، وكذلك لتشغيل التلفزيون في بداية عهده. كان الكمبيوتر في حينها يحتل بناية كاملة، ويزيد وزنه عن ثلاثين طنا. وهذا يعني أن وزنه أكثر من وزن ثلاثين سيارة. وكانت تلك البناية في حاجة لأجهزة تبريد عملاقة لإزالة الحرارة الناجمة عن تلك الصمامات الإلكترونية. ومع ذلك فإن فعاليته لم تكن أكثر من فعالية آله حاسبة جيب صغيرة مما يستعملها تلاميذ المدارس الآن!!
مقدمة في علوم الحاسب
ما هو الحاسوب؟
هو عبارة عن جهاز يستطيع تخزين معلومات ضخمة في مساحة صغيرة, ومن ثم يستطيع استرجاع و تعديل هذه المعلومات .
عتاد الكمبيوتر :
إن الكمبيوتر يتكون من مفاتيح وأسلاك ولوحات دوائر إلكترونية وقطع ورقائق إلكترونية مدمجه Chips، ومحرك قرص التخزين الصلب، ومحرك قرص التخزين المرن،بالإضافة إلى طابعة ولوحة مفاتيح وماوس وشاشة إظهار الصورة ( سنتعرض لذلك بالتفصيل لاحقا ). كل هذه المكونات متصلة مع بعضها البعض لتكون نظاما له القدرة على القيام بمهمات الحسابات واستيعاب معطيات المعلومات كنوع من هذه المهمات ثم التعامل معها لإعطاء النتائج. أن قدرة الكمبيوتر هذه في تداول ومعالجه المعلومات المختلفة أعطت للكمبيوتر القوة، هذه المعلومات تكون عادة في غاية الأهمية سواء للأفراد أو المؤسسات. الاستخدامات العملية للكمبيوتر: كما ذكرنا فإن الكمبيوتر بحد ذاته عبارة عن جهاز إلكتروني يتكون من مجموعة من المعدات الصلبة. وحتى يقوم هذا الجهاز بالعمل الذي تريده، فهو بحاجة إلى برنامج يقوم كواسطة بين تلك المكونات بعضها وذلك حتى تكون فيما بينها وحدة واحدة. وكذلك تكون واسطة بين تلك الوحدة والشخص الذي يقوم بتشغيل الكمبيوتر. إن هذا البرنامج هو برنامج التشغيل والذي من أشهرها برنامج ويندوز المعروف. تحتوي معظم برامج التشغيل أيضا على إمكانيات تجعل باستطاعتنا القيام ببعض الأعمال التطبيقية البسيطة الخاصة بالكتابة والرسم وبعض الألعاب وغيرها. وهذه الأعمال في الواقع ليست هي التي يطمح إليها مستخدم الكمبيوتر، ولذلك نلجأ إلى استخدام البرامج التطبيقية التي تقوم بعمل أو أعمال محددة في أحد الجوانب المهمة المفيدة للإنسان.
مكونات الحاسب
يتكون الحاسب من جزئين أو مكونين رئيسيين هما:
العتاد(hard ware): هو كل ما يتعلق بالحاسب من أجهزة ملموسة و يمكن رؤيتها و كل جهاز أضيف إليه يعتبر من العتاد مثل:
لوحة المفاتيح ،الشاشة ,الفأرة , السماعات , الماسحة الضوئية...الخ
البرامج (soft ware): و هي التي توجه أجهزة و العتاد بالتعليمات التي تأمرها به.
العلاقة بينهم:
تقوم البرامج بإصدار الأوامر للعتاد بناءا على توجيهات المستخدم, و لكن في الحقيقة أن العملية تكون بان المستخدم يوجه البرامج بإصدار المعلومات و بواسطة نظام التشغيل ( وندوز مثلا) الذي يكون الوسيط بينهم يقوم البرنامج بتوصيل الأوامر إلى العتاد فتظهر بالشكل المطلوب.
المكونات
صندوق النظام اللوحة الأم
بطاقة الفيديو المعالج
الاجزاء الرئيسة المكونة لجهاز الكمبيوتر
1- وحدات الادخال Input Devices
2- وحدات الاخراج Output Devices
3- وحدة المعالجة المركزيةprocessor-
centeral processing unit
4- الذاكرة الرئيسية Main Memory -MM
5- وحدة الحساب و المنطق Arithmetic & logical Unit-ALU
6-وحدة التحكم Control Unit-CU
وسائط التخزين المساعدة Secondry Storage Units
تركيز المعلومات
أولا: وحدات الادخال
وهي الوحدات التي يتم من خلالها ادخال الاوامر للكمبيوتر وتزويده من خلالها بالمعلومات, مثل لوحة المفاتيح (keyboard) و الفارة (mouse)
ثانيا : وحدات الاخراج
وهي الوحدات التي يتم من خلالها اخراج النتائج من الكمبيوتر الى المستخدم, مثل الشاشة (moniter) والطابعة (printer)
ثالثا: وحدة المعالجة المركزية
وهي اهم وحدات الكمبيوتر التي تعد العقل المفكر الذي يتحكم بمعالجة البيانات
الوحدات المساعدة للمعالج (processer)
1- الذاكرة الرئيسة:
تقسم هذه الذاكرة الى نوعين:
- ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory وهو الروم (Rom)
وهي الذاكرة التي يخزن فيها البرنامج الرئيسي للجهاز الذي يقوم بالتعرف على اجزاء الجهاز. ولكي لا يقوم احد بالعبث بهذه الذاكرة فهي تاتي من الجهة المصنعة للقراءة فقط و لا يمكن التعديل عليها.
-ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory وهو الرام ROM:
وهي الذاكرة التي تخزن فيها البيانات بصورة مؤقتة استعدادا لمعاجتها او لتخزينها في وسائط التخزين الدائمة, ومن غير هذه الذاكرة لا يستطيع الجهاز العمل. وهي الذاكرة التي تخدم جميع البرامج والاوامر, لذلك مسموح لنا الوصول لها و التعديل عليها
وحدة قياس الذاكرة:
قبل التعرف على وحدة قياس الذاكرة يجب ان نعرف كيف تخزن الذاكرة المعلومات.
فكر الانسان بوسيلة للتعامل مع جهاز الكمبيوتر فلم يجد في البداية الا التخاطب معه عن طريق الالكترونات التي من الممكن ان نحصل عليها من خلال التيار الكهربائي. لذلك أُعطي الكمبيوتر رمزين من الممكن تمثيلهما عن طريق الكهرباء و هما (0,1), بحيث اذا اردنا ان نعطي الكمبيوتر الرمز 0 نرسل له تيار كهربائي خفيف, واذا اردنا ان نعطيه الرمز 1 نعطيه تيار كهربائي اعلى من الاول.
في هذه الحالة اذا اردنا ان نعطيه اي حرف من الاحرف التي يتعامل بها الانسان يجب ان يكون هذا الحرف ممثل من عدة (1,0), على سبيل المثال لو اردنا ان نعطيه الحرف A ممكن ان نمثله ب 01000001 فتكون عبارة عن عدة تيارات كهربائية. وجدوا اننا لكي نمثل حرف واحد في النظام الثنائي (1,0) نحتاج الى ثمان اشارات من 1,0 فسمو كل اشارة من هذه الاشارات ب Bit اي 0 او 1, و سموا الحرف الذي يتكون من 8 Bit اي من ثمان اشارات سموه Byte, اذاُ Byte هو عبارة عن حرف واحد.
الان من الممكن ان نعرف كيف نقيس الذاكرة, فلو قلنا مثلا ذاكرة سعتها 200 Byte اي سعتها 200 حرف, واطلقوا على 1024 Byte اسم Kilo Byte و اطلقوا ايضا على 1024 Byte اسم Mega Byte ويرمز لها MG .
2-وحدة الحساب والمنطق (ALU) :
إن المعالج لا يقوم بعمل العمليات الحسابية او العمليات المنطقية و لكن يقوم بارسالها الى ALU التي تقوم بالعملية الحسابية او المنطقية, وتعيد النتائج الى المعالج ليستخدمه.
3-وحدة التحكم (Cu):
تقوم وحدة التحكم بتنظيم عمليات الادخال و الاخراج من والى ال CPU
و ال CPU يعني وحدة التحكم المركزية central control processer كما في الصورة السفلية .
رابعا: وحدات التخزين الدائم
سبق لنا ان ذكرنا ان الذاكرة في الكمبيوتر تخزن البيانات يشكل الكتروني, تختفي هذه المعلومات بمجرد اغلاق الكمبيوتر . لهذا فان التخزين الدائم لا يتم في الذاكرة ولكن على وحدات التخزين الدائم.
و لكن ما هي الطريقة التي نخزن بها على وحدات التخزين الدائم بدلا من من الالكترونات التي تاتي من التيار الكهربائي التي هي الطريقة للتخزين في الذاكرة. وجدوا ان الطاقة البديلة للتخزين هي الطاقة المغناطيسية التي ممكن من خلالها التخزين على وسائط تحتفظ بالمعلومات حتى بعد اقفال الجهاز. و تكون طريقة التخزين على هذه الوسائط هي نفس الطريقة الثنائية (0,1) التي يتم فيها التخزين على الذاكرة RAM
للحاسب استخدامات عديدة و الفرق بين الحاسب و الأجهزة الأخرى المنتشرة في كل مكان هو أن الحاسب يستطيع فعل اكثر من شيء واحد في نفس الوقت ,أي يمكن استخدام الحاسب في أمور كثيرة جدا لا يستطيع الإنسان حصرها ,ليس كبقية الأجهزة مثل التلفزيون الذي لا تستطيع فعل شيء سوى المشاهدة ,أو الراديو سوى الاستماع , باستخدام الحاسب تستطيع عمل الكثير من خلاله خصوصا إذا كنت متمرسا وعالما بإمكانيات الحاسب.
بعض الأمور البسيطة التي يمكن للحاسب عملها هي:
القيام بحسابات شركة أو مؤسسة أو دولة بالكامل مهما كان حجمها
أن تلعب ألعابا مختلفة من خلاله.
أن تقوم بتصميم وطباعة الرسوم و الحركات .
أن تطبع الرسائل والخطابات .
أن تطبع الرسومات على الفانلات .
أن تتصل بشبكة الإنترنت و من خلال الإنترنت تستطيع إرسال رسائل بالبريد الإلكتروني ليعوضك عن البريد العادي و تستطيع محادثة أي شخص في العالم ومشاهدته في نفس الوقت!
القيام بأعمال معقدة مثل الرسم الهندسي الثلاثي الأبعاد .
برمجة الأجهزة .
إلقاء المحاضرات و تنظيمها.
تشغيل الموسيقى وكذلك مشاهدة الفيديو .
و أمور أخرى كثيرة منها المعقد و منها السهل البسيط
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق