مكونات الحاسب المادية

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٩:٤٢ ، ١٩ نوفمبر ٢٠١٩
مكونات الحاسب المادية

تاريخ الحاسب

لا يخفى على أحد بدايات اختراع الحاسب الآلي، إذ اخترع العالم والفيلسوف الفرنسي بليز باسكال أول آلة حاسبة ميكانيكية عملية في عام 1642، وبعد عدة عقود، طوّرها العالم الألماني ليبنيز إلى شكل آخر بميزات إضافية، وساهم باختراع الكود الثنائي، وهو طريقة لتمثيل أي رقم عشري باستخدام الرقمين صفر وواحد فقط، الذي استخدمه الإنجليزي جورج بول لاختراع فرع جديد من الرياضيات يدعى الجبر المنطقي.

وقد كان 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 الثلاثة من أكثر تقنيات القرن 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.[١]


مكونات الحاسب المادية

تقسم مكونات الحاسب الآلي إلى قسمين؛ القسم الأول هو البرمجيات؛ وهي تمثل جميع الإرشادات التي تخبر الأجهزة عن كيفية أداء المهمة، وتأتي هذه الإرشادات من مطوري البرامج في نموذج النظام الأساسي الذي يتكون من نظام التشغيل ووحدة المعالجة المركزية في الجهاز، أما القسم الثاني فهو الأجهزة المرفقة بالحاسب الآلي، وهي العناصر المادية للكمبيوتر والتي تكمّل عمل البرمجيات،[٢]وهي التي ستكون موضوع حديثنا في هذا المقال، إذ تعرف تلك المكونات بالمكونات المادية والتي تقسم بدورها إلى أربعة أقسام رئيسية هي:[٣]

  • وحدات الإدخال: والتي تستخدم في إدخال المعلومات والبيانات إلى الحاسب الآلي، وتضم المكونات التالية:[٤]
    • الفأرة؛ والتي تستخدم للتّنقل داخل نظام الحاسب الآلي وإصدار الأوامر للحاسب لتنفيذها، ويعتمد مبدأ عملها على الناقل التسلسلي أو ما يعرف بالمنفذ التسلسلي، وفي بعض الحواسيب تستخدم كرة التتبع كبديل للفأرة التقليدية.
    • لوحة المفاتيح؛ والتي تستخدم في إدخال الأرقام والأحرف وكذلك إصدار الأوامر للناقل التسلسلي العام.
    • الماسح الضوئي؛ والذي يستخدم في إدخال الصور والمواد المطبوعة إلى داخل الحاسب الآلي من خلال تحويل الصور أو المستندات والوثائق إلى ملف منسق يستطيع الحاسوب التعامل معه بسهولة.
    • لوحة اللمس؛ بعض الحواسيب مزودة بجهاز يوضع على سطح المكتب لتصدر الأوامر له لتنفيذها من خلال لمس سطح المكتب، إذ إنه من المكونات التي تستجيب للضغط.
    • القلم الضوئي؛ وهو عبارة عن جهاز يشبه القلم يمكّن المستخدم من الإشارة إلى مواضع معينة على الشاشة.
    • عصا الألعاب.
    • الكاميرا.
    • شاشات اللمس.
    • الميكروفون.
  • وحدات الإخراج: وهي التي يأتي عملها بعد وحدات الإدخال، إذ تعتمد وظيفتها الأساسية على إظهار البيانات بعد معالجتها، وتضم المكونات التالية:[٤]
    • الشاشة.
    • الطابعة.
    • السماعات.
    • الراسمة.
    • المحولات الصوتية؛ وهي تقرأ النصوص للمستخدم.
  • وحدات التخزين: وهي التي تمكّن المستخدم من الاحتفاظ بالبيانات والمعلومات سواءً قبل معالجتها أو بعد المعالجة ليسترجعها وقت الحاجة في وقت لاحق، فهي تسهّل عليه البدء في معالجة البيانات من حيث انتهى، وتوفر عليه عناء البدء من جديد في كل مرة يخرج منها من الحاسب الآلي، وتضم وحدات التخزين على ما يلي:[٣]
    • القرص الصلب.
    • القرص المرن.
    • الأقراص الضوئية.
    • أقراص الفيديو الرقمية.
    • الأشرطة المغناطيسية.
    • أقراص CD-R.
    • أقراص CD-RW.
    • أقراص DVD.
  • وحدة النظام: وهي التي تحتوي تقريبًا على جميع المكونات الأساسية للحاسوب وتتكون مما يلي:[٥]
    • وحدة اللوحة الأم.
    • وحدة المعالجة المركزية.
    • وحدة الحساب والمنطق.
    • وحدة التحكم.
    • الذاكرة الرئيسية؛ والتي تضم ذاكرة الوصول العشوائي، والذاكرة المخبئة، وذاكرة القراءة فقط.
    • القرص الصلب أو الثابت.
    • مشغل الأقراص المرنة.
    • مشغل الليزر، ويندرج تحت خانته مشغل أقراص الليزر للقراءة فقط، ومشغل أقراص الليزر للقراءة والكتابة، ومشغل أقراص الليزر للقراءة والكتابة من النوع الرقمي.
    • نواقل البيانات.
    • وحدة الطاقة.
    • كروت الأجهزة المادية، مثل؛ كرت الشاشة أو الفيديو، وكرت الطابعة، وكرت الصوت، وكرت الفاكس.


الفوائد التجارية للحاسب

بعد التعرّف على مكونات الكمبيوتر المادية لا بد من التفكير جيدًا بالفوائد التي سيعود بها اقتناء الجهاز في العمل، فشراء أجهزة كمبيوتر جديدة للعمل يجب أن يكون أكثر من مجرد قرار مالي متعلق بالعمل، وقد يؤثر هذا على نوع الأجهزة التي تختارها، وفيما يأتي بعض النقاط التي يمكن أخذها بعين الاعتبار عند التفكير بشراء جهاز لتسيير الأعمال:[٦]

  • إمكانية تقليل التكاليف عن طريق جعل المهام الروتينية إلكترونية، مثل حفظ السجلات والمحاسبة وكشوف المرتبات.
  • تحسين مدى خدمة العملاء.
  • تطوير اتصال أكثر فعالية داخل العمل أو مع العملاء.
  • زيادة كفاءة العمل وإنتاجية الموظفين.
  • زيادة معنويات الموظف.
  • توسيع عرض العمل أو الوصول إلى أسواق جديدة، على سبيل المثال من خلال متجر على الإنترنت.
  • تطوير ميزة تنافسية من خلال تطبيق تكنولوجيا الأعمال المناسبة.

فإذا شعرت أن شراء أجهزة الحواسيب سيحقق النقاط السابقة ويؤثر على نتائج الأعمال إيجابيًا، فيمكن بعد النظر إلى علاقة التكلفة والمنفعة أن تتخذ القرار المناسب بالشراء، مع مراعاة أن تكلفة الأجهزة تعتمد على مواصفات مكوناتها المادية.


تأثير المكونات المادية على كفاءة الحاسب

تتأثر كفاءة وأداء الحاسب بمواصفات المكونات المادية له، وينعكس ذلك بالتأكيد على تكلفة الكمبيوتر ككُل، ومن أهم المكونات المادية التي لها الأثر المباشر على أداء الجهاز وسرعة تنفيذ المهام ما يأتي:[٧]

  • الأقراص الصلبة: تخزن الأقراص الثابتة جميع البيانات الموجودة على جهاز الكمبيوتر، ولا تؤثر المساحة المتوفرة على القرص الصلب كثيرًا على أداء 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 أداء جهاز الكمبيوتر نظرًا لأنه يمكنها 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، عمومًا، 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.


المراجع

  1. Chris Woodford (2018-12-2), "A brief history of computers"، explainthatstuff, Retrieved 2019-11-14. Edited.
  2. Aaron Parson, "What Is Computer Software & Hardware?"، techwalla, Retrieved 2019-11-14. Edited.
  3. ^ أ ب "HARDWARE", stmonicascollege, Retrieved 2019-11-14. Edited.
  4. ^ أ ب "pcguide4u", pcguide4u, Retrieved 2019-11-14. Edited.
  5. "System Unit", computerit4u.weebly, Retrieved 2019-11-14. Edited.
  6. "Computer hardware for business", nibusinessinfo, Retrieved 2019-11-14. Edited.
  7. "Factors Affecting Computer Performance", techwalla, Retrieved 2019-11-14. Edited.