تأثير الحاسوب على حياتنا أصبح واضحاً بسلبياته وإيجابياته. ومهما كان له من سلبيات فلا أحد ينكر الإضافات النوعية والإيجابية على كل مجالات الحياة التي يقوم بها الحاسوب بأشكاله المختلفة. وان ذلك يدلل على أهمية رفع مستوى الثقافة الحاسوبية لدى أفراد المجتمع بمختلف أماكن تواجدهم، وذلك لأن استخدام الحاسوب يمس جميع جوانب حياتهم الوظيفية والاجتماعية والعلمية والمهنية ....الخ. وهذه الوحدة تهدف بمجملها إلى التعرف على أساسيات نظام الحاسوب بشكل عام ووفق أهداف تفصيلية كما سنبين لاحقاً.
- توضح مفهوم الحاسوب وتحديد خصائصه وأنواعه المختلفة.
- توضح مكونات الحاسوب ووظائفها.
- توضح مكونات الحاسوب المادية وأنواعها المختلفة.
- تعطي نبذة مختصرة عن البرمجيات الحاسوبية وتطبيقاتها.
- تستوعب نظام العد الثنائي وعملياته الحسابية.
للتعرف على تفاصيل الوحدة، يمكنك تصفح الموضوعات التالية:
- مقدمة
- تعريف الحاسوب
- ميزات الحاسوب
- أنواع الحواسيب
- مكونات الحاسوب
- اختبر نفسك
ان الانتشار الواسع والسريع لأجهزة الحواسيب في الوقت الراهن ربما يجعلنا غير قادرين أو بالأحرى غير معنيين بالتفكير في الوقت الذي كان فيه جهاز الحاسوب غالي الثمن ومن الصعوبة توفيره، حتى ان مفهوم الحاسوب تغير عبر مراحله المختلفة حتى أصبح في متناول الجميع تقريباً وبأشكاله المختلفة كالحاسوب الشخصي (PC)، والحاسوب المحمول (Laptop)، والأجهزة الذكية وغيرها من الأنواع التي سترد لاحقاً.
- تعرف جهاز الحاسوب.
- تحدد الأنواع المختلفة لأجهزة الحاسوب.
- تبين خصائص وميزات الحواسيب.
الحاسوب بمفهومه الشامل هو عبارة عن آلة الكترونية تحمل أشكالاً متعددة يمكن بواسطتها إدخال البيانات وتخزينها ومعالجتها لاستخراج المعلومات، ومن ثَمَّ استرجاعها مرة أخرى متى ما طلب ذلك. وبهذا فإن الجهاز النقال والحاسوب اللوحي والحاسوب الشخصي وغيرها تدخل ضمن هذا المفهوم، وسيتم التركيز على الحاسوب الشخصي في هذا المقرر.
الكثير من الأعمال اليدوية تم الاستغناء عنها لصالح الحواسيب لعدة ميزات تمتلكها هذه الحواسيب وهي:
- السرعة: في إجراء العمليات الحسابية و معالجة البيانات.
- الدقة: حيث أن نسبة خطئها بسيطة جداً لدرجة إهمالها.
- إمكانية التخزين: لكم هائل من المعلومات سواء على أقراص داخلية (تخزين داخلي) أو على أقراص خارجية (تخزين خارجي).
- اقتصادية: من ناحيتين (التكلفة، الوقت).
- الاتصالات الشبكية: توفر خدمات الاتصال الشبكي السريع مما يوفر الوقت والمجهود والتكلفة مثل: خدمة الشبكة العالمية (الويب، الإنترنت).
يشمل مفهوم الحاسوب كل تطوراته من وسائل العد اليدوية مروراً بأجياله المتلاحقة والتي تطورت سريعاً وصولاً إلى ما نحن عليه اليوم من تطور متسارع وأشكال حديثة. لذلك يمكن تصنيف أنواع الحواسيب بطرق كثيرة و مختلفة، وسنستخدم هنا تصنيفاً شهيراً يحقق الأهداف من هذه الوحدة وهو كما يلي:
- حسب حجمها:
استطاعت التكنولوجيا الحديثة اختصار أحجام مكونات الحواسيب إلى حد كبير إلا انه وفي حالات كثيرة ما زال هناك علاقة بين حجم جهاز الحاسوب من جانب والدور الوظيفي لذلك الجهاز.
- حسب عملها وتقنيتها
لا شك ان التصنيف حسب المهام المطلوبة من اداة معينة والذي يكون اصلاً مبنياً على التركيبة التقنية لها هي طريقة ناجحة للفرز والتصنيف، وتستخدم في مختلف نواحي الحياة.
عزيزي الطالب: اضغط على إشارة (+) لتتعرف على أنواع الحواسيب حسب حجمها وحسب عملها وتقنيتها، واضغط عليها مرة أخرى لإغلاقها.
-
More
الحواسيب الرقمية (Digital Computers)
Closeيقوم هذا النوع من الحواسيب بمعالجة البيانات الرقمية فقط، وبقيم محدودة. ويكون استخدامه غالبا في حل المشاكل الحسابية المعقدة و تنظيم الملفات و قواعد البيانات في مجالات التعليم و تنظيم الإدارة و المحاسبة. وتتميز بالسرعات العالية وإمكانية إجراء أكثر من عملية حسابية في نفس الوقت.
-
More
الحواسيب القياسية (Analogue Computer)
Closeهذا النوع يستخدم بيانات قياسية و هي البيانات التي تأخذ قيماً عديدة مثل (شدة الصوت، درجة الحرارة). ويستفاد منها بشكل واسع في حساب الخصائص الفيزيائية مثل (الأوزان، الضغوط، الحرارة) في المراكز العلمية والطبية ومراكز الأرصاد الجوية). وأصبح لها القدرة على اتخاذ القرار أو تسيير الأمور بالصورة التي تجدها مناسبة.
-
More
الحاسبات العملاقة (Super Computers)
Closeتعتبر آلات سريعة جداً ولديها القدرة على تشغيل العشرات من البرامج في وقت واحد. ويمكنها تخزين بلايين الأحرف في الذاكرة و يستخدم لهذا الهدف أحدث تقنيات التكنولوجيا. كما يمكن ربطها بالمئات من أجهزة الوحدات الطرفية، تكلفة هذا النوع من الحواسيب باهظة قد تصل إلى ملايين الدولارات. وينحصر مجال استخدامها فقط في مجالات البحوث العلمية الحكومية و الجامعات و في المراكز الصناعية التطبيقية.
-
More
الحاسبات الكبيرة (Main Frames)
Closeترتبط هذه الحواسيب غالباً مع طرفيات وتمتاز بسرعتها العالية جداً حيث انها تعمل على خدمة مئات المستخدمين في الوقت نفسه، وهذا يعني ايضاً انها تمتلك سعة تخزين عالية، ويمكن استخدامها في الشركات الكبيرة والجامعات.
-
More
الحاسبات المتوسطة (Mini Computers)
Closeتعتبر هذه الحواسيب أقل حجماً و قدرة تخزينية وسرعة تشغيل من التي قبلها، وهي مناسبة للاستعمال للأعمال التجارية الصغيرة والمتوسطة وفي عمليات التحكم الصناعي واتصالات المعلومات.
وتخدم عدد من المستخدمين لا يتجاوز ثمانية أفراد في نفس الوقت. أما فيما يتعلق بأسعار هذا النوع من الحواسيب فهي تعتبر مرتفعة نسبياً إلا أنها أقل تكلفة من الحاسبات الكبيرة.
-
More
الحاسبات الدقيقة (Micro Computers)
Closeيعتبر الحاسب الشخصي (PC) المستخدم للأعمال الروتينية وغير المعقدة مثلاًً لهذا النوع من الحواسيب وهو من اصغر الأنواع حجما كما ان القدرة التخزينية له تكون عادة محدودة، إلا أنه ونظرا للتطور الذي حصل على وحدات التخزين ومنها الاقراص الصلبة فقد أصبح من الممكن رفع السعة التخزينية للحاسوب الشخصي بشكل كبير جداً. أما من حيث التكلفة فيعتبر أرخص الحاسبات وأصبح تقريباً في متناول جميع طبقات المجتمع.
-
More
محطة العمل (WorkStation)
Closeتشبه محطة العمل الحاسب الشخصي من حيث أن مستخدمه واحد، و لكنه أقوى من حيث المعالجة للبيانات و التخزين و إمكانية عرض الرسوم أو الألوان بدقة عالية على شاشة عرض الجهاز، ولهذا يستخدم هذا النوع من قبل المهندسين والعلماء وفي المختبرات والمصانع، أي المجالات التي تتطلب معالجة عالية جداً.
-
More
حاسب التحكم
Closeيستخدم هذا النوع في عمليات التحكم و المراقبة للأجهزة المختلفة مثل الأجهزة الصناعية و الطبية ووسائل النقل كالطائرات و السيارات لإصدار إشارات التنبيه في حال وجود خلل أو عطل في مجال كما يستخدم في وسائل الاتصالات مثل المقاسم و السنترالات لتولي عمليات تحويل المكالمات الهاتفية و الاستجابة لطلبات مستخدم الهاتف.
محطة العمل تشبه الحاسوب الشخصي من حيث ان المستخدم واحد، ويتفوق عليه بقوة المعالجة والتخزين وعرض الصور والألوان ولهذا يستخدم في المختبرات والمصانع.
ان نظام الحاسوب يعمل بشكل متكامل، وان أي نقص أو خلل في هذه المنظومة يسبب خللاً عأماً في عمل هذا النظام، وتنقسم مكونات نظام الحاسوب إلى جزئين متكاملين هما:
- المكونات المادية: هي كل الأجزاء والقطع التي يمكن مشاهدتها ولمسها وتركيبها على جهاز الحاسوب (قرص صلب، ذاكرة، اللوحة الأم، الفأرة، الشاشة،.....الخ).
- المكونات البرمجية: هي مجموعة من البرامج تمثل الجزء (الفكري) لجهاز الحاسوب وتهدف إلى إدارة نظام الحاسوب ومكوناته المادية وتعتبر الشق المكمل للمكونات المادية حيث تتيح لنا التواصل مع المكونات المادية.
- مقدمة
- المكونات المادية
- وحدات الإدخال
- وحدات الإخراج
- وحدات إدخال وإخراج معاً
- المكونات الداخلية
- حجم الذاكرة
- وحدات التخزين
- تدريب
- اختبر نفسك
ان وحدة النظام وما تحتويه بداخلها وما يتصل بها تشكل المكونات الفعلية لجهاز الحاسوب حيث يمكن مشاهدتها ولمسها وان كل مكون يقوم بدور معين يتكامل مع باقي الأجزاء، وهذا يشكل الشطر الأول من نظام الحاسوب والذي يكتمل بالمكون البرمجي، وان التطور الذي لا يتوقف لأنظمة الحواسيب هو بالضرورة يمس المكونات المادية بشكل متوازٍ مع التطور في المجال البرمجي.
- تشرح وظائف مكونات الحاسوب.
- تحدد وحدات الإدخال في الحاسوب وتوضح أنواعها.
- تحدد وحدات الإخراج في الحاسوب وتوضح أنواعها.
- تشرح بشكل تفصيلي مكونات وحدة النظام ووظائفها.
تقوم مكونات نظام الحاسوب المادية بمهماتها بشكل متكامل مع المكونات البرمجية. وتتمثل وظائف المكونات المادية في:
- إدخال البيانات ليتم معالجتها (استقبال البيانات) عن طريق وحدات الإدخال.
- معالجة البيانات المدخلة عن طريق وحدة النظام.
- إخراج النتائج (نتائج المعالجة) عن طريق وحدات الإخراج.
تقوم وحدات الإدخال بنقل البيانات والمعلومات من وسط خارجي إلى ذاكرة الحاسوب من اجل البدء بعملية المعالجة، وفيما يلي أمثلة على ذلك:
أداة توفر سهولة التحكم بالحاسوب وذلك من خلال تحريكها بالاتجاه المطلوب على شاشة الحاسوب والنقر على الأيقونات والأوامر، وذلك من خلال ما يعرف بواجهة المستخدم الرسوميةGUI ولها استخدامات عديدة:
- النقر.
- النقر المزدوج.
- السحب والالقاء.
- النسخ.
تشبه الكاميرا الرقمية من حيث الشكل الكاميرا التقليدية لكنها تختلف، حيث انها تحتوي ذاكرة تتيح للمستخدم تخزين الصور فيها، ويمكن نقل الصور من الكاميرا إلى جهاز الحاسوب ثم معالجة هذه الصور باستخدام برامج خاصة.
تعد كرة المسار بديلاً للفارة، حيث يتم استخدامها من قبل المصممين، لأنها توفر سهولة التحكم بالرسومات على شاشة الحاسوب.
جهاز يقوم بتحويل (مسح) مادة مطبوعة (وثيقة أو صورة) إلى ملف الكتروني يتم حفظه إلى جهاز الحاسوب. ويستطيع المستخدم معالجة هذه الملفات أو الصور لاحقاً من خلال تطبيقات مناسبة، كما يمكنه تحرير وثيقة نصية بعد إدخالها إلى الحاسوب عن طريق الماسح الضوئي، وفي هذه الحالة يجب توافر برنامج التعرف الضوئي إلى الحروف OCR لتحويلها إلى ملفات قابلة للتحرير.
جهاز يسمح للمستخدمين بإدخال الاصوات إلى جهاز الحاسوب، ويستطيع بعد ذلك المستخدم معالجتها باستخدام برامج معينة.
عبارة عن ماسح ضوئي أو قارئ ضوئي يسلط شعاع من الليزر على البطاقة ثم يرتد مرة أخرى من الأعمدة البيضاء فقط حيث أن الأعمدة السوداء تمتص الضوء ولا تعكس الشعاع مرة أخرى. يقوم كاشف الضوء الموجود في القارئ بتحليل الأشعة المنعكسة وثم يقوم بإرسال هذه البيانات إلى حاسوب يعمل على مطابقة هذه الشفرة مع الشفرات المخزنة لديه فيستخلص كافة المعلومات المرتبطة بهذه الشفرة مثل السعر والكمية والمنتج الخ..
عصا التحكم هي جهاز التحكم الأساسي في قمرة الكثير من الطائرات المدنية والحربية. يستخدم في أجهزة العاب الفيديو أو العاب الحاسبة لتحريك الشخصية أو بطل اللعبة أو قيادة مركبة أو سيارة، حسب ما تتكون منه اللعبة الإلكترونية وتقتضيه من حركة وتحكم للوصول إلى مراحل جديدة.
لوحة تستجيب للضغط الناتج من تحريك الأصابع عليها. وتعد بديلاً عن الفأرة في الأجهزة المحمولة.
يعمل عمل الفارة لكنه اسهل من حيث الاستخدام، فهو يسمح للمستخدم بإدخال الأوامر والنصوص والرسم عن طريق شاشة خاصة.
يستطيع المستخدم من خلالها إدخال الأوامر والنصوص إلى جهاز الحاسوب.
بعكس وحدات الإدخال تقوم وحدات الإخراج بنقل البيانات المعالجة من ذاكرة الحاسوب إلى وسط خارجي ومن أمثلة ذلك ما يلي:
تعد الشاشات من أهم وحدات الإخراج، فهي تستخدم لإظهار المعلومات والنتائج بشكل مرئي لذا تسمى وحدة العرض المرئي Visual Display Unit (VDU)
ويوجد نوعان منها :
- شاشة انبوب اشعة الكاثود Cathode Ray Tube (CRT).
- شاشة السائل البلوري أو شاشات العرض المسطح Liquid Crystal Display (LCD).
شاشة السائل البلوري
شاشة انبوب اشعة الكاثود
ومن أهم العوامل التي تؤثر على جودة الشاشة هي دقة ووضوح الشاشة Resolution الممثلة بعدد النقاط المكونة للصورة Pixels.
تعد السماعات إحدى ادوات الإخراج المسؤولة عن إخراج المعلومات ذات الطبيعة السمعية وتستخدم عادة مع الوسائط المتعددة Multi Media Programs وتتوافر بأشكال وقدرات مختلفة فبعضها مزود بمكبر أو مضخم صوت وبعضها موجود على شكل سماعات للرأس Headphones .
هي طابعات كبيرة تستخدم لطباعة الصور والمخططات الضخمة بدقة عالية وتمتاز هذه الطابعات بقدرتها على تمييز درجات الالوان عند الطباعة.
تقوم الطابعات بتحويل الملف الالكتروني الموجود على جهاز الحاسوب إلى وثيقة مطبوعة. ويوجد عدة أنواع من الطابعات تختلف من حيث الدقة والسرعة ودرجة وضوح الطابعة كما هو مبين وهي:
- الطابعات النقطية Dot Matrix Printers.
- طابعات نفث الحبر Ink Jet Printers.
- طابعات الليزر Laser Printers.
الطابعات النقطية
طابعات نفث الحبر
طابعات الليزر
تقوم هذه الأجهزة بعمل وحدات الإدخال والإخراج بنفس الوقت، ومن أمثلة ذلك ما يلي:
- شاشة اللمس Touch Screen: هي شاشة تتميز بانها تظهر المخرجات للمستخدم، ويتم استخدامها لإدخال البيانات عن طريق اللمس.
- المودم Modem: جهاز يستخدم لربط الحاسوب بخط الهاتف للاتصال بالإنترنت، ويعد الوسيط بين جهاز الحاسوب الذي يعمل بالنظام الرقمي Digital وخط الهاتف الذي يعمل بالنظام التناظري Analogue، و يوجد منه مودم داخلي ومودم خارجي يمكن ربطه مع جهاز الحاسوب عن طريق منفذ الحاسوب. وتقاس سرعة المودم اي سرعة نقل البيانات بالبت /ثانية .Bits Per Seconds (BPS)
وحدة النظام System Unit
هو عبارة عن صندوق ذو أبعاد قياسية متفق عليها حتى تتلاءم مع أجزاء الحاسوب المراد تثبيتها أو تركيبها داخله، وظيفته هي احتواء أهم الأجزاء الكهربائية والإلكترونية التي يتكون منها الحاسوب.
ونقصد هنا قطع ومكونات يتم تركيبها في داخل وحدة النظام، وفي مكان محدد صمم خصيصا لها ومن أهمها:
هي أكبر المكونات الداخلية للحواسيب، تجمع ويتصل بها كافة المكونات الداخلية الأخرى تحتوي على الناقلات (Buses)وهي المسؤولة عن الاتصال وتبادل البيانات والمعلومات بين كافة مكونات الحاسوب. تحتوي كذلك على المنافذ (Port) والتي من خلالها تتصل الأجزاء الخارجية للحاسوب بالمكونات الداخلية مثل لوحة المفاتيح والطابعة وشاشة العرض وغيرها.
هي بمثابة العقل للحاسوب تقوم بتنفيذ التعليمات ومعالجة البيانات والقيام بالعمليات المنطقية والحسابية وتقوم كذلك بالتحكم بعمليات الإدخال والإخراج للحاسوب وكافة العمليات الأخرى. وتقاس سرعة المعالج بعدد التعليمات التي ينفذها المعالج في كل ثانية (GHz) وتتكون وحدة المعالجة المركزية من جزئين رئيسيين:
- وحدة الحساب والمنطق(ALU): وتقوم بتنفيذ كافة العمليات الحسابية والمنطقية وتخزين النتائج بشكل مؤقت.
- وحدة التحكم (CU): وتقوم بالتحكم بكافة عمليات الحاسوب وتسلسل تنفيذها والتنسيق فيما بينها.
تحتوي وحدة المعالجة المركزية (CPU)على المسجلات (Registers) وهي مسؤولة عن تخزين البيانات والعمليات الحسابية والمنطقية الواردة من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بشكل مؤقت حتى تقوم وحدة الحساب والمنطق (ALU) بإجراء العمليات المطلوبة ومن ثم إرسال النتائج إلى ذاكرة الوصول العشوائي مرة أخرى.
هي الوحدة المسؤولة عن تزويد الأجزاء الداخلية للحاسوب بالطاقة، وتحتوي على مروحة لتبريد المكونات الداخلية للحاسوب من خلال طرد الهواء الساخن إلى الخارج.
هي مسؤولة عن تخزين المدخلات والتعليمات والتطبيقات بشكل مؤقت قبل إرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية والتي تقوم بمعالجتها ومن ثم إعادة إرسالها مرة أخرى إلى الذاكرة، حيث تقوم الذاكرة بإرسال البيانات المعالجة إلى أدوات الإخراج بالحاسوب. وتعتمد سرعة وكفاءة الذاكرة الرئيسية على سرعة الوصول للبيانات وعلى حجم الذاكرة. ومن الجدير ذكره بأن الذاكرة الرئيسية تقوم بتخزين البينات والمعلومات بشكل مؤقت ولا يمكن استرجاعها بعد إعادة تشغيل الحاسوب مرة أخرى.
لا تفقد محتوياتها عند إيقاف تشغيل الجهاز، وتحتفظ بالبيانات الأساسية التي يحتاجها الجهاز لبدء التشغيل والغير قابلة للتغيير، مثل (معلومات وحدات الإدخال والإخراج المتصلة بالجهاز وملفات نظام التشغيل). ولا يمكن تعديل بياناتها إلا من قبل مبرمجين متخصصين.
ينتهي معبر نقل البيانات بثقوب مستطيلة تسمي Slots يمكن إدخال وتثبيت بطاقات عليها، ويستفاد منها في زيادة إمكانية جهاز الحاسب وأيضا ربط الجهاز بالملحقات الخارجية ، مثل جهاز المودم.
هو مكان توصيل يوجد في الجهة الخلفية لجهاز الحاسب حيث يمكن من خلاله توصيل جهاز خارجي مع الحاسب الذي تستخدمه، كالطابعة أو المودم أو غيرهما، مما يسمح بتدفق الأوامر والبيانات بين الحاسوب وهذا الجهاز المتصل به.
يحتوي هذا النوع من المنافذ إما على 9 أو 25 ثقباً صغيراً، ويعرف بالمنفذ الذكر. ويستخدم هذا النوع من المنافذ لتوصيل الماوس أو المودم. ويضع جهاز الحاسب علامة على كل منفذ من المنافذ المتسلسلة الموجودة فيه ويسميها com1 ، com2 وهكذا.
يحتوي هذا النوع من المنافذ على 25 ثقباً صغيراً، ويعرف بأنه طرف توصيل انثى. ويمكن ان يستخدم هذا النوع من المنافذ لتوصيل الطابعة أو محرك الاشرطة الممغنطة. ويضع جهاز الحاسب علامة على كل منفذ متواز ويسمي أول منفذ متواز باسم LPT1 ، بينما يسمي المنفذ المتوازي الثاني باسم LPT2 وهكذا.
هو نوع جديد من المنافذ التي يمكنه وصل عدة أجهزة قد تصل إلى 127 جهاز بالحاسب في وقت واحد باستخدام منفذ واحد فقط، على سبيل المثال يمكن توصيل الطابعة والمودم وعصا الألعاب والماسح الضوئي بجهاز الحاسوب باستخدام منفذ متسلسل عام واحد.
هو جزء مادي من بنية الحاسوب مسؤول عن التخزين الطويل الأمد للبيانات حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي عن الجهاز حیث بإمكانه تخزین كمیة كبیرة من البیانات والمعلومات بالإضافه إلى امكانية قراءة المعلومات والبیانات بصورة اسرع بكثیر من أجهزة التخزين الاخرى. وعادة ما يتم الاشارة اليه في جهاز الحاسوب عن طريق الرمز C أو D.
أنواعه: القرص الداخلي: هو القرص الصلب المثبت داخل وحدة النظام في جهاز الحاسوب. القرص الخارجي: وهو القرص الصلب الذي يتميز بامكانية حمله، نقله واستخدامه مع اكثر من جهاز حاسوب عن طريق وصله بمدخل USB.
عزيزي الطالب: لتتعرف على منافذ الحاسوب ومواقعها على وحدة النظام قم بالتدريب التالي.
عزيزي الطالب: اضغط على إشارة (+) لتتعرف على مواقع مكونات الحاسوب الداخلية وخصائصها، واضغط عليها مرة أخرى لإغلاقها.
-
More
مزود الطاقة (Power supply)
Closeالوحدة المسؤولة عن تزويد الأجزاء الداخلية للحاسوب بالطاقة، وتحتوي على مروحة لتبريد المكونات الداخلية للحاسوب من خلال طرد الهواء الساخن إلى الخارج.
-
More
وحدة المعالجة المركزية (CPU)
Closeالعقل للحاسوب تقوم بتنفيذ التعليمات ومعالجة البيانات والقيام بالعمليات المنطقية والحسابية وتقوم كذلك بالتحكم بعمليات الإدخال والإخراج للحاسوب وكافة العمليات الأخرى.
-
More
ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)
Closeمسؤولة عن تخزين المدخلات والتعليمات والتطبيقات بشكل مؤقت قبل إرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية والتي تقوم بمعالجتها ومن ثم إعادة إرسالها مرة أخرى إلى الذاكرة، حيث تقوم الذاكرة بإرسال البيانات المعالجة إلى أدوات الإخراج بالحاسوب. وتعتمد سرعة وكفاءة الذاكرة الرئيسية على سرعة الوصول للبيانات وعلى حجم الذاكرة. ومن الجدير ذكره بأن الذاكرة الرئيسية تقوم بتخزين البينات والمعلومات بشكل مؤقت ولا يمكن استرجاعها بعد إعادة تشغيل الحاسوب مرة أخرى.
-
More
مواضع اغراض التوسع (Expansion Slots)
Closeينتهي معبر نقل البيانات بثقوب مستطيلة تسمي Slots يمكن إدخال وتثبيت بطاقات عليها، ويستفاد منها في زيادة إمكانية جهاز الحاسب وأيضا ربط الجهاز بالملحقات الخارجية ، مثل جهاز المودم.
-
More
القرص الصلب (Hard Drive)
Closeهو جزء مادي من بنية الحاسوب مسؤول عن التخزين الطويل الأمد للبيانات حتى في حالة انقطاع التيار الكهربائي عن الجهاز حیث بإمكانه تخزین كمیة كبیرة من البیانات والمعلومات بالإضافه إلى امكانية قراءة المعلومات و البیانات بصورة اسرع بكثیر من أجهزة التخزين الاخرى. وعادة ما يتم الاشارة اليه في جهاز الحاسوب عن طريق الرمز C أو D.
-
More
اللوحة الأم (Motherboard)
Closeأكبر المكونات الداخلية للحواسيب، تجمع ويتصل بها كافة المكونات الداخلية الأخرى تحتوي على الناقلات (Buses) وهي المسؤولة عن الاتصال وتبادل البيانات والمعلومات بين كافة مكونات الحاسوب. تحتوي كذلك على المنافذ (Port) والتي من خلالها تتصل الأجزاء الخارجية للحاسوب بالمكونات الداخلية مثل لوحة المفاتيح والطابعة وشاشة العرض وغيرها.
ان اصغر وحدة لقياس حجم الذاكرة هو البت (Bit)، ويقاس حجم الذاكرة عادة بالكيلوبايت(KB)، والميجابايت(MB)، والجيجابايت(GB) .
وفيما يلي توضيح التحويلات بين وحدات قياس حجم الذاكرة:
- 1 بايت B يساوي 8 بت.
- 1 كيلوبايت KB يساوي 1024 بايت.
- 1 ميجابايت MB يساوي 1024 كيلوبايت.
- 1 جيجابايت GB يساوي 1024 ميجابايت.
مثال: ذاكرة حجمها 2GB ، كم يساوي بالبايت؟
$ \hspace{.5cm}$الحل: نقوم بخطوات التحليل بشكل متسلسل كما يلي: $ \hspace{.5cm}$2 جيجابايت X $\large 2^{10}$ لتصبح ميجابايت $ \hspace{1.3cm}$أيضاَ X $\large 2^{10}$ لتصبح كيلوبايت $ \hspace{1.3cm}$أيضاَ X $\large 2^{10}$ لتصبح بايت
$ \hspace{.5cm}$ $\large2^{10}\times2^{10}\times 2^{10}\times2$ $\large =$ $\large 2^{30}\times2^{1}$= $\large 2^{31}$ بايت
تعد وحدات التخزين Storage Unites من الأجهزة التي تستخدم لحفظ المعلومات والبيانات والبرامج وأنظمة التشغيل كل حسب الهدف الذي صمم لأجله. وتقسم إلى نوعين هما كالآتي:
- وحدات تخزين داخلية: مثل الأقراص الصلبة (Hard Disks).
- وحدات تخزين خارجية، ومن أمثلة ذلك:
القرص المضغوط CD/DVD
بطاقات الذاكرة Memory cards
الذاكرة الضوئية Flash memory
الأقراص الصلبة الخارجية
عزيزي الطالب: عيّن مواقع المكونات الداخلية للوحة الأم Motherboard المشار لها على الصورة، من خلال الضغط على اسم المكون ومن ثم الضغط على المكان المخصص له.
- مقدمة
- المكونات البرمجية Software
- نظام التشغيل
- لغات البرمجة
- برامج التشغيل المساعدة
- البرامج التطبيقية
- اختبر نفسك
إن جهاز الحاسوب ذاته آلة صماء، فالعتاد وحده لا يشكل جهاز الحاسوب، والبرمجيات هي التي تجعل الحياة تدب في أوصاله، فنستطيع التواصل معه وتلقينه الأوامر ليقوم بمهامه المطلوبة منه. وما زالت البرمجيات بشكل عام تتطور يوما بعد يوم ويبنى منها الجديد والغريب، لتصبح مستخدمة في جل مجالات الحياة.
- تعرف مفهوم البرنامج بشكل عام.
- تحدد أنواع برمجيات الحاسوب.
- توضح مفهوم كل نوع من أنواع برامج الحاسوب.
- تعطي أمثلة على أنواع برمجيات الحاسوب.
البرامج أو البرمجيات: عبارة عن مجموعة من الأوامر والتعليمات مرتبة بتسلسل معين ويقوم الجهاز بتنفيذها لتحقيق غرض معين.
أنواع برمجيات الحاسوب:
- أنظمة التشغيل: مثل نظام التشغيل ويندوز (Windows) او لينكس (Linux).
- لغات البرمجة: وهي عبارة عن مجموعة من التعليمات والأوامر والقواعد التي يمكن من خلالها تصميم وكتابة برمجيات وتطبيقات الحاسوب المختلفة.
- البرامج المساعدة Utility Programs: هي برمجيات مرافقة ومساندة لنظم التشغيل لإنجاز بعض المهام مثل تفحص الأقراص وإصلاح أخطائها وتقسيمها وتجزئتها.
- تطبيقات سطح المكتب: وهي عبارة عن حزمة من الأوامر التي تؤدي وظيفة معينه وتعمل من خلال نظام التشغيل، مثل تطبيقات مايكروسوفت أوفيس Ms Office، ألعاب الفيديو، مضادات الفيروسات، متصفحات الإنترنت وغيرها.
- تطبيقات الهواتف الذكية: وهي عبارة عن حزمة خاصة من الأوامر التي تؤدي وظيفة معينه وتعمل من خلال نظام التشغيل الخاص بالهاتف المحمول ويمكن الحصول عليها للأجهزة العاملة بنظام التشغيل أندرويد Android من سوق بليه Play Store و للأجهزة العاملة بنظام O.S من آب ستور App Store.
- تطبيقات الويب: وهي عبارة عن حزمة من الأوامر التي تؤدي وظيفة معينة وتعمل من خلال متصفحات الإنترنت ولا يحتاج المستخدم لإعدادها وتهيئتها مسبقاً على الحاسوب.
نظام التشغيل هو عبارة عن مجموعة من البرامج التي تستخدم في تشغيل الحاسب وفي التعامل مع مكوناته وفي إدارة البرامج والتطبيقات.
لنظم التشغيل مهام ووظائف متعددة تتعلق بعمليات تشغيل الحاسب والتحكم في مكوناته وأجهزته المادية وملحقاته. ويمكننا أن نحدد أهم مهام نظام التشغيل في النقاط التالية:
- التحكم في مسار البيانات.
- تحميل البرامج إلى الذاكرة.
- التحكم في وحدة الذاكرة الرئيسية.
- التحكم في وحدات الإدخال و الإخراج.
- اكتشاف الأعطال.
كثيرا ما نتساءل كيف يعمل نظام التشغيل وما هي المبادئ التي يقوم عليها النظام، النقاط التالية توضح كيفية عمل نظام التشغيل:
- قراءة وتنفيذ التعليمات والأوامر المخزنة في الذاكرة(ROM).
- تحميل البرامج إلى الذاكرة.
- فحص وحدات الحاسب للتأكد من سلامتها.
- تحميل نظام التشغيل من الأقراص المرنة أو الضوئية.
- استلام أوامر من مستخدم الجهاز.
- تحميل البرامج التطبيقية وتنفيذ تعليماتها.
- العودة إلى نظام التشغيل وانتظار أوامر المستخدم.
- نظام تشغيل القرص (Dos): يتكون من مجموعة من البرامج و الأوامر و لكن لا يتيح للمستخدم تشغيل أكثر من برنامج في نفس الوقت و لا يتيح تنفيذ أكثر من أمر. يتعين أن تكون لديك خبرة في عالم الحاسوب لتعرف كيف تستخدمه، أي أنه لم يكن سهل الاستخدام، ويتم التعامل معه من خلال سطر الأوامر.
- نظام تشغيل النوافذ (Windows): هو نظام تشغيل ذو واجهة رسومية GUI أي أنه يمكنك التعامل معه من خلال الفأرة والقوائم المنسدلة ويسمح بالتالي:
- تشغيل عدة برامج.
- إمكانية استخدام اللغة العربية وغيرها من اللغات كواجهة تطبيق.
- أصبح هناك استخدامات للفأرة غير الاختيار والتنفيذ بل دخل إلى مجال تثبيت الاعدادات ونسخ وحذف الملفات.
- تشغيل برامج الوسائط.
هل تعلم
- تعتبر واجهة سطر الأوامر من أقدم الواجهات التي تعتمد على كتابة الأوامر بواسطة لوحة المفاتيح فيقوم المعالج بتنفيذها مباشرة، ومن هنا يتضح أن هذه الواجهات لا تدعم التنفيذ المتعدد للمهام، من الأنظمة التي تستخدمها DOS بإصداراته المختلفة.
- الواجهة الرسومية هي تلك الواجهة المكونة من صور وقوائم وأيقونات تتيح للمستخدم التفاعل مع الحاسوب، وتوجهه للقيام بأحداث معينة مثل نقر الفأرة وإدخال نصوص لتنفيذ مهمة معينة وهي الأكثر استخداماً، وتستخدم أنظمة التشغيل الحديثة الواجهة الرسومية وتتيح أيضاً استخدام الواجهة غير الرسومية.
- أنظمة تشغيل بواجهة غير رسومية (سطر أوامر): DOS
- أنظمة تشغيل بواجهة رسومية: Windows
لغات البرمجة Programming Languages: هي برمجيات تستخدم لصناعة برمجيات أخرى مثل ( التطبيقات والبرامج المساعدة ...) عن طريقة توجيه الأوامر بكتابة العبارات البرمجية على واجهه استخدام البرمجية من قبل المبرمج ويتم تفسيرها إلى لغة الآلة من خلال مترجمات خاصة باللغة البرمجية المستخدمه ليتم فهمها من قبل نظام التشغيل.
أمثله على لغات البرمجة المشهورة:
- لغة البيسك BASIC.
- لغة فيجوال بيسك Visual Basic .
- لغات السي Visual c ، c ++ ، c.
- لغة الجافا Java .
البرامج المساعدة Utility Programs: هي برمجيات مرافقة ومساندة لنظم التشغيل لإنجاز بعض المهام مثل :
- تفحص الأقراص وإصلاح أخطائها وتقسيمها وتجزئتها.
- التحكم بالملفات والمجلدات (نسخ – ضغط – حذف – النسخ الاحتياطي).
- قياس أداء المعالج.
- حماية البيانات.
البرنامج التطبيقي Applications: هو نوع من البرامج يمكنك استخدامه بعد تحميل نظام التشغيل. ومن أمثلة هذه البرامج: برامج معالجة النصوص، جداول البيانات، قواعد البيانات، أدوات العرض التقديمي، تطبيقات الوسائط المتعددة.
- مايكروسوفت وورد Microsoft Word.
- مايكروسوفت اكسل Microsoft Excel.
- مايكروسوفت أكسيس Microsoft Access.
- مايكروسوفت بوربوينت Microsoft PowerPoint.
- مقدمة
- نظام العد الثنائي
- التحويل من النظام الثنائي إلى النظام العشري
- التحويل من النظام العشري إلى النظام الثنائي
- العمليات الحسابية على الأعداد الثنائية
- اختبر نفسك
قبل اختراع الكتابة كان القدماء يقومون بالعد على أصابع اليد فكانت اليد تمثل الأعداد وعند انتهاء الأصابع كانوا يحتاجون إلى شخص آخر ليقوم بالعد، فكان الأول يمثل الآحاد و الثاني يمثل العشرات وعند اختراع الكتابة اجتهد العلماء لاختراع منظومة أعداد بدلاً من الأصابع فكانت هذه الأعداد هي الأعداد الأساسية وهي (من 0 حتى 9) وبإضافة الواحد إلى الصفر يتكون العدد 10 وهذا ما اعتمد عليه العلماء فكانت كل الأعداد بعد 9 مزيج من عددين أو أكثر مثل 10 و 100 و 6735.
- تحول الأعداد من صيغتها بالنظام الثنائي إلى النظام العشري.
- تحول الأعداد من صيغتها بالنظام العشري إلى النظام الثنائي.
- تجري عمليتي الجمع والطرح للأعداد الثنائية.
نظام العد الثنائي: هو نظام عد أساسه الرقم 2، يستخدم لتمثيل قيم عددية باستخدام الرمزين 0 و 1. كما يمكن استخدام أي رمزين أو حالتين مثل "0" و"1" أو "صح" و"خطأ" أو "تشغيل" و"إطفاء"، وتنبع أهميته من أنه يشكل لغة الآلة التي يفهمها الحاسوب.
- مميزات نظام العد الثنائي
- سهولة التخزين والاسترجاع للمعلومات.
- التنقل بين الوسائط بسهولة.
- رموز نظام العد الثنائي
( 0 , 1)
إن الأساس المستعمل في النظام الثنائي هو الرقم 2 ويتكون هذا النظام من رقمين فقط هما 0 و1 ويسمى كل منهما رقماً ثنائياً Binary Digit . ولتمثيل كل من الرقمين 0 و1 فإنه لا يلزم إلا خانة واحدة، ولهذا السبب أصبح من الشائع أطلاق اسم بت Bit على الخانة التي يحتلها الرقم داخل العدد الثنائي.
لتحويل أي عدد ثنائي إلى مكافئه العشري فإنه يجب علينا استعمال قانون التمثيل الموضعي للأعداد. و ينطبق هذا القانون عندما يكون الرقم الثنائي صحيحاً أو كسراً مع مراعاة أن أساس نظام العد هنا هو 2 .
عزيزي الطالب لتتعرف على طريقة التحويل من النظام الثنائي إلى النظام العشري، شاهد الفيديو التالي :
مثال :
حول العدد $\large \left ( 100100 \right )_{2}$ من الثنائي إلى العشري
$\large \left ( 100100 \right )_{2}$ $\large =$
$ \hspace{1.4cm}$ $\large =$ $\large 2^{0}\times 0 $ $\large +$ $\large 2^{1}\times 0 $ $\large +$ $\large 2^{2}\times 1 $ $\large +$ $\large 2^{3}\times 0 $ $\large +$ $\large 2^{4}\times 0 $ $\large +$ $\large 2^{5}\times 1 $
$ \hspace{1.4cm}$ $\large =$ $\large 0$ $\large +$ $\large 0$ $\large +$ $\large 4$ $\large +$ $\large 0$ $\large +$ $\large 0$ $\large +$ $\large 32$
$ \hspace{1.4cm}$ $\large =$ $\large 36$ أو $\large \left ( 36 \right )_{10}$
- 0 + 0 = 0
- 1 + 0 = 1
- 0 + 1 = 1
- 1 + 1 = 0 والباقي 1
| العدد الثنائي | العدد العشري |
|---|---|
| 0000 | 0 |
| 0001 | 1 |
| 0010 | 2 |
| 0011 | 3 |
| 0100 | 4 |
| 0101 | 5 |
| 0110 | 6 |
| 0111 | 7 |
| 1000 | 8 |
| 1001 | 9 |
| 1010 | 10 |
| 1011 | 11 |
| 1100 | 12 |
| 1101 | 13 |
| 1110 | 14 |
| 1111 | 15 |
$ \hspace{1.5cm}$ $\large 0 \times 2^{0}=$ $\large 1 \times 2^{1}+$ $\large 0 \times 2^{2}+$ $\large 1 \times 2^{3}+$ $\large 1 \times 2^{4}+$ $\large 0 \times 2^{5}+$ $\large 0 \times 2^{6}+$ $\large 1 \times 2^{7}+$ $\large 1 \times 2^{8}+$
$ \hspace{1.5cm}$ $\large 0 =$ $\large 2 +$ $\large 0 +$ $\large 8 +$ $\large 16 +$ $\large 0 +$ $\large 0 +$ $\large 128 +$ $\large 256 +$
$ \hspace{1.5cm}$ $\large 410=$
يمكن ايضا القيام بعملية تحويل الاعداد من النظام العشري إلى النظام الثنائي بتكرار القسمة على العدد 2 ثم كتابة تسلسل باقي القسمة الذي يجب ان يكون في كل مرة إما (1) أو (0) كما هو موضح في الفيديو التالي:
التحويل من النظام العشري إلى النظام الثنائي
مثال: تحويل العدد 37 من النظام العشري إلى النظام الثنائي
| الباقي | الناتج | |||
| 37 | 2 | |||
| 1 | 18 | 2 | ||
| 0 | 9 | 2 | ||
| 1 | 4 | 2 | ||
| 0 | 2 | 2 | ||
| 0 | 1 | 2 | ||
| 1 | 0 | 2 | ||
| 100101= |
يمكن إجراء العمليات الحسابية من جمع وطرح وضرب وقسمة كما هو الحال في النظام العشري مع مراعاة أن أساس النظام المستعمل هنا هو 2.
لو أخذنا عددين ثنائيين A ,B وكان كل منهما يتكون من خانة واحدة فقط Bit ، وبما أن كل خانة يمكن أن تكون أما 0 أو 1 فإنه يوجد للعددين معاً أربع احتمالات كالآتي:
| المحمول carry | المجموع | B | A |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
أما إذا كانت الأعداد الثنائية مكونة من أكثر من خانة واحدة فإن عملية الجمع تنفذ بنفس طريقة الجمع في النظام العشري مع مراعاة أن أساس النظام العد المستعمل هو 2.
مثال: جمع العددين الثنائيين $\large \left ( 011\right )$ $\large +$ $\large \left ( 101\right )$
المحمول$ \hspace{1.7cm}$ $\large 111$
العدد الأول$ \hspace{1.2cm}$ $\large 101$$ \hspace{.5cm}$ $\large +$
العدد الثاني$ \hspace{1.2cm}$ $\large 011$ $\hspace{1.7cm}$ __________ $\hspace{2.3cm}$$\large 1000$
- (إذا كان المطروح أقل من المطروح منه):
لو أخذنا عددين ثنائيين A ,B وكان كل منهما يتكون من خانة واحدة فقط فإنه توجد الاحتمالات التالية لعملية الطرح تكون كالآتي:
| المستقرض Borrow | الفرق | B | A |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
$\hspace{.7cm}$ $\large 110$
$\hspace{.7cm}$ $\large 010$$ \hspace{.5cm}$ $\large -$
$\hspace{.4cm}$ __________ $\hspace{.8cm}$$\large 100$
- جامعة القدس المفتوحة.(2011). مقرر مبادئ الحاسوب/(0102). جامعة القدس المفتوحة: عمان، الأردن.
- ياسين، عرفات.(2010). الرخصة الدولية لقيادة الحاسوب-الإصدار الخامس. عمان، الأردن.