دليلك لكل ما تود معرفته عن الحاسب

المقدمة :

تمر المجتمعات في هذا العصر في طور تغيرات تقنية واجتماعية كبيرة مردها حدوث ما يسمى بالثورة المعلوماتية أو الانفجار المعلوماتي، وقد شمل تأثير هذا الانفجار مختلف الجوانب الاقتصادية والاجتماعية والسياسية في المجتمعات الحديثة، بدءاً بالأفراد ومروراً بالمؤسسات والهيئات إلى مستوى الحكومات. ونتيجة لذلك فقد تغير نمط معيشة الإنسان، وتغيرت طبيعة الأعمال التي يقوم بها ، بل تغير نمط وأسلوب تفكير الإنسان في المجتمع الحديث. وهذا الحجم الهائل من التغيرات التي تمر بها المجتمعات مردها الأساسي هو التطور الكبير والسريع في تقنيات المعلومات، ويقصد بتقنيات المعلومات ذلك المزيج من تقنيات الإلكترونيات الدقيقة وتقنيات الحاسب وتقنيات الاتصالات وتقنيات حفظ المعلومات التي شهدت جميعها تطوراً كبيراً وسريعاً في السنوات الثلاثين الأخيرة من هذا القرن. ونتيجة لذلك تحولت المجتمعات في هذا العصر إلى "مجتمعات معلوماتية" يعتمد فيه اقتصادها ورفاهية شعوبها اعتماداً كبيراً على تقنيات المعلومات. ولو أننا شبهنا المجتمع بالجسم البشري، فإن أهمية المعلومات في المجتمعات العصرية هي بقدر حاجة جسم الإنسان إلى الدم . والحاسب في المجتمع الحديث ودوره في معالجة البيانات والمعلومات مثلا لقلب يضخ الدم إلى جميع أنحاء الجسم، فالحاسب والمعلومات في المجتمع هما مثل القلب والدم في جسم الإنسان .

تاريخ تطور الكمبيوتر :

لم يكن الكمبيوتر وليد الصدفة، ولكن كان نتيجة عمل وأبحاث ومحاولات كثيرة من العلماء منذ زمن بعيد، ولو أردنا أن نبحث عن تاريخ الآلات التي تساعد الإنسان في تنفيذ العمليات الحسابية ينبغي لنا أن نعود ما يقارب ثلاثة الآف سنة إلى الوراء، وذلك عندما اخترع الإنسان ذلك الجهاز الذي عرف بالمعداد أو الأباكوس ( Abacus ) والذي استخدمها الصينيون. وفي بداية عام 1833م فكر العالم ( تشارلز باباج ) ببناء آلة حسابية كهربائية تعمل آلياً، ووضع تصميماً لها، ويعتبر تصميم هذه الآلة التي فكر العالم (باباج) بصنعها مشابهاً لتصميم الحاسبات الحديثة الآن! ، إلا أن العالم باباج لم يتمكن من اتمام هذه الآلة بسبب أن التكنولوجيا المتاحة حينئذ لم تكن قادرة على بناءها، وعلى الرغم من أن هذا العالم قد أفنى عمره وثروته لتحقيق هذا الحلم إلا أنه توفي عام 1871م، وعلى الرغم من ذلك يطلق المؤرخون على باباج لقب " أبو الكمبيوتر " . وفي عام 1937م بدأت جامعة هارفارد الأمريكية في صناعة أول حاسب آلي اعتماداً على الفكرة والتصميم الذي وضعه العالم (باباج) وقد سمي "مارك1". ثم كان بعد ذلك أول حاسب آلي يعتمد على الأجزاء الإلكترونية وقد سمي هذا الحاسب " إنياك " وقد اكتمل بناءه عام 1946 تحت رعاية وتمويل وزراة الدفاع الأمريكية ، واعتبر سراً محضوراً ، حيث استخدم لأغراض حربية. ولقد بلغ وزن الحاسب "إنياك" ما يزيد عن 30 طناً، ويبلغ ارتفاعه طابقين ويغطي مساحة 15000 قدماً مربعاً من الأرض (حيز منزل كبير). وكان يحتوي على أكثر من 19000 صماماً مفرغاً وأكثر من نصف مليون نقطة لحام ملحومة باليد! ، وعندما تم تشغيله فإنه يستهلك 200كليووات من الطاقة الكهربائية تكفي لتغذية 600 حاسباً شخصياً حديثاً في الوقت الحاضر! ومن المثير للدهشة أيضاً أنه كان عند تشغيل الحاسب "إنياك" فإن جميع الأضواء الكهربائية في غرب الولاية كانت تنطفئ. ويمكن للحاسب "إنياك" إجراء 500 عملية جمع أو 30 عملية ضرب فقط في الثانية الواحدة. ولا يسعنا هنا إلا أن نعرض لك تقريراً كتبه أحد علماء الكمبيوتر بعد دراسة متأنية للتطور المطرد في أبحاث الكمبيوتر حيث قال: " لو أن صناعة السيارات تطورت بنفس المعدل الذي تطورت به صناعة أجهزة الكمبيوتر لأصبح في استطاعتنا شراء سيارة رولزرويس بمبلغ 2,75 دولار ويكون بإمكان تلك السيارة من قطع مسافة 4000 ميل باستخدام جالون واحد من الوقود".


أجيال الحاسب الآلي:

1) الجيل الأول:

كانت أجهزة هذا الجيل في الفترة من 1950م إلى 1959م ، فقد استخدمت في صناعة الحاسب الصمامات الإلكترونية المفرغة و الأسطوانات الممغنطة .

* تعريف الصمامات الإلكترونية المفرغة:

هي أنابيب زجاجية مفرغة ويمكنها أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلى محول ميكانيكي.

عيوب الصمامات الإلكترونية المفرغة:
1) كبيرة الحجم.
2) تستهلك مقداراً كبيراً من الطاقة الكهربائية.
3) سرعتها بطيئة جداً.
4) سهولة كسرها .



2) الجيل الثاني:

كانت أجهزة هذا الجيل من الفترة 1959م إلي 1964م. وذلك نتيجة التطور الذي أدى إلى صناعة الترانزستور (Transistor) الذي استخدم في صناعة الحاسب بدلاً من الصمامات الإلكترونية المفرغة.

* تعريف الترانزستور:

هو وحدة صغيرة جداً تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها بمقدار يختلف باختلاف التيار الداخل لها أي أنها تسمح بالتحكم بشدة تيار كهربائي حسب شدة تيار كهربائي آخر.

كان لاستخدام الترانزستور العديد من المكاسب أهمها:

1) الترانزستور أصغر حجماً من الصمامات المفرغة بحيث يمكن تركيب مائتي ترانزستور في المساحة نفسها المخصصة لصمام مفرغ واحد.
2) يستهلك الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.
3) الترانزستور أسرع كثيراً من الصمامات المفرغة.
4) ينبعث من الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.



3) الجيل الثالث:

كانت أجهزة هذا الجيل في الفترة من 1964م إلي 1972م. فقد حدث تطور إلكتروني آخر بصناعة الدوائر المتكاملة "IC" .

*تعريف الدوائر المتكاملة :

عبارة عن مواد شبه موصلة نقية يتم إضافة شوائب إليها بطريقة معينة ودقيقة للغاية بحيث ينتج عن ذلك تكون مكثفات وترانزستورات ومقاومات وبقية عناصر الدوائر المتكاملة .

مميزات الدوائر المتكاملة :

1) وزنها خفيف .
2) ذات مساحة و حجم صغيرين .
3) قلة ثمنها .

عيوب الدوائر المتكاملة :

1) لا يمكن فصل مكوناتها عن بعضها بعد تصنيعها .
2) لا يمكن إصلاحها إذا تعطلت .

المدخل إلى عالم الحاسب :

إن الحاسوب أو الحاسب أو الحاسب الآلي أو الكمبيوتر هي أسماء لآلة واحدة وهي جميعاً تقابل المصطلح الأجنبي ( Computer ).

* معنى كلمة الكمبيوتر:

إن اسم الكمبيوتر ( Computer ) يعني باللغة العربية " الحاسب " وذلك لأن اسم الكمبيوتر مشتق من الفعل ( to Compute ) أي "يحسب". وهذه هي أول الوظائف التي اخترع الحاسب من أجلها وهي أداء الأعمال الحسابية والإحصائية المعقدة والمكررة.

ويعتقد الكثيرون أن الكمبيوتر هو مجرد آلة لإجراء العمليات الحاسبية لا أكثر، و لكن الحاسب – في واقع الحال - جهاز قادر على إجراء العديد من العمليات الأخرى بالإضافة إلى العمليات الحاسبية مثل: مقارنة قيمتين ومعرفة هل هما متساويتان أم لا، ومقارنة قيمتين وتحديد أيتهما أكبر من الأخرى، ونسخ بيانات من مكان لأخر، واختيار قيمة من البيانات وفق شروط معينة.

والكمبيوتر جهاز لا يعقل ولا يفكر ولا يستطيع أن يحل أي مشكلة بمفرده ولكن يمكن الاستفادة من مكوناته وسرعته حيث نقوم بتلقينه كيفية إجراء العمليات المختلفة .

* تعريف الكمبيوتر:

- يعرف الكمبيوتر على أنه آلة سريعة جداً لا تستطيع التفكير والتمييز .
- هو جهاز إلكتروني يقوم باستقبال البيانات و معالجتها طبقاً لتعليمات محددة على شكل برنامج ثم استخراج المعلومات المطلوبة .
- هو آلة كهربائية مكونة من مجموعة من الدوائر الإلكترونية يقوم بالعمليات الحسابية والمقارنة بعد تزويده بالتوجيهات والأوامر اللازمة .


الفرق بين المعلومات والبيانات:


* تعريف البيانات ( Data ) :

هي العناصر التي نستخلص منها المعلومات بعد المعالجة ( ولا تكون مفيدة بمفردها ).

* تعريف المعلومات ( Information ) :

- هي عبارة عن عناصر البيانات التي تم معالجتها بواسطة الكمبيوتر ( وتكون مفيدة للمستخدم ).
- هي المعاني المدركة للإنسان ، وتمثل ظاهرياً بالبيانات والتي قد تكون نصاً أو صوتاً أو غير ذلك .

مراحل معالجة البيانات:

1) إدخال البيانات ( Input Data ):

هي عملية نقل البيانات والملفات والبرامج من المستخدم إلى داخل الكمبيوتر.

2) معالجة البيانات ( Processing ):

هي إجراء عمليات المعالجة المختلفة على البيانات التي أدخلت وخزنت في الكمبيوتر مثل العمليات الحسابية مثل( + ، - ، * ، ÷ ) أو عمليات المقارنة بين القيم.

3) استرجاع النتائج ( Output Information ):

هي عرض النتائج التي توصل إليها الكمبيوتر على المستخدم إما على شاشة العرض أو على الآلة الطابعة أو غير ذلك .

أقسام البيانات :
تنقسم البيانات إلى قسمين :

1) بيانات رقمية : وهي البيانات التي تأخذ قيماً محددة لا تخرج عنها ، ومثال ذلك حروف الهجاء .
2) بيانات تمثيلية : وهي البيانات التي تأخذ قيماً عديدة غير محدودة ، نحو شدة الصوت أو درجة الحرارة .

جهاز الحاسب كما أسلفنا جهاز إلكتروني ، لذا يستخدم الحاسب إشارات أو نبضات كهربائية ، وحيث أن الإشارة الكهربائية لها حالتين عادة ، وهي إما وجود الإشارة أو عدم وجودها أو أن تكون الإشارة موجبة مثل (+5) فولت أو سالبة مثل (-5) فولت . ولذا فإن تمثيل البيانات داخل الحاسب يكون باستخدام إحدى هاتين الحالتين. لذا تعد بيانات الحاسب بيانات رقمية ثنائية بمعنى أنها تمثل بقيمتين فقط يطلق على كل منها رقم ثنائي أو كلمة بت "Bit" . ويمثل الرقم حالة كهر بائية معينة للإشارة نحو كونها سالبة أو موجبة أو حالة وجود الإشارة أو عدمها . وعند التعبير عن هاتين الحالتين في الحاسب يستخدم رمزين هما (0 ، 1) حيث يمثل الصفر حالة عدم وجود الإشارة أو كونها سالبة ، بينما يمثل الرقم (1) حالة وجود الإشارة أو كونها موجبة . وعند إدخال معلومة للحاسب فإنه لا يدرك البيانات التي يتعامل بها الحاسب ، حيث يعتبر الرقم (0 ،1) الوحدة الأساسية لأي معلومة ، وباستخدام مجموعة من هذه الأرقام الثنائية "البتات" حيث يمثل الحرف (أ) بثمانية أرقام ثنائية ، مثلاً (11000110) ويمكن التعبير عن الرقم (9) بسلسة من أربعة أرقام ثنائية ، مثلاً (1001) وهكذا .

وحدات قياس التخزين في الحاسب الآلي :

1) البايت (BYTE) :
يتكون البايت من سلسة من ثمانية أرقام ثنائية ، وعادة يمثل البايت الواحد حرفا هجائيا معيناً أو رقماً بين (0 ، 9) أوعلامة خاصة نحو علامة الاستفهام أو التعجب .

2) الكيلوبايت (K.Byte) :
يتكون الكيلوبايت من ألف وأربعة وعشرين بايت (1024 بايت )
ويشار له بالرمز "ك بايت " .

3) الميجابايت (M.Byte) :
يتكون من ألف وأربعة وعشرين كيلوبايت (1024 ك بايت )
ويرمز له بالرمز "م بايت" .

4) الجيجابايت (G.Byte) :
يتكون من ألف وأربعة وعشرين ميجا بايت (1024 م بايت )
ويمز له بالرمز "ج بايت" .


استخدامات الحاسب الآلي :

للحاسب استخدامات عديدة فالفرق بينه وبين الأجهزة الأخرى المنتشرة في كل مكان هو انه يفعل أكثر من أمر واحد في نفس الوقت ، أي انه يمكن استخدام الحاسب في أمور كثيرة جداً لا يستطيع الإنسان حصرها ، ليس كبقية الأجهزة مثل "التلفزيون" الذي لا تستطيع فعل شيء به سوى مشاهدة ما يعرضه . ومن بعض الأمور البسيطة التي يمكن للحاسب عملها هي :

- القيام بعمليات حسابية للشركات والمؤسسات وحتى الدول مهما كان حجمها .
- القيام بأعمال معقدة مثل الرسم الهندسي ثلاثي الأبعاد .
- القيام بتصميم وطباعة الرسومات والحركات .
- القيام بطباعة وتنسيق الرسائل والخطابات والمستندات .
- الاستماع للموسيقى .
- القيام بتصفح الجرائد اليومية المختلفة وإرسال الرسائل البريدية عن طريق الإنترنت .