مبادىء الحاسبات الإلكترونية

• سنة النشر: 01 Jan 1970.
• عدد مرات التحميل: 502882 مرّة / مرات.
• تم نشره في: الإثنين , 14 ديسمبر 2015م.

وصف الكتاب:

تعريف الحاسوب يُعرّف جهاز الحاسوب (بالإنجليزية: Computer) بأنه أحد الأجهزة الإلكترونية التي تتواجد بأنواع وأحجام مختلفة، والتي تمتلك القدرة على تخزين البيانات ومعالجتها أو حتى استرجاعها، حيث تجمع بين ما تُعرف بالبرمجيات (بالإنجليزية: software) والمعدات (بالإنجليزية: hardware) مكونة معاً جهاز الحاسوب،[١] ويقوم جهاز الحاسوب بإجراء الحسابات والعمليات وتنفيذ التطبيقات المختلفة من خلال مجموعة من الأوامر التي تُعطى له من قِبل هذه البرمجيات أو المعدات.[٢] تعود كلمة الحاسوب في أصلها إلى كلمة حساب، وقد نَتج ذلك من التعريف الأول للحاسوب الذي عرّف الجهاز بأنه عبارة عن آلة حسابة فائقة السرعة، فقد اقتصر عمل الحاسوب قديماً على حل العمليات الحسابية بسرعة كبيرة بالإضافة إلى قدرته على التعامل مع عمليات حسابية مُعقدة، قبل أن تتطور مهام الحاسوب لتشمل أنواعاً أُخرى من العمليات كاختيار وفرز ومقارنة ونقل المعلومات، وغيرها الكثير من العمليات المختلفة التي يستطيع الحاسوب أداءها اليوم.[٣] آلية عمل الحاسوب يقوم مبدأ عمل الحاسوب على تحويل البيانات والمعلومات التي يتم إدخالها إلى الجهاز إلى نظام العد الثنائي (بالإنجليزية: binary numbers) الذي يعتمد على العددين الصفر والواحد، بحيث يُخزَن العدد -سواء كان صفر أو واحد- في سعة تخزينية على القرص الصلب للجهاز تُعرف بالبت (بالإنجليزية: Bit)، إذ لا يُمكن أن يحتوي البت إلا على العدد صفر أو العدد واحد، ويتم تخزين البيانات الواردة إلى الحاسوب سواء كانت حروف أو أرقام أو كلمات كاملة في عدد من البتات، حيث تُرمز كل خانة منهم لإحدى مضاعفات الرقم 2، ثم تُستخدم في بعض العمليات الرياضية البسيطة لتحويل هذه المدخلات إلى كلمات أو أوامر يتم تنفيذها.[٤] عند إدخال الحرف A على سبيل المثال إلى الحاسوب فإنه يُترجم إلى مجموعة من الأعداد الثنائية، ثم تقوم الدوائر الكهربائية الموجودة في جهاز الحاسوب بتحويل هذه الأعداد الثنائية إلى نبضات كهربائية (بالإنجليزية: Pulses)، حيث يتم فك تشفير هذه الأعداد من قِبل الدارات الكهربائية الموجودة لفهم معناها، فتُشير سلسلة الأعداد الثنائية 1000001 إلى أن المعلومة التي تم إدخالها هي الحرف A، ويُساعد تحويل البيانات والمعلومات إلى أنماط ثنائية من الأعداد (صفر أو واحد) في جهاز الحاسوب على تسهيل عملية تخزين هذه البيانات ونقلها بسهولة.[٤] مكونات الحاسوب المكونات البرمجية تُعرف البرمجيات بأنها أحد المكونات الرئيسية لجهاز الكمبيوتر، والتي تتكون من مجموعة من الأوامر أو المعلومات المكتوبة بلغة مُعينة، لتُرشد الجهاز بما يتعين فعله، وتُقسم البرمجيات تِبعاً للمهمة التي تُعنى بها إلى ثلاثة أنواع، وهي كالتالي:[٥] برمجيات تطبيقية: (بالإنجليزية: Application software)، ويُعنى هذا النوع من البرمجيات بالتعامل المُباشر مع مُستخدِم جهاز الحاسوب، فهو يقوم بتنفيذ برامج أو مهام معينة ذات فائدة وأهمية بالنسبة للمُستخدِم، ويوجد العديد من الأمثلة على هذا النوع من البرمجيات في جهاز الحاسوب كبرنامج مُعالج النصوص، ومُتصفحات الويب، والألعاب، وبرامج تعديل الصور، والآلة الحاسبة. برمجيات النظام: (بالإنجليزية: System software)، وهي مجموعة البرمجيات التي تم تصميمها لتُشكل قاعدة لغيرها من البرمجيات الأُخرى، فبرامج النظام مُصممة بحيث توفر الخدمات لهذه البرامج، ولا تُعنى برمجيات النظام بالمُستخدِم المباشر للجهاز، ومن أفضل الأمثلة على هذا النوع من البرامج هو نظام التشغيل الذي يعمل به الجهاز، كنظام تشغيل ويندوز أو نظام تشغيل ماك. المُكونات المادية وهي تلك الأجهزة المادية والمُعدات التي يتكون منها جهاز الحاسوب،[٦] وفيما يأتي بعض من هذه الأجهزة والمُعدات:[٧] اللوحة الأُم: وهي اللوحة الرئيسية في جهاز الحاسوب، وتحتوي اللوحة الأُم على العديد من المكونات الموجودة عليها، كوحدة المعالجة المركزية والذاكرة وغيرها من المكونات. وحدة المُعالجة المركزية: أو ما يُعرف بالمُعالج، وتعمل هذه الوحدة على تنفيذ الأوامر في جهاز الحاسوب. ذاكرة الوصول العشوائي: وهي ذاكرة تقوم بتخزين البيانات التي يتم استخدامها وبشكل مؤقت، وتزول مكوناتها عند إطفاء الجهاز. القرص الصلب: وهو المكان الرئيسي لحفظ بيانات ومعلومات المُستخدِم. مُزود الطاقة: وهو عبارة عن جهاز موجود داخل الحاسوب، ويقوم بتحويل الكهرباء التي يتم إمداد الجهاز بها عن طريق المقبس إلى طاقة مُناسبة للجهاز. أجزاء أُخرى للحاسوب: يحتوي جهاز الحاسوب على العديد من الأجزاء الأُخرى كالشاشة، ولوحة المفاتيح، والفأرة، والسماعات، ومحرك الأقراص الضوئية، وكرت الفيديو.[٨] أنواع الحواسيب لا تنحصر أنواع الحواسيب في الشكل المألوف وهو الكمبيوتر الشخصي أو الكمبيوتر المحمول، فهناك العديد من الأنواع المختلفة لأجهزة الحاسوب والتي تأتي بأحجام مُختلفة كذلك، فإن الآلة الحاسبة، وجهاز قراءة الرموز الشريطية (بالإنجليزية: Barcode) المتوفر في البقالات، والصراف الآلي هي أنواع مختلفة من أجهزة الحواسيب، وفيما يأتي ذكر لبعض أنواع أجهزة الحاسوب:[٩] جهاز الحاسوب المكتبي: (بالإنجليزية: Desktop computer)، وهي أجهزة حاسوب تم تصميمها بحيث تكون مُناسبة لوضعها على سطح المكتب الخاص بالمُستخدِم سواء في العمل أو في المنزل أو حتى في المدرسة، ويُعتبر صندوق الحاسوب أو ما يُعرف بالـ Case بالإضافة إلى الشاشة ولوحة المفاتيح والفأرة أجزاء أساسية يتكون منها هذا النوع من الحواسيب. جهاز الحاسوب المحمول: (بالإنجليزية: Laptop computer)، وهو حاسوب يُمكن تشغيله من خلال البطارية، لذا فإن نقل هذا النوع من الأجهزة يُعتبر أكثر سهولة من نظيرتها المكتبية، ونظراً لكون الحاسوب المتنقل سهل التنقُل فإنه يُمكن استخدامه في أي مكان. جهاز الحاسوب اللوحي: (بالإنجليزية: Tablet computer)، وهذا النوع لا يحتوي على الفأرة ولوحة المفاتيح، فهو جهاز كمبيوتر يعمل من خلال شاشة لمس، التي تُستخدم للكتابة والتأشير والتنقل بين البرمجيات، ويُعتبر جهاز الآيباد أحد الأمثلة على هذا النوع. أجهزة الخوادم: (بالإنجليزية: Servers)، يُعرّف الخادم بأنه أحد أنواع أجهزة الحاسب التي تقوم برفد أجهزة أُخرى مُرتبطة معه بنفس الشبكة بالمعلومات ومُشاركتها معهم، ويُمكن أن يعمل جهاز الخادم على نطاق عالمي كأجهزة الخوادم التي تعمل عبر شبكة الإنترنت، كما يُمكن استخدامه عبر شبكة داخلية لتخزين الملفات ومشاركتها ضمن نفس المكان. أنواع أُخرى من أجهزة الحاسوب: يوجد العديد من الأجهزة الإلكترونية التي يُمكن تصنيفها على أنها أجهزة حاسوب، ومن الأمثلة عليها الهواتف الذكية وأجهزة التلفاز الذكية. نظام تشغيل الحاسوب يُعرّف نظام التشغيل (بالإنجليزية: Operating system) في جهاز الحاسوب بأنه برنامج يَسمح لمُستخدمي الحاسوب بتشغيل البرامج والتطبيقات الأُخرى المتوفرة على الجهاز، وذلك من خلال إدارة العديد من الموارد الموجودة على الحاسوب، كأجهزة الإدخال والإخراج ووحدات التخزين وأجهزة الاتصال بالشبكة وغيرها، وقد تطورت أنظمة تشغيل الحواسيب في الوقت الحالي، إذ كانت في بدايات تصميمها تقوم بتشغيل برنامج واحد فقط في كل مرة، ومن الأمثلة على أنظمة التشغيل المُستخدمة في أجهزة الحاسوب حالياً نظام تشغيل ويندوز (Windows)، ونظام تشغيل ماك (Mac)، ونظام تشغيل لينيكس (Linux)، وتجدر الإشارة إلى أن نظام تشغيل الحاسوب يحتوي على العديد من الأجزاء الرئيسية والتي يُمكن ذكرها على النحو الآتي:[١٠] النواة: (بالإنجليزية: Kernel)، ويُعتبر الجزء الأساسي لنظام التشغيل، فهو يتحكم في معظم العمليات التي تتم عبر الجهاز، كقرءاة وكتابة البيانات في الذاكرة، كما تقوم النواة بتحديد آلية استقبال البيانات وإرسالها من خلال العديد من الأجهزة المتوفرة في الحاسوب كالشاشة، ولوحة المفاتيح، والفأرة. واجهة المستخدم: (بالإنجليزية: User Interface)، ويُعنى هذا الجزء بالوسائل التي تساعد في تفاعُل المُستخدِم مع جهاز الحاسوب، وذلك من خلال العديد من الأدوات كسطح المكتب أو عبر الأيقونات المرسومة. واجهات برمجة التطبيقات: (بالإنجليزية: Application Programming Interfaces)، وهو مُخصص للأشخاص الذين يقومون بتطوير التطبيقات وإنشائها. مفاهيم أساسية في الحاسوب يختلط مفهومي البيانات (بالإنجليزية: Data) والمعلومات (بالإنجليزية: Information) لدى العديد من الأشخاص، حيث يراهم البعض مصطلحان مترادفان لمعنى واحد ولكن حقيقة الأمر غير ذلك، فتُمثل البيانات مجموعة الأرقام أو الحروف أو الكلمات التي لا تُفهم بذاتها ولا تُشكل معنى واضح وعميق للإنسان عند استخدامها بشكل مُفرد، بينما تُشير المعلومات إلى مجموعة البيانات المُرتبة والمُنسقة حيث يُمكن فهم معناها وقراءتها أو حتى استخدامها بطريقة ذات فائدة، ويقوم الحاسوب بتحويل البيانات إلى معلومات واضحة من خلال معالجتها عبر العديد من الصيغ والبرامج أو التطبيقات التي تم تصميمها للقيام بهذا الأمر. ومن المصطلحين السابقين يبرُز مفهوم المعرفة (بالإنجليزية: Knowledge) الذي يقوم على مبدأ فهم المعلومات الناتجة من معالجة البيانات واستخدامها وتوظيفها في حل المشاكل المختلفة.