من طرف عابر سبيل السبت 16 أكتوبر 2010, 2:24 amالفصل الأول
المدخل إلي عالم الكمبيوتر
إن الحاسوب أو الحاسب أو الحاسب الآلي أو الكمبيوتر هي أسماء لآلة واحدة وهي جميعاً تقابل المصطلح الأجنبي ( Computer ).
* معنى كلمة الكمبيوتر: إن اسم الكمبيوتر ( Computer ) يعني باللغة العربية " الحاسب " وذلك لإن اسم الكمبيوتر مشتق من الفعل ( to Compute ) إي "يحسب". وهذه هي أول الوظائف التي اخترع الحاسب من أجلها وهي أداء الأعمال الحسابية والإحصائية المعقدة والمكررة.
ويعتقد الكثيرون أن الكمبيوتر هو مجرد آلة لإجراء العمليات الحاسبية لا أكثر، ولعل أساس هذا الاعتقاد أن أصل كمبيوتر من الفعل(to Compute) ، وتعني يحسب. لكن الحاسب –في واقع الحال- جهاز قادر على إجراء العديد من العمليات الأخرى بالإضافة إلي العمليات الحاسبية مثل: مقارنة قمتين ومعرفة هل هما متساويتان أو لا، ومقارنة قمتين وتحديد أيتهما أكبر من الأخرى، ونسخ بيانات من مكان لأخر، واختيار قيمة من البيانات وفق شروط معينة.
والكمبيوتر جهاز لا يعقل ولا يفكر ولا يستطيع أن يحل إي مشكلة بمفرده ولكن يمكن الاستفادة من مكوناته وسرعتها حيث نقوم بتلقينه كيفية إجراء العمليات.
1-تعريف الكمبيوتر: هناك أكثر من تعريف له:
التعريف الأول للكمبيوتر:
يعرف الكمبيوتر على أته آلة سريعة جدا ولكنها في نفس الوقت آلة لا تستطيع التميز أو التفكير ولو ألقينا الضوء على هذا التعريف البسيط للكمبيوتر لوجدنه يتكون من شقين الأول يعطي ميزة للكمبيوتر حيث يصفه ويميزه بالسرعة والثاني يعطيه عيب خطير حيث يصفه بأنه آلة لا تستطيع التميز أو التفكير.
فالميزة هنا هي السرعة:
حيث أن الكمبيوتر يستطيع القيام بأي عملية سواء كانت عملية رياضية أو عملية برمجه بصورة سريعة جدا وبدقة متناهية وهذه السرعة تفوق سرعة أي إنسان.
العيب هنا هو عدم التميز أو عدم التفكير:
حيث يمكن عدم تميز الحاسب في أنه لا يستطيع مساعدة المستخدم إذا قام بإدخال أمر خطأ أو قريب من الصحة.
مثلاً: إذا قام المستخدم بإدخال أحد الأحرف في الأمر الذي يصدره للحاسب خطأ فهنا لا يستطيع الحاسب مساعدة المستخدم في فهم وتصحيح الخطأ بل كل ما يصدره له هي رسالة تفيد بأن الأمر خطأ ولكن ليس هناك أي مدلول يوضح ما هي صورة الأمر الصحيح.
مثال: عند القيام بكتابة الأمر(DIR) والذي يستخدم لعرض الملفات في نظام (DOS) بشكل خاطئ مثل (DRI) فإن الكمبيوتر لن ينفذ لك الأمر ولن يساعدك في تصحيح الخطأ بل كل ما يفعله هو أن يقوم بإصدار الرسالة التي تخبرك إن الأمر خطأ.
التعريف الثاني للكمبيوتر:
هو جهاز الكتروني ( ليس عقلاً الكترونياً ) يقوم باستقبال البيانات ومعالجتها طبقاً لتعليمات محددة في شكل برنامج ثم استخراج المعلومات المطلوبة.
2-الفرق بين المعلومات والبيانات:
تعريف البيانات ( Data ) :
هي العناصر التي نستخلص منها المعلومات بعد المعالجة ( ولا تكون مفيدة بمفردها ).
تعريف المعلومات ( Information ) :
هي عبارة عن عناصر البيانات التي تم معالجتها بواسطة الكمبيوتر ( وتكون مفيدة للمستخدم ).
وفي مجال المعلومات نعتبر البيانات ( Data ) هي المادة الخام التي يلزم معالجتها لتحويلها إلي معلومات مفيدة ( (Information تصلح للإستخدام.
*مراحل معالجة البيانات:
1-إدخال البيانات ( Input Data ):
والمقصود بها عملية نقل البيانات والبرامج من المستخدم إلي داخل الكمبيوتر.
2-معالجة البيانات ( Processing ):
والمقصود بها هي إجراء عمليات المعالجة المختلفة على البيانات التي أدخلت وخزنت في الكمبيوتر مثل العمليات الحسابية مثل( + ،- ، X ، ÷ ) أو عمليات المقارتة بين القيم.
3-إستراج النتائج ( Output Information ):
والمقصود بها عرض النتائج التي توصل إليها الكمبيوتر على المستخدم أما على شاشة الكمبيوتر أو على الطابعة.
والشكل التالي يوضح مراحل معالجة البيانات:
3-خصائص (مميزات) الكمبيوتر:
1-السرعة الفائقة:
فالكمبيوتر يمكنه إجراء ملايين العمليات الحسابية والمنطقية في ثانية واحدة ، وهي وإن كانت تتفاوت من جهاز إلي آخر حسب نوع وسرعة الجهاز طبعاً، وعادة تقاس سرعة الكمبيوتر بالميجاهرتز ( Migahertz ) وتختصر بالرمز (Mhz) وهي تعني مليون عملية في الثانية، فمثلاً يقال أن سرعة هذا الكمبيوتر (166 Mhz) وهذا يعني أنه يستطيع إجراء 166 مليون عملية في الثانية الواحدة.
2-الدقة المتناهية:
ينتج الكمبيوتر دائماً معلومات دقيقة خالية من الأخطاء وأن كان هناك أية أخطاء فهي قليلة جداً بالمقارنة مع حجم البيانات الكبيرة الذي يقوم بمعالجتها وأيضاً هذه الأخطاء في الغالب تكون نتيجة أخطاء بشرية إما في عمل البرنامج أو في عملية إدخال البيانات.
3-المرونة:
ويقصد بها تعدد الاستعمالات حيث يستطيع الكمبيوتر حل كثير من المشاكل التي تواجه المنشآت و الأفراد في مختلف المجالات من خلال أنواع متعددة من البرامج بالإضافة إلي الدعم باللغة العربية المصاحب لأغلب البرامج الحديثة.
4-الطاقة الاستيعابية (التخزينية):
إن الكمبيوتر لديه القدرة على تخزين كم هائل من البيانات والمعلومات، وكما يمكن استرجاع هذه البيانات والمعلومات بسرعة كبيرة وقتما تستدعي الحاجة لذلك.
5-المثابرة:
فالكمبيوتر لا يعاني من الخصائص البشرية مثل الملل أو التعب فإذا أدى الكمبيوتر مليون عملية حسابية فإنه ينفذ العملية رقم مليون بنفس السرعة التي ينفذ بها العملية الأولى.
6-القدرة على تبادل المعلومات:
حيث أصبح من السهولة الآن ومع انتشار الشبكات سواء المحلية أو شبكات الإنترنت العالمية الحصول على المعلومات من أماكن عديدة.
الفصل الثاني
تاريخ تطور الكمبيوتر
* مقدمة:
لم يكن الكمبيوتر وليد الصدفة، ولكن كان نتيجة عمل وأبحاث ومحاولات كثيرة من العلماء منذ زمن بعيد، ولو أردنا أن نبحث عن تاريخ الآلات التي تساعد الإنسان في تنفيذ العمليات الحسابية ينبغي لنا أن نعود ما يقرب من ثلاثة الآف سنة إلي الوراء، وذلك عندما اخترع الإنسان ذلك الجهاز الذي عرف بالمعداد أو الأباكوس ( Abacus ) والتي استخدامها الصينيون.
وفي بداية عام 1833م فكر العالم ( تشارلز باباج ) ببناء آلة حسابية كهربائية تعمل آلياً، ووضع تصميماً لها، ويعتبر تصميم هذه الآلة التي فكر العالم (باباج) بصنعها مشابهاً لتصميم الحاسبات الحديثة الآن! ، إلا أن العالم باباج لم يتمكن أبداً من اتمام هذه الآلة بسبب أن التكنولوجيا المتاحة حينئذ لم تكن قادرة على بناءها، وعلى الرغم من أن هذا العالم قد أفنى عمره وثروته لتحقيق هذا الحلم إلا أنه توفي عام 1871م، وعلى الرغم من ذلك يطلق المؤرخون على باباج لقب " أبو الكمبيوتر ".
وفي عام 1937م بدأت جامعة هارفارد الأمريكية في صناعة أول حاسب آلي اعتماداً على الفكرة والتصميم الذي وضعه العالم (باباج) وقد سمي "مارك1". ثم كان بعد ذلك أول حاسب آلي يعتمد على الأجزاء الإلكترونية وقد سمي هذا الحاسب " إنياك " وقد اكتمل بناءه عام 1946 تحت رعاية وتمويل وزراة الدفاع الأمريكية ، واعتبر سراً محضوراً ، حيث استخدم لأغراض حربية.
وأخيراً قد تندهش حينما تقرأ الآن المعلومات والإحصائيات التالية عن أول حاسب آلي "إنياك":
يبلغ حجم وزن الحاسب "إنياك" ما يزيد عن 30 طناً، ويبلغ ارتفاعه طابقين ويغطي مساحة 15000 قدماً مربعاً من الأرض (حيز منزل كبير). وكان يحتوي على أكثر من 19000 صماماً مفرغاً وأكثر من نصف مليون نقطة لحام ملحومة باليد! ، وعندما تم تشغيله فإنه يستهلك 200كليووات من الطاقة الكهربائية تكفي لتغذية 600 حاسباً شخصياً حديثاً في الوقت الحاضر!. ومن المثير للدهشة أيضاً أنه كان عند تشغيل الحاسب "إنياك" فإن جميع الأضواء الكهربائية في غرب ولاية كانت تنطفئ. ويمكن للحاسب "إنياك" إجراء 500 عملية جمع أو 30 عملية ضرب فقط في الثانية الواحدة. ولا يسعنا هنا إلا أن نعرض لك تقريراً كتبه أحد علماء الكمبيوتر بعد دراسة متأنية للتطور المطرد في أبحاث الكمبيوتر حيث قال: " لو أن صناعة السيارات تطورت بنفس المعدل الذي تطورت به صناعة أجهزة الكمبيوتر لأصبح في استطاعتنا شراء سيارة رولزرويس بمبلغ 2,75 دولار ويكون بأمكان تلك السيارة من قطع مسافة 4000 ميل باستخدام جالون واحد من الوقود". والآن وبعد هذا العرض السريع المختصر لتاريخ الكمبيوتر ، أترك لك الحكم لكي تقارن بنفسك وترى الفرق بين الحاسبات القديمة والحاسبات الحديثة اليوم.
4- أجيال الحاسب الآلي:
أ-الجيل الأول:
كانت أجهزة هذا الجيل في الفترة من 1950م إلي 1959م.
-مميزات الجيل الأول:
1-استخدام الصمامات الإلكترونية المفرغة.
* تعريف الصمامات الإلكترونية المفرغة:
هي أنابيب زجاجية مفرغة ويمكنها أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلي محول ميكانيكي.
2-استخدام الأسطونات الممغنطة.
-عيوب الصمامات الإلكترونية المفرغة:
1-كبيرة الحجم.
2-تستهلك مقدراً كبيراً من الطاقة الكهربائية.
3-سرعتها بطيئة جداً.
ب- الجيل الثاني:
كانت أجهزة هذا الجيل من الفترة 1959م إلي 1964م. وذلك نتيجة التطور الذي أدى إلي صناعة الترانزستور (Transistor) الذي استخدم في صناعة الحاسب بدلاً من الصمامات الإلكترونية المفرغة.
* تعريف الترانزستور:
هو عبارة عن عنصر يسمح بمرور الطاقة الكهربائية في اتجاه معين، بينما يعمل في الوقت نفسه على وقف تدفق الطاقة الكهربائية في الاتجاه الآخر.
* كان لاستخدام الترانزستور العديد من المكاسب أهمها:
1-الترانزستور أصغر حجماً من الصمامات المفرغة بحيث يمكن تركيب مائتي ترانزستور في المساحة نفسها المخصصة لصمام واحد.
2-يستهلك الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.
3-الترانزستور أسرع كثيراً من الصمامات المفرغة.
4-ينبعث من الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.
ج- الجيل الثالث:
كانت أجهزة هذا الجيل في الفترة من 1964م إلي 1972م. فقد حدث تطور إلكتروني آخر بصناعة الدوائر الإلكترونية.
* تعريف الدوائر الإلكترونية:
وهي عبارة عن مجموعة من المقاومات والمكثفات والترانزستورات.
-ومن أهم البرمجيات التي ظهرت في هذا الجيل هو نظام التشغيل.
-ولقد ظهر في هذا الجيل الحاسبات الصغيرة.
د- الجيل الرابع:
بدأت أجهزة هذا الجيل من عام 1972م. ونتيجة للتطور الهائل في عالم الكمبيوتر فقد تم إنتاج ما يسمى بالشرائح ( Chips ).
* تعريف الشرائح (Chips):
وهي قطع إلكترونية صغيرة الحجم تحتوي على الآف من الدوائر الإلكترونية.
ولقد ظهرت في هذا الجيل الحاسبات الشخصية و شبكات الحاسب الآلي، ولقد انتشار الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم.
* تعريف الذكاء الصناعي:
هو القدرة على تقليد ( محاكاة ) طريقة البشر في التفكير.
ويلعب الذكاء الصناعي دوراً هاماً وفعالاً في تصميم وبناء واستعمال الأجهزة الآلية ( الروبوت ). ولكن أن حاسبات الذكاء الاصطناعي مهما أودع فيها من قدرات وطاقات لن يمكن الوصول بها إلي قدرات العقل البشري الذي ميز الله سبحانه وتعالى به الإنسان دون سائر خلقه.
الفصل الثالث
نظام الكمبيوتر
5-أقسام نظام الكمبيوتر:
ينقسم نظام الكمبيوتر إلي قسمين:
1-المكونات المادية(Hardware):وهو الأجهزة والمعدات التي يمكن لمسها باليد.
2-البرمجيات(Software):وهي البرمجيات التي تحتوي على التعليمات والأوامر التي توجه الأجهزة والمعدات إلي كيفية استخلاص المعلومات .
أ-المكونات المادية للكمبيوتر:
يتكون الكمبيوتر من أربع وحدات رئيسية:
1-وحدات الإدخال(Input Units).
2-وحدات الإخراج(Output Units).
3-وحدة المعالجة المركزية(CPU).
4-وحدات التخزين(Storage Units).
وسنشرح وحدات الحاسب فيما يلي بالتفصيل:
أ-وحدات الإدخال(Input Units):
1-لوحة المفاتيح(Key Board).
2-الفأرة(Mouse).
3-الماسح الضوئي(Scanner).
4-القلم الضوئي(Light Pen).
5-الميكروفون(Microphone).
6-قاري البطاقات الممغنطة(Magnetic Card Reader).
7-المودم(Modem).
ب-وحدات الإخراج(Output Units):
1-شاشات العرض(Monitors).
2-الطابعات(Printers).
3-السماعات الصوتية(Sound Speakers).
4-الراسم(Platter).
5-المودم(Modem).
ج-وحدة المعالجة المركزية(CUP):تنقسم وحدة المعالجة المركزية إلي ثلاث وحدات:
1-وحدة التحكم(Control Unit):تعتبر وحدة التحكم هي العقل المهين والمفكر لجميع أجزاء الحاسب،أي لا يمكن أن تتحرك أو تبدأ أي وحدة بداخل الحاسب عملها إلا بعد وصول إشارة لها من وحدة التحكم.
2-وحدة الحساب والمنطق(Arithmetic-Logic Unit):وتقوم بأداء العمليات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة،والعمليات المنطقية مثل مقارنة قيمتين واتخاذ القرار المناسب بناء على نتيجة المقارنة.
3-وحدة الذاكرة الرئيسية(Memory Unit):وتخزن فيها البرامج والبيانات،وتنقسم إلي قسمين هما:
أ-ذاكرة الوصول العشوائي(Random Access Memory) ويختصر الاسم إلي (RAM) ،وهذه الذاكرة يمكن قراءة محتوياتها أو الكتابة عليها ،وهي تستخدم في تخزين البرامج وبياناتها مؤقتا أثناء تنفيذ تلك البرامج ،وإذا تم إغلاق الجهاز أو فصلنا التيار الكهربائي عن الحاسب تمحى محتويات هذا النوع من الذاكرة.
ب-ذاكرة القراءة فقط(Read Only Memory)،ويختصر الاسم إلي (ROM)
وتخزن في هذا النوع من الذاكرات المعلومات اللازمة لتشغيل الحاسب أو برامج غير مسموح بتعديلها أو حذفها ولكن يمكن قراءتها فقط ، لذلك سميت ذاكرة القراءة فقط ، كما أن محتوياتها لا تمحى بإغلاق الجهاز أو بفصل التيار الكهربائي عن الحاسب.
د-وحدات التخزين(Storage Unit):ومن أشهر وحدات التخزين انتشارا:
1-الاسطوانات المرنة:وتنقسم إلي نوعين:
أ-أقراص مرنة حجم 5,25 بوصة: وسعته التخزينية تكون (360KB) أو(1.2MB).
ب-أقراص مرنة حجم 3,5 بوصة:وهي الأكثر انتشارا ،وتختلف سعاتها التخزينية من (720KB) إلي (1.44MB) .
2- القرص الصلب(Hard Disk):وهو جهاز يكون ثابتا داخل الحاسب وتخزن فيه المعلومات على عدة أقراص ممغنطة موجودة داخله.
3-محرك الأشرطة الممغنطة (Magnetic Tape Drive) :وهو جهاز يخزن المعلومات على أشرطة تشبه أشرطة الفيديو أو أشرطة الكاسيت .
4-محرك الأقراص الضوئية(Optical Disk Drive):وهو جهاز يستخدم تقنية الليزر في تخزين المعلومات على أقراص خاصة .
ب-البرمجيات:
البرمجيات:هي عبارة عن مجموعة من البرامج المساعدة التي تمدنا بها الشركات المتخصصة في البرمجيات لتسهيل التعامل مع معدات الكمبيوتر.
وتنقسم البرمجيات إلي قسمين وهما:
1- برمجيات النظم(System Software): وهي عبارة عن البرامج التي تتخاطب مباشرة مع المكونات المادية للحاسب، ويعد نظام التشغيل أهم هذه البرمجيات
2- برمجيات تطبيقية(Application Software): وهي عبارة عن البرامج التي تتخاطب مع المستخدم وهي تشكل وسيط التخاطب لنقل أوامر المستخدم إلي برمجيات النظم.
البرامج التي تندرج تحت برمجيات النظم:
1- برامج التحكم في وسائط التخزين
2- برامج التحكم في أجهزة الاتصالات
3 - برامج التحكم في شبكات الحاسب
أقسام البرمجيات:
1- أنظمة التشغيل Operating System
2- لغات البرمجة Programming Languages
3- برامج التشغيل المساعدة utilities Programs
4- حزم البرامج التطبيقية application Program
تنقسم برامج الحاسب من حيث النوع إلي الأقسام التالية:
1-برامج نظم التشغيل(Operating System):وهناك أنواع كثيرة من أنظمة التشغيل ومنها:
أ-نظام دوس(MS-DOS)
ب-نظام التشغيل (OS/2)
ج-نظام التشغيل(Unix)
د-بيئة تشغيل النوافذ(Windows)
2-مترجمات لغات البرمجة(Compilers)
3-البرامج التطبيقية(Application Programs)
4-البرامج التطبيقية الجاهزة:وتنقسم إلي أربع أنواع:
أ-برامج معالجة النصوص،ومن أمثلة هذه البرامج :Word6,Word star.
ب-برامج الجداول الإلكترونية،ومن أمثلة هذه البرامج:Excel, Louts.
ج-برامج قواعد البيانات،ومن أمثلة هذه البرامج base4,Access.
د-برامج الراسم:وينقسم إلي ثلاثة أنواع:
1-برامج الرسم(Paint Program)
2-برامج الرسم البياني.
3-برامج الرسم الهندسي.
رسم يوضح المكونات المادية للكمبيوتر:
CPU
والان سنقوم بشرح الاختصارات الموجودة بالشكل السابق:
مدلول الرمز الرمز
هذا الرمز اختصار لكلمة "وحدة الإدخال" وهي Input Unit. I/P
هذا الرمز اختصار لجملة"وحدة المعالجة المركزية وهي Center Processing Unit. CPU
هذا الرمز اختصار لجملة "ذاكـرة القراءة فقـط" وهي Read Only Memory. ROM
هذا الرمز اختصار لجملة "ذاكرة الوصول العشوائي" وهي Random Access Memory RAM
هذا الرمز اختصار لجملة "وحدة التحكم" وهي Control Unit. CU
هذا الرمز اختصار لجملة "وحدة الحسـاب والمنـطق" وهي Arithmetic and Logic Unit A&LU
هذا الرمز اختصار لكلمة "وحدة الإخراج" وهي Output Unit O/P
*ملاحظة: أنواع الذاكرات من حيث المادة المصنوعة منها:
1-الذاكرة الحلقية.
2-ذاكرة أشباه الموصلات.
3-ذاكرة الليزر.
4-الذاكرة الفقاعية.
الفصل الرابع
تصنيف الكمبيوتر
6-أنواع الكمبيوتر:
أولاً:من حيث طريقة العمل
1-الكمبيوتر الرقمي (Digital Computer):
تعريفه: وهو حاسب يقوم بتنفيذ العمليات عن طريق تمثيل (تحويل) البيانات التي يستقبلها إلي صورة رقمية.
مميزات الكمبيوتر الرقمي:
1-تعمل على أساس الأرقام والأعداد.
2-تعمل على أساس علمي ولذلك فدرجة الدقة عالية بها.
3-أسرع في استخراج المعلومات.
4-تستخدم في العديد من الأعمال منها التجارية والعلمية والهندسية وغيرها.
2-الكمبيوتر القياسي (التمثيلي) (التناظري) (Analog Computer):
تعريفه:وهي التي تعمل بقيم يمكن قياسها كالمتغيرات الطبيعية مثل الجهد الكهربائي وشدة التيار أو درجة الضغط الجوي ويتم معالجة هذه القياسات داخل الحاسب ثم تخزن النتائج على هيئة كميات قياسية أو تناظرية مستمرة. وهذا النوع من الكمبيوترات لا يقوم إلا بالعمليات الحاسبية فقط.
الفرق الأساسي بين الكمبيوتر الرقمي والكمبيوتر القياسي:
يكون في طبيعة البيانات بين النوعين السابقين فالبيانات الرقمية تدخل إلي الكمبيوتر في دفعات من الأرقام (Discrete) تتناسب مع مستوى البيانات الداخلة أما في الكمبيوتر القياسي فتدخل البيانات في صورة مستمرة (Continuous) مثل التيار الكهربائي.
3-الكمبيوتر المختلط(Hybrid Computer):
تعريفه: وهو يقوم بالجمع بين خصائص الكمبيوتر الرقمي وخصائص الكمبيوتر القياسي.أي أن هذا الجهاز Hybrid هو خليط من جهاز Digital وأيضاً جهاز Analog . وهذا الجهاز لا يستخدم كثيراً في الحياة العامة ولكنه يستخدم في بعض الأغراض العلمية الخاصة.
ثانياً:التقسيم من حيث الاستخدام
1-الكمبيوتر ذو الغرض العام (General Purpose Computer):
وهو يصلح لأداء مختلف الأغراض سواء العلمية بتطبيقاتها المختلفة أو العملية بمختلف مجالاتها، كما تمتد تطبيقات الكمبيوتر إلي عزف الموسيقى والرسم وتنفيذ الألعاب الكمبيوترية للتعليم والتسلية.
2-الكمبيوتر ذو الغرض الخاص (Special Purpose Computer):
وهو يخدم غرضاً معيناً صمم من أجله مثل متابعة مسارات الصواريخ والأقمار الصناعية والتحكم فيها. وفي مجال الأجهزة المنزلية يعتبر جهاز الألعاب الكمبيوترية من أجهزة الكمبيوتر ذي الغرض الخاص لأنه لا يؤدي سوى برامج الألعاب.ويتوقف ثمن الكمبيوتر ذو الغرض الخاص على معدل إنتاجه وتوزيعه بصرف النظر عن إمكاناته وضخامته.
ثالثاً:من حيث الحجم والإمكانيات
1-الكمبيوتر الفائق (Super Computer):
وهو من مجالات التنافس الحالية بين كبرى الدول التي تعمل في مجال صناعة الكمبيوتر، وهذه الحاسبات ليست عملاقة فقط من جهة الحجم ولكنها عملاقة أيضاً من جهة القدرة التخزينية الداخلية (الطاقة الاستيعابية) وهي أيضاً أسرع الحاسبات على الإطلاق في تنفيذ جميع أنواع العمليات المعقدة التي تطلب منها. ويستخدم هذا النوع في النظم الحربية والدفاعية و الأجهزة المركزية. وهذا النوع تم تصنيعه بصورة مشتركة بين كل من اليابان وأمريكيا وكان ذلك عند بدء تصميم هذا النوع من الحاسبات و كانت ضمن شروط التصنيع والتصميم المشترك ألا يحق لأحد الطرفين أن يقوم ببيع هذا الحاسب إلا بموافقة الطرف الآخر وذلك كي لا يستخدم هذا الحاسب في أغراض عسكرية أو أغراض أخرى قد تتسبب في كثير من الأضرار وحتى هذا الوقت لا يوجد من هذا النوع من الحاسبات سوى خمس حاسبات أحدهم فقط بجامعة طوكيو باليابان وأربعة حاسبات في الولايات المتحدة الأمريكية هذا على مستوى العالم أجمع!
2-الكمبيوتر الكبير (Main Frame Computer):
وهو ثاني أكبر الحاسبات من حيث الحجم وهذه الحاسبات تستخدم في المنشات والمؤسسات الكبيرة وذلك نظراً لقدرتها على المعالجة الكبيرة والسريعة لذلك فإن هذه الحاسبات يتم استخدامها في البنوك وشركات الطيران وغيرها من مؤسسات الأعمال الكبيرة.
3-الكمبيوتر الصغير (Mini Computer):
والكمبيوتر الصغير اصطلاح أستخدم لأول مرة في تميز الكمبيوتر الصغير عن الكمبيوتر، ولا يوجد تعريف مقبول عالمياً للكمبيوتر الصغير ولكنه عموماً لديه قدرة تخزينية أقل من الكمبيوترات الكبيرة ، وهذا النوع من الكمبيوترات يستخدم في المنشات والشركات المتوسطة الحجم.
4-الكمبيوترات الدقيقة (Micro Computer):
وهذه الكمبيوترات الدقيقة ثورة تكنولوجية وعلميه كبيرة والتي تحققت من اختراع المعالج الدقيق. حيث أن سبب صغر حجم هذه الكمبيوترات أنه أمكن تركيب وحدة التشغيل المركزية CPU على شذره صغيرة Chip وبالتالي فإنها أدت إلي تخفيض المعادن والمواد المستخدمة في تصنيع الكمبيوترات مما أدى إلي الوصول إلي هذا الحجم الصغير جدا مثل: الكمبيوتر الشخصي والكمبيوتر المنزلي والكمبيوتر المحمول للجيب.
5-تعريف المعالج (Processor):
المعالج: وهو عبارة قطعة إلكترونية بداخلها ملايين من الترانزيستور تعمل معا، والمعالج هو أهم وحدة من مكونات الحاسب حيث يتولى جميع المهام التي يطلبها المستخدم من الحاسب حيث يتلقى من المستخدم الأمر المطلوب تنفيذه ويتولى مهمة تنفيذ هذا الأمر سواء كان يتعلق بمعلومة رياضية أو منطقية.
وتقيم أداء كفاءة الحاسب تكون من كفاءة المعالج الموجود به لذلك لا بد أن نحدد ما هي المعايير التي من خلالها نستطيع معرفة قدرة المعالج. وهذه المعايير هي:
1-اسم الشركة المنتجة للمعالج.
حيث هناك الكثير من الشركات التي تعمل في حقل إنتاج المعالجات منها ما يقوم بإنتاج المعالج الأصلي وهو شركة Intel ومنها العديد الذي يقوم بإنتاج تقليد من المعالجات مثل شركة AMD وشركة CYRIX.
2-قوة أداء المعالج:
ويقاس قوة أداء المعالج بعدد الأوامر التي يستطيع أن يتداولها في الثانية الوحدة.
3-سرعة المعالج:
حيث تقاس سرعة المعالج بعدد النبضات أو الذبذبات التي يستطيع استقبالها من ال Clock إنتاجها في الثانية الواحدة وهي تقاس بالمليون ذبذبة في الثانية والتي يرمز لها بالرمز (MHz) ومعناها ميجاهرتز (Mega Hertz).
4-سعة التوصيل:
ويقصد بذلك ما هو عرض ممر البيانات المسئول عن نقل البيانات من المعالج إلي الذاكرة العشوائية المؤقتة RAM .
5-عائلة أو رقم المعالج:
حيث أن كل معالج له رقم أو عائلة يتميز بها عن غيره وسنوضح ذلك بعد قليل.
من المعايير السابقة يمكن تقيم وتتبع تطور المعالجات الخاصة بحاسبك الشخصي.
الحاسب الشخصي موجود له نوعين أحدهما يسمى XT والآخر يسمى AT وهما رموز للأتي:
XT] Extended Technology [
AT] Advanced Technology [
ونستطيع الآن : وصف نوع الحاسب من حيث كونه XT or AT)) مع رقم أو عائلة المعالج المستخدم معه، سرعة هذا المعالج، قوة أداء المعالج، سرعة توصيل البيانات أو عرض ممر البيانات بالبت. وذلك في الجدول التالي:
نوع الحاسب رقم المعالج سرعة المعالج (MHz) قوة أداء المعالج عرض ممر البيانات
XT 8088 من 7 إلي 10ميجاهرتز 33 16
XT 8086 من 10 إلي 12 ميجاهرتز 33 16
AT 80286 من 6 إلي 20 ميجاهرتز 1,2 16
AT 80386 SX من 20 إلي 25 ميجاهرتز 2,5 32
AT 80386 DX من 25 إلي 33 ميجاهرتز 6 32
AT 80486 SX من 33 إلي 45 ميجاهرتز 16,5 32
AT 80486 DX من 33 إلي 55 ميجاهرتز 20 32
At 80986 DX2 من 55 إلي 66 ميجاهرتز 40 32
AT Pentium من 75 إلي 366 ميجاهرتز 112 64
الفصل الخامس
وحدات الإدخال والإخراج
1-وحدات الإدخال: وهي تستقبل البيانات من خارج الكمبيوتر إلي الذاكرة ليتم معالجتها بعد ذلك.
أمثلة على وحدات الإدخال:
1-لوحة المفاتيح: وهي من أشهر وحدات الإدخال.
2-الفأرة ( Mouse ): وتستخدم لتحريك المؤشر على الشاشة وتسهل استخدام البرامج والتعامل معها.
3-الماسح الضوئي( Scanner ): وهو آلة لتغذية الحاسب بالصور والأشكال وهناك نوعين من الماسحات الضوئية:
أ-الماسح الضوئي المحمول باليد: ويتم إدخال بيانات الصفحة المرسومة إلي الكمبيوتر بتحريك الماسح على الصفحة كلها أو الجزء المراد تحويله إلي بيانات في الحاسب، ومن أمثلة هذا النوع: الماسح المستخدم في قراءة أسعار السلع في مراكز البيع.
ب-الماسح الضوئي الثابت: وفي هذا النوع يتم تغذية الماسح بالصفحة التي تحتوي على البيانات المراد نقلها إلي الحاسب، ويمكن للحاسب التعامل مع هذه البيانات سواء كانت نصية أو رسوم.
4-القلم الضوئي(Light Pen): وهو جهاز يشبه القلم العادي. ويمكن للمستفيد استخدام القلم الضوئي في الكتابة والرسم مباشرة على شاشة الكمبيوتر أو أختيار شئ معين من الشاشة وذلك بملامسته لها.
5-الميكروفون(Microphone): وهو جهاز يستخدم لإدخال الصوت للحاسب.
6-قاري البطاقات الممغنطة(Magnetic Card Reader): وهو آلة تستطيع قراءة البطاقات الممغنطة وإدخال البيانات التي تحتويها إلي الحاسب، ومن أمثلة هذا النوع القارئ المستخدم في ماكينات الصرف الآلي المتصلة بحسابات البنوك، وكذلك في فتح بعض الأبواب ذات السرية العالية في المؤسسات والهيئات التي تحتاج إلي حماية كبيرة.
7-المودم(Modem): وهو جهاز يستخدم لنقل المعلومات بين الحاسبات بواسطة خطوط الهاتف، فهو يحول المعلومات الرقمية المراد نقلها من كمبيوتر ما إلي إشارات تنقل عن طريق خطوط الهاتف إلي كمبيوتر آخر.
2-وحدات الإخراج: وهي الوحدات التي تقوم بمهمة عرض وإعطاء المعلومات للمستخدم.
ومن الأمثلة على وحدات الإخراج:
1-شاشات العرض ( Monitors ): وهي من أهم وحدات الإخراج ولا غنى عنها في إي حاسب.
وظيفتها: عرض البيانات والنتائج والتقارير والرسوم البيانية.
-تختلف الشاشات حسب المعايير التالية:
1-اللون 2-الحجم والشكل 3-درجة الوضوح.
-أنواع شاشات العرض: تقسم الشاشات حسب المعايير السابق ذكرها كالآتي:
أولاً: من حيث اللون:
1-شاشات أحادية اللون: وهي تستخدم لون واحد فقط بدرجاته المختلفة في عرض المعلومات، وهو إما أخضر أو أبيض ويعرض أحد هذه الألوان على خلفية سوداء. وهي تتناسب أكثر مع المعلومات النصية.
استخدامتها: تستخدم في البنوك والمجالات التي لا تحتاج إلي معلومات رسومية.
2-شاشات ملونة: وهي تستخدم ألواناً عديدة قد تصل إلي مليون لون في بعض الأنواع، وتوجد عدة أنواع من الشاشات الملونة يخصص لكل نوع منها بطاقة تسمى بطاقة المواءمة، وهذه البطاقات تؤثر على درجة وضوح المعلومات والرسوم.
أنواع البطاقات لشاشة العرض:
1- CGA (منخفضة الوضوح)
2- EGA (متوسطة الوضوح)
3- VGA (واضحة)
4- SVGA (عالية الوضوح)
ثانياً: من حيث الحجم والشكل:
إن مقاس شاشة الكمبيوتر يقاس بالبوصة متل جهاز التلفاز. وأكثر هذه المقاسات أنتشاراً هي ذات مقاس 14 بوصة. والشكل المعتاد أن تكون الشاشة مستطيلة الشكل بحيث تتكون من 25 سطر و 80 عمود.
-تختلف حجم الشاشات المستخدمة فمنها ما يكون 12 بوصة ومنها 14 بوصة ومنها 15 بوصة ومنها 17 بوصة.
ثالثاً: من حيث درجة الوضوح:
وهي تعني كم نقطة تستخدمها الشاشة لإظهار الحرف الواحد ، وكلما زاد عدد النقاط التي يتكون منها الحرف أو الشكل كلما زادت درجة الوضوح، وكانت الشاشات قديماً تستخدم ( 320 x 200 ) نقطة لإظهار البيانات على الشاشة وتعني ( 320 نقطة بعرض الشاشة و 200 نقطة بطولها )، أما الآن فتوجد شاشات تستخدم
( 1024 x 1024 ) نقطة لإظهار البيانات.
2-الطابعات: وهي وسيلة الحصول على المعلومات من الحاسب مطبوعة على الورق
أنواع الطابعات:
تقسم الطابعات بعدة طرق هي:
أولاً: من حيث حجم الورق المستخدم:
-هناك طابعات تستخدم ورق يتسع ل 80 حرف في السطر ( في حجم ورق التصوير A4 ).
-هناك طابعات تستخدم ورق عريض يتسع ل 132 حرف في السطر.
ثانياُ: من حيث الألوان:
-طابعات غير ملونة: أي تطبع باللون الأسود.
-طابعات ملونة: وهناك طابعات ملونة تستخدم الألوان الأساسية فقط ( الأحمر والأزرق والأخضر ) ، وهناك طابعات آخرى تطبع كل الألوان.
ثالثاً: من حيث طريقة الطباعة:
-الطابعات الضاغطة: وهي التي تعتمد في طباعتها على وجود أجزاء ميكانيكية تضرب شريط الطباعة للحصول على الحرف أو الشكل المطلوب، ولذلك فهي تحدث صوتاً أثناء الطباعة.
* مميزات الطابعات الضاغطة:
1-رخص السعر.
2-إمكانية طباعة أكثر من نسخة في نفس الوقت ( كما في طباعة الفواتير ).
* عيوب الطابعات الضاغطة:
1-قلة جودة الطباعة بالمقارنة مع الأنواع الآخرى من الطابعات.
2-إصدار صوت أثناء الطباعة.
*من أمثلة هذا النوع من الطابعات: الطابعات النقطية والطابعات ذات عجلة الحروف.
-الطابعات الغير ضاغطة: وهي تستخدم طرق حديثة في الطباعة مثل قذف الحبر أو الطباعة بأشعة الليزر.
* مميزات الطابعات الغير ضاغطة:
1-الجودة العالية في شكل الطباعة.
2-قليلة الضوضاء عند الطباعة.
* عيوب الطابعات الغير ضاغطة:
1-مكلفة نسبياً.
2-لا يمكن طباعة أكثر من نسخة عليها في نفس الوقت.
* ومن أمثلة هذا النوع من الطابعات: الطابعات قاذفة الحبر والطابعات الحرارية وطابعات الليزر.
3-الراسم: وهي وحدة شبيهة بالطابعة ولكنها تستخدم في طباعة الرسوم البيانية والإحصائية والرسوم الهندسية والمعمارية.
4-السماعات الصوتية: وهي تستخدم لإخراج الأصوات والموسيقى من الكمبيوتر.
5-المودم: وهو جهاز يستخدم لنقل المعلومات بين الحاسبات بواسطة خطوط الهاتف، فهو يحول المعلومات الرقمية المراد نقلها من كمبيوتر ما إلي إشارات تنقل عن طريق خطوط الهاتف إلي كمبيوتر آخر.
الفصل السادس
وحدات التخزين
1-وحدات قياس سعة الكمبيوتر:
لكل شئ في الحياة وحدة قياس تميزه عن غيره فمثلاً وحدة القياس الكليوجرام تميز وكذلك الكليومتر تميز سرعة السيارة مثلاً. وبنفس المنطق لابد أن يكون للحاسب وحدة تميزه عن باقي الالات الموجودة بالحياة.
-ولذلك تم الإتفاق على تمثيل أي حرف أو رقم أو علامة رياضية بما يسمى بالبايت ( Byte ).
* تعريف البايت: وهو مكان يسمح بتخزين حرف واحد ويتكون هذا الحرف من ثمانية نقاط تتكون من مجموعة أصفار ووحايد.
وكل نقطة تسمى بت (Bit) وكل نقطة من الثمانية تكون إما صفر أو واحد.
Byte= 8bit
-الوحدة الأساسية لقياس سعة الكمبيوتر هو البايت.
-وأيضا تم الاتفاق على ما يأتي:
كل 1024 بايت تسمى 1KB ] واحد كليو بايت [
كل 1024 كليوبايت تسمى 1MB ] واحد ميجا بايت [
كل 1024 ميجابايت تسمى 1GB ] واحد جيجا بايت [
* ومن أشهر وحدات التخزين انتشاراً:
1-محرك الأقراص المرنة ( Floppy Disk Drive): وهو جهاز يستخدم نوعية معينةمن الأقراص الممغنطة كوسيلة للتخزين عليها تسمى بالأقراص المرنة.
-أنواع الأقراص المرنة:
1-أقراص مرنة حجم 5,25 بوصة: وسعته التخزينية تكون ( 360 KB ) أو ( 1.2 MB ).
2-أقراص مرنة حجم 3,5 بوصة: وهي الأكثر انتشاراً وسعاتها التخزينية من 720 KB إلي 1.44 MB وحتى 2.88 MB.
3-أقراص مرنة حجم 8 بوصة: وهو نادر جداً.
-مميزات الأقراص المرنة:
1-رخيصة الثمن نسبياً.
2-صغر حجمها وقلة وزنها مما يسها حملها إلي أي مكان.
-عيوب الأسطوانة المرنة:
1-سهولة وسرعة تلفها.
2-قلة السعة التخزينية لو قورنت بالأقراص الصلبة.
-القواعد الهامة التي يجب مراعاتها للحفاظ على الأسطوانات:
1-عدم تعرض الأسطوانة المرنة لأي سوائل.
2-عدم ثني الأسطوانة لأن ثنيها يؤدي إلي تلف القرص المغناطيسي وفقد البيانات المسجلة عليها.
3-عدم الضغط على الأسطوانة أو وضع أشياء ثقلية عليها.
4-عدم تعرض الأسطوانات لدرجة حرارة عالية أو منخفضة.
5-يجب إدخال الأسطوانة المرنة بداخل مشغل الأقراص المرنة بسهولة ورفق وذلك لحماية الأسطوانة وحماية المشغل أيضاً.
6-عدم تعرض الأسطوانة للأتربة والدخان وذلك بوضعها في غلافها بعد الاستعمال.
2-القرص الصلب ( Hard Disk ): وهو جهاز يكون ثابتاً داخل الحاسب وتخزن المعلومات فيه.
- مقارنة بين الأقراص المرنة والقرص الصلب:
الاسطوانات المرنة الاسطوانات الصلبة
(1) مصنوعة من البلاستيك ومغطاء بطبقة من أكسيد قابل للمغنطة (1) مصنوعة من رقائق الألومنيوم ومغطاء أيضاً بطبقة من أكسيد قابل للمغنطة
(2) يمكن إخراجها واستبدالها من الجهاز (2) مثبتة داخل الجهاز
(3) رخيصة الثمن (3) غالية الثمن
(4) سريعة (4) أسرع(أكثر من 10 أضعاف الأسطوانة المرنة لماذا؟)
(5) السعة التخزينية محدودة (5) السعة التخزينية كبيرة جداً
3-محرك الأقراص الممغنطة ( Magnetic Tape Drive ): وهو جهاز يخزن المعلومات على أشرطة تشبه أشراطة الفيديو أو أشرطة الكاسيت. ويمتاز بسعة التخزين العالية، ولكنها بطيئة نسبياً في حفظ و استرجاع المعلومات. و يعتبر محرك الأقراص الممغنطة وحدة إدخال و إخراج في نفس الوقت.
4-محرك الأقراص الضوئية ( Optical Disk Drive ): وهو جهاز يستخدم تقنية الليزر في تخزين المعلومات على أقراص خاصة.
-أنواع محرك الأقراص الضوئية:
1-أقراص الليزر ( CD-ROM): وأقراص الليزر لها قدرة عالية على تخزين البيانات فضلاً عن حجمها اصغير إذ يمكن لها أن تخزن 650مليون بايت على دائرة لا يتجاوز قطرها ( 5 بوصة).
ولا يستخدم قرص الليزر إلا للقراءة فقط ولا يمكن تغيير البيانات المخزنة عليه.
2-WORM: وهو جهاز يمكنك بواستطه الكتابة على ( CD-ROM ) بواسطة المشغل نفسه وذلك عن طريق شعاع الليزر الذي يقوم بحرق اجزاء من مادة الوسيط. ولكن بعد الكتابة على ( CD-ROM ) لا يمكن الكتابة عليها مرة أخرى ويقوم جهاز ( WORM ) بالقراءة مثل ( CD-ROM).
-مميزات التخزين الضوئي:
1-يتم الاحتفاظ بكمية هائلة من البيانات على مساحة صغيرة.
2-عدم فقد البيانات مع الزمن.
-عيب التخزين الضوئي:
هو أن الوقت اللازم لإتمام إي عملية كبير.
الفصل السابع
البرامج وأنوعها
* تعريف البرنامج Program)):
وهو مجموعة من الأوامر المكتوبة بلغة محددة ، بحيث تكون هذه الأوامر مرتبة ترتيبا منطقيا ، وموجهة لحل مشكلة معينة
-أنواع البرامج:
1-برامج نظم التشغيل(Operating System):
تعريف: وهي من البرامج التي يتم إعداها غالباً بواسطة الشركات المنتجة للحاسب وهي مجموعة من البرامج التي تقوم بالسيطرة على الحاسب والإشراف على عمل وحداته المختلفة.
-مهام نظام التشغيل الرئيسية:
1-التعامل مع البيانات والمعلومات المخزنة في وحدات الأقراص الصلبة أو المرنة.
2-تنسيق التعامل بين وحدات الحاسب المختلفة.
3-العمل جنباً إلي جنب مع البرامج التطبيقية أو المترجمات لإحدى لغات البرمجة المستخدمة.
-أمثله على أنواع برنامج نظم التشغيل:
أ-نظام دوس(MS-DOS):
المقصود بنظام MS-DOS هو DISK OPERATING SYSTEM إي ( نظام تشغيل أسطوانة) وهو من إنتاج شركة ميكروسوفت ويعتبر من أكثر الأنظمة انتشاراً في الوقت الحالي.
-مميزات نظام التشغيل MS-DOS:
1-سهولة التعامل والتطبيق.
2-مرونة الإداء لكافة وظائف التشغيل.
3-قابليته للتطوير والتحسين.
ب-نظام التشغيل (OS/2):
وقد كان من المتوقع أن ينتشر هذا النظام على مستوى واسع ولكنه لم يجد قبولاً لدى أوساط مستخدمي الحاسب بالرغم من انفرده بخاصية القدرة على تشغيل أكثر من برنامج في وقت واحد MULTI-TASKING
ج-نظام التشغيل(Unix):
تعريف: وهو نظام مصمم من أجل المختصين والمبرمجين المحترفين ولا يناسب المبتدئين.
-مميزات نظام التشغيل UNIX:
قدرته على توفير السرية لمنع غير المختصين من الإطلاع على الملفات أو البرامج التي لا تخصهم.
د-بيئة تشغيل النوافذ(Windows)
تعريف: وهو برنامج وسيط بين المستخدم وبرنامج نظام التشغيل DOS والهدف من ذلك تسهيل التعامل معه للمستخدم حديث الخبرة بقواعد DOS.
2-مترجمات لغات البرمجة(Compilers)
تعريف: وهي تقوم بتحويل البرنامج المعد بإحدى اللغات المعروفة إلي لغة الآلة ( MACHING COOD) بواسطة شفرة خاصة لكي يتم تنفيذ البرنامج بواسطة الحاسب.
3-البرامج التطبيقية(Application Programs)
تعريف: وهي من البرامج التي يتم إعدادها بواسطة مراكز الحاسب وبيوت الخبرة بهدف أداءة مهمة معينة وذلك بواسطة واحدة من لغات البرمجة المعروفة.
4-البرامج التطبيقية الجاهزة:
تعريف: وهي ما يطلق عليها الحزم البرمجية الجاهزة وهي برامج منتجة بواسطة بيوت الخبرة العالمية وتعتبر في أغلب الأحيان من مولدات البرامج وهي التي تعطي للمستخدم القدرة على إنشاء برامج صغيرة من خلالها بغرض أداء مهام محددة.
-تنقسم البرامج التطبيقية الجاهزة إلي أربع أنواع:
أ-برامج معالجة النصوص :
وتستخدم هذه النوعية من البرامج في مجال المراسلات وذلك لقدرتها الواسعة على تحرير الرسائل بكافة أنماط وأشكال الحروف ويوجد أنواع كثيرة ومتنوعة في الأسواق.
ومن أمثلة هذه البرامج :Word6,Word star.
ب-برامج الجداول الإلكترونية:
وتعتبر هذه البرامج بديلاً عن الآلة الحاسبة القديمة إلا أنها تمتاز بإمكانيات واسعة وسهولة إجراء المعادلات.
ومن أمثلة هذه البرامج:Excel, Louts.
ج-برامج قواعد البيانات :
تقوم فكرة برامج قواعد البيانات على أساس إنشاء ملفات FILES تحتوي على سجلات RECORDS ويشتمل كل سجل على مجموعة حقول FILEDS.
ومن أمثلة هذه البرامج base4,Access.
د-برامج الراسم:وينقسم إلي ثلاثة أنواع:
1-برامج الرسم(Paint Program):
تستخدم هذه البرامج في رسم الصور والشعارات والملصقات الإعلانية.
2-برامج الرسم البياني:
وتتيح هذه البرامج للمستخدم القدرة على تمثيل البيانات في صورة رسومات بيانية متعددة الأشكال.
3-برامج الرسم الهندسي:
وتستخدم هذه البرامج في الأوساط الهندسية لعمل رسومات مختلفة وتصميمات متعددة .
الفصل الثامن
صيانة الكمبيوتر
-صيانة الكمبيوتر:
أنواع الصيانة في مجال الكمبيوتر:
1-صيانة المعدات: ويقوم بها مهندسون ذو مهارة في التعامل مع الالة الإلكترونية الخاصة بالكمبيوتر.
2-صيانة البرمجيات: ويقوم بها مبرمجون مهرة ذو خبرة في التعامل مع الالة بلغات البرمجة المختلفة.
نوعية الأخطاء التي يكتشفها المترجم:
المترجم يقوم باكتشاف الأخطاء اللغوية Syntax Errors)) أثناء عملية الترجمة فإن وجدت بعض الأخطاء قام بطبعها على الشاشة أو على الورق ،ومع ذلك فهناك نوعيات من الأخطاء التي لا يستطيع الكمبيوتر اكتشافها أثناء عملية الترجمة وهي تسمى أخطاء التنفيذ (Execution Errors) مثل تضمن البرنامج لعملية قسمة على صفر ، مثل هذا الخطأ يتسبب في توقف التنفيذ وتوجيه رسالة بالخطأ الذي وقع من الكمبيوتر.
ومن الأخطاء التي لا تكتشف نهائياً وهي الأخطاء المنطقية في بناء البرنامج نفسه مثل استبدال عملية جمع بعملية طرح فمثل هذا الخطأ يؤدي إلي نتائج غير صحيحة.
أمثلة على برامج التشغيل المساعدة (Utilities Programs):
1-خدمة إصلاح القرص.
2-إعادة بناء القرص واستعادة بياناته وبرامجه بعد تشكليه أو مسحه عن طريق الخطأ.
3-ضغط بيانات ملفات القرص لتقليل حجم التخزين لها.
4-تسريع أداء الجهاز.
5-تكوين النسخ الاحتياطية بمنتهى السرعة والسهولة.
6-حفظ و تأمين البيانات بضغطها أو إخفائها.
-العوامل التي تعرض سلامة الحاسب للخطر هي:
1 ـ الحرارة المفرطة.
2 ـ الغبار.
3 ـ التمغنط.
4 ـ التشرد الإلكترومغناطيسي.
5 ـ ارتفاعات الطاقة والجهد غير الصحيح.
6 ـ الماء وعوامل التآكل.
الحرارة والصدمة الحرارية:
يمكن تجنب مشكلة الحرارة بطريقتين:
1 ـ تركيب مروحة مناسبة لوحدة الإعداد بالطاقة.
2 ـ وضع الحاسب في مكان ذو درجة حرارة مناسبة و لزيادة الأمان نقوم بإضافة بطاقات أو دارات متحسسة للحرارة تركب داخل الحاسب وتطلق إشارة إنذار عند ارتفاع درجة الحرارة لحد معين وتعتبر درجة الحرارة المأمونة (16 ـ 33) وتتضاعف عملية التآكل بزيادة الحرارة.
الصدمة الحرارية تحصل عندما تتضاعف درجة الحرارة الداخلية للحاسب الناتجة عن تغير درجة حرارة الغرفة بشكل سريع و كبير و ذلك لأن داخل الحاسب أكثر دفأً من خارجه لذلك يجب إعطائه بعض الوقت ليدفئ قبل تشغيله ووضعه في مكان جاف لأن بخار الماء يتكاثف على السطوح الباردة والمياه المتكاثفة على السطوح تعتبر طريقة فعالة لإنقاص عمر المشغلات كما تعتبر الشمس أحد مسببات تأثيرات الحرارة لذلك يجب تفادي وضع الحاسب مباشرة تحت الشمس.
الغبار:
يتألف الغبار من ذرات رمل صغيرة ومواد أخرى عضوية ويسبب عدة مشاكل:
أولاً: تتراكم ذرات الغبار على الدارات داخل الحاسب مما يوْدي إلى تشكيل طبقة عازلة حرارياً وهذا يقلل من تبديد الحاسب للحرارة لذلك علينا تنظيف الحاسب كل فترة زمنية معينة هي سنة للحواسب المنزلية و ستة أشهر للحواسب المكتبية بواسطة هواء مضغوط المسمى صديق الأوزون ويفضل وضع مكنسة كهربائية قريبة لشفط الغبار الناتج عن التنظيف.
ثانياً: يسد الغبار الفراغات:1 ـ يسد الغبار منطقة امتصاص الهواء في وحدة الإمداد بالطاقة و القرص الصلب.2 ـ يسد الغبار بين رأس القراءة والكتابة وبين القرص في مشغل الأقراص المرنة.
التمغنط:
يسبب المغناطيس الدائم و الكهرومغناطيس ضياعاً كبيراً في المعلومات الموجودة في القرص الصلب و الأقراص المرنة وأغلب مصادر المغنطة في البيئة المكتبية تنتج عن المحركات الكهربائية والمصادر الكهرومغناطيسية عند رنين الجرس وجهاز الهاتف وسماعات النظام الصوتي علبة جمع الدبابيس التي تحوي قطعة من المغناطيس ومفك البراغي الممغنط وشاشة الحاسب c r t وأجهزة الفحص و الطابعة فهي تحوي محرك يصدر طاقة مغناطيسية وغيرها من مصادر المغنطة لذلك يجب إبعادها عن القرص الصلب و الأقراص المرنة.
التشرد الكهرومغناطيسي:
ويأتي من مصادر مختلفة:
التداخل الكهرومغناطيسي المشع e m i.
ضجيج الطاقة والإعاقة.
تفريغ الكهرباء الساكنة.
التداخل الكهرومغناطيسي:
يحدث التداخل الكهرومغناطيسي المشع e m Iفي الأوقات التي لا ترغب فيها بهذا الإشعاع.
لدينا نوعين شائعين لهذا التداخل:
التداخل عبر خطوط النقل.
تداخل الترددات الراديوية.
التداخل عبر خطوط النقل:
ويحدث عندما يكون هناك تجاوز إلى حد الالتصاق بين خطي نقل مما يؤدي ألى تداخل الإرسال بين كلا الخطين ولحل هذه المشكلة نقوم :
1 ـ وضع الخطوط بعيدة عن بعضها البعض.
2 ـ استخدام الخطوط المزوجة المفتولة.
3 ـ استخدام الكبل المحوري وهو يقلل من التداخل وهو يمنع التداخل.
4 ـ استخدام الكبل البصري أو الألياف الزجاجية وهو يمنع التداخل بشكل نهائي.
5 ـ لا تمرر خطوط النقل على مصباح النيون.
تداخل الترددات الراديوية:
ينتج تداخل الترددات الراديوية عندما يكون هناك تردد يزيد عن 10 كيلوهرتز ولهذا التداخل أثار سيئة ويمكن حصر مصادر الترددات الراديوية بما يلي:
1 ـ الدارات الرقمية عالية السرعة.
2 ـ القرب من المنابع الراديوية.
3 ـ الهواتف ولوحة المفاتيح اللاسلكية.
4 ـ الخطوط الهاتفية.
5 ـ المحركات الكهربائية.
ولمنع تداخل الترددات الراديوية يجب أن يتطابق الحاسب في مواصفاته حد التضييق "A" من قانون وكالة الاتصالات الفدرالية F C C .
ضجيج الطاقة:
يعتبر مقبس الطاقة الجداري مصدراً لكثير من المشاكل ويمكن تقسيم مشاكله كالتالي:
المشاكل الناتجة عن ازدياد الجهد وانخفاض الجهد.
المشاكل الناتجة عن غياب الجهد نهائياً.
المشاكل الناتجة عن العبورات.
تشغيل الطاقة أو اندفاع الطاقة.
الحاسب يعمل 24 ساعة في اليوم:
إن عملية التشغيل الأولى للحاسب تستهلك طاقة بأربع أو ست مرات من الاستهلاك الطبيعي وهذا يؤذي الحاسب وعملية الإطفاء والتشغيل المتكرر تؤثر على عمر القرص الصلب ووحدة الإمداد بالطاقة وتشغيل الحاسب بشكل دائم يجنب الصدمة الحرارية يمكنك ترك حاسب يعمل طوال الوقت إذا توافرت الشروط التالية:
1 ـ إذا كان جهازك مبرد بشكل كافٍ.
2 ـ امتلاك وسائل حماية من مشاكل كل الكهرباء.
3 ـ أن تكون الطاقة الكهربائية موظفة أي أنها لا تنقطع أو ترتفع.
العبورات:
العبور هو عبارة عن تغير طفيف في الطاقة لا يمكن أنه يكرر نفسه مرة أخرى ويأتي على شكل انخفاض في الجهد أو ارتفاع في الجهد فإذا امتلك العبور تردداً كافياً عطل مكثفات الحماية وعناصر أخرى لوحدة الإمداد بالطاقة كما أن الجهد يؤدي إلى نفس الأضرار وتعطيل رقائق الحاسب.
انخفاض الجهد:
إن انخفاض الجهد يؤدي إلى زيادة التيار المستهلك وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة القواطع الكهربائية والتوصيلات مما يؤدي إلى ارتفاع حرارة وحدة الإمداد بالطاقة وكذلك الرقائق ويمكن هذه المشكلة بالاستعانة بأجهزة تنظيم الكهرباء.
تفريغ الكهرباء الساكنة:
جسم الإنسان قابل أن يشحن بشحنة ساكنة وقد تصل إلى حوالي 50 ألف فولت ويكفي 200 فولت لإفساد الرقائق الإلكترونية لذلك قبل البدء بأي عملية صيانة يجب تفريغ الشحنة التي تحملها بواسطة لمس أشياء معدنية وبمكن تجنب مشكلة الكهرباء بعدة طرق أهمها:
1 ـ زيادة رطوبة الجو بواسطة أجهزة زيادة الرطوبة.
2 ـ زيادة رطوبة الجو عن طريق اقتناء نباتات الزينة وأحواض السمك.
3 ـ وضع السجاجيد المحمرة من الكهرباء الساكنة.
4 ـ وضع الحصيرة المضادة للكهرباء الساكنة تحت الحواسب.
5 ـ اقتناء بخاخ مضاد للكهرباء الساكنة.
كما ننصح الأشخاص الذين يتعاملون مع الدارات والرقائق أن يقتنوا ربطات المعصم المؤرضة التي تؤدي إلى تفريغ شحنة أجسام بشكل تدريجي.
تجنب الماء والسوائل:
يعتبر الماء من المواد الخطرة على الحاسب ويجب تجنيب الحاسب الأشياء التالية:
1 ـ انسكاب الماء غير
المدخل إلي عالم الكمبيوتر
إن الحاسوب أو الحاسب أو الحاسب الآلي أو الكمبيوتر هي أسماء لآلة واحدة وهي جميعاً تقابل المصطلح الأجنبي ( Computer ).
* معنى كلمة الكمبيوتر: إن اسم الكمبيوتر ( Computer ) يعني باللغة العربية " الحاسب " وذلك لإن اسم الكمبيوتر مشتق من الفعل ( to Compute ) إي "يحسب". وهذه هي أول الوظائف التي اخترع الحاسب من أجلها وهي أداء الأعمال الحسابية والإحصائية المعقدة والمكررة.
ويعتقد الكثيرون أن الكمبيوتر هو مجرد آلة لإجراء العمليات الحاسبية لا أكثر، ولعل أساس هذا الاعتقاد أن أصل كمبيوتر من الفعل(to Compute) ، وتعني يحسب. لكن الحاسب –في واقع الحال- جهاز قادر على إجراء العديد من العمليات الأخرى بالإضافة إلي العمليات الحاسبية مثل: مقارنة قمتين ومعرفة هل هما متساويتان أو لا، ومقارنة قمتين وتحديد أيتهما أكبر من الأخرى، ونسخ بيانات من مكان لأخر، واختيار قيمة من البيانات وفق شروط معينة.
والكمبيوتر جهاز لا يعقل ولا يفكر ولا يستطيع أن يحل إي مشكلة بمفرده ولكن يمكن الاستفادة من مكوناته وسرعتها حيث نقوم بتلقينه كيفية إجراء العمليات.
1-تعريف الكمبيوتر: هناك أكثر من تعريف له:
التعريف الأول للكمبيوتر:
يعرف الكمبيوتر على أته آلة سريعة جدا ولكنها في نفس الوقت آلة لا تستطيع التميز أو التفكير ولو ألقينا الضوء على هذا التعريف البسيط للكمبيوتر لوجدنه يتكون من شقين الأول يعطي ميزة للكمبيوتر حيث يصفه ويميزه بالسرعة والثاني يعطيه عيب خطير حيث يصفه بأنه آلة لا تستطيع التميز أو التفكير.
فالميزة هنا هي السرعة:
حيث أن الكمبيوتر يستطيع القيام بأي عملية سواء كانت عملية رياضية أو عملية برمجه بصورة سريعة جدا وبدقة متناهية وهذه السرعة تفوق سرعة أي إنسان.
العيب هنا هو عدم التميز أو عدم التفكير:
حيث يمكن عدم تميز الحاسب في أنه لا يستطيع مساعدة المستخدم إذا قام بإدخال أمر خطأ أو قريب من الصحة.
مثلاً: إذا قام المستخدم بإدخال أحد الأحرف في الأمر الذي يصدره للحاسب خطأ فهنا لا يستطيع الحاسب مساعدة المستخدم في فهم وتصحيح الخطأ بل كل ما يصدره له هي رسالة تفيد بأن الأمر خطأ ولكن ليس هناك أي مدلول يوضح ما هي صورة الأمر الصحيح.
مثال: عند القيام بكتابة الأمر(DIR) والذي يستخدم لعرض الملفات في نظام (DOS) بشكل خاطئ مثل (DRI) فإن الكمبيوتر لن ينفذ لك الأمر ولن يساعدك في تصحيح الخطأ بل كل ما يفعله هو أن يقوم بإصدار الرسالة التي تخبرك إن الأمر خطأ.
التعريف الثاني للكمبيوتر:
هو جهاز الكتروني ( ليس عقلاً الكترونياً ) يقوم باستقبال البيانات ومعالجتها طبقاً لتعليمات محددة في شكل برنامج ثم استخراج المعلومات المطلوبة.
2-الفرق بين المعلومات والبيانات:
تعريف البيانات ( Data ) :
هي العناصر التي نستخلص منها المعلومات بعد المعالجة ( ولا تكون مفيدة بمفردها ).
تعريف المعلومات ( Information ) :
هي عبارة عن عناصر البيانات التي تم معالجتها بواسطة الكمبيوتر ( وتكون مفيدة للمستخدم ).
وفي مجال المعلومات نعتبر البيانات ( Data ) هي المادة الخام التي يلزم معالجتها لتحويلها إلي معلومات مفيدة ( (Information تصلح للإستخدام.
*مراحل معالجة البيانات:
1-إدخال البيانات ( Input Data ):
والمقصود بها عملية نقل البيانات والبرامج من المستخدم إلي داخل الكمبيوتر.
2-معالجة البيانات ( Processing ):
والمقصود بها هي إجراء عمليات المعالجة المختلفة على البيانات التي أدخلت وخزنت في الكمبيوتر مثل العمليات الحسابية مثل( + ،- ، X ، ÷ ) أو عمليات المقارتة بين القيم.
3-إستراج النتائج ( Output Information ):
والمقصود بها عرض النتائج التي توصل إليها الكمبيوتر على المستخدم أما على شاشة الكمبيوتر أو على الطابعة.
والشكل التالي يوضح مراحل معالجة البيانات:
3-خصائص (مميزات) الكمبيوتر:
1-السرعة الفائقة:
فالكمبيوتر يمكنه إجراء ملايين العمليات الحسابية والمنطقية في ثانية واحدة ، وهي وإن كانت تتفاوت من جهاز إلي آخر حسب نوع وسرعة الجهاز طبعاً، وعادة تقاس سرعة الكمبيوتر بالميجاهرتز ( Migahertz ) وتختصر بالرمز (Mhz) وهي تعني مليون عملية في الثانية، فمثلاً يقال أن سرعة هذا الكمبيوتر (166 Mhz) وهذا يعني أنه يستطيع إجراء 166 مليون عملية في الثانية الواحدة.
2-الدقة المتناهية:
ينتج الكمبيوتر دائماً معلومات دقيقة خالية من الأخطاء وأن كان هناك أية أخطاء فهي قليلة جداً بالمقارنة مع حجم البيانات الكبيرة الذي يقوم بمعالجتها وأيضاً هذه الأخطاء في الغالب تكون نتيجة أخطاء بشرية إما في عمل البرنامج أو في عملية إدخال البيانات.
3-المرونة:
ويقصد بها تعدد الاستعمالات حيث يستطيع الكمبيوتر حل كثير من المشاكل التي تواجه المنشآت و الأفراد في مختلف المجالات من خلال أنواع متعددة من البرامج بالإضافة إلي الدعم باللغة العربية المصاحب لأغلب البرامج الحديثة.
4-الطاقة الاستيعابية (التخزينية):
إن الكمبيوتر لديه القدرة على تخزين كم هائل من البيانات والمعلومات، وكما يمكن استرجاع هذه البيانات والمعلومات بسرعة كبيرة وقتما تستدعي الحاجة لذلك.
5-المثابرة:
فالكمبيوتر لا يعاني من الخصائص البشرية مثل الملل أو التعب فإذا أدى الكمبيوتر مليون عملية حسابية فإنه ينفذ العملية رقم مليون بنفس السرعة التي ينفذ بها العملية الأولى.
6-القدرة على تبادل المعلومات:
حيث أصبح من السهولة الآن ومع انتشار الشبكات سواء المحلية أو شبكات الإنترنت العالمية الحصول على المعلومات من أماكن عديدة.
الفصل الثاني
تاريخ تطور الكمبيوتر
* مقدمة:
لم يكن الكمبيوتر وليد الصدفة، ولكن كان نتيجة عمل وأبحاث ومحاولات كثيرة من العلماء منذ زمن بعيد، ولو أردنا أن نبحث عن تاريخ الآلات التي تساعد الإنسان في تنفيذ العمليات الحسابية ينبغي لنا أن نعود ما يقرب من ثلاثة الآف سنة إلي الوراء، وذلك عندما اخترع الإنسان ذلك الجهاز الذي عرف بالمعداد أو الأباكوس ( Abacus ) والتي استخدامها الصينيون.
وفي بداية عام 1833م فكر العالم ( تشارلز باباج ) ببناء آلة حسابية كهربائية تعمل آلياً، ووضع تصميماً لها، ويعتبر تصميم هذه الآلة التي فكر العالم (باباج) بصنعها مشابهاً لتصميم الحاسبات الحديثة الآن! ، إلا أن العالم باباج لم يتمكن أبداً من اتمام هذه الآلة بسبب أن التكنولوجيا المتاحة حينئذ لم تكن قادرة على بناءها، وعلى الرغم من أن هذا العالم قد أفنى عمره وثروته لتحقيق هذا الحلم إلا أنه توفي عام 1871م، وعلى الرغم من ذلك يطلق المؤرخون على باباج لقب " أبو الكمبيوتر ".
وفي عام 1937م بدأت جامعة هارفارد الأمريكية في صناعة أول حاسب آلي اعتماداً على الفكرة والتصميم الذي وضعه العالم (باباج) وقد سمي "مارك1". ثم كان بعد ذلك أول حاسب آلي يعتمد على الأجزاء الإلكترونية وقد سمي هذا الحاسب " إنياك " وقد اكتمل بناءه عام 1946 تحت رعاية وتمويل وزراة الدفاع الأمريكية ، واعتبر سراً محضوراً ، حيث استخدم لأغراض حربية.
وأخيراً قد تندهش حينما تقرأ الآن المعلومات والإحصائيات التالية عن أول حاسب آلي "إنياك":
يبلغ حجم وزن الحاسب "إنياك" ما يزيد عن 30 طناً، ويبلغ ارتفاعه طابقين ويغطي مساحة 15000 قدماً مربعاً من الأرض (حيز منزل كبير). وكان يحتوي على أكثر من 19000 صماماً مفرغاً وأكثر من نصف مليون نقطة لحام ملحومة باليد! ، وعندما تم تشغيله فإنه يستهلك 200كليووات من الطاقة الكهربائية تكفي لتغذية 600 حاسباً شخصياً حديثاً في الوقت الحاضر!. ومن المثير للدهشة أيضاً أنه كان عند تشغيل الحاسب "إنياك" فإن جميع الأضواء الكهربائية في غرب ولاية كانت تنطفئ. ويمكن للحاسب "إنياك" إجراء 500 عملية جمع أو 30 عملية ضرب فقط في الثانية الواحدة. ولا يسعنا هنا إلا أن نعرض لك تقريراً كتبه أحد علماء الكمبيوتر بعد دراسة متأنية للتطور المطرد في أبحاث الكمبيوتر حيث قال: " لو أن صناعة السيارات تطورت بنفس المعدل الذي تطورت به صناعة أجهزة الكمبيوتر لأصبح في استطاعتنا شراء سيارة رولزرويس بمبلغ 2,75 دولار ويكون بأمكان تلك السيارة من قطع مسافة 4000 ميل باستخدام جالون واحد من الوقود". والآن وبعد هذا العرض السريع المختصر لتاريخ الكمبيوتر ، أترك لك الحكم لكي تقارن بنفسك وترى الفرق بين الحاسبات القديمة والحاسبات الحديثة اليوم.
4- أجيال الحاسب الآلي:
أ-الجيل الأول:
كانت أجهزة هذا الجيل في الفترة من 1950م إلي 1959م.
-مميزات الجيل الأول:
1-استخدام الصمامات الإلكترونية المفرغة.
* تعريف الصمامات الإلكترونية المفرغة:
هي أنابيب زجاجية مفرغة ويمكنها أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلي محول ميكانيكي.
2-استخدام الأسطونات الممغنطة.
-عيوب الصمامات الإلكترونية المفرغة:
1-كبيرة الحجم.
2-تستهلك مقدراً كبيراً من الطاقة الكهربائية.
3-سرعتها بطيئة جداً.
ب- الجيل الثاني:
كانت أجهزة هذا الجيل من الفترة 1959م إلي 1964م. وذلك نتيجة التطور الذي أدى إلي صناعة الترانزستور (Transistor) الذي استخدم في صناعة الحاسب بدلاً من الصمامات الإلكترونية المفرغة.
* تعريف الترانزستور:
هو عبارة عن عنصر يسمح بمرور الطاقة الكهربائية في اتجاه معين، بينما يعمل في الوقت نفسه على وقف تدفق الطاقة الكهربائية في الاتجاه الآخر.
* كان لاستخدام الترانزستور العديد من المكاسب أهمها:
1-الترانزستور أصغر حجماً من الصمامات المفرغة بحيث يمكن تركيب مائتي ترانزستور في المساحة نفسها المخصصة لصمام واحد.
2-يستهلك الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.
3-الترانزستور أسرع كثيراً من الصمامات المفرغة.
4-ينبعث من الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.
ج- الجيل الثالث:
كانت أجهزة هذا الجيل في الفترة من 1964م إلي 1972م. فقد حدث تطور إلكتروني آخر بصناعة الدوائر الإلكترونية.
* تعريف الدوائر الإلكترونية:
وهي عبارة عن مجموعة من المقاومات والمكثفات والترانزستورات.
-ومن أهم البرمجيات التي ظهرت في هذا الجيل هو نظام التشغيل.
-ولقد ظهر في هذا الجيل الحاسبات الصغيرة.
د- الجيل الرابع:
بدأت أجهزة هذا الجيل من عام 1972م. ونتيجة للتطور الهائل في عالم الكمبيوتر فقد تم إنتاج ما يسمى بالشرائح ( Chips ).
* تعريف الشرائح (Chips):
وهي قطع إلكترونية صغيرة الحجم تحتوي على الآف من الدوائر الإلكترونية.
ولقد ظهرت في هذا الجيل الحاسبات الشخصية و شبكات الحاسب الآلي، ولقد انتشار الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم.
* تعريف الذكاء الصناعي:
هو القدرة على تقليد ( محاكاة ) طريقة البشر في التفكير.
ويلعب الذكاء الصناعي دوراً هاماً وفعالاً في تصميم وبناء واستعمال الأجهزة الآلية ( الروبوت ). ولكن أن حاسبات الذكاء الاصطناعي مهما أودع فيها من قدرات وطاقات لن يمكن الوصول بها إلي قدرات العقل البشري الذي ميز الله سبحانه وتعالى به الإنسان دون سائر خلقه.
الفصل الثالث
نظام الكمبيوتر
5-أقسام نظام الكمبيوتر:
ينقسم نظام الكمبيوتر إلي قسمين:
1-المكونات المادية(Hardware):وهو الأجهزة والمعدات التي يمكن لمسها باليد.
2-البرمجيات(Software):وهي البرمجيات التي تحتوي على التعليمات والأوامر التي توجه الأجهزة والمعدات إلي كيفية استخلاص المعلومات .
أ-المكونات المادية للكمبيوتر:
يتكون الكمبيوتر من أربع وحدات رئيسية:
1-وحدات الإدخال(Input Units).
2-وحدات الإخراج(Output Units).
3-وحدة المعالجة المركزية(CPU).
4-وحدات التخزين(Storage Units).
وسنشرح وحدات الحاسب فيما يلي بالتفصيل:
أ-وحدات الإدخال(Input Units):
1-لوحة المفاتيح(Key Board).
2-الفأرة(Mouse).
3-الماسح الضوئي(Scanner).
4-القلم الضوئي(Light Pen).
5-الميكروفون(Microphone).
6-قاري البطاقات الممغنطة(Magnetic Card Reader).
7-المودم(Modem).
ب-وحدات الإخراج(Output Units):
1-شاشات العرض(Monitors).
2-الطابعات(Printers).
3-السماعات الصوتية(Sound Speakers).
4-الراسم(Platter).
5-المودم(Modem).
ج-وحدة المعالجة المركزية(CUP):تنقسم وحدة المعالجة المركزية إلي ثلاث وحدات:
1-وحدة التحكم(Control Unit):تعتبر وحدة التحكم هي العقل المهين والمفكر لجميع أجزاء الحاسب،أي لا يمكن أن تتحرك أو تبدأ أي وحدة بداخل الحاسب عملها إلا بعد وصول إشارة لها من وحدة التحكم.
2-وحدة الحساب والمنطق(Arithmetic-Logic Unit):وتقوم بأداء العمليات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة،والعمليات المنطقية مثل مقارنة قيمتين واتخاذ القرار المناسب بناء على نتيجة المقارنة.
3-وحدة الذاكرة الرئيسية(Memory Unit):وتخزن فيها البرامج والبيانات،وتنقسم إلي قسمين هما:
أ-ذاكرة الوصول العشوائي(Random Access Memory) ويختصر الاسم إلي (RAM) ،وهذه الذاكرة يمكن قراءة محتوياتها أو الكتابة عليها ،وهي تستخدم في تخزين البرامج وبياناتها مؤقتا أثناء تنفيذ تلك البرامج ،وإذا تم إغلاق الجهاز أو فصلنا التيار الكهربائي عن الحاسب تمحى محتويات هذا النوع من الذاكرة.
ب-ذاكرة القراءة فقط(Read Only Memory)،ويختصر الاسم إلي (ROM)
وتخزن في هذا النوع من الذاكرات المعلومات اللازمة لتشغيل الحاسب أو برامج غير مسموح بتعديلها أو حذفها ولكن يمكن قراءتها فقط ، لذلك سميت ذاكرة القراءة فقط ، كما أن محتوياتها لا تمحى بإغلاق الجهاز أو بفصل التيار الكهربائي عن الحاسب.
د-وحدات التخزين(Storage Unit):ومن أشهر وحدات التخزين انتشارا:
1-الاسطوانات المرنة:وتنقسم إلي نوعين:
أ-أقراص مرنة حجم 5,25 بوصة: وسعته التخزينية تكون (360KB) أو(1.2MB).
ب-أقراص مرنة حجم 3,5 بوصة:وهي الأكثر انتشارا ،وتختلف سعاتها التخزينية من (720KB) إلي (1.44MB) .
2- القرص الصلب(Hard Disk):وهو جهاز يكون ثابتا داخل الحاسب وتخزن فيه المعلومات على عدة أقراص ممغنطة موجودة داخله.
3-محرك الأشرطة الممغنطة (Magnetic Tape Drive) :وهو جهاز يخزن المعلومات على أشرطة تشبه أشرطة الفيديو أو أشرطة الكاسيت .
4-محرك الأقراص الضوئية(Optical Disk Drive):وهو جهاز يستخدم تقنية الليزر في تخزين المعلومات على أقراص خاصة .
ب-البرمجيات:
البرمجيات:هي عبارة عن مجموعة من البرامج المساعدة التي تمدنا بها الشركات المتخصصة في البرمجيات لتسهيل التعامل مع معدات الكمبيوتر.
وتنقسم البرمجيات إلي قسمين وهما:
1- برمجيات النظم(System Software): وهي عبارة عن البرامج التي تتخاطب مباشرة مع المكونات المادية للحاسب، ويعد نظام التشغيل أهم هذه البرمجيات
2- برمجيات تطبيقية(Application Software): وهي عبارة عن البرامج التي تتخاطب مع المستخدم وهي تشكل وسيط التخاطب لنقل أوامر المستخدم إلي برمجيات النظم.
البرامج التي تندرج تحت برمجيات النظم:
1- برامج التحكم في وسائط التخزين
2- برامج التحكم في أجهزة الاتصالات
3 - برامج التحكم في شبكات الحاسب
أقسام البرمجيات:
1- أنظمة التشغيل Operating System
2- لغات البرمجة Programming Languages
3- برامج التشغيل المساعدة utilities Programs
4- حزم البرامج التطبيقية application Program
تنقسم برامج الحاسب من حيث النوع إلي الأقسام التالية:
1-برامج نظم التشغيل(Operating System):وهناك أنواع كثيرة من أنظمة التشغيل ومنها:
أ-نظام دوس(MS-DOS)
ب-نظام التشغيل (OS/2)
ج-نظام التشغيل(Unix)
د-بيئة تشغيل النوافذ(Windows)
2-مترجمات لغات البرمجة(Compilers)
3-البرامج التطبيقية(Application Programs)
4-البرامج التطبيقية الجاهزة:وتنقسم إلي أربع أنواع:
أ-برامج معالجة النصوص،ومن أمثلة هذه البرامج :Word6,Word star.
ب-برامج الجداول الإلكترونية،ومن أمثلة هذه البرامج:Excel, Louts.
ج-برامج قواعد البيانات،ومن أمثلة هذه البرامج base4,Access.
د-برامج الراسم:وينقسم إلي ثلاثة أنواع:
1-برامج الرسم(Paint Program)
2-برامج الرسم البياني.
3-برامج الرسم الهندسي.
رسم يوضح المكونات المادية للكمبيوتر:
CPU
والان سنقوم بشرح الاختصارات الموجودة بالشكل السابق:
مدلول الرمز الرمز
هذا الرمز اختصار لكلمة "وحدة الإدخال" وهي Input Unit. I/P
هذا الرمز اختصار لجملة"وحدة المعالجة المركزية وهي Center Processing Unit. CPU
هذا الرمز اختصار لجملة "ذاكـرة القراءة فقـط" وهي Read Only Memory. ROM
هذا الرمز اختصار لجملة "ذاكرة الوصول العشوائي" وهي Random Access Memory RAM
هذا الرمز اختصار لجملة "وحدة التحكم" وهي Control Unit. CU
هذا الرمز اختصار لجملة "وحدة الحسـاب والمنـطق" وهي Arithmetic and Logic Unit A&LU
هذا الرمز اختصار لكلمة "وحدة الإخراج" وهي Output Unit O/P
*ملاحظة: أنواع الذاكرات من حيث المادة المصنوعة منها:
1-الذاكرة الحلقية.
2-ذاكرة أشباه الموصلات.
3-ذاكرة الليزر.
4-الذاكرة الفقاعية.
الفصل الرابع
تصنيف الكمبيوتر
6-أنواع الكمبيوتر:
أولاً:من حيث طريقة العمل
1-الكمبيوتر الرقمي (Digital Computer):
تعريفه: وهو حاسب يقوم بتنفيذ العمليات عن طريق تمثيل (تحويل) البيانات التي يستقبلها إلي صورة رقمية.
مميزات الكمبيوتر الرقمي:
1-تعمل على أساس الأرقام والأعداد.
2-تعمل على أساس علمي ولذلك فدرجة الدقة عالية بها.
3-أسرع في استخراج المعلومات.
4-تستخدم في العديد من الأعمال منها التجارية والعلمية والهندسية وغيرها.
2-الكمبيوتر القياسي (التمثيلي) (التناظري) (Analog Computer):
تعريفه:وهي التي تعمل بقيم يمكن قياسها كالمتغيرات الطبيعية مثل الجهد الكهربائي وشدة التيار أو درجة الضغط الجوي ويتم معالجة هذه القياسات داخل الحاسب ثم تخزن النتائج على هيئة كميات قياسية أو تناظرية مستمرة. وهذا النوع من الكمبيوترات لا يقوم إلا بالعمليات الحاسبية فقط.
الفرق الأساسي بين الكمبيوتر الرقمي والكمبيوتر القياسي:
يكون في طبيعة البيانات بين النوعين السابقين فالبيانات الرقمية تدخل إلي الكمبيوتر في دفعات من الأرقام (Discrete) تتناسب مع مستوى البيانات الداخلة أما في الكمبيوتر القياسي فتدخل البيانات في صورة مستمرة (Continuous) مثل التيار الكهربائي.
3-الكمبيوتر المختلط(Hybrid Computer):
تعريفه: وهو يقوم بالجمع بين خصائص الكمبيوتر الرقمي وخصائص الكمبيوتر القياسي.أي أن هذا الجهاز Hybrid هو خليط من جهاز Digital وأيضاً جهاز Analog . وهذا الجهاز لا يستخدم كثيراً في الحياة العامة ولكنه يستخدم في بعض الأغراض العلمية الخاصة.
ثانياً:التقسيم من حيث الاستخدام
1-الكمبيوتر ذو الغرض العام (General Purpose Computer):
وهو يصلح لأداء مختلف الأغراض سواء العلمية بتطبيقاتها المختلفة أو العملية بمختلف مجالاتها، كما تمتد تطبيقات الكمبيوتر إلي عزف الموسيقى والرسم وتنفيذ الألعاب الكمبيوترية للتعليم والتسلية.
2-الكمبيوتر ذو الغرض الخاص (Special Purpose Computer):
وهو يخدم غرضاً معيناً صمم من أجله مثل متابعة مسارات الصواريخ والأقمار الصناعية والتحكم فيها. وفي مجال الأجهزة المنزلية يعتبر جهاز الألعاب الكمبيوترية من أجهزة الكمبيوتر ذي الغرض الخاص لأنه لا يؤدي سوى برامج الألعاب.ويتوقف ثمن الكمبيوتر ذو الغرض الخاص على معدل إنتاجه وتوزيعه بصرف النظر عن إمكاناته وضخامته.
ثالثاً:من حيث الحجم والإمكانيات
1-الكمبيوتر الفائق (Super Computer):
وهو من مجالات التنافس الحالية بين كبرى الدول التي تعمل في مجال صناعة الكمبيوتر، وهذه الحاسبات ليست عملاقة فقط من جهة الحجم ولكنها عملاقة أيضاً من جهة القدرة التخزينية الداخلية (الطاقة الاستيعابية) وهي أيضاً أسرع الحاسبات على الإطلاق في تنفيذ جميع أنواع العمليات المعقدة التي تطلب منها. ويستخدم هذا النوع في النظم الحربية والدفاعية و الأجهزة المركزية. وهذا النوع تم تصنيعه بصورة مشتركة بين كل من اليابان وأمريكيا وكان ذلك عند بدء تصميم هذا النوع من الحاسبات و كانت ضمن شروط التصنيع والتصميم المشترك ألا يحق لأحد الطرفين أن يقوم ببيع هذا الحاسب إلا بموافقة الطرف الآخر وذلك كي لا يستخدم هذا الحاسب في أغراض عسكرية أو أغراض أخرى قد تتسبب في كثير من الأضرار وحتى هذا الوقت لا يوجد من هذا النوع من الحاسبات سوى خمس حاسبات أحدهم فقط بجامعة طوكيو باليابان وأربعة حاسبات في الولايات المتحدة الأمريكية هذا على مستوى العالم أجمع!
2-الكمبيوتر الكبير (Main Frame Computer):
وهو ثاني أكبر الحاسبات من حيث الحجم وهذه الحاسبات تستخدم في المنشات والمؤسسات الكبيرة وذلك نظراً لقدرتها على المعالجة الكبيرة والسريعة لذلك فإن هذه الحاسبات يتم استخدامها في البنوك وشركات الطيران وغيرها من مؤسسات الأعمال الكبيرة.
3-الكمبيوتر الصغير (Mini Computer):
والكمبيوتر الصغير اصطلاح أستخدم لأول مرة في تميز الكمبيوتر الصغير عن الكمبيوتر، ولا يوجد تعريف مقبول عالمياً للكمبيوتر الصغير ولكنه عموماً لديه قدرة تخزينية أقل من الكمبيوترات الكبيرة ، وهذا النوع من الكمبيوترات يستخدم في المنشات والشركات المتوسطة الحجم.
4-الكمبيوترات الدقيقة (Micro Computer):
وهذه الكمبيوترات الدقيقة ثورة تكنولوجية وعلميه كبيرة والتي تحققت من اختراع المعالج الدقيق. حيث أن سبب صغر حجم هذه الكمبيوترات أنه أمكن تركيب وحدة التشغيل المركزية CPU على شذره صغيرة Chip وبالتالي فإنها أدت إلي تخفيض المعادن والمواد المستخدمة في تصنيع الكمبيوترات مما أدى إلي الوصول إلي هذا الحجم الصغير جدا مثل: الكمبيوتر الشخصي والكمبيوتر المنزلي والكمبيوتر المحمول للجيب.
5-تعريف المعالج (Processor):
المعالج: وهو عبارة قطعة إلكترونية بداخلها ملايين من الترانزيستور تعمل معا، والمعالج هو أهم وحدة من مكونات الحاسب حيث يتولى جميع المهام التي يطلبها المستخدم من الحاسب حيث يتلقى من المستخدم الأمر المطلوب تنفيذه ويتولى مهمة تنفيذ هذا الأمر سواء كان يتعلق بمعلومة رياضية أو منطقية.
وتقيم أداء كفاءة الحاسب تكون من كفاءة المعالج الموجود به لذلك لا بد أن نحدد ما هي المعايير التي من خلالها نستطيع معرفة قدرة المعالج. وهذه المعايير هي:
1-اسم الشركة المنتجة للمعالج.
حيث هناك الكثير من الشركات التي تعمل في حقل إنتاج المعالجات منها ما يقوم بإنتاج المعالج الأصلي وهو شركة Intel ومنها العديد الذي يقوم بإنتاج تقليد من المعالجات مثل شركة AMD وشركة CYRIX.
2-قوة أداء المعالج:
ويقاس قوة أداء المعالج بعدد الأوامر التي يستطيع أن يتداولها في الثانية الوحدة.
3-سرعة المعالج:
حيث تقاس سرعة المعالج بعدد النبضات أو الذبذبات التي يستطيع استقبالها من ال Clock إنتاجها في الثانية الواحدة وهي تقاس بالمليون ذبذبة في الثانية والتي يرمز لها بالرمز (MHz) ومعناها ميجاهرتز (Mega Hertz).
4-سعة التوصيل:
ويقصد بذلك ما هو عرض ممر البيانات المسئول عن نقل البيانات من المعالج إلي الذاكرة العشوائية المؤقتة RAM .
5-عائلة أو رقم المعالج:
حيث أن كل معالج له رقم أو عائلة يتميز بها عن غيره وسنوضح ذلك بعد قليل.
من المعايير السابقة يمكن تقيم وتتبع تطور المعالجات الخاصة بحاسبك الشخصي.
الحاسب الشخصي موجود له نوعين أحدهما يسمى XT والآخر يسمى AT وهما رموز للأتي:
XT] Extended Technology [
AT] Advanced Technology [
ونستطيع الآن : وصف نوع الحاسب من حيث كونه XT or AT)) مع رقم أو عائلة المعالج المستخدم معه، سرعة هذا المعالج، قوة أداء المعالج، سرعة توصيل البيانات أو عرض ممر البيانات بالبت. وذلك في الجدول التالي:
نوع الحاسب رقم المعالج سرعة المعالج (MHz) قوة أداء المعالج عرض ممر البيانات
XT 8088 من 7 إلي 10ميجاهرتز 33 16
XT 8086 من 10 إلي 12 ميجاهرتز 33 16
AT 80286 من 6 إلي 20 ميجاهرتز 1,2 16
AT 80386 SX من 20 إلي 25 ميجاهرتز 2,5 32
AT 80386 DX من 25 إلي 33 ميجاهرتز 6 32
AT 80486 SX من 33 إلي 45 ميجاهرتز 16,5 32
AT 80486 DX من 33 إلي 55 ميجاهرتز 20 32
At 80986 DX2 من 55 إلي 66 ميجاهرتز 40 32
AT Pentium من 75 إلي 366 ميجاهرتز 112 64
الفصل الخامس
وحدات الإدخال والإخراج
1-وحدات الإدخال: وهي تستقبل البيانات من خارج الكمبيوتر إلي الذاكرة ليتم معالجتها بعد ذلك.
أمثلة على وحدات الإدخال:
1-لوحة المفاتيح: وهي من أشهر وحدات الإدخال.
2-الفأرة ( Mouse ): وتستخدم لتحريك المؤشر على الشاشة وتسهل استخدام البرامج والتعامل معها.
3-الماسح الضوئي( Scanner ): وهو آلة لتغذية الحاسب بالصور والأشكال وهناك نوعين من الماسحات الضوئية:
أ-الماسح الضوئي المحمول باليد: ويتم إدخال بيانات الصفحة المرسومة إلي الكمبيوتر بتحريك الماسح على الصفحة كلها أو الجزء المراد تحويله إلي بيانات في الحاسب، ومن أمثلة هذا النوع: الماسح المستخدم في قراءة أسعار السلع في مراكز البيع.
ب-الماسح الضوئي الثابت: وفي هذا النوع يتم تغذية الماسح بالصفحة التي تحتوي على البيانات المراد نقلها إلي الحاسب، ويمكن للحاسب التعامل مع هذه البيانات سواء كانت نصية أو رسوم.
4-القلم الضوئي(Light Pen): وهو جهاز يشبه القلم العادي. ويمكن للمستفيد استخدام القلم الضوئي في الكتابة والرسم مباشرة على شاشة الكمبيوتر أو أختيار شئ معين من الشاشة وذلك بملامسته لها.
5-الميكروفون(Microphone): وهو جهاز يستخدم لإدخال الصوت للحاسب.
6-قاري البطاقات الممغنطة(Magnetic Card Reader): وهو آلة تستطيع قراءة البطاقات الممغنطة وإدخال البيانات التي تحتويها إلي الحاسب، ومن أمثلة هذا النوع القارئ المستخدم في ماكينات الصرف الآلي المتصلة بحسابات البنوك، وكذلك في فتح بعض الأبواب ذات السرية العالية في المؤسسات والهيئات التي تحتاج إلي حماية كبيرة.
7-المودم(Modem): وهو جهاز يستخدم لنقل المعلومات بين الحاسبات بواسطة خطوط الهاتف، فهو يحول المعلومات الرقمية المراد نقلها من كمبيوتر ما إلي إشارات تنقل عن طريق خطوط الهاتف إلي كمبيوتر آخر.
2-وحدات الإخراج: وهي الوحدات التي تقوم بمهمة عرض وإعطاء المعلومات للمستخدم.
ومن الأمثلة على وحدات الإخراج:
1-شاشات العرض ( Monitors ): وهي من أهم وحدات الإخراج ولا غنى عنها في إي حاسب.
وظيفتها: عرض البيانات والنتائج والتقارير والرسوم البيانية.
-تختلف الشاشات حسب المعايير التالية:
1-اللون 2-الحجم والشكل 3-درجة الوضوح.
-أنواع شاشات العرض: تقسم الشاشات حسب المعايير السابق ذكرها كالآتي:
أولاً: من حيث اللون:
1-شاشات أحادية اللون: وهي تستخدم لون واحد فقط بدرجاته المختلفة في عرض المعلومات، وهو إما أخضر أو أبيض ويعرض أحد هذه الألوان على خلفية سوداء. وهي تتناسب أكثر مع المعلومات النصية.
استخدامتها: تستخدم في البنوك والمجالات التي لا تحتاج إلي معلومات رسومية.
2-شاشات ملونة: وهي تستخدم ألواناً عديدة قد تصل إلي مليون لون في بعض الأنواع، وتوجد عدة أنواع من الشاشات الملونة يخصص لكل نوع منها بطاقة تسمى بطاقة المواءمة، وهذه البطاقات تؤثر على درجة وضوح المعلومات والرسوم.
أنواع البطاقات لشاشة العرض:
1- CGA (منخفضة الوضوح)
2- EGA (متوسطة الوضوح)
3- VGA (واضحة)
4- SVGA (عالية الوضوح)
ثانياً: من حيث الحجم والشكل:
إن مقاس شاشة الكمبيوتر يقاس بالبوصة متل جهاز التلفاز. وأكثر هذه المقاسات أنتشاراً هي ذات مقاس 14 بوصة. والشكل المعتاد أن تكون الشاشة مستطيلة الشكل بحيث تتكون من 25 سطر و 80 عمود.
-تختلف حجم الشاشات المستخدمة فمنها ما يكون 12 بوصة ومنها 14 بوصة ومنها 15 بوصة ومنها 17 بوصة.
ثالثاً: من حيث درجة الوضوح:
وهي تعني كم نقطة تستخدمها الشاشة لإظهار الحرف الواحد ، وكلما زاد عدد النقاط التي يتكون منها الحرف أو الشكل كلما زادت درجة الوضوح، وكانت الشاشات قديماً تستخدم ( 320 x 200 ) نقطة لإظهار البيانات على الشاشة وتعني ( 320 نقطة بعرض الشاشة و 200 نقطة بطولها )، أما الآن فتوجد شاشات تستخدم
( 1024 x 1024 ) نقطة لإظهار البيانات.
2-الطابعات: وهي وسيلة الحصول على المعلومات من الحاسب مطبوعة على الورق
أنواع الطابعات:
تقسم الطابعات بعدة طرق هي:
أولاً: من حيث حجم الورق المستخدم:
-هناك طابعات تستخدم ورق يتسع ل 80 حرف في السطر ( في حجم ورق التصوير A4 ).
-هناك طابعات تستخدم ورق عريض يتسع ل 132 حرف في السطر.
ثانياُ: من حيث الألوان:
-طابعات غير ملونة: أي تطبع باللون الأسود.
-طابعات ملونة: وهناك طابعات ملونة تستخدم الألوان الأساسية فقط ( الأحمر والأزرق والأخضر ) ، وهناك طابعات آخرى تطبع كل الألوان.
ثالثاً: من حيث طريقة الطباعة:
-الطابعات الضاغطة: وهي التي تعتمد في طباعتها على وجود أجزاء ميكانيكية تضرب شريط الطباعة للحصول على الحرف أو الشكل المطلوب، ولذلك فهي تحدث صوتاً أثناء الطباعة.
* مميزات الطابعات الضاغطة:
1-رخص السعر.
2-إمكانية طباعة أكثر من نسخة في نفس الوقت ( كما في طباعة الفواتير ).
* عيوب الطابعات الضاغطة:
1-قلة جودة الطباعة بالمقارنة مع الأنواع الآخرى من الطابعات.
2-إصدار صوت أثناء الطباعة.
*من أمثلة هذا النوع من الطابعات: الطابعات النقطية والطابعات ذات عجلة الحروف.
-الطابعات الغير ضاغطة: وهي تستخدم طرق حديثة في الطباعة مثل قذف الحبر أو الطباعة بأشعة الليزر.
* مميزات الطابعات الغير ضاغطة:
1-الجودة العالية في شكل الطباعة.
2-قليلة الضوضاء عند الطباعة.
* عيوب الطابعات الغير ضاغطة:
1-مكلفة نسبياً.
2-لا يمكن طباعة أكثر من نسخة عليها في نفس الوقت.
* ومن أمثلة هذا النوع من الطابعات: الطابعات قاذفة الحبر والطابعات الحرارية وطابعات الليزر.
3-الراسم: وهي وحدة شبيهة بالطابعة ولكنها تستخدم في طباعة الرسوم البيانية والإحصائية والرسوم الهندسية والمعمارية.
4-السماعات الصوتية: وهي تستخدم لإخراج الأصوات والموسيقى من الكمبيوتر.
5-المودم: وهو جهاز يستخدم لنقل المعلومات بين الحاسبات بواسطة خطوط الهاتف، فهو يحول المعلومات الرقمية المراد نقلها من كمبيوتر ما إلي إشارات تنقل عن طريق خطوط الهاتف إلي كمبيوتر آخر.
الفصل السادس
وحدات التخزين
1-وحدات قياس سعة الكمبيوتر:
لكل شئ في الحياة وحدة قياس تميزه عن غيره فمثلاً وحدة القياس الكليوجرام تميز وكذلك الكليومتر تميز سرعة السيارة مثلاً. وبنفس المنطق لابد أن يكون للحاسب وحدة تميزه عن باقي الالات الموجودة بالحياة.
-ولذلك تم الإتفاق على تمثيل أي حرف أو رقم أو علامة رياضية بما يسمى بالبايت ( Byte ).
* تعريف البايت: وهو مكان يسمح بتخزين حرف واحد ويتكون هذا الحرف من ثمانية نقاط تتكون من مجموعة أصفار ووحايد.
وكل نقطة تسمى بت (Bit) وكل نقطة من الثمانية تكون إما صفر أو واحد.
Byte= 8bit
-الوحدة الأساسية لقياس سعة الكمبيوتر هو البايت.
-وأيضا تم الاتفاق على ما يأتي:
كل 1024 بايت تسمى 1KB ] واحد كليو بايت [
كل 1024 كليوبايت تسمى 1MB ] واحد ميجا بايت [
كل 1024 ميجابايت تسمى 1GB ] واحد جيجا بايت [
* ومن أشهر وحدات التخزين انتشاراً:
1-محرك الأقراص المرنة ( Floppy Disk Drive): وهو جهاز يستخدم نوعية معينةمن الأقراص الممغنطة كوسيلة للتخزين عليها تسمى بالأقراص المرنة.
-أنواع الأقراص المرنة:
1-أقراص مرنة حجم 5,25 بوصة: وسعته التخزينية تكون ( 360 KB ) أو ( 1.2 MB ).
2-أقراص مرنة حجم 3,5 بوصة: وهي الأكثر انتشاراً وسعاتها التخزينية من 720 KB إلي 1.44 MB وحتى 2.88 MB.
3-أقراص مرنة حجم 8 بوصة: وهو نادر جداً.
-مميزات الأقراص المرنة:
1-رخيصة الثمن نسبياً.
2-صغر حجمها وقلة وزنها مما يسها حملها إلي أي مكان.
-عيوب الأسطوانة المرنة:
1-سهولة وسرعة تلفها.
2-قلة السعة التخزينية لو قورنت بالأقراص الصلبة.
-القواعد الهامة التي يجب مراعاتها للحفاظ على الأسطوانات:
1-عدم تعرض الأسطوانة المرنة لأي سوائل.
2-عدم ثني الأسطوانة لأن ثنيها يؤدي إلي تلف القرص المغناطيسي وفقد البيانات المسجلة عليها.
3-عدم الضغط على الأسطوانة أو وضع أشياء ثقلية عليها.
4-عدم تعرض الأسطوانات لدرجة حرارة عالية أو منخفضة.
5-يجب إدخال الأسطوانة المرنة بداخل مشغل الأقراص المرنة بسهولة ورفق وذلك لحماية الأسطوانة وحماية المشغل أيضاً.
6-عدم تعرض الأسطوانة للأتربة والدخان وذلك بوضعها في غلافها بعد الاستعمال.
2-القرص الصلب ( Hard Disk ): وهو جهاز يكون ثابتاً داخل الحاسب وتخزن المعلومات فيه.
- مقارنة بين الأقراص المرنة والقرص الصلب:
الاسطوانات المرنة الاسطوانات الصلبة
(1) مصنوعة من البلاستيك ومغطاء بطبقة من أكسيد قابل للمغنطة (1) مصنوعة من رقائق الألومنيوم ومغطاء أيضاً بطبقة من أكسيد قابل للمغنطة
(2) يمكن إخراجها واستبدالها من الجهاز (2) مثبتة داخل الجهاز
(3) رخيصة الثمن (3) غالية الثمن
(4) سريعة (4) أسرع(أكثر من 10 أضعاف الأسطوانة المرنة لماذا؟)
(5) السعة التخزينية محدودة (5) السعة التخزينية كبيرة جداً
3-محرك الأقراص الممغنطة ( Magnetic Tape Drive ): وهو جهاز يخزن المعلومات على أشرطة تشبه أشراطة الفيديو أو أشرطة الكاسيت. ويمتاز بسعة التخزين العالية، ولكنها بطيئة نسبياً في حفظ و استرجاع المعلومات. و يعتبر محرك الأقراص الممغنطة وحدة إدخال و إخراج في نفس الوقت.
4-محرك الأقراص الضوئية ( Optical Disk Drive ): وهو جهاز يستخدم تقنية الليزر في تخزين المعلومات على أقراص خاصة.
-أنواع محرك الأقراص الضوئية:
1-أقراص الليزر ( CD-ROM): وأقراص الليزر لها قدرة عالية على تخزين البيانات فضلاً عن حجمها اصغير إذ يمكن لها أن تخزن 650مليون بايت على دائرة لا يتجاوز قطرها ( 5 بوصة).
ولا يستخدم قرص الليزر إلا للقراءة فقط ولا يمكن تغيير البيانات المخزنة عليه.
2-WORM: وهو جهاز يمكنك بواستطه الكتابة على ( CD-ROM ) بواسطة المشغل نفسه وذلك عن طريق شعاع الليزر الذي يقوم بحرق اجزاء من مادة الوسيط. ولكن بعد الكتابة على ( CD-ROM ) لا يمكن الكتابة عليها مرة أخرى ويقوم جهاز ( WORM ) بالقراءة مثل ( CD-ROM).
-مميزات التخزين الضوئي:
1-يتم الاحتفاظ بكمية هائلة من البيانات على مساحة صغيرة.
2-عدم فقد البيانات مع الزمن.
-عيب التخزين الضوئي:
هو أن الوقت اللازم لإتمام إي عملية كبير.
الفصل السابع
البرامج وأنوعها
* تعريف البرنامج Program)):
وهو مجموعة من الأوامر المكتوبة بلغة محددة ، بحيث تكون هذه الأوامر مرتبة ترتيبا منطقيا ، وموجهة لحل مشكلة معينة
-أنواع البرامج:
1-برامج نظم التشغيل(Operating System):
تعريف: وهي من البرامج التي يتم إعداها غالباً بواسطة الشركات المنتجة للحاسب وهي مجموعة من البرامج التي تقوم بالسيطرة على الحاسب والإشراف على عمل وحداته المختلفة.
-مهام نظام التشغيل الرئيسية:
1-التعامل مع البيانات والمعلومات المخزنة في وحدات الأقراص الصلبة أو المرنة.
2-تنسيق التعامل بين وحدات الحاسب المختلفة.
3-العمل جنباً إلي جنب مع البرامج التطبيقية أو المترجمات لإحدى لغات البرمجة المستخدمة.
-أمثله على أنواع برنامج نظم التشغيل:
أ-نظام دوس(MS-DOS):
المقصود بنظام MS-DOS هو DISK OPERATING SYSTEM إي ( نظام تشغيل أسطوانة) وهو من إنتاج شركة ميكروسوفت ويعتبر من أكثر الأنظمة انتشاراً في الوقت الحالي.
-مميزات نظام التشغيل MS-DOS:
1-سهولة التعامل والتطبيق.
2-مرونة الإداء لكافة وظائف التشغيل.
3-قابليته للتطوير والتحسين.
ب-نظام التشغيل (OS/2):
وقد كان من المتوقع أن ينتشر هذا النظام على مستوى واسع ولكنه لم يجد قبولاً لدى أوساط مستخدمي الحاسب بالرغم من انفرده بخاصية القدرة على تشغيل أكثر من برنامج في وقت واحد MULTI-TASKING
ج-نظام التشغيل(Unix):
تعريف: وهو نظام مصمم من أجل المختصين والمبرمجين المحترفين ولا يناسب المبتدئين.
-مميزات نظام التشغيل UNIX:
قدرته على توفير السرية لمنع غير المختصين من الإطلاع على الملفات أو البرامج التي لا تخصهم.
د-بيئة تشغيل النوافذ(Windows)
تعريف: وهو برنامج وسيط بين المستخدم وبرنامج نظام التشغيل DOS والهدف من ذلك تسهيل التعامل معه للمستخدم حديث الخبرة بقواعد DOS.
2-مترجمات لغات البرمجة(Compilers)
تعريف: وهي تقوم بتحويل البرنامج المعد بإحدى اللغات المعروفة إلي لغة الآلة ( MACHING COOD) بواسطة شفرة خاصة لكي يتم تنفيذ البرنامج بواسطة الحاسب.
3-البرامج التطبيقية(Application Programs)
تعريف: وهي من البرامج التي يتم إعدادها بواسطة مراكز الحاسب وبيوت الخبرة بهدف أداءة مهمة معينة وذلك بواسطة واحدة من لغات البرمجة المعروفة.
4-البرامج التطبيقية الجاهزة:
تعريف: وهي ما يطلق عليها الحزم البرمجية الجاهزة وهي برامج منتجة بواسطة بيوت الخبرة العالمية وتعتبر في أغلب الأحيان من مولدات البرامج وهي التي تعطي للمستخدم القدرة على إنشاء برامج صغيرة من خلالها بغرض أداء مهام محددة.
-تنقسم البرامج التطبيقية الجاهزة إلي أربع أنواع:
أ-برامج معالجة النصوص :
وتستخدم هذه النوعية من البرامج في مجال المراسلات وذلك لقدرتها الواسعة على تحرير الرسائل بكافة أنماط وأشكال الحروف ويوجد أنواع كثيرة ومتنوعة في الأسواق.
ومن أمثلة هذه البرامج :Word6,Word star.
ب-برامج الجداول الإلكترونية:
وتعتبر هذه البرامج بديلاً عن الآلة الحاسبة القديمة إلا أنها تمتاز بإمكانيات واسعة وسهولة إجراء المعادلات.
ومن أمثلة هذه البرامج:Excel, Louts.
ج-برامج قواعد البيانات :
تقوم فكرة برامج قواعد البيانات على أساس إنشاء ملفات FILES تحتوي على سجلات RECORDS ويشتمل كل سجل على مجموعة حقول FILEDS.
ومن أمثلة هذه البرامج base4,Access.
د-برامج الراسم:وينقسم إلي ثلاثة أنواع:
1-برامج الرسم(Paint Program):
تستخدم هذه البرامج في رسم الصور والشعارات والملصقات الإعلانية.
2-برامج الرسم البياني:
وتتيح هذه البرامج للمستخدم القدرة على تمثيل البيانات في صورة رسومات بيانية متعددة الأشكال.
3-برامج الرسم الهندسي:
وتستخدم هذه البرامج في الأوساط الهندسية لعمل رسومات مختلفة وتصميمات متعددة .
الفصل الثامن
صيانة الكمبيوتر
-صيانة الكمبيوتر:
أنواع الصيانة في مجال الكمبيوتر:
1-صيانة المعدات: ويقوم بها مهندسون ذو مهارة في التعامل مع الالة الإلكترونية الخاصة بالكمبيوتر.
2-صيانة البرمجيات: ويقوم بها مبرمجون مهرة ذو خبرة في التعامل مع الالة بلغات البرمجة المختلفة.
نوعية الأخطاء التي يكتشفها المترجم:
المترجم يقوم باكتشاف الأخطاء اللغوية Syntax Errors)) أثناء عملية الترجمة فإن وجدت بعض الأخطاء قام بطبعها على الشاشة أو على الورق ،ومع ذلك فهناك نوعيات من الأخطاء التي لا يستطيع الكمبيوتر اكتشافها أثناء عملية الترجمة وهي تسمى أخطاء التنفيذ (Execution Errors) مثل تضمن البرنامج لعملية قسمة على صفر ، مثل هذا الخطأ يتسبب في توقف التنفيذ وتوجيه رسالة بالخطأ الذي وقع من الكمبيوتر.
ومن الأخطاء التي لا تكتشف نهائياً وهي الأخطاء المنطقية في بناء البرنامج نفسه مثل استبدال عملية جمع بعملية طرح فمثل هذا الخطأ يؤدي إلي نتائج غير صحيحة.
أمثلة على برامج التشغيل المساعدة (Utilities Programs):
1-خدمة إصلاح القرص.
2-إعادة بناء القرص واستعادة بياناته وبرامجه بعد تشكليه أو مسحه عن طريق الخطأ.
3-ضغط بيانات ملفات القرص لتقليل حجم التخزين لها.
4-تسريع أداء الجهاز.
5-تكوين النسخ الاحتياطية بمنتهى السرعة والسهولة.
6-حفظ و تأمين البيانات بضغطها أو إخفائها.
-العوامل التي تعرض سلامة الحاسب للخطر هي:
1 ـ الحرارة المفرطة.
2 ـ الغبار.
3 ـ التمغنط.
4 ـ التشرد الإلكترومغناطيسي.
5 ـ ارتفاعات الطاقة والجهد غير الصحيح.
6 ـ الماء وعوامل التآكل.
الحرارة والصدمة الحرارية:
يمكن تجنب مشكلة الحرارة بطريقتين:
1 ـ تركيب مروحة مناسبة لوحدة الإعداد بالطاقة.
2 ـ وضع الحاسب في مكان ذو درجة حرارة مناسبة و لزيادة الأمان نقوم بإضافة بطاقات أو دارات متحسسة للحرارة تركب داخل الحاسب وتطلق إشارة إنذار عند ارتفاع درجة الحرارة لحد معين وتعتبر درجة الحرارة المأمونة (16 ـ 33) وتتضاعف عملية التآكل بزيادة الحرارة.
الصدمة الحرارية تحصل عندما تتضاعف درجة الحرارة الداخلية للحاسب الناتجة عن تغير درجة حرارة الغرفة بشكل سريع و كبير و ذلك لأن داخل الحاسب أكثر دفأً من خارجه لذلك يجب إعطائه بعض الوقت ليدفئ قبل تشغيله ووضعه في مكان جاف لأن بخار الماء يتكاثف على السطوح الباردة والمياه المتكاثفة على السطوح تعتبر طريقة فعالة لإنقاص عمر المشغلات كما تعتبر الشمس أحد مسببات تأثيرات الحرارة لذلك يجب تفادي وضع الحاسب مباشرة تحت الشمس.
الغبار:
يتألف الغبار من ذرات رمل صغيرة ومواد أخرى عضوية ويسبب عدة مشاكل:
أولاً: تتراكم ذرات الغبار على الدارات داخل الحاسب مما يوْدي إلى تشكيل طبقة عازلة حرارياً وهذا يقلل من تبديد الحاسب للحرارة لذلك علينا تنظيف الحاسب كل فترة زمنية معينة هي سنة للحواسب المنزلية و ستة أشهر للحواسب المكتبية بواسطة هواء مضغوط المسمى صديق الأوزون ويفضل وضع مكنسة كهربائية قريبة لشفط الغبار الناتج عن التنظيف.
ثانياً: يسد الغبار الفراغات:1 ـ يسد الغبار منطقة امتصاص الهواء في وحدة الإمداد بالطاقة و القرص الصلب.2 ـ يسد الغبار بين رأس القراءة والكتابة وبين القرص في مشغل الأقراص المرنة.
التمغنط:
يسبب المغناطيس الدائم و الكهرومغناطيس ضياعاً كبيراً في المعلومات الموجودة في القرص الصلب و الأقراص المرنة وأغلب مصادر المغنطة في البيئة المكتبية تنتج عن المحركات الكهربائية والمصادر الكهرومغناطيسية عند رنين الجرس وجهاز الهاتف وسماعات النظام الصوتي علبة جمع الدبابيس التي تحوي قطعة من المغناطيس ومفك البراغي الممغنط وشاشة الحاسب c r t وأجهزة الفحص و الطابعة فهي تحوي محرك يصدر طاقة مغناطيسية وغيرها من مصادر المغنطة لذلك يجب إبعادها عن القرص الصلب و الأقراص المرنة.
التشرد الكهرومغناطيسي:
ويأتي من مصادر مختلفة:
التداخل الكهرومغناطيسي المشع e m i.
ضجيج الطاقة والإعاقة.
تفريغ الكهرباء الساكنة.
التداخل الكهرومغناطيسي:
يحدث التداخل الكهرومغناطيسي المشع e m Iفي الأوقات التي لا ترغب فيها بهذا الإشعاع.
لدينا نوعين شائعين لهذا التداخل:
التداخل عبر خطوط النقل.
تداخل الترددات الراديوية.
التداخل عبر خطوط النقل:
ويحدث عندما يكون هناك تجاوز إلى حد الالتصاق بين خطي نقل مما يؤدي ألى تداخل الإرسال بين كلا الخطين ولحل هذه المشكلة نقوم :
1 ـ وضع الخطوط بعيدة عن بعضها البعض.
2 ـ استخدام الخطوط المزوجة المفتولة.
3 ـ استخدام الكبل المحوري وهو يقلل من التداخل وهو يمنع التداخل.
4 ـ استخدام الكبل البصري أو الألياف الزجاجية وهو يمنع التداخل بشكل نهائي.
5 ـ لا تمرر خطوط النقل على مصباح النيون.
تداخل الترددات الراديوية:
ينتج تداخل الترددات الراديوية عندما يكون هناك تردد يزيد عن 10 كيلوهرتز ولهذا التداخل أثار سيئة ويمكن حصر مصادر الترددات الراديوية بما يلي:
1 ـ الدارات الرقمية عالية السرعة.
2 ـ القرب من المنابع الراديوية.
3 ـ الهواتف ولوحة المفاتيح اللاسلكية.
4 ـ الخطوط الهاتفية.
5 ـ المحركات الكهربائية.
ولمنع تداخل الترددات الراديوية يجب أن يتطابق الحاسب في مواصفاته حد التضييق "A" من قانون وكالة الاتصالات الفدرالية F C C .
ضجيج الطاقة:
يعتبر مقبس الطاقة الجداري مصدراً لكثير من المشاكل ويمكن تقسيم مشاكله كالتالي:
المشاكل الناتجة عن ازدياد الجهد وانخفاض الجهد.
المشاكل الناتجة عن غياب الجهد نهائياً.
المشاكل الناتجة عن العبورات.
تشغيل الطاقة أو اندفاع الطاقة.
الحاسب يعمل 24 ساعة في اليوم:
إن عملية التشغيل الأولى للحاسب تستهلك طاقة بأربع أو ست مرات من الاستهلاك الطبيعي وهذا يؤذي الحاسب وعملية الإطفاء والتشغيل المتكرر تؤثر على عمر القرص الصلب ووحدة الإمداد بالطاقة وتشغيل الحاسب بشكل دائم يجنب الصدمة الحرارية يمكنك ترك حاسب يعمل طوال الوقت إذا توافرت الشروط التالية:
1 ـ إذا كان جهازك مبرد بشكل كافٍ.
2 ـ امتلاك وسائل حماية من مشاكل كل الكهرباء.
3 ـ أن تكون الطاقة الكهربائية موظفة أي أنها لا تنقطع أو ترتفع.
العبورات:
العبور هو عبارة عن تغير طفيف في الطاقة لا يمكن أنه يكرر نفسه مرة أخرى ويأتي على شكل انخفاض في الجهد أو ارتفاع في الجهد فإذا امتلك العبور تردداً كافياً عطل مكثفات الحماية وعناصر أخرى لوحدة الإمداد بالطاقة كما أن الجهد يؤدي إلى نفس الأضرار وتعطيل رقائق الحاسب.
انخفاض الجهد:
إن انخفاض الجهد يؤدي إلى زيادة التيار المستهلك وهذا بدوره يؤدي إلى زيادة القواطع الكهربائية والتوصيلات مما يؤدي إلى ارتفاع حرارة وحدة الإمداد بالطاقة وكذلك الرقائق ويمكن هذه المشكلة بالاستعانة بأجهزة تنظيم الكهرباء.
تفريغ الكهرباء الساكنة:
جسم الإنسان قابل أن يشحن بشحنة ساكنة وقد تصل إلى حوالي 50 ألف فولت ويكفي 200 فولت لإفساد الرقائق الإلكترونية لذلك قبل البدء بأي عملية صيانة يجب تفريغ الشحنة التي تحملها بواسطة لمس أشياء معدنية وبمكن تجنب مشكلة الكهرباء بعدة طرق أهمها:
1 ـ زيادة رطوبة الجو بواسطة أجهزة زيادة الرطوبة.
2 ـ زيادة رطوبة الجو عن طريق اقتناء نباتات الزينة وأحواض السمك.
3 ـ وضع السجاجيد المحمرة من الكهرباء الساكنة.
4 ـ وضع الحصيرة المضادة للكهرباء الساكنة تحت الحواسب.
5 ـ اقتناء بخاخ مضاد للكهرباء الساكنة.
كما ننصح الأشخاص الذين يتعاملون مع الدارات والرقائق أن يقتنوا ربطات المعصم المؤرضة التي تؤدي إلى تفريغ شحنة أجسام بشكل تدريجي.
تجنب الماء والسوائل:
يعتبر الماء من المواد الخطرة على الحاسب ويجب تجنيب الحاسب الأشياء التالية:
1 ـ انسكاب الماء غير
