محتويات
جهاز الكمبيوتر
جهاز الكمبيوتر، أو كما يعرف بالحاسوب، أو الحاسب الآلي هو عبارة عن آلة مكوّنة من مجموعة دوائر إلكترونيّة، وبرمجيّات خاصة تعمل معًا لاستقبال البيانات، ومعالجتها، وتحويلها إلى معلومات ذات قيمة لتحفظ فيما بعد في وسائط التخزين المختلفة، كما يمكن تبادل هذه المعلومات مع أجهزة أخرى متوافقة، ويمكن التعبير عن جهاز الكمبيوتر بأنّه جهاز يستخدم للمساعدة في حلّ المشاكل المعقدة من خلال مجموعة من الخورازميات ذات الخطوات البرمجيّة المخصصة لحلّ هذه المشاكل.[١]
مكوّنات جهاز الكمبيوتر
المكوّنات الماديّة
فيما يلي ذكر للمكوّنات الماديّة لجهاز الكمبيوتر:
- وحدة النظام: تتكوّن وحدة النظام من عدد من الوحدات الأخرى المتمثلة بكل مما يلي:[٢]
- المعالج: وهو مركز جهاز الكمبيوتر والعقل المدبر له، والذي يستقبل الأوامر ويعالجها ويقدم نتائجها على هيئة معلومات يمكن الاستفادة منها، والمعالج من الناحيّة الفيزيائيّة قطعة مربعة الشكل وخفيفة الوزن تتكون من عدد كبير من الترانزستورات المجموعة في شريحة من السيليكون، ومثبتة على قطعة المعالج المربعة من خلال إيصالها بالإبر التي تكون أسفل غلاف المعالج.
- اللوحة الأم: تعد اللوحة الأم القطعة التي توصل إليها جميع مكوّنات جهاز الحاسوب الأخرى، ووظيفتها تكمن في التنسيق والسماح بالتعاون بين جميع الأجهزة من أجل نقل البيانات، وتوصيل المعلومات لمختلف أجزائها من خلال الناقل المحلي.
- مزود الطاقة: هو عبارة عن صندوق يقع في الجزء الخلفي من صندوق الجهاز، ومهمته الرئيسيّة تزويد جهاز الكمبيوتر بالطاقة اللازمة لتشغيله.
- كرت الصوت: وهو عبارة عن بطاقة تسهل المدخلات والمخرجات من الإشارات الصوتيّة القادمة والخارجة من جهاز الكمبيوتر محكومة برقابة برامج الكمبيوتر.
- كرت الشاشة: يفيد كرت الشاشة في عرض الصور التي تنفّذ في وحدة التحكم، وتنقل إلى الذاكرة العشوائيّة رام لتعرض على الشاشة باستخدام هذا الكرت.
- وحدة التخزين: تتكوّن هذه الوحدة من أقراص ممغنطة تدور وتحتوي على لاقط كهرومغناطيسي ليقرأ ويكتب من وإلى السطح الممغنط لهذه الأقراص، وأهم ما يميّز كل قرص صلب عن غيره هو سعته التخزينيّة وسرعة دورانه.
- الذاكرة: وهي ذاكرة الوصول العشوائيّة أو الذاكرة المؤقتة في الجهاز، إذ تستخدم الذاكرة المؤقتة في تخزين البيانات والأوامر لمعالجتها وإخراجها بعد ذلك للتنفيذ، وتلعب الذاكرة دورًا كبيرًا في سرعة الكمبيوتر لمعالجة المعلومات؛ فكلما كان حجمها كبيرًا كلما زادت المعلومات المعالجة في مدة زمنية معيّنة، كما أنّ الذاكرة لا تحتفظ بالمعلومات أو البيانات بداخلها بعد إغلاق الجهاز.
- وحدات الإدخال: تتباين وحدات الإدخال في المهمات التي تقوم بها كونها تدخل البيانات على شكل صوت أو صورة أو فيديو، وهي كالتالي:[٢]
- الكاميرا: تستخدم هذه الوحدة للتواصل عبر الويب من خلال نقل صورة فوريّة بين جهتي اتصال أو أكثر، وتكون رقميّة في العادة لترسل الصور إلى مزود الويب بطريقة متواصلة أو متقطعة، وتستخدم الكاميرا في برامج المحادثات والتواصل الاجتماعي.
- الماسح الضوئي: يدخل الصور والرسومات إلى جهاز الحاسوب بعد تحويلها من طبيعتها الرسميّة إلى صورة رقميّة تتلاءم مع طبيعة الكمبيوتر، ولتسهيل تخزينها في ملف واستدعائها وقت الحاجة إليها.
- الفأرة: تستخدم يدويًّا للتأشير على واجهة رسوميّة والنقر عليها، وتعتمد في ذلك على حركتها فوق سطح مساعد، ومن الجدير بالذكر أنّ الفأرة تحتوي على بعض البرامج التعليميّة مثل؛ برامج اللغة.
- لوحة المفاتيح: تتكوّن هذه اللوحة من مجموعة أزرار تستخدم لإدخال البيانات إلى جهاز الكمبيوتر، وتمثل هذه الأزرار مجموعة من الحروف والأرقام والرموز.
- الميكروفون: يستخدم لتسجيل الأصوات وإدخالها إلى الحاسوب لإجراء محادثات عبر الإنترنت، وإعطاء أوامر للحاسوب في بعض الأجهزة الحديثة، كما ويستخدم في بعض البرامج التعليميّة كبرامج اللغة.
- وحدات الإخراج: هي الوحدات المسؤولة عن إخراج البيانات على هيئة ملف صوت، أو صورة، أو فيديو وتتمثل فيما يلي:[٢]
- السماعات: وهي وحدة تستخدم لإخراج الصوت من الكمبيوتر.
- الطابعة: عبارة عن جهاز ينشئ نسخة ورقيّة من ملف محفوظ على جهاز الحاسوب من خلال ربط الطابعة مباشرة بالكمبيوتر باستخدام كابل، أو توصيلها بشبكة حاسوبية تربط بينها وبين الكمبيوتر، أو توصيل كاميرا رقميّة بها أو بطاقة ذاكرة.
- الشاشة: وهي من أهم مكوّنات الكمبيوتر التي تعرض كل ما يفعل على الكمبيوتر، ولا يمكن استخدام جهاز الكمبيوتر من دونها.
المكوّنات البرمجيّة
تمثل المكوّنات البرمجيّة مجموعة من البرامج والتطبيقات المنفذة من قبل جهاز الكمبيوتر، كما أنها تمثل حلقة الوصل بين المبرمج والكمبيوتر، وتنقسم إلى:[٣]
- نظام التشغيل: هو برنامج معقد يدير موارد النظام، وينفذ البرامج التطبيقيّة، بالإضافة إلى إمكانيّه تنفيذه أكثر من مهمة في الوقت ذاته، ومن الأمثلة على أنظمة التشغيل ماكنتوش، وبيوس، ونوفل، والدوس، واللينوكس، واليونكس، والويندوز.
- البرامج التطبيقيّة: هي برامج مكتوبة من قبل المستخدم أو يحصل عليها جاهزة لتنفيذ تطبيق معين؛ كمعالجات النصوص، وبرامج الرسوميّات، وبرامج التصميم باستخدام الحاسوب وغيرها.
- برامج الإقلاع: تمثل برامج تخزن في الذاكرة روم، ومن خلالها تفحص جميع مكوّنات الحاسوب، والإبلاغ عن الأخطاء في حال وجودها، وتحمل برامج قيادة الأجهزة الطرفيّة المرتبطة بالحاسوب إلى الذاكرة الرئيسيّة، كما وتحمل برنامج نظام التشغيل إلى الذاكرة وتسلم السيطرة له.
- المجمعات والمترجمات: وهي عبارة عن برامج تستخدم للترجمة وتحويل برامج المستخدم المكتوبة بلغات البرمجة العليا أو لغة التجميع إلى لغة الآلة.
فوائد جهاز الكمبيوتر
من أهم فوائد جهاز الكمبيوتر للمستخدم والمجتمع ما يلي:[٤]
- القدرة على تخزين المعلومات والملفات واسترجاعها وقت الحاجة، إذ يمكن للمستخدم استخدام جهاز الكمبيوتر لتخزين كمية كبيرة من المعلومات والبيانات والملفات؛ كالأغاني والفيديوهات والألعاب والأفلام والكتب والصور وغيرهم.
- كتابة النصوص وامتلاك خاصية التعديل عليها وتصحيح الأخطاء الإملائية الموجودة في تلك النصوص المتمثلة بالكتب والأخبار والخطابات والرسائل والوثائق وغيرهم.
- القدرة على حلّ المسائل الرياضية الصعبة والمعقدة.
طرق الحفاظ على الكمبيوتر
غالبًا ما يبدأ جهاز الحاسوب بالقصور في العمر بعد مرور 5 سنوات من شرائه، وعندها يبدأ المستخدم رحلة البحث عن جهاز بديل، وهو ما يعني إنفاق الكثير من المال، ولكننا سنبين فيما يلي طرق الحفاظ عليه لأطول فترة ممكنة واستخدامه بصورة صحيحة:[٥]
- الحرص على تنظيف الجهاز أولًا بأول من الأغبرة والأتربة العالقة به، والتي يلتقطها من الجو.
- ترك المكان مفتوحًا وفارغًا بالقرب من المروحة الخاصة بالحاسوب كي تعمل بكفاءة أكبر.
- تحميل برنامج مضاد الفيروسات على الجهاز لتنظيفه منها وعدم السماح لها بإفساد البرامج.
- تعيين كلمة سرّ للحاسوب تمنع وصول الآخرين والأطفال إلى الحاسوب الشخصي أو العبث بالملفات.
- التخلص من الملفات المحذوفة في سلة المهملات أولًا بأول للحدّ من الطاقة التخزينية الفائضة.
- إطفاء الحاسوب بعد الانتهاء من استخدامه ليرتاح فترة من الزمن.
أنواع الكمبيوتر
تتعدد أنواع الحواسيب، فيما يأتي توضيح بعض هذه الأنواع:[٦]
- حاسوب مكتبي: يُستخدم هذا الحاسوب في المكاتب على اختلاف أنواعها وأماكنها.
- حاسوب شخصي: هو الحاسوب المُستخدم من قِبَل شخص واحد فقط على الدوام.
- حاسوب عملاق: دون شك هو أكبر أنواع الحواسيب حجمًا وأعلاها سعرًا، وهو عبارة عن جهاز واحد أو عدة أجهزة موصولة ببعضها البعض، ويُستخدم في أغلب الأوقات في التجارب العلمية الكبيرة لقدرته على معالجة بيانات كبيرة للغاية.
- حاسوب محمول: حاسوب ذو حجم صغير يمكن حمله أثناء التجوال خارج المنزل أو العمل.
مجالات استخدام الكمبيوتر
لا يمكن لنا أن نحصر استخدامات الكمبيوتر في سطور بسيطة، إذ أننا لا نبالغ بالقول بأنه غزا حياتنا بأكملها، وأصبح لاعبًا أساسيًا في جميع الأشغال والوظائف والتفاصيل، ومن ذلك نذكر:[٧]
- العلوم الطبية: إذ يستخدم الكمبيوتر لإصدار نتائج الفحوصات المخبرية وتحاليل الدم والتعرف على الأمراض.
- الأبحاث الكونية: التي يتمكن علماء الفضاء من خلالها التعرف على الأجرام السماوية وخصائصها ومزاياها عبر وصلها بالأقمار الصناعية.
- العلوم العسكرية: من خلال أجهزة مراقبة الأعداء وإطلاق الصواريخ أوتوماتيكيًا وتصميم الأسلحة والمعدات الحربية.
- المصارف والبنوك في علوم الاقتصاد: من خلال إجراء المعاملات إلكترونيًا وإصدار الشيكات ونقل الأموال.
- المجال الهندسي: من خلال استخدام البرامج في التصميم في الهندسة المعمارية والمدنية وغيرها.
- التعليم والمعرفة: فالكمبيوتر أحد أهم الأدوات البحثية التي تعتمد عليها دراسة الطلبة في المعاهد والجامعات.
تأثير المكونات المادية على كفاءة الكمبيوتر
تتأثر كفاءة وآداء الحاسب بمواصفات المكونات المادية له، وينعكس ذلك بالتأكيد على تكلفة الكمبيوتر ككُل، ومن أهم المكونات المادية التي لها الأثر المباشر على آداء الجهاز وسرعة تنفيذ المهام ما يأتي:[٨]
- الأقراص الصلبة: تخزن الأقراص الثابتة جميع البيانات الموجودة على جهاز الكمبيوتر، ولا تؤثر المساحة المتوفرة على القرص الصلب كثيرًا على آداء الكمبيوتر، إلا أن سرعة القراءة والكتابة لها تأثير كبير، فمثلًا يتمكن القرص الثابت الذي يدور بسرعة 7200 لفة في الدقيقة من معالجة البيانات بسرعة أكبر بكثير من القرص الثابت الذي يدور بسرعة 5200 لفة في الدقيقة، وتعد محركات الأقراص الصلبة نوعًا من ذاكرة الفلاش التي لا تعتمد على الأجزاء المتحركة، مما يجعلها أسرع من الأقراص الصلبة الدورانية القياسية.
- سرعة المعالج: يحدد المعالج مدى سرعة تشغيل الكمبيوتر، وتُعد المعالجات الأسرع أفضل بالنسبة للتطبيقات مثل الألعاب وتحرير الفيديو؛ لأنها تعرض البيانات من أجهزة الكمبيوتر إلى الشاشة بسرعة، وتساهم المعالجات التي تحتوي على أكثر من نواة واحدة أيضًا في تحسين آداء جهاز الكمبيوتر؛ نظرًا لأنه يمكّنها من أداء مهام متعددة في نفس الوقت.
- الذاكرة المثبتة: يحدد مقدار ونوع الذاكرة المثبتة على جهاز الكمبيوتر مقدار البيانات التي يمكن معالجتها في وقت واحد، إذ ستؤدي الذاكرة الأسرع والأكبر من ذاكرة الوصول العشوائي إلى جعل الكمبيوتر أسرع، كما أن استخدام تطبيقات تستهلك ذاكرة الوصول العشوائي ستؤدي إبطاء الكمبيوتر كثيرًا.
- مكونات معالجة الفيديو: تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر على أجهزة معالجة الفيديو على اللوحة الأم، بينما تحتوي أجهزة الكمبيوتر الأخرى على بطاقة فيديو مستقلة، وعمومًا تُعد أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على وحدة معالجة رسومية مستقلة GPU أفضل في عرض الصور المعقدة والفيديو من أجهزة الكمبيوتر التي تحتوي على GPU على اللوحة الأم، وتحدد بطاقة الفيديو جزئياً البرامج التي يمكن تشغيلها وكيف عملها بسلاسة.
- أعمال الصيانة: حتى الكمبيوتر المصنوع من أحدث المكونات المادية يحتاج إلى صيانة مستمرة، إذ إن تثبيت التحديثات وإبقاء الكمبيوتر خاليًا من البرامج الضارة، سيساعد برنامج مكافحة الفيروسات والمسح المنتظم في تجنب المشكلات، كما أن إلغاء تجزئة الكمبيوتر وتنظيف الملفات القديمة وإغلاقه بانتظام من العوامل المؤدية للحفاظ على سلامة الكمبيوتر.
تاريخ الكمبيوتر
أول شخص حاول صُنع آلة حاسبة قابلة للبرمجة هو العالم الإنجليزي تشارلز بابج، والتي كانت تحتوي على مُدخِلات وذاكرة ومعالج ومُخرِجات، وهي المكونات الأساسية المشتركة بين جميع أجهزة الحاسوب، ثم جاء الإحصائي الأمريكي هيرمان هوليريث وبنى واحدة من أول الآلات الحاسبة العملية للمساعدة في تجميع بيانات التعداد السكاني في أمريكا، ثم طُوِّرت آلات حاسبة أقوى من قِبل عالم الحكومة الأمريكي فانيفار بوش من خلال بناء جهاز يسمى "المحلل التفاضلي"، ثم طوّرها لتُصبح الآلات الحاسبة التمثيلية أو التناظرية التي تخزن الأرقام، بعد ذلك اكتشف عالم الرياضيات كلود شانون كيف يمكن ربط الدوائر الكهربائية معًا لمعالجة الكود الثنائي مع الجبر المنطقي، واستخدمها فيما بعد في أبحاثه التي نتج عنها إنشاء القنبلة الذرية، إلى جانب الخروج بفكرة جهاز تخزين ومشاركة الذاكرة ميمكس، وقد كانت مصدر إلهام لشبكة الإنترنت فيما بعد، وهي ضمن أكثر تقنيات الثلاثة للقرن العشرين انتشارًا.
أما العالم آلان تورينج فقد نشر ورقة رياضية رائدة وصف فيها كمبيوترًا نظريًا يُعرف الآن باسم "آلة تورينج"؛ وهي عبارة عن معالج معلومات بسيط ينفّذ سلسلة من التعليمات، وقراءة البيانات، وكتابة النتائج، ثم الانتقال إلى التعليمات التالية، وقد كان لأفكاره دورًا محوريًا في تطوير آلات كسر الشفرات التي ساهمت بدور رئيسي في انتصار بريطانيا في زمن الحرب، كما ساهمت في إنشاء العديد من أجهزة الكمبيوتر التجريبية، بعد ذلك بدأت أجهزة الكمبيوتر العملاقة القوية في الظهور على يد الألماني كونراد زوس والذي صممه في غرفة معيشة والديه، وتوالت بعدها التطوّرات إلى أن ظهر أول حاسوب رقمي في جامعة هارفارد على يد العالم هوارد أيكن برعاية شركة IBM، وقد بلغ طوله 15 مترًا.
وقد كانت معظم الآلات المطورة في ذلك الوقت كانت مخصصة للأغراض العسكرية، ثم ظهر في وقت لاحق أول حاسوب رقمي إلكتروني للأغراض العامة ولكسر الشيفرة، وكانت فكرته مستوحاة من محلل بوش التفاضلي، وبلغ طوله حوالي 24 مترًا، وكان يزن حوالي 30 طنًا، وفي عام 1957 صمم نيومان "الكمبيوتر المتميز الإلكتروني المتغير التلقائي"؛ الذي ساعد في تحديد كيفية تخزين الجهاز لبرامجه ومعالجتها، ووضع الأسس لآلية عمل جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة بعدها ظهر "الحاسوب الأوتوماتيكي"، وقد تلاه أول كمبيوتر تجاري واسع النطاق في العالم، لتظهر بعد ذلك ثورة الإلكترونيات الصغيرة التي كانت وليدة اكتشاف الترانسستور وأشباه الموصلات؛ مثل الجرمانيوم والسيليكون والدوائر المتكاملة، التي أدت إلى تطوير تقنية الهاتف وصناعة الحواسيب الشخصية العادية والمحمولة والإلكترونيات الحديثة ورقاقات الذاكرة ومُعالجات دقيقة بأحجام أصغر بكثير.[٩]
المراجع
- ↑ Ahmed Abuelfateh (7-6-2018)، "مقدمة عن (الكمبيوتر - الحاسب الآلي - الحاسوب) تعريفه، أنواعه، ومكوناته"، abuelfateh، اطّلع عليه بتاريخ 29-7-2019. بتصرّف.
- ^ أ ب ت "مكونات الكمبيوتر"، thaqafnafsak، اطّلع عليه بتاريخ 29-7-2019. بتصرّف.
- ↑ "ماهي مكونات الحاسب الالي؟"، specialties.bayt، اطّلع عليه بتاريخ 29-7-2019. بتصرّف.
- ↑ Karem Youssef (19-12-2017)، "فوائد وأضرار الحاسوب تعرف على إيجابيات وسلبيات الكمبيوتر"، for4tech، اطّلع عليه بتاريخ 27-8-2019. بتصرّف.
- ↑ "5 نصائح مهمة لمستخدمي الكمبيوتر.. ماهي؟"، العالم ، اطّلع عليه بتاريخ 2019-8-16. بتصرّف.
- ↑ "فوائد الحاسوب"، mwthoq، اطّلع عليه بتاريخ 17-7-2019. بتصرّف.
- ↑ "مجالات استخدام الحاسوب "، موسوعة كله لك ، اطّلع عليه بتاريخ 2019-8-8. بتصرّف.
- ↑ "Factors Affecting Computer Performance", techwalla, Retrieved 2019-11-14. Edited.
- ↑ Chris Woodford (2018-12-2), "A brief history of computers"، explainthatstuff, Retrieved 2019-11-14. Edited.
