الدرس الثاني/حاسبات

الكيان المادي Hardware
وهي عبارة عن مجموعة من المعدات والأجهزة التي تكون الحاسوب ويمكن تقسيم هذه المكونات الى أربعة مجموعات رئيسية ويتفرع منها الأجزاء الثانوية الأخرى 


أولا": وحدة المعالجة المركزية (Central Processing Unit)
    وهي بمثابة دماغ الحاسوب الذي يمكنه اجراء كافة الاعمال المطلوبة منه ولولاه لأصبح الحاسوب بدون فائدة، فوحدة المعالجة المركزية تقوم بكافة عمليات المعالجة التي يوكل الى الحاسوب انجازها . وتنقسم وحدة المعالجة المركزية الى ثلاثة وحدات فرعية هي:
1-    وحدة الحساب والمنطق (Arithmetic and Logic Unit)
هذه الوحدة مسؤولة عن اجراء كافة العمليات الحسابية والمنطقية داخل الحاسوب حيث تقوم بعمليات الجمع و الطرح والقسمة والضرب، كما تقوم بمقارنة الكميات لمعرفة نتيجة المقارنات وهي (اكبر من و اصغر من و يساوي و لا يساوي) وبما ان كافة عمليات المقارنة تنحصر في نوعين من العمليات فأما ان تكون حسابية أو منطقية أو كليهما معا" فان وحدة الحساب والمنطق (ALU) قادرة على معالجة أي مسألة يطلب منها معالجتها.

2-    وحدة التحكم (Control Unit)
وهي وحدة خاصة بالتحكم في عمليات المعالجة من ناحية التوقيت والترتيب المناسب فهي تعمل على تنظيم عمليات المعالجة وفقا" للبرنامج المستخدم وذلك لضمان نجاح عملية المعالجة بكفاءة وسرعة. وأفضل مثال على وحدة التحكم هو شرطي المرور الذي يقف في مفترق الطرق لينظم عملية السير ليضمن انسياب جيد وسريع لحركة السير وذلك وفقا" لقانون المرور المتبع.
 
3-    الذاكرة الرئيسية (Main Memory)
وتسمى ايضا الذاكرة الداخلية (Internal Memory) لانها احدى مكونات وحدة المعالجة المركزية وهي تعبر عن ذاكرة الحاسوب الخاصة لانها تعتبر ذاكرة المعالجة وهي تنقسم الى قسمين:-

أ‌-    ذاكرة الرم (RAM)
وتعني ذاكرة التبادل العشوائي Random Access Memory)) وهي عبارة عن مساحة عمل فارغة توضع فيها(تحمل بها) البيانات والبرامج المراد معالجتها ولولاها لما امكن للمعالج الدقيق ان يستقبل أي بيانات او ان يتم العمل على أي برنامج لان كل حرف يتم ادخاله الى الحاسوب او أي برنامج يتم تشغيله يجب ان يكون مكان متاح للمعالج الدقيق كي يستطيع الوصول اليه بسرعة وسهولة وهذا المكان هو ذاكرة  RAM. ولكون ذاكرة  RAM تستقبل البيانات والبرامج المختلفة بشكل مستمر حتى يتمكن المعالج العمل عليها فأنه يجب ان تكون قابلة للمسح والكتابة من جديد ولهذا فهي ذاكرة مؤقتة وتفقد ما عليها من بيانات باستبدال البيانات التي لا حاجة للمعالج بها ببيانات اخرى جديدة تحتاجها عمليات المعالجة مع ملاحظة انها تستوعب بيانات وبرامج بالقدر الذي تتيحه سعتها وبالطبع  كلما زادت سعة هذه الذاكرة كلما كان للمعالج فرصة اكبر في التعامل مع بيانات وبرامج اكثر وتفقد ذاكرة RAM كل ما عليها بمجرد اطفاء الجهاز او انقطاع التيار الكهربائي عنه لان البيانات التي عليها تتمثل على هيئة شحنات كهربائية داخل دوائر متكاملة ICs وبالطبع تتلاشى هذه الشحنات بعد انقطاع التيار عنها.

ب‌-    ذاكرة الروم (ROM)
وهي عبارة عن عن شريحة الكترونية Chip  تطبع (تخزن) عليها برامج هامة جدا" بالنسبة للحاسوب وهي عبارة عن برامج تعبر عن خطوات ثابتة ومعينة يقوم بها الحاسوب من تلقاء نفسه في وقت معني يتناسب مع الغرض المعد من أجله هذا البرنامج. ولان هذه البرامج ثابتة ولا تتغير ولا يمكن للمستخدم ان يعدل مافيها فأن مصطلح ROM  يعني Read Only Memory أي ذاكرة القراءة فقط.
البرامج التي توجد في الذاكرة ROMتضعها الشركة المصنعة لها حسب ما تراه مناسبا" لوحدة المعالجة المركزية وهذه البرامج تمكن الحاسوب من القيام بالخطوات الاساسية لعمله كجهاز قادر على المعالجة ومن ثم يستمد الحاسوب قدرته على معالجة أي شي من خلال البرامج التي يتم استخدامها من قبل المستخدم.

 
ثانيا": وحدات الأدخال (Input Units)
    وهي عبارة عن اجهزة او وسائل تستخدم لادخال البيانات االى الحاسوب وبما ان البيانات هي أي شيء يمكن التعبير عنه فان هذا يعني ان وسائل الادخال ستكون متعددة ومتجددة دوما" حتى يمكن ادخال كل ما نود ادخاله للحاسوب ومن اشهر وحدات الادخال هي:-

1-    لوحة المفاتيح (Keyboard)
وهي عبارة عن لوحة توجد عليها مفاتيح أو ازرار يمكن الضغط عليها لأدخال الأحرف الأبجدية والأرقام والرموز الحسابية والمنطقية والرموز الخاصة كما يوجد العديد ممن المفاتيح المستخدمة لأداء عدة عمليات على الحاسوب مثل مفاتيح الوظائف أو مفاتيح التحكم أو مفاتيح الحركة أي الأنتقال أو مفاتيح المسح وغيرها.
2-    الفأر (Mouse)
وهو جهاز يشبه الفأر ولذلك سمي بالفأر أو الفأر الألكتروني وفكرة عمله تتلخص في كونه يحتوي على كرة تكون ملامسة للسطح الذي يوضع عليه وعند تحريك هذا الأخير تتحرك الكرة معه ليتولد نتيجة ذلك احداثيات ثلاثية الابعاد تتحكم في حركة مؤشر الفأر على الشاشة وذلك حتى يمكن وضع هذا المؤشر على مكان ما على البرنامج الذي يظهر على الشاشة وبالتالي يمكن اختياره بنقر احد ازرار الفأر حيث يحتوي الفأر عادة على زرين واحيانا" يحتوي على ثلاثة أزرار.
أكثر الأزرار استخداما" للفأر هو الزر الأيسر ويبقى استخدام الزر الأيمن لاداء بعض العمليات الخاصة.

3-    الماسحة (Scanner)
هذا الجهاز يشبه الة تصوير المستندات حيث توضع به صورة ما أو مستند ما حيث يقوم بمسح الصورة أو المستند ضوئيا" لتنتقل الصورة او المستند كما هو عليه الى الحاسوب وبالتالي يمكن تخزينها او التعامل معها بأي شكل من الآشكال كإعادة طباعتها أو تنسيقها أو ادخال تأثيرات عليها ... وغير ذلك.

4-    لاقطة الصوت (Microphone)
وهو عبارة عن لاقط صوت يستخدم لنقل صوت المستخدم أو الصوت الناتج عن البيئة المحيطة الى داخل الحاسوب وذلك كي يمكن ارساله الى جهاز حاسوب آخر أو لأمكانية تسجيله كملف صوتي أو غير ذلك من العمليات التي يمكن أجراءها على الموجة الصوتية المدخلة من خلال لاقط الصوت .

5-    كاميرا الفيديو ( Camera  Video)
الكاميرا كما نعرف هي جهاز يلتقط الحركة من خلال عدسة التصوير الخاصة بالكاميرا وبالتالي يمكن ادخال هذه اللقطات المتحركة على هيئة ملف حركة او ملف فيديو كما نسميه وعندها يمكن التعامل مع هذا المل فداخل الحاسوب بأي شكل من الأشكال الخاصة بالتعامل مع الملفات الحركية.


6-    الكاميرا الرقمية ( Camera  Digital)
هذه الكاميرا تختلف عن الكاميرا الفيديوية لكونها تلتقط صورا" جامدة الا انها تشتهر بدقة ووضوح عالية جدا" وبالتالي فأنه يمكن التقاط الصور بها ثم نقل هذه الصور الى الحاسوب وبالتالي فان هذه الطريقة تعتبر طريقة مختصرة لنقل الصور كما ان هذا النوع من الكاميرات لا يحتاج الى افلام ولا الى تحميض للافلام وما شابه.

7-    القلم الضوئي (Light Pen)
هو عبارة عن قلم خاص يعمل بالأشعة الضوئية يمكنك استخدامه للكتابة على شاشة الحاسوب او على شاشة خاصة به وذلك لأدخال رسم ما او كتابة ما أو تصميم معين او شرح او تعليق ... الخ.



ثانيا": وحدات الأخراج (Output Units)
    وهي وحدات تستخدم لأخراج المعلومات Information) ) في صورتها الجديدة بعد المعالجة أي ان وحدات الأخراج تخرج نتائج  المعالجة بالصورة المطلوبة وأهم هذه الوحدات هي:



1-    الشاشة (Monitor)
هي اشهر وحدات الاخراج على الأطلاق وهي مرافقة لأي حاسوب وذلك كي يمكن رؤية البرامج والبيانات المدخلة وايضا النتائج التي تعتبرنتيجة  للمعالجة ولهذا فأن الشاشة تلعب دورين هامين جدا"، الاول اثناء الادخال حيث يمكن رؤية المدخلات اثناء ادخالها كما يمكن رؤية البرنامج المستخدم اثناء استخدامه والدور الثاني هو عرض النتائج والمخرجات قبل اعتمادها.

2-    الطابعة (Printer)
هي جهاز يستخدم لطباعة اية معلومات او نتائج على الورق وبما ان معظم النتائج التي نتحصل عليها نرغب في رؤيتها مطبوعة على الورق فأن الطابعة تعتبر من الآجهزة الهامة المستخدمة في عمليات الإخراج.

3-    مكبرات الصوت (Speakers)
وهي أجهزة تنقل الصوت من داخل الحاسوب وتضخمه وتكبره حتى نسمعه بشكل واضح، وهذه الأجهزة هي مكبرات مثل مكبرات الصوت المستخدمة مع الراديو والمسجلات واجهزة العرض المرئي وهي هامة جدا" هذه الأيام حيث أصبح الحاسوب ينوب عن جميع الأجهزة الصوتية وعندها يصبح من الضروري استخدام مكبرات الصوت.

4-    الراسمة (Plotter)
وهو جهاز يشبه الى حد بعيد الطابعة الا انه كبير الحجم بشكل يؤهله الطباعة (الرسم) على ورق بأحجام كبيرة وهو يستخدم لرسم الخرائط والتصميمات الهندسية الكبيرة والمخططات العامة مثل مخططات المدن او المصانع أو المواقع وغيرها.

ثالثا": وحدات التخزين (Storage Units)   
    وهي وسائل خاصة تستخدم  لتخزين البيانات والمعلومات الخاصة بالحاسوب وهي مهمة جدا" كونها الوسيلة الوحيدة لاحتواء البرامج وبالطبع لولا البرامج لم استطاع الحاسوب فعل شيء . مرت وحدات التخزين بمراحل عديدة وتطورت بشكل طردي مع تطور الحاسوب حتى اصبحت اليوم بشكلها الحالي تتماشى بشكل جيد مع امكانيات الحاسوب وقدراته، وفيما يلي توضيح لأهم وأشهر وحدات التخزين الخاصة بالحاسوب:-

1-    الأشرطة المغناطيسية (Magnetic Tapes)
وهي وحدات تخزين قديمة ولا تستخدم حاليا" إلا نادرا" وفي مجالات محدودة جدا". وهي شبيهة بالأشرطة المستخدمة مع المسجلات والتي نسميها كاسيت او شريط تسجيل.

2-    الأقراص المغناطيسية (Magnetic Disks)
وهي تعتبر من أهم وأشهر وسائل التخزين المستخدمة مع الحاسوب وذلك لكونها تلبي جميع إحتياجات المستخدم وتوفر له وسط تخزيني مناسب لكل التطبيقات. 

3- الأقراص المدمجة(Compact  Disks)
الأقراص المدمجة أو الـ   CDs   وهي عبارة عن شرائح  دائرية مصنوعة من مادة شبيهة بالزجاج بحيث تستخدم اشعة الليزر للقراءة والكتابة على القرص المدمج ولان اشعة الليزر ادق بكثير من رؤوس الكتابة والقراءة المستخدمة في الأقراص المغناطيسية المرنة فأن سعة القرص تعتبر كبيرة جدا قياسا" بالأقراص المرنة.

3-    القلم التخزيني (Pen Drive)
ويسمى ايضا" Flash Disk  او ناقل البيانات وهو مشغل صغير يشبه القلم يوصل عن طريق منفذ USB وتتراوح سعته من 128 MB او 1 GB  فأكثر وهو يمتاز بكونه لا يحتاج الى تعريف او برامج معينة لتشغيله ويمكن التخزين عليه والمسح منه بسهولة كما لو كنت تتعامل مع قرص مرن أو قرص صلب تماما".

الكيان البرمجي Software
    وهو أحد فروع علم الحاسوب والذ يختص بكل ما يتعلق بالبرامج المستخدمة مع الحاسوب وذلك من حيث تصميمها واعدادها وتشغيلها وتطويرها وغير ذلك وتم تقسيم البرامج بشكل عام الى فرعين:-

1-    البرمجيات التطبيقية Application Software))
وهي البرامج التطبيقية المختلفة والتي يمكن استخدامها مع الحاسوب سواء كانت هذه البرامج جاهزة تطرح في الاسواق للأستخدام العام ويستفيد منها كل المستخدمين الراغبين في ذلك او كانت برامج خاصة وهي تلك البرامج التي تعد من اجل استخدامها من قبل جهة معينة تناسب متطلبات تلك الجهة وهي في لا تصلح سوى لهذه الجهة ولا يستفيد منها سواها
زمن هذه البرامج:
البرامج المكتبية مثل:
-    MS-Word
-    MS-Excel
-    MS-Power Point
-    MS-Access
ومنها ايضا" البرامج الخاصة بالرسوميات والتصميم الهندسي وتصميم الفيديو والعروض المرئية الآحترافية مثل:-
-    Adobe Photoshop
-    Auto Cad
-    Ulead Video Studio

 
2-    برامجيات النظم System Software))
وهي برامج ذات طابع خاص فهي برامج مهمة جدا" بالنسبة للحاسوب قبل ان تكون مهمة بالنسبة للمستخدمين فهي برامج تمكننا من التعامل مع الحاسوب سواء من حيث  الاستخدام  او من حيث كتابة وتطوير البرامج المختلفة ... ومن هذه  البرامج:-

أ‌-    انظمة التشغيل (Operating Systems)
وهذه البرامج تتحكم في الحاسوب وملحقاته والبرامج المستخدمة وتلبي رغبة المستخدم طول فترة مكوثه امام شاشة الحاسوبومن اشهر انظمة التشغيل على الاطلاق نظام التشغيل (Windows) لما فيه من مزايا رائعة وكذلك نظام التشغيل (unix) والمستخدم بكثرة وبصفة عامة في الشبكات.

ب‌-    لغات البرمجة (programming languages): وهي تستخدم لكتابة برمجيات تطبيقية ولكونها تستخدم لكتابة البرامج فان ذلك يعبر عن مفهوم البرمجة ولهذا فانها تسمى لغات برمجة ،ومن  اشهر لغات البرمجة العالمية لغة البرمجة Delphi  ولغة Java حيث ان كل لغة تختص بحقل معين.

ت‌-    برامج المنفعة (utilities): برامج المنفعة في الغالب تكون برامج حماية وتعقب للمشاكل التي قد تحدث للكومبيوتر واجزاءه سواء كانت مادية او معنوية أي سواء كانت اجهزة ملحقة بالكومبيوتر او البرامج العاملة على الكومبيوتر.
من اشهر برامج المنفعة المعروفة البرامج المضادة للفيروسات AntiVirus.

   ج- قواعد البيانات (Data Base): وهي اشبه ماتكون بلغات البرمجة ولكنها صممت للتعامل مع كم هائل من البيانات بمرونة وكفاءة عاليتين وبالتالي فأنها تستخدم لاعداد برامج متكاملة لادارة هذه البيانات بالشكل المناسب ومن اشهر الانواع برامجيات ال (Oracle).