مكونات الحاسب 3

[size=18]الدرس العاشر : مقدمة في علوم الحاسب

ما هو الحاسوب؟
هو عبارة عن جهاز يستطيع تخزين معلومات ضخمة في مساحة صغيرة, ومن ثم يستطيع استرجاع و تعديل هذه المعلومات

الاجزاء الرئيسة المكونة لجهاز الكمبيوتر

1- وحدات الادخال Input Devices

2- وحدات الاخراج Output Devices

3- وحدة المعالجة المركزيةprocessor-

centeral processing unit

4- الذاكرة الرئيسية Main Memory -MM

5- وحدة الحساب و المنطق Arithmetic & logical Unit-ALU

6-وحدة التحكم Control Unit-CU

وسائط التخزين المساعدة Secondry Storage Units

تركيز المعلومات

أولا: وحدات الادخال
وهي الوحدات التي يتم من خلالها ادخال الاوامر للكمبيوتر وتزويده من خلالها بالمعلومات, مثل لوحة المفاتيح (keyboard) و الفارة (mouse)

ثانيا : وحدات الاخراج
وهي الوحدات التي يتم من خلالها اخراج النتائج من الكمبيوتر الى المستخدم, مثل الشاشة (moniter) والطابعة (printer)

ثالثا: وحدة المعالجة المركزية
وهي اهم وحدات الكمبيوتر التي تعد العقل المفكر الذي يتحكم بمعالجة البيانات

الوحدات المساعدة للمعالج (processer)

1-الذاكرة الرئيسة:
تقسم هذه الذاكرة الى نوعين:

- ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory وهو الروم (Rom)
وهي الذاكرة التي يخزن فيها البرنامج الرئيسي للجهاز الذي يقوم بالتعرف على اجزاء الجهاز. ولكي لا يقوم احد بالعبث بهذه الذاكرة فهي تاتي من الجهة المصنعة للقراءة فقط و لا يمكن التعديل عليها.

-ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory وهو الرام ROM:
وهي الذاكرة التي تخزن فيها البيانات بصورة مؤقتة استعدادا لمعاجتها او لتخزينها في وسائط التخزين الدائمة, ومن غير هذه الذاكرة لا يستطيع الجهاز العمل. وهي الذاكرة التي تخدم جميع البرامج والاوامر, لذلك مسموح لنا الوصول لها و التعديل عليها

وحدة قياس الذاكرة:

قبل التعرف على وحدة قياس الذاكرة يجب ان نعرف كيف تخزن الذاكرة المعلومات.
فكر الانسان بوسيلة للتعامل مع جهاز الكمبيوتر فلم يجد في البداية الا التخاطب معه عن طريق الالكترونات التي من الممكن ان نحصل عليها من خلال التيار الكهربائي. لذلك أُعطي الكمبيوتر رمزين من الممكن تمثيلهما عن طريق الكهرباء و هما (0,1), بحيث اذا اردنا ان نعطي الكمبيوتر الرمز 0 نرسل له تيار كهربائي خفيف, واذا اردنا ان نعطيه الرمز 1 نعطيه تيار كهربائي اعلى من الاول.
في هذه الحالة اذا اردنا ان نعطيه اي حرف من الاحرف التي يتعامل بها الانسان يجب ان يكون هذا الحرف ممثل من عدة (1,0), على سبيل المثال لو اردنا ان نعطيه الحرف A ممكن ان نمثله ب 01000001 فتكون عبارة عن عدة تيارات كهربائية. وجدوا اننا لكي نمثل حرف واحد في النظام الثنائي (1,0) نحتاج الى ثمان اشارات من 1,0 فسمو كل اشارة من هذه الاشارات ب Bit اي 0 او 1, و سموا الحرف الذي يتكون من 8 Bit اي من ثمان اشارات سموه Byte, اذاُ Byte هو عبارة عن حرف واحد.
الان من الممكن ان نعرف كيف نقيس الذاكرة, فلو قلنا مثلا ذاكرة سعتها 200 Byte اي سعتها 200 حرف, واطلقوا على 1024 Byte اسم Kilo Byte و اطلقوا ايضا على 1024 Byte اسم Mega Byte ويرمز لها MG .

2-وحدة الحساب والمنطق (ALU) :
إن المعالج لا يقوم بعمل العمليات الحسابية او العمليات المنطقية و لكن يقوم بارسالها الى ALU التي تقوم بالعملية الحسابية او المنطقية, وتعيد النتائج الى المعالج ليستخدمه.

3-وحدة التحكم (Cu):
تقوم وحدة التحكم بتنظيم عمليات الادخال و الاخراج من والى ال CPU
و ال CPU يعني وحدة التحكم المركزية central control processer كما في الصورة السفلية

رابعا: وحدات التخزين الدائم
سبق لنا ان ذكرنا ان الذاكرة في الكمبيوتر تخزن البيانات يشكل الكتروني, تختفي هذه المعلومات بمجرد اغلاق الكمبيوتر . لهذا فان التخزين الدائم لا يتم في الذاكرة ولكن على وحدات التخزين الدائم.
و لكن ما هي الطريقة التي نخزن بها على وحدات التخزين الدائم بدلا من من الالكترونات التي تاتي من التيار الكهربائي التي هي الطريقة للتخزين في الذاكرة. وجدوا ان الطاقة البديلة للتخزين هي الطاقة المغناطيسية التي ممكن من خلالها التخزين على وسائط تحتفظ بالمعلومات حتى بعد اقفال الجهاز. و تكون طريقة التخزين على هذه الوسائط هي نفس الطريقة الثنائية (0,1) التي يتم فيها التخزين على الذاكرة RAM

انواع وسائط التخزين الدائم

1-الاشرطة الممغنطة (Tapes):
وهي اشبه بشريط الكاسيت العادي, عبارة عن مادة بلاستيكية مرنة ممكن مغطتها والتسجيل عليها بالطريقة الثنائية, ولكن لهذه الاشرطة عيب وهو ان المعلومات تخزن عليها بشكل تتابعي, معلومة تلو الاخرى, اي اذا اردت الوصول لمعلومة معينة يجب ان تبحث في جميع المعلومات التي تسبقها حتى تصل للمعلومة, لذلك فهو بطئ الوصول للمعلومات و استعمالاته قليلة.

2- الاقراص الممغنطة(Disks):
ان و اسطة التخزين هذه تكون بشكل دائري (على شكل قرص), وهي ايضا عبارة عن مادة بلاستيكية( او مادة صلبة) قابلة للمغنطة مثلها مثل الاشرطة المغناطيسية و لكن الفرق الرئيسي هو ان الوصول للمعلومة على الاقراص الممغنطة وصول مباشر دون البحث في المعلومات التي قبلها, لذلك يعتبر القرص اسرع في ارجاع المعلومات من الاشرطة المغناطيسية, ويعتبر اسرع انتشارا.

انواع الاقراص الممغطة:

1-الاقراص المرنة Floppy Disks
وهي القراص disks مصنوعة من مادة بلاستيكية قابلة للمغنطة, ولذلك سميت بالاقراص المرنة, تتراوح سعتها بين 360 KB و MG 1.44 , لذلك توصف بانها قليلة السعة, و لكن اهم ميزة لها هي انها يمكن اخذها ونقلها بسهولة (Portable Disks) لنقل المعلومات من مكان الى اخر. وتقسم الاقراص المرنة الى نوعين من حيث طول قطر القرص. النوع الاول يسمى "3.5 اي القرص الذي قطره 3.5 انش, والثاني "5.25 اي القرص الذي قطره 5.25 انش
كما يرمز لها عادة بالرمز :A او :B.

2-الاقراص الصلبة Hard Disks
تعامل من حيث التخزين مثلها مثل الاقراص المرنة حيث تخزن بالرمزين (1,0) اي بالطريقة الثنائية, ولكن الفرق بينها وبين الاقراص المرنة هي المادة المصنوعة منها, فهي مصنوعة من معدل بدل المادة البلاستيكية, لذلك فهي اسرع في التعامل والوصول للمعلومات. وتوصف هذه الاقراص بانها ثابتة (Fixed) اي تبقى داخل الجهاز وليست معدة لنقل المعلومات مثل الاقراص المرنة. واهم ما يميزها هو سعتها بين 20 MB و 7 GB.
كما يرمز لها عادة بالرمز :C

انواع الاقراص الممغطة:
قلنا بان المعلومات تخزن على وسائط عن طريق رمزين (1,0), ولكن لا بد من وجود شكل معين ترتب فيه هذه الرموز على وسائط التخزين. هانك شكلين لترتيب البيانات او المعلومات على وسائط التخزين اما على شكل ملفات (files) او على شكل مجلدات (Folders).

1- الملفات (files):
الملفات هي الوحدة الاساسية للتخزين على وسائط التخزين الدائمة, حيث لا يمكن ان توجد معلومة (على القرص مثلا) من غير ان تكون تابعة لملف معين

المجلدات(folders)
هي بحد ذاتها ليست وعاء للمعلومات ولا يمكن ان تحمل بيانات, ولكن وظيفتها هي ترتيب الملفات بحيث يسهل التعامل معها

الدرس الحادى عشر : البت والبايت ومساحات التخزين

إن من وظائف الحاسب معالجة البيانات وتخزينها كما ذكرنا ولهذا كان لا بد من وجود وحدة لقياس كمية البيانات ويستخدم لهذا الغرض وحدة تسمى بايت "byte" ، كما يتكون البايت من ثمانية أقسام تسمى بتات "bits" ومفردها بت "bit" كما ذكرنا سابقاً

البايت: وحدة لقياس مساحات التخزين تساوي حرفاً واحداً.
البت: وحدة مساحات التخزين حيث 1 بايت = 8 بت وهو أصغر وحدة لقياس حجم المعلومات في الحاسب.
لنأخذ مثلاً عبارة "أنا أحب الحاسب" حجم هذه العبارة 14 بايت لأنها تحوي 14 حرفاً (لاحظ أن الفراغات بين الكلمات والنقاظ والعلامات تعتبر حروف أيضاً في عالم الحاسب) وبالبتات تساوي 14 × 8 =112 بت

إذا ذهبت إلى السوبر ماركت لشراء بعض الفاكهة قد تقول للبائع : أعطني 5 كيلو برتقال أو تقول له : أعطني نصف كيلو بصل.

السؤال الذي يطرح نفسه : ما علاقة ذلك بالحاسب ؟

طيب لنفرض أنك ذهبت لشراء إسوارة ذهبية لخطيبتك ففي هذه الحالة طبعاً لن تقول "أعطني 2 كيلو ذهب ولكن ستقول شيء مثل "أعطيني إسوارة 70 جرام "

طبعاً السؤال الذي يطرح نفسه هو : لماذا استخدمت وحدات قياس مختلفة مع أنك تود قيا أوزان في الحالتين ؟

الجواب هو : اننا نستخدم وحدات قياس صغيرة للأوزان الصغيرة ووحدات قياس كبيرة للأوزان الكبيرة

سؤال: ماذا عن البيانات ذات الأحجام الأكبر من البايت بكثير ، هل من الحكمة أنت أقول مثلاً " إن قرصي الصلب حجمه 4134646513 بايت ؟ إن هذا الرقم طويل جداً حتى أنه يصعب حفظه فما الحل؟

الجواب: هناك وحدات أكبر من قياس سعة البيانات ( تماماً مثل وحدات قياس الطول - المتر والكيلومتر والديكامتر ...الخ ) فيما يلي ذكرها بالترتيب من الصغير للكبير :

الكيلو بايت (kilobyte) ويساوي 1024 بايت (لاحظ أن الحاسب يخالف ما هو متعارف عليه من أن الكيلو هو ألف ، مثل الكيلوجرام الذي هو ألف جرام )
الميجابايت (megabyte) ويساوي 1024 × 1024 = 1048576 بايت أي أنه يساوي 1024 كيلو بايت .
الجيجابايت gigabyte) ويساوي 1024× 1024 × 1024 =1073741824 بايت أي 1024 ميجابايت .
التيرابايت (terabyte) وتختصر (TB) تساوي 1024 جيجابايت
وهناك وحدات أكبر وهي على الترتيب : البيتابايت (PB) والإكسابايت (EB) والزيتابايت (ZB) واليوبابايت (YB) ، وكل واحدة منها تساوي 1024 × التي قبلها على الترتيب في حين أن البيتابايت تساوي 1024 × التيرابايت ، وعلى الأرجح أنك لن تسمع عن هذه الوحدات عملياً قبل مرور زمن ليس قصير .