اساسيات الحاسوب ومكوناته

مكونات الحاسوب الالي


مكونات الحاسوب :
يمكن تقسيم مكونات الحاسب إلى جزئين رئيسيين هما :
أولاً – المكونات المادية او المعدات (Hardware): وتشمل جميع المكونات المادية والدوائر المنطقية .
ثانياً – المكونات البرمجية(Software) :  وهي البرامج اللازمة لتشغيل الدوائر المنطقية وتشكيلها لتنفيذ مهمة معينة .

أولاً : قسم المعدات (Hardware) :
المعدات هي المكونات المحسوسة من الكمبيوتر والتي يمكن لمسها باليـد وهي مكونات إلكترونية أو كهربائية أو ميكانيكية. ومن الممكن تقسيمها إلى أربع أقسام :

1- وحدات إدخال (Input Units) :
هي حلقة الوصل ما بين الانسان والحاسبة (وحدة المعالجة المركزية ) حيث ان وظيفتها تنحصر في تحويل البرامج والبيانات من ارقام وحروف ورموز الى نبضات كهربائية تفهم من قبل الحاسبة . وجهـاز الإدخال الأساسي (Standard Input) هو لوحة المفاتيح (Keyboard) ويستخدم لإدخال الأوامر والنصوص وهناك أجهزة إدخال أخرى تستخدم لإدخال أشكال أخرى من البيانات مثل الماسح الضوئي Scanner لإدخال الصور، الكاميرا الرقمية لإدخال الصور والأفلام, القلم الضوئي لإدخال التوقيعات والخط اليدوي ورسم الخرائط , الـ Plotter لإدخال المجسمات ثلاثية الأبعاد، الميكرفون لإدخال الأصوات و الموسيقى, الفأرة Mouse لإدخال الأوامر عن طريق النقر أو السحب , عصا التحكم Joystick تستخدم للتحكم في برامج الألعاب وتستخدم لإرسال الأوامر لبرامج الألعاب على صورة نبضات كهربائية متوازية .

 Image

 

2- وحدة المعالجة المركزية (Central Processing Unit (CPU)) :
جهاز المعالجة الرئيسي هو وحدة المعالجة المركزية (CPU) وهي اختصار للعبارة (Central Processing Unit) وتعتبر وحدة المعالجة المركزية بمثابة العقل بالنسبة للإنسان حيث تقوم بمعظم عمليات الكمبيوتر الأساسية مثل التحكم في سير البيانات وتحديد عناوين الذاكرة التي يجب القراءة منها أو الكتابة فيها وتحديد أي الوحدات أو البيانات له الأسبقية في التنفيذ وغير ذلك من العمليات, ومن الممكن تمييز ثلاث اجزاء رئيسية :

– وحدة التحكم (Control Unit (CU)) : وهي مسؤولة عن التحكم في جميع أجهزة وبيانات الكمبيوتر أي هي التي تدير وتنسق كل العمليات ، فليس لوحدة الحساب والمنطق أن تجري عملية ما دون أن تأمرها وحدة التحكم. ومن الممكن تمييز نوعين من الاعمال التي تقوم بها هذه الوحدة استناداً الى جزئين رئيسيين فيها هما :
1- مسجل الايعاز (Instruction Register) : وهو الجزء المسؤول عن عملية الاحتفاظ بالخطوة المطلوبة للتنفيذ ان كانت خطوة منطقية او حسابية حيث تقوم بنقل أي جزء من الايعاز لغرض تفسير معنى الايعاز وتحديد العنوان المطلوب اخذ البيانات منه.
2- مسجل عداد البرنامج (Program Counter) : وهو الجزء الخاص بالاحتفاظ بالإيعاز التالي للإيعاز الذي ينفذ حالياً وذلك من خلال تحديد العنوان التالي للتنفيذ.

– وحدة الحساب والمنطق (Arithmetic & Logic Unit (ALU)) : وهي المسؤولة عن أداء وتنفيذ جميع العمليات الحسابية و المنطقية داخل الكمبيوتر. حيث ان العمليات الحسابية هي الجمع (+) والطرح (-) والقسمة (/) والضرب (*) و العمليات المنطقية هي } < , > , =< , => , = , NOT , OR , AND , XOR { . حيث هنالك جزء مهم يدعى المجمع او المركم Accumulator وظيفته تجميع الاجزاء المطلوب جمعها مع بعضها واعطاء النتائج من خلال وحدة السيطرة الى اجهزة الاخراج.

Image

Image
– وحدة الذاكرة الرئيسية (Main Memory Unit) 
هي وحدة تخزين البيانات والتعليمات والبرامج المراد تنفيذها حيث تبقى هذه البيانات في الذاكرة .. حتى تُستَخدَم عن طريق وحدة التحكم . ويعتمد حجم العمل على ما ينجزه الكمبيوتر من سعته للذاكرة الرئيسية من معلومات وبيانات في آن واحد . وتتكون الذاكرة الرئيسية من :

1- ذاكرة القراءة Read Only Memory (ROM) :
وهي ذاكرة للقراءة فقط حيث يمكن القراءة منها ولا يمكن الكتابة لها وتتميز بأنها تحتفظ بالمعلومات حتى عندما يتم قطع الطاقة عنها – أي بعد فصل التيار الكهربائي عن الجهاز . تعتبر ذاكرة القراءة ذاكرة غير متطايرة (non-volatile) وهناك أنواع أخرى منها يمكن برمجتها لعدة مرات مثلEPROM وEEPROM. تستخدم ذاكرة القراءة  ROM لخزن برامج الإقلاع وتعريفات المكونات المادية المربوطة مع جهاز الحاسب عند بدء التشغيل . وبرامج الإقلاع هذه تنفذ عدة مهام عند بدء التشغيل مثل إجراء فحص شامل على جميع مكونات الحاسب للتعرف عليها وعلى حالتها ثم تحميل برنامج نظام التشغيل  (OS)  وتسليمه السيطرة على النظام.

Image
2- ذاكرة القراءة والكتابة – ذاكرة الوصول العشوائي – Random Access Memory ( RAM)
وهي ذاكرة للقراءة والكتابة حيث يمكن تغيير محتوياتها والكتابة لها . ولكن هذه الذاكرة تكون متطايرة بمعنى أنها تفقد محتوياتها عند انقطاع الطاقة عنها. وتستخدم ذاكرة القراءة والكتابة (RAM) لخزن برامج وبيانات المستخدم وكذلك لخزن النتائج التي تتولد أثناء معالجة البيانات من قبل الحاسب. كلما زادت ذاكرة القراءة والكتابة تزداد سرعة الجهاز والوحدة الأساسية لقياس الذاكرة هي البايت والذي يمثل8 بت. وللأحجام الكبيرة يمكن استخدام وحدات كيلوبايت وتساوي1024 بايت ، وميغابايت = 220 بايت.

Image
3- وحدة الخزن الثانوي (Storage Units) : 
إن برامج المُستَخْدِم والبيانات المخزونة في ذاكرة RAM تشغل مساحة كبيرة من الذاكرة كما أنها تكون عرضة للضياع عند انقطاع الطاقة عن الذاكرة الرئيسية ، لذلك يتم إضافة وحدة خزن ثانوي ذات مساحة كبيرة تكفي لعدد كبير من البرامج وهي ذات كلفة قليلة ، وتتميز بأنها غير متطايرة ولكنها تحتاج إلى زمن وصول أطول من الذاكرة الرئيسية وهناك عدة أنواع للذاكرة الثانوية مثل الأقراص المغناطيسية والأشرطة المغناطيسية والأقراص الضوئية (CD) . وتنقسم وحدة الخزن الثانوي إلى :
– الخزن على القرص الصلب HARD DISK 
تتميز بسعة تخزين كبيرة وبسرعة عالية لتسجيل البيانات والمعلومات واسترجاعها . يكون موقع هذه الوحدة في داخل صندوق وحدة المعالجة المركزية وتقاس سعته بالـ GB . 
Image

– الخزن على القرص اللين المرن FLOPPY DISK
يتميز هذا القرص بسعة قليلة تبلغ 1.44 MB الى 3.5MB  في حالة ضغطه .
– الخزن على القرص المدمج  CD’s ROM
يتميز هذا القرص بسعة تخزينية كبيرة تتراوح من 600 MB الى 750 MB ويمكن تخزين ملفات الصوت أو الصورة أو الأفلام والوثائق أو المجلدات الخاصة والملفات التي تخص جهازك عليه.

Image

– وحدات الإخراج (Output Units) :
وكما هو الحال مع وسائل الادخال فان هنالك اجهزة تقوم بالاتصال ما بين الحاسبة والانسان حيث تقوم بتحويل ما تعالجه الحاسبة من برامج وبيانات من لغة بسيطة لا يمكن للإنسان تقبلها بسهولة الى كلمات معروفة من قبل الانسان. فهنالك الشاشة وتسمى جهاز الإخراج الأساسي Standard Output وتستخدم لإخراج البيانات على صورة مرئية , السماعات وتستخدم لإخراج البيانات الصوتية على هيئة مسموعة، الطابعة وتستخدم لإخراج البيانات على الورق ويمكن عن طريقها طباعة البحوث والكتب والمظاريف والمغلفات والبطاقات وأنواع عديدة من الأوراق بأشكال مختلفة .

Image
ثانياً – المكونات البرمجية (Software) :
ففي بداية العمل مع الحاسبة كان الانسان ان يخاطب الحاسبة باللغة التي تفهمها الحاسبة وهي لغة الماكنة Machine language  وهي لغة الصفر والواحد والتي تعرف باسم النظام الثنائي وكان على الانسان ان يستغرق وقتاً طويلاً لغرض كتابة ايعاز الى الحاسبة بهذه اللغة .وبتطور الحاسبات كان على مصمم الحاسبة ان يجد طريقة سهلة للتخاطب مع الحاسبة فكانت لغة التجميع ِAssembly language  التي يتم من خلالها التخاطب مع الحاسبة بلغة انكليزية محددة وبسيطة.
ومن عيوب هذه الطريقة انها تحتاج الى وقت طويل للكتابة وجهد وخبرة واضحتين وكذلك لغرض توسيع قاعدة الاستخدام فلابد من لغة بسيطة يتم التفاهم من خلالها مع الحاسبة الالكترونية لذلك ظهرت لغات جديدة تختلف عن لغة التجميع بوجود برامج خاصة لترجمة البرامج المكتوبة باللغة الانكليزية الى لغة الآلة بواسطة المصنف Compiler لذا يمكن تقسيم لغات البرمجة إلى مستويات حسب تطورها :
– لغة الآلة (Machine Language) وهي اللغة الأم لجميع لغات البرمجة .
– لغة التجميع (Assembly Language) وهي تطوير وتبسيط للغة الآلة .

حيث ان اللغتين اعلاه تسمى باللغات البرمجة الدنيا  (Low-level language)
– اللغات الراقية وهي أقرب للغة البشر مثل ( بيسيك, فورتران, باسكال, سي, كوبول وغيرها )
– اللغات الراقية جداً وهي لغات تعمل على بيئات رسومية وتتميز بالسهولة والقوة مثل (فيجول بيسيك , ديلفي, فيجول سي ++ , فيجول فوكس برو …. وغيرها ) . حيث ان اللغتين اعلاه تسمى باللغات البرمجة العليا  (High -level language) 
أنواع البرامج :
هي مجموعة البرامج والتطبيقات التي ينفذها الحاسب ويمكن تقسيمها إلى :
1- برامج الإقلاع : 
وهي برامج تخزن في ذاكرة ROM وتكون أول ما ينفذ عند بدء التشغيل ، وعليها إجراء فحص لمكونات الحاسب والإبلاغ عن أي أخطاء في النظام كما أنها تتعرف على الأجهزة الطرفية المربوطة للحاسوب وتحميل برامج قيادتها (Drivers) إلى الذاكرة الرئيسية ، كما تقوم بتحميل برنامج نظام التشغيل إلى الذاكرة وتسلم السيطرة له.

2- نظم التشغيل  ( Operation System )
وهو برنامج معقد يسيطر على إدارة موارد النظام وتنفيذ البرامج التطبيقية وكذلك يمكن أن ينظم عملية تنفيذ أكثر من مهمة في نفس الوقت في الأنظمة متعددة المهام (Multi-Tasking) أو توزيع المهام على أكثر من معالج واحد في أنظمة البرمجة المتعددة (Multi – Processing System) . كمثال على هذه البرامج وتعتبر من أشهر نظم التشغيل :
– نظام التشغيل بالأقراص ( MS DOS ) Microsoft Disk Operation System : من أقوى نظم التشغيل وأكثرها ثباتا وانتشاراً .
– نظام التشغيل Windows 95 : يعتبر طفرة في عالم نظم التشغيل ونقطة تحول كبيرة من البيئة النصية إلى البيئة الرسومية
– نظم التشغيل Windows 98 ، Windows 2000 : تعتبر إصدارات مطورة من النظام Windows 95 .
هناك نظم تشغيل أخرى كثيرة ومتعددة مثلUNIX ، LINUX ، OS/2 ، Novel NetWare .

3- المجمعات والمترجمات (Assemblers & Compilers) : 
وهي برامج تستخدم لترجمة وتحويل برامج المستخدم المكتوبة بلغات البرمجة العليا مثل (بيسك، فورتران، باسكال،…الخ) أو بلغة التجميع(Assembly) إلى لغة الماكنة .

4- البرامج التطبيقية ( Applications ):
وهي البرامج التي يكتبها المستخدم أو يشتريها جاهزة لتنفيذ تطبيق معين مثل معالجات النصوص ، وبرامج الرسوميات وبرامج التصميم بواسطة الحاسب CAD) ، الخ . وهي أوسع باب للدخول إلى عالم الكمبيوتر ويتم تصميم هذه البرامج عن طريق أشخاص وشركات وتكون هذه البرامج كبيرة جداً وذات قدرة فائقة على تلبية رغبات المستخدم.
توجد برامج تطبيقية تخدم المستخدم في جميع مجالات الحياة مثل (الطب والمحاسبة و الهندسة والاقتصاد والعلوم وبرامج الألعاب للأطفال والكثير الكثير غيرها).

 Image

وهذه مجموعة من البرامج المجانية التي يمكن تنزيلها من الموقع التالي:

http://www.pcmag.com

 

4 thoughts on “مكونات الحاسوب الالي

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