اساسيات الحاسوب ومكوناته

اساسيات الحاسوب – الدرس الاول


المكونات المادية والبرمجية للحاسوب

الدرس الاول

  • الكمبيوتر عباره  عن آلة تحتوي مكونات إلكترونية تقوم بمعالجه البيانات وخزنها. الحواسيب يمكن تصنيفها إلى أربع مجموعات رئيسية هي : الحواسيب الشخصية والحواسيب الصغيرة والهياكل الرئيسية والحاسبات العملاقة ويتألف نظام الكمبيوتر مهما كبر حجمه وتعدد مهامه من مكونات مادية وبرمجية (Hardware and software) المكونات المادية هي مكونات ملموسه ومحسوسة مثل لوحة المفاتيح والفأرة والهارد والطابعة والسماعات والاسلاك اما المكونات البرمجية فتكون على ثلاث انواع وهي  نظم تشغيل وبرامج تطبيقيه ولغات برمجة.

وظائف نظام التشغيل

  • يوجه الكمبيوتر للطريقة التي يعمل بها
  • يشغل التطبيقات ويتحكم في عملها
  • التحكم في أجهزة الإدخال والإخراج
  • يعتبر وسيلة اتصال بين المستخدم والكمبيوتر وبدونه لا يعمل الكمبيوتر
  • البرامج التطبيقية تناسب الهدف المصممة من أجله

علبة الكمبيوتر ومزود الطاقة (case and power supply):

صندوق الحاسوب وهو الغلاف الذي يحتوي المكونات الداخلية بداخله ويدعم الحماية لمكونات الكمبيوتر الداخلية ويمكنك اختيار علبة كمبيوتر كبيرة لاستيعاب المكونات الإضافية التي قد تحتاجها في المستقبل. وربما يقوم مستخدمون آخرون باختيار علبة كمبيوتر صغيرة لا تتطلب سوى مساحة ضئيلة. وبشكل عام، يجب أن تكون علبة الكمبيوتر متينة وسهلة الاستخدام وبها متسع كافٍ للتوسعة.

اما فيما يخص مزود الطاقة فيقوم مورد الطاقة  بتحويل التيار المتردد(AC)  القادم من مقبس الحائط إلى تيار ثابت (DC) ذي مستوى جهد أقل. حيث يجب توفير التيار الثابت (DC) لكافة المكونات الداخلية للكمبيوتر. ويجب ان تدعم الطاقة الكهربائية الكافية لو تم إضافة عناصر جديده

وبخصوص علبة الكمبيوتر فهي تحتوي على هيكل يدعم المكونات الداخلية للكمبيوتر كما أنه يمثل حاجزًا لتوفير الحماية الإضافية. وتـُصنع علب الكمبيوتر من البلاستيك والصلب والألومنيوم وهي متاحة في أشكال متنوعة.

يسمى حجم وتصميم العلبة بعامل الشكل  form factor وتوفر علبه الكمبيوتر بيئة جيده للحفاظ على برودة المكونات الداخلية. وتساعد على منع حدوث تلف مكونات الداخلية بسبب الكهرباء الإستاتيكية. وهناك عدة عوامل يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار العلبة وهي:

العامل

الخيارات

نوع الطراز

هناك طرازان أساسيان( (one for desktop PCs and the other for tower نوع وحجم وشكل اللوحة الأم يحددان نوع العلبة

الحجم

إذا كان الكمبيوتر يحوى مكونات عديده فإن ذلك يحتاج لمساحه أكبر لتدفق الهواء

المساحة المتوفرة

يمكن أن نوفر في المساحة باستخدام كمبيوتر من نوع توضع فيه الشاشة فوق الكيس

مورد الطاقة

يتوقف نوع مورد الطاقة وطريقة توصيله على نوع اللوحة الام حيث ان هناك نوعين رئيسيين الان وهما (IDE and SATA).

المظهر

هناك بعض الأنواع تتميز بالمظهر الجذاب

عرض الحالة

هناك لمبة في الناحية الأمامية من العلبة تخبرنا عن وجود طاقه كهربيه من عدمها

فتحات التهوية

لابد من احتوائها على فتحات تهويه لطرد الحرارة

مورد الطاقة (power supply)

يقوم بتحويل التيار المتردد لتيار ثابت ذو مستوى جهد أقل ويتطلب  توفر التيار الثابت (DC) لكافة المكونات الداخلية للكمبيوتر تتميز أكثر الموصلات اليوم بأنها مصممة بشكل مميز. فيكون الموصل مُصمم بحيث يمكن إدخاله في اتجاه واحد فقط. اما الأربع وحدات الأساسية لقياس الطاقة الكهربائية فهي: الجهد وهو مقياس القوة المطلوبة لدفع الإلكترونات داخل دائرة. ويقاس الجهد بالفولت (V) ينتج مورد الطاقة بالكمبيوتر في الغالب عدة مستويات مختلفة من الجهد.  أما التيار فهو مقياس مقدار الإلكترونات المتحركة داخل دائرة.  ويتم قياس التيار بالأمبير (amps) (A) وتعطي موردات الطاقة الموجودة بأجهزة الكمبيوتر شدة تيار مختلفة لكل جهد خارج.  أما الطاقة فهي مقياس للضغط المطلوب لدفع الإلكترونات عبر دائرة ـ وهو المسمى بالجهد ـ مضروبًا في عدد الإلكترونات المتحركة داخل الدائرة والمسمى بالتيار. وتسمى وحدة القياس بالوات(W). يتم تصنيف موردات الطاقة حسب مستوى الوات.  اما المقاومة فهي القوة المضادة لتدفق التيار في الدائرة. ويتم قياس المقاومة بالأوم. وتسمح المقاومة المنخفضة بتدفق تيار أكثر، وطاقة أعلى داخل الدائرة. والمنصهر الجيد هو الذي يحتوي على مقاومة منخفضة أو التي يبلغ مقدارها صفر أوم تقريبًا.

موردات الطاقة

تستخدم أجهزة الكمبيوتر عادة موردات طاقة يتراوح اخراجها بين 200 إلى 500 وات. ومع ذلك فربما تحتاج بعض أجهزة الكمبيوتر إلى موردات طاقة اخراجها يتراوح بين 500 وات إلى 800 وات.

تحذير: لا تفتح مورد الطاقة. حيث يمكن أن تحتفظ المكثفات الكهربائية الموجودة داخل مورد الطاقة بالكهرباء.

 Image

الموصلات

الموصل من نوع  Molex فهو مصمم بشكل مميز ويستخدم في التوصيل بالمحرك البصري أو محرك الأقراص الثابتة. كما أن موصل Berg مصمم أيضًا بشكل مميز ويستخدم في التوصيل بمحرك الأقراص المرنة. وموصل Berg أصغر حجمًا من موصل Molex. ويُستخدم موصل ذو فتحات به 20 أو 24 سنًا في التوصيل باللوحة الأم. ويوجد بالموصل المزود بفتحات ذي الأربعة والعشرين سنًا صفان بكل صف 12 سنًا، كما يوجد بالموصل ذي العشرين سنًا صفان أيضًا بكل صف 10 اسنان.  أما موصل الطاقة المساعد ذو الأربع سنون إلى ثماني سنون فيحتوي على صفين بكل صف ما بين أربعة إلى ثمانية سنون، ويقوم بإمداد كافة المناطق الموجودة في اللوحة الأم بالطاقة. وشكل موصل الطاقة المساعد ذي الأربعة سنون إلى ثمانية سنون هو نفس شكل موصل الطاقة الرئيسي، لكنه أصغر.  وتستخدم موردات الطاقة القياسية الأقدم من نوع  AT موصلين اثنين هما P8 وP9  للاتصال باللوحة الأم وله 6 سنون وكان الموصلان P8 وP9 غير مصممين بشكل مميز. أي يمكن تثبيتهما بشكل عكسي (أي خطأ)، وهو ما قد يتسبب في تلف اللوحة الأم أو مورد الطاقة. وقد تطلب التركيب أن تكون الموصلات بمحاذاة الأسلاك السوداء معًا في المنتصف.

 Image

المكونات الداخلية

 Image

اللوحة الام (mother Board)

Image

  • هي لوحة الدوائر الأساسية المطبوعة (IC)
  • تحتوى  buses أو ما يطلق عليه اسم المسارات التي تسرى خلالها البيانات و  هناك أسماء أخرى للوحة الام مثل  او system board او   backplaneاو main board.
  • كما تضم اللوحة الأم هذه المكونات: المعالج والرام وشقوق التوسعة ومشتت الحرارة والمراوح وشريحة البايوز ومجموعة رقاقات ومقابس وروابط داخلية وخارجية ومنافذ مختلفة واسلاك توصيل لربط مكونات اللوحة الام المختلفة. اما عامل الشكل بالنسبة للوحة الام فيتحدد عامل الشكل للوحات الأم بحجم وشكل هيكل اللوحة الأساسي. كما يحدد أيضًا التخطيط المادي للمكونات والأجهزة المختلفة الموجودة على اللوحة الأم. وتوجد عوامل شكل متنوعة للوحات الأم  منها
  • AT
  • ATX
  • NLX

مكونات اللوحة الام

Chipsetمجاميع الشرائح او الرقاقات الالكترونية: وتعتبر مجموعة الشرائح مجموعة هامة من مكونات اللوحة الأم. وتتألف مجموعة الشرائح من مجموعة متنوعة من الدوائر المتكاملة الموصلة باللوحة الأم. اما وظائف مجموعة الشرائح فهي الاتصال بين اللوحة الأم والمكونات الأخرى للكمبيوتر والتفاعل معها وتبادل البيانات مع ذاكرة النظام أو ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومحركات الأقراص الثابتة وبطاقات الفيديو وأجهزة الإخراج الأخرى. وتحدد مجموعة الشرائح مقدار الذاكرة التي يمكن إضافتها إلى اللوحة الأم. كما تحدد مجموعة الشرائح أيضًا نوع الموصلات الموجودة على اللوحة الأم.

أنواع الشرائح: تنقسم الشرائح لنوعين رئيسيين:

–          شريحة الجسر الشمالي ( Northbridge): وتضم المكونات عالية السرعة والتي تتضمن متحكم الذاكرة وكرت الشاشة ومتحكم الاجهزة الخارجية والاتصالات (PCI, AGP, Memory controllers).

–          وشريحة الجسر الجنوبي ( Southbridge): وتدير معظم اشكال الادخال والاخراج الاخرى من المكونات واطئة السرعة مثل متحكم الاجهزة الخارجية من نوع (ISA bus) وسواقة القرص المرن (floppy driver) والهارد والكيبورد والمنفذ التسلسلي العالمي (USB) واجهزة الادخال والاخراج الاخرى مثل المنفذ المتوازي والمتسلسل وال (PS/2) .

وحدة المعالجة المركزية (CPU)

هي مخ جهاز الكمبيوتر كما يطلق عليها اسم المعالج الدقيق أو microprocessor وتدار معظم العمليات الحسابية داخل CPU أما فيما يتعلق بقوة الكمبيوتر، فإن CPU تعتبر أهم عنصر في نظام الكمبيوتر. وتصدر وحدات CPU بأشكال مختلفة، كل نمط أو شكل منها يتطلب فتحة أو مقبسًا خاصًا على اللوحة الأم. ومن الشركات المعروفة لصناعة CPU شركة Intel وشركةAMD وشركةCyrix    وتوجد بنيتان رئيسيتان لوحدة المعالج وهما: الحاسوب ذو مجموعة الايعازات المبسطة Reduced Instruction Set Computer (RISC)  والحاسوب ذو مجموعة الايعازات المعقدة Complex Instruction Set Computer (CISC)

 Image

ناقل الجانب الامامي (Front Side Bus FSB) هو الناقل الذي يحمل البيانات بين المعالج والجسر الشمالي اما الناقل الخلفي (backside bus) فهو لربط المعالج وذاكرة الكاش الخاصة به.

تقنية Overclocking (رفع السرعة عن معدلها الطبيعي)، فهي تقنية تـُستخدم لجعل المعالج يعمل بسرعة تفوق مواصفاته الأصلية. وتقنية  Overclocking  ليست طريقة موثوقًا بها لتحسين أداء الكمبيوتر ويمكن أن تتسبب في تلف وحدة  CPU . اما تقنية Hyper-Threading Technology يمكن دعمها من خلال برنامج البايوز وتجعل المعالج يقوم بأداء عمليتان في آن واحد اما تقنية MMX فهي عبارة عن مجموعة من تعليمات الوسائط المتعددة المضمنة في معالجات Intelوبإمكان المعالجات الدقيقة المزودة بتقنية MMX تناول العديد من عمليات الوسائط المتعددة التي يتم تناولها في العادة بواسطة بطاقة صوت أو فيديو منفصلة. وبالرغم من ذلك، لا يمكن استغلال ميزة مجموعة التعليمات MMX إلا من قِبل برنامج مصمم خصيصًا لاستدعاء تعليمات MMX ويصل عدد هذه التعليمات إل57 وهى مخصصه لتحسين عمل الوسائط المتعددة

وقد أدت أحدث تقنيات المعالجات إلى قيام الشركات المصنعة لوحدات CPU بالبحث عن طرق جديدة لدمج أكثر من مركز وحدة CPU في شريحة واحدة. والعديد من وحدات CPU لها القدرة على معالجة تعليمات متعددة بشكل متزامن:

–          وحدة CPU أحادية المركز Single core CPU عبارة عن مركز واحد (نواة واحدة) داخل شريحة CPU واحدة تتولى القيام بكافة قدرات المعالجة. وربما توجد شركات أخرى مصنعة للوحات الأم توفر مقابس لأكثر من معالج فردي واحد، لتوفير القدرة على بناء كمبيوتر قوي متعدد المعالجات.

–          وحدة (CPU) ثنائية المركزDual core CPUمركزان داخل شريحة CPU واحدة يمكن فيهما معالجة المعلومات في نفس الوقت.

–          وحدة معالج مركزي (cpu) متعدد النواة وامثلته اليوم كثيرة (core i3, core i5, core i7, core i9) وغيرها الكثير.

نظام التبريد

دائما ما يصدر عن سريان الكهرباء في المكونات الإلكترونية حرارة أما إذا لم نتخلص من السخونة، فربما يعمل الكمبيوتر بصورة أبطأ. وإذا ارتفعت درجة الحرارة بشدة، فيمكن أن تتعرض مكونات الكمبيوتر للتلف.  ويتم تثبيت مروحة علبة الكمبيوتر case fan  لجعل عملية التبريد أكثر كفاءة. وبالإضافة إلى مراوح العلبة، يقوم خافض (مشتت) الحرارة heat sink بتبديد الحرارة من مركز وحدة CPU. والمروحة الموجودة أعلى خافض الحرارة تقوم بتبديد الحرارة خارج وحدة المعالجة المركزية. وقد تُستخدم أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بوحدات CPU ووحدات GPU عالية السرعة نظامًا للتبريد المائي حيث توضع لوحة معدنية على المعالج ويتم ضخ الماء أعلاها لتجميع الحرارة التي تصدر عن وحدة CPU. ويتم ضخ الماء إلى المبادل الحراري لتبريده بالهواء، ثم تتم إعادة تدويره.

 Image

 7

ذاكرة القراءة فقط  (ROM)

توجد شرائح ذاكرة القراءة فقط (ROM) على اللوحة الأم. حيث تحتوي شرائح ذاكرة ROM على تعليمات يمكن لوحدة CPU الوصول إليها مباشرة. وتوجد التعليمات الأساسية لتمهيد الكمبيوتر وتحميل نظام التشغيل مخزنة على شريحة ROM. حيث تحتفظ شرائح ROM بمحتوياتها حتى أثناء عدم تشغيل الكمبيوتر. ولا يمكن مسح المحتويات أو تغييرها بالوسائل العادية. وتظهر أنواع شرائح ROM المختلفة في الجدول التالى

النوع

نوع الروم

الشرح

ROM

ذاكرة قراءه فقط

تتم كتابه المعلومات على الشريحة عند تصنيعها ولا يتم مسحها ولا حتى إعادة الكتابة فوقها وهى نوع قديم

PROM

ذاكره القراءة فقط  القابلة للبرمجة

تتم كتابه المعلومات على الشريحة بعد تصنيعها ولا يتم مسحها ولا حتى إعادة الكتابة فوقها

EPROM

ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة

تتم كتابه المعلومات على الشريحة بعد تصنيعها ويمكن مسحها من خلال التعرض للأشعة فوق البنفسجية  ويلزم ذلك وجود معدات خاصه

EEPROM

ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة كهربائياً

تتم كتابه المعلومات على الشريحة بعد تصنيعها. كما تسمى هذه الشريحة ب Flash ROMs.. ويمكن مسحها بطريقه كهربيه دون الحاجه لإزالتها  من الكمبيوتر

Random-access Memory (RAM) ذاكرة الوصول العشوائي

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي ذاكرة تخزين مؤقتة للبيانات والبرامج التي يجري الوصول إليها بواسطة وحدة CPU. وذاكرة RAM عبارة عن ذاكرة مؤقتة، أي أن محتوياتها تُمسح بمجرد إيقاف تشغيل الكمبيوتر. وكلما زادت سعة ذاكرة RAM بالكمبيوتر، زادت قدرة الكمبيوتر على الاحتفاظ بعدد كبير من البرامج والملفات ومعالجتها، وكذلك على تحسين أداء النظام.

  • انواع الرامات:

Dynamic Random Access Memory (DRAM)ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية

Static Random Access Memory (SRAM) ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة

Fast Page Mode DRAM (FPM Memory) ذاكرة الوصول العشوائي بطور الصفحات السريعة

Extended Data Out RAM (EDO Memory)

Synchronous DRAM (SDRAM)

Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM)

Double Data Rate 2 SDRAM (DDR2 SDRAM)

RAM Bus DRAM (RDRAM)

كانت أجهزة الكمبيوتر البدائية تحتوي على ذاكرة مثبتة على اللوحة الأم كشرائح فردية. و تتسم بصعوبة تثبيتها وغالبًا ما تصبح مرتخية على اللوحة الأم لو ارتفعت درجة الحرارة. ولحل هذه المشكلة قام المصممون بتثبيت شرائح الذاكرة على لوحة دائرة خاصة تُسمى وحدة الذاكرة. وبثلاث انواع وهي (SIMM) ب (30 و 72) طرف (pin ) و (DIMM) ب (168 و 172 و 240) طرف و (RIMM) ب (184) طرف وكما في الصور التالية: أشكال الرامات المختلفة

 10 9 8

طريقه تركيب الرامات: هناك طريقه محدده لتثبيت الرامات

في الحالة الأولى الرام  يركب بزاويه 45 وهى من  نوع SIMM

في الحالة الثانية من نوع DIMM

في الحالة الثالثة من نوع  RIMM يتم التركيب في بنك الرامات بشكل عامودي وكما في الصور التالية:

 11 13 12

6 thoughts on “اساسيات الحاسوب – الدرس الاول

أضف تعليقاً

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s