في هذا الباب سوف نتعرف علي:

·                               تعريف الحاسب الآلي (Definition)

·                               عناصر نظام الحاسب (The Parts of a Computer System)

·                               برمجيات الحاسب الآلي (Software)

·                               وسائط التخزين (Storage Media)

·                               مشغلات الأقراص (Disk Drives)

·                               مكونات الحاسب الآلي:

§       وحدات الإدخال (Input Devices)

§       وحدة النظام (System Unit)

§       وحدات الإخراج (Output Devices)

·                               مواصفات حاسب آلي جديد

مقدمة عن الحاسبات

1. تعريف الحاسب الآلي:

الحاسب الآلي هو جهاز إلكتروني يتكون من مجموعة من المواد الصلبة وله القدرة علي استقبال كم هائل من البيانات التي نرغب في إدخالها وتخزينها وكذلك تخزين التعليمات الخاصة بالبرامج التطبيقية للقيام بمعالجة تلك البيانات وإيجاد الحل ثم قادر أيضا علي إخراج هذا الحل بسرعة شديدة يستحيل علي الإنسان القيام بها في وقت وجيز ، ومع ذلك فإن الكمبيوتر في الوقت نفسه لا يستطيع التفكير.

2. مكونات الحاسب الآلي:

يتكون الحاسب الآلي من مفاتيح وأسلاك ولوحات ودوائر إلكترونية وقطع ورقائق إلكترونية مدمجة Ships ومحرك قرص التخزين الصلب Hard Disk ومحرك قرص التخزين المرن Floppy Disk بالإضافة إلى طابعة ولوحة مفاتيح وماوس وشاشة إظهار الصورة. كل هذه المكونات متصلة مع بعضها البعض لتكون نظاما له القدرة علي القيام بمهمات الحسابات واستيعاب معطيات المعلومات كنوع من هذه المهمات ثم التعامل معها لإعطاء النتائج. وحتى يقوم الجهاز بالعمل الذي تريده فهو بحاجة إلى برنامج كواسطة بين تلك المكونات بعضها البعض وبين الوحدة والشخص الذي يقوم بتشغيل الكمبيوتر.

تنقسم المكونات الأساسية للكمبيوتر إلى:

أولا. المكونات المادية Hardware

وهي مجموعة من الأجهزة المنظورة المتصلة بالحاسب وتتحكم في عمل الحاسب أو لها عمل خاص مثل وحدة إدخال أو وحدة إخراج. وتنقسم المكونات المادية إلي ثلاثة أقسام هي:

أ. وحدات الإدخال      Input Unit

1. الفارة                            Mouse                           

2. لوحة المفاتيح                   Key board

3. الماسح                          Scanner                         

4. القلم الضوئي                             Light Pen

5. عصا الألعاب                   Toys tick              

6. الميكرفون                      Microphone

7. الكاميرا                         Camera

ب. وحدات الإخراج   Output Unit

1. الشاشة                          Screen or Monitor          

2. الطابعة                          Printer

3. الراسمة                         Plotter                                     

4. السماعات                       Speakers

ج. وحدة النظام  System Unit

هو الصندوق المعدني الذي يحوى تقريبا جميع مكونات الحاسب الأساسية وتأخذ هذه الوحدة أشكالا مختلفة منها الطولي البرجي ويوضع بجانب الشاشة (Tower) ، ومنها العرضي الذي عادة يوضع تحت الشاشة (Desktop) وتتكون هذه الوحدة غالبا من:

أ. وحدة اللوحة الأم   Mother board

وهي لوحة إلكترونية لها شقوق كثيرة ومتعددة تحمل معظم مكونات وحدة النظام مثل المعالج Processor  وكروت توصيل الأجهزة المادية الأخرى مثل كرت شاشة أو كرت الصوت...الخ

ب. وحدة المعالجة المركزية Control Processing Unit

والمعالج هو عبارة عن رقاقة صغيرة من السيليكون تحتوي علي دوائر إلكترونية معقدة وبها:

1.  وحدة الحساب والمنطق Arithmetic Logical Unit والتي يتم داخلها معالجة العمليات الحسابية والمنطق.

2.  وحدة التحكم Control Unit وهي تعتبر بمثابة الدماغ بالنسبة للحاسب ، ويمكن من خلالها إصدار الأوامر لجميع أقسام الحاسب والتنسيق فيما بينها من أجل القيام بالوظائف المطلوبة فيما بينها

3. المعالجات Processors

وتتنوع المعالجات وتختلف من حيث الأداء والسرعة ، وهي تميز حاسب عن آخر ، وتقاس سرعة المعالج بوحدة ميجاهرتز (MHZ) أي مليون ذبذبة في الثانية الواحدة. ولعل من أشهر المعالجات هي معالجة عائلة الـ Pentium

4. الذاكرة الرئيسية Main Memory (Ram/Rom)

أ. ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory (RAM)

تتألف ذاكرة ألرام من صف أو صفوف من الرقاقات الإلكترونية تعمل كذاكرة عمل مؤقتة ، وتعتبر وحدة العمل الرئيسي بالنسبة للحاسب حيث يوضع فيها كل البيانات والنتائج وتعليمات البرامج للرجوع إليها عند الحاجة ، وبدون هذه الذاكرة لا يستطيع الحاسب العمل. وتحتفظ هذه الذاكرة بكل ما سبق طالما أن الحاسب يعمل وبمجرد إطفاء الحاسب أو انقطاع التيار الكهربي عن الحاسب تفقد هذه الذاكرة جميع محتوياتها.

ب. الذاكرة المخبئة Cashe Memory

وهي ذاكرة إلكترونية خاصة بالمعالج وعادة ما تكون بداخله ، وهي تشبه ذاكرة الرام ولكنها أسرع منها فوقت الوصول يصل إلي حوالي 20NC ويستخدمها المعالج في تخزين بعض البيانات الخاصة والمتكرر استخدامها ليسهل الرجوع إليها بسرعة فائقة.

ج. الذاكرة المقروءة فقط Read Only Memory (ROM)

هي عبارة عن ذاكرة إلكترونية لا نستطيع التغيير في محتوياتها وتحتوى علي معلومات موضوعة من قبل الشركة المصنعة للجهاز أو اللوحة الأم وتفيد هذه المعلومات في عملية التشغيل الأولية (BIOS) للجهاز والقيام ببعض الوظائف الضرورية الأخرى.

5. القرص الثابت الصلب   Hard Disk

وهو عبارة عن أقراص معدنية مطلية بمادة ممغنطة موضوعة داخل علبة محكمة الإغلاق ومفرغة من الهواء إذ تخزن المعلومات فيه بشكل دائم مع إمكانية حذفها أو إعادة تخزينها فيه. ويعتبر القرص الصلب مخزن للمعلومات في الحاسب ، ويمتاز القرص الصلب أيضا بسرعة الوصول للبيانات عالية مقارنة ببقية أنواع الأقراص الأخرى تصل إلى حوالي 10 مليون جزء من الثانية.

6. مشغل الأقراص المرنة Floppy Disk Drive

وهو الجهاز الخاص  بتشغيل الأقراص المرنة المتنقلة ، ويقوم بعمليات قراءة وتخزين البيانات من وإلى القرص المرن. أما الأقراص المرنة فهي تتكون من اسطوانات مصنوعة من مادة بلاستيكية ومطلية بمادة مغناطيسية بنية اللون وتمتاز بأنها مخازن متنقلة ولكن سعتها التخزينية محدودة ، ويوجد مقاسات من هذه الأقراص  نذكر منها قرص 5.5 بوصة ، 8.5 بوصة (وهي لا تستخدم حاليا) ، وأقراص مقاس 3.5 بوصة وهي أقراص مغلفة بغطاء بلاستيك صلب مربع للحماية يبلغ طول ضلعه 3.5 بوصة  كما يوجد به ثقب للحماية من التسجيل وبفتحه يمكن التخزين والقراءة وتتراوح السعة التخزينية لهذه  الأنواع  ما بين    MB 1.44  إلى  MB 3

7. مشغل القرص الليزر- CD-Rom-Ram  Laser Disk Drive

هو جهاز خاص بتشغيل الأقراص الليزرية الخاصة بهذا النوع  من المشغلات ، وتستخدم هذه المشغلات شعاع الليزر بدلا من الممغنطة لعمليات قراءة وتخزين البيانات من وإلى قرص الليزر ، وتتميز أقراص الليزر بالسعة التخزينية الكبيرة والتي تبدأ من MB 650. ويوجد منها أنواع حسب القدرة علي إعادة الكتابة ونوع البيانات المخزنة كما يلي:

أ‌.   مشغلات أقراص الليزر للقراءة فقط

                                   Compact Disk Read Only Memory Drive(CD-ROM)

وهي المنتشرة في جميع الأجهزة المتوفرة الآن وهي تستطيع قراءة أقراص الليزر المقروءة فقط ولا يمكن إعادة الكتابة أو التخزين علي الأقراص. أما السعة التخزينية للأقراص المقروءة تبلغ حوالي MB 650 في معظم الأحوال

ب‌. مشغلات أقراص الليزر للقراءة والكتابة

                        Compact Disk read and Write Memory Drive (CD-RAM)

وهي مشغلات تشبه مشغلات الأقراص CD-ROM ولكنها تختلف عنها في إمكانية إعادة الكتابة علي هذه الأقراص.

ج‌.  مشغلات أقراص الليزر للقراءة والكتابة من النوع الرقمي

             Digital Video Disk Read and Write Memory Drive (DVD-RAM)

وهي ذات سعات تخزينية كبيرة جدا تبلغ أكثر من 2.7 وهي مشغلات أقراص ليزرية ذات تقنية تخزين الفيديو وغيرها من البيانات التي تحتاج إلى سعات تخزينية كبيرة وهي تستخدم في تخزين الأفلام.

8. ناقل البيانات Data Bus

عبارة عن الكابلات الخاصة التي تستخدم في توصيل أجزاء الحاسب الخاصة بالبيانات ومن أشهرها:

·    ناقل بيانات المعالج لنقل البيانات من وإلى المعالج ويكون معدل النقل به عالي جدا

·    ناقل بيانات الذاكرة لنقل البيانات بين المعالج والذاكرة الرئيسية RAM

·    ناقل المخرجات لاتصال الحاسب بالأطراف التي تم توصيلها بالحاسب مثل القرص الصلب ومشغلات الأقراص وغيرها.

9. وحدة الطاقة Power Supply

هي الوحدة الخاصة بإمداد التيار الكهربي اللازم لأجزاء الحاسب بالجهد والأمبير المطلوبين كل حسب حاجته.

10. كروت الأجهزة المادية Hardware Cards

مثل كروت الشاشة والصوت والفاكس والموديم ... وغيرها.

ثانيا البرمجيات Software

تعتبر من مكونات الحاسب الغير منظورة وهي عبارة عن مجموعة من التعليمات التي تحدد مهام الحاسب والتي تخبره بما يفعله من وظائف ، وتتكون من:

·    نظم تشغيل                    Processing System

·    تطبيقات                       Applications

·    قواعد بيانات                   Data Base

ويلاحظ أن المكونات المادية والبرمجيات وحدة متكاملة بحيث لا يمكن أن يعمل أحدهما بدون الآخر

ثالثا مستخدمي الحاسب Users

هم الأشخاص الذين يتعاملون مع الحاسب وينقسموا إلى:

1. المستخدمين المبتدئين Beginner Users

هم مستخدمي بعض برمجيات الحاسب من نظم تشغيل أو برامج تطبيقية جاهزة بطريقة سطحية وليس لديهم الخبرة الكافية في حل المشكلات التي تواجههم مع هذه البرمجيات.

2. المستخدمين المتخصصين Professional Users

هم مستخدمي برمجيات الحاسب من نظم تشغيل أو برامج تطبيقية جاهزة أو لغات حاسب أو إنشاء قواعد بيانات والتعامل مع الشبكات ولديهم الخبرة الكافية في حل المشكلات التي تواجههم أثناء تعاملهم مع هذه البرمجيات فمنهم المتخصصين في برامج تطبيقية معينة ولغات حاسب معينة يستخدموها في عمل تصميمات محددة ويطلق عليهم مصممين (Designers) ، ومنهم متخصصين في صيانة الحاسب (Maintenance) ، ومنهم متخصصين في تحليل النظم (Analysis System) ويطلق عليهم محللين نظم ، والبعض الآخر يستخدمون لغات الحاسب المختلفة في إنتاج البرامج التعليمية والصحية والألعاب ... الخ  ويطلق عليهم مبرمجين (Programmers) ، وآخرون متخصصين في إنشاء مواقع علي الإنترنت يسمى (Developers).

رابعا البيانات DATA

لابد من التعرف علي البيانات والمعلومات وأنواعها حيث أنها تلعب دورا كبيرا أثناء التعامل مع الحاسب الآلي . حيث أن:

البيان: هو عنصر خام لم يتم تشغيله

المعلومة: هي معالجة البيانات وتشغيلها لاستخراج المعلومة ، ويمكن للمعلومة أن تحتوي علي أكثر من بيان مثل: معدل المواليد العام يحتوي علي بيانين (عدد المواليد أحياء – عدد السكان).

تعتبر البيانات أو المعلومات التي يتم التعامل معها متنوعة فمنها الحرفية والعددية والصور والرسومات والأصوات والأفلام. فكل نوع من هذه البيانات يمكن الاحتفاظ بها داخل ملف علي وسائط تخزين باسم وشكل معين والجدول التالي يبين بعض أنواع ملفات البيانات:

برمجيات الحاسب الآلي:

لابد من  التعرف علي برمجيات الحاسب الآلي (Software) والتي لا يمكن للحاسب الاستغناء عنها وهي قد تكون نظام تشغيل (Operating System) أو لغة حاسب (Computer  Language) أو برنامج تطبيقي جاهز أو معد مسبقا (Application) مثل نظام المعلومات الصحي أو نظام المستشفيات، فمن هذه البرامج ما لا يمكن الاستغناء عنها عند تشغيل الحاسب. ومنها ما يستخدم عند الرغبة في البرمجة (كتابة البرامج) وأخرى تستخدم بكل سهولة في تحقيق رغبات المستخدم من كتابة الرسائل أو عمل جداول حسابية أو قواعد بيانات .......... الخ

من  برمجيات  الحاسب  التي سوف تتعرض عليها  في  هذا  الكتاب  نظام  التشغيل

(Microsoft Windows XP)  وأحد برامج (Microsoft Office XP) وهو برنامج معالجة الكلمات (Microsoft Word XP)  ، ومن الملاحظ حدوث تطور هائل في برمجيات الحاسب الآلي لكي تواكب عصرنا هذا حيث لم تعد قاصرة علي استخدامها في الحاسبات الشخصية فقط ولكن أصبحت  تستخدم حاليا بصورة أوسع علي الشبكات المختلفة (LAN, WAN and Internet) ، ومن  هذه  البرمجيات لغات

( (Visual C++, Visual Basic, Visual Studio 6.0, Visual FoxPro, Visual InterDev   

حيث تم تطوير كل هذا وجمعه داخل حزمة برمجيات  (Microsoft Visual Studio)

والجدول التالي يبين تصنيف لبعض برمجيات الحاسب وأمثلة عليها:

مشكلة:

حاول طالب فتح ملف Health.XLS موجود بجهاز الحاسب فأعطى له نظام التشغيل صندوق به رسالة يطلب منه تحديد اسم التطبيق المناسب لفتح هذا الملف فلم يستطيع الطالب العثور علي التطبيق المناسب فطلب المساعدة من معلمه. كيف تستطيع حل هذه المشكلة من وجهة نظرك حتى يمكن التعامل مع هذا الملف؟

ملحوظة:

كل برمجيات الحاسب لها حد أدنى من المتطلبات المادية (Hardware) حتى يمكن التعامل معها وأيضا توجد برمجيات تعتمد علي برمجيات أخرى لكي يتم تشغيلها والتعامل معها

فمثلا: قد يتطلب لتشغيل نظام النوافذ (Windows XP) جهاز بمواصفات مناسبة وكارت شاشة (Display Adapter)  يعطي أبعاد 600×800 علي الأقل. وهناك بعض البرامج التعليمية المستخدم معها الوسائط المتعددة والتي تعتمد علي برنامج معين مثل برنامج (Media Player) أو (Real Player)عند تشغيلها.

وسائط التخزين  (Storage Media)

تعتبر وسائط التخزين من الأشياء المهمة عند التعامل مع الحاسب الآلي ولابد من استخدامك لها حتى يمكنك التعامل مع البرمجيات والبيانات والمعلومات. ومع تضخم البيانات وبرمجيات الحاسب الآلي كان لابد من تطوير وسائط التخزين وزيادة سعتها التخزينية وصغر حجمها الخارجي.

والجدول التالي يبين لك بعض وسائط التخزين من حيث الشكل والنوع والمواصفات:

موقف:

ذهب أحد الطلاب ليشاهد ويستمع إلى محاضرة يستخدم فيها المحاضر جهاز الحاسب الألي فلاحظ المحاضر يخرج من جيبه شيء يشبه الميدالية ثم قام بتثبيته بوحدة نظام الحاسب من الخلف فتساءل الطالب عن هذا الشيء وفيما يستخدم؟

هل تعرف ما هو هذا الشيء؟

هناك  أنواع  أخرى من وسائط التخزين منها قرص يطلق عليه اسم (Flash Disk)  أو Removable Disk)) وهو يمتاز بصغر حجمه وسهولة حمله حيث له أشكال تشبه الميدالية ، ومن مميزاته أيضا أنه عند استخدامه يثبت بمنفذ (Port) خلف أو أمام وحدة النظام وهذا المنفذ يطلق عليه اسم USB (Universal Serial Bus)  ولا يحتاج إلى فتح وحدة النظام لتثبيته وسوف نتعرض لهذا المنفذ فيما بعد حيث توجد أنواع وأشكال عديدة منه

بعض مواصفات (Flash Disk)

يستخدم هذا النوع من وسائط التخزين مثله كمثل القرص الصلب المتنقل ولكن حجمه صغير حيث يوجد منه ذات سعته التخزينية تتراوح ما بين 16 ميجابايت و 2 جيجابايت وسعره يزداد كلما زادت سعته التخزينية .  ومن مميزاته سهولة  التنقل به وسرعة التعامل معه حيث لا يستدعى لفك وحدة النظام (System Unit)  عند