الحاسوب
لا نكاد نجد شخص واحد لا يستخدم الحاسوب في عصرنا الحاضر وبشكل يومي، ولكن القليل فقط من أولئك المستخدمين يعرف العمليات الداخلية لهذا الجزء الحيوي والمهم جداً في حياتنا.
إن الدماغ البشري في حد ذاته حاسوب متطور، ولا زال العلماء يبذلون المزيد من الجهود واجراء المزيد من الأبحاث للتعرف على كيفية عمله وأسراره.
يشير مصطلح الكمبيوتر إلى "هيكل تقني" يمكنه قبول بعض المدخلات وإنتاج بعض المخرجات، كما يشير بشكل دقيق الى ذلك المكون الإلكتروني الذي يحتوي على "المعالجات الدقيقة" وهو جهاز إلكتروني صغير يمكنه إجراء العمليات الحسابية المعقدة في أقل من غمضة عين.
وتتواجد المعالجات الدقيقة في العديد من المنتجات التي نستخدمها كل يوم، كالسيارات والثلاجات وأجهزة التلفزيون، ولكن أكثرها شهرة هو جهاز "الحاسوب"، الذي يتمثل بأشكال كثيرة، بدءً من الكمبيوتر المكتبي التقليدي إلى الأجهزة المحمولة واللوحية وحتى الهواتف الذكية، والحواسيب فائقة الأداء والخوادم.
في واقعنا اليومي، أصبح مفهوم "الكمبيوتر" مرادفًا تقريبًا لمصطلح الكمبيوتر الشخصي، وتجاوزاً، فقد تم ربط المصطلح ببعض العلامات التجارية، مثل معالجات Intel أو أنظمة تشغيل Microsoft.
ويقوم مبدأ عمل الحاسوب في كل مجالاته على أخذ المعلومات أو البيانات بصورتها الأولية من طرف ما، ثم يقوم بتخزينها ومعالجتها لتصبح جاهزة للاستخدام والتعامل.
ويطلق على التعامل مع المعلومات والبيانات الأولية بالإدخال، في حين تعرف عملية تخزين المعلومات وتجهيزها للاستخدام بالتخزين.
الوصف العام للحاسوب كجهاز
• الجهاز مصمم للاستخدام من قبل شخص واحد في وقت واحد.
• يحتوي الجهاز على بعض المكونات الداخلية الشائعة مثل وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي.
• يسمح الجهاز بتشغيل تطبيقات برمجية محددة، ومصممة لأنشطة العمل، أو اللعب.
• يسمح الجهاز بإضافة وإزالة الأجهزة، أو البرامج حسب الحاجة.
• يتولى نظام تشغيل إدارة الحاسوب ويعمل كحلقة وصل بين المستخدم والمعالج.
آلية "الفهم" في الحاسوب
جهاز الحاسوب ذاته لا يفهم، ولا يقدر على التفاعل والتواصل بالوسائل المتعارفة، فكل عملياته مترجمة من وإلى صيغ ولغات برمجة خاصة يتم اعتمادها وتحويلها، على ما يسمى "نظام العد الثنائي".
لماذا تستخدم أجهزة الكمبيوتر "النظام الثنائي"
في الأيام الأولى للحوسبة، كان من الصعب جدا قياس الإشارات الكهربائية، أو التحكم فيها بدقة شديدة؛ فكان من المنطقي التمييز فقط بين حالتي "ON" (ممثلة بالشحنة السالبة)، وحالة "OFF" ممثلة بالشحنة الموجبة.
ذلك لأن حالة مرور التيار "ON" تمثل تيار الإلكترونات ذات الشحنة السالبة بطبيعة الحال.
حافظت الحواسيب الحديثة على نفس المبادئ الأساسية، وباتت تستخدم اليوم ما يعرف باسم الترانزستور لإجراء العمليات الحسابية باستخدام النظام الثنائي.
مكونات الحاسوب الرئيسة
تتكون الحواسيب من عدة تصنيفات للمكونات الخاصة بها، وهي كالتالي:
أولًا: مكونات مادية
• المعالج أو وحدة المعالجة المركزية "CPU"
هي عبارة عن رقاقة سليكون بحجم 2 بوصة تقع داخل اللوحة الأم مع مكونات أساسية أخرى وهي في الكمبيوتر بمثابة "الدماغ"، وتقوم المعالجات بتنفيذ كل أمر يتم إدخاله أو التقاطه من الذاكرة.
• ذاكرة الوصول العشوائي "RAM"
- هي الذاكرة قصيرة الأمد التي تحتوي بيانات البرامج المفتوحة قيد التشغيل.
- يتم فك ترميز معلومات مستوى نظام التشغيل والتطبيقات، التي يتم كتابتها عادة في التعليمات البرمجية، وتخزينها في ذاكرة الوصول العشوائيRAM" " لمعالجتها في وحدة المعالجة المركزية.
- ذاكرة الوصول العشوائي لا تشبه أبدًا القرص الصلب، إذ تفقد كل بياناتها عند فصلها عن الطاقة.
- عندما تشغل أحد البرامج، يتم تحميل الملفات من محرك الأقراص الصلبة إلى ذاكرة الوصول العشوائي.
- يأخذ كل برنامج قيد التشغيل نسبة مئوية من ذاكرة الوصول العشوائي المتوفرة.
- إذا كنت تشغل الكثير من البرامج دفعة واحدة، فقد تصل سعة ذاكرة الوصول العشوائي إلى حدودها القصوى.
• القرص الصلب
هو الذاكرة طويلة الأمد التي يتم تخزين جميع بياناتك فيها.
• بطاقة الفيديو
- يعد مكونها المحوري وحدة معالجة الرسومات GPU، التي تشبه وحدة المعالجة المركزية، إلا أنها مخصصة فقط لناحية ضمان أفضل جودة ممكنة للعرض في كل المجالات.
- يتم بناؤها مع مئات النوى التي يمكنها التعامل مع آلاف العمليات في آن واحد.
- يتم تثبيت وحدة معالجة الرسومات على بطاقة الفيديو التي تحتوي على العديد من محولات أجهزة العرض المختلفة للاتصال بالشاشة مع مراوح تعمل على تبريد وحدة معالجة الرسومات.
• مكونات أخرى
كمنافذ لأجهزة الإدخال، ووسائل الإخراج، ونظام التبريد، والأسلاك، والتوصيلات، وموارد الطاقة (لكل مكون مصدر طاقة خاص ومختلف عن غيره)، وغيرها.
ثانياً: مكونات برمجية
• نظام التشغيل
- نظام التشغيل على جهاز الكمبيوتر هو صلة الوصل بين الجهاز والمستخدم.
- من أنظمة التشغيل الأكثر شعبية نجد Windows وMac OS وLinux، وكلها متوفرة بأشكال مختلفة.
- يتصل نظام التشغيل في الكمبيوتر بعناصر الأجهزة ويشغلها، ويتحكم فيها، بما في ذلك القرص الثابت والذاكرة والمعالج وأجهزة الإدخال والإخراج.
- وفي الطرف المقابل، يقدم نظام التشغيل واجهة تسمح للمستخدمين بالتحكم في الكمبيوتر.
• التطبيقات "البرامج"
- ما يجعل جهاز الكمبيوتر مختلفًا عن الآلة الحاسبة هو أنه يمكنه العمل بنفسه؛ إذ عليك فقط إعطاؤه التعليمات الخاصة "برنامج"، وانتظر الناتج.
- تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر على عدد من التطبيقات المثبتة على أنظمة التشغيل الخاصة بها.
- يمكن لهذه التطبيقات أن تسهل مجموعة واسعة من الوظائف، بما في ذلك تلك المتعلقة بالعمل والحياة الشخصية والترفيه.
- بالنسبة إلى الاستخدام المكتبي والتنظيمي، تتضمن حزم مثل Microsoft Office وOpen Office تطبيقات لمعالجة النصوص وجداول البيانات والتقاويم.
- كما أن برامج التصميم الجرافيكي وتحرير الصور لها طيف واسع من المستخدمين، بالإضافة إلى برامج البريد الإلكتروني ومتصفحات الويب للوصول إلى الإنترنت.
تواصل الحواسيب "الشبكات"
يمكن ربط أجهزة الكمبيوتر بشكل منتظم معاً، مما يسمح للمستخدمين بمشاركة البيانات والتطبيقات، داخل أماكن العمل والمؤسسات، ومن المألوف جداً ربط أجهزة الكمبيوتر عبر شبكة، مما يوفر الوصول إلى البرامج وقواعد البيانات المشتركة.
كما يعد الإنترنت طريقة يتم فيها توصيل أجهزة الكمبيوتر بالشبكة العنكبوتية العالمية، مما يربط بين أعداد كبيرة من الأشخاص حول العالم من البيئات المحلية والعامة والخاصة بالعمل.
تسمح اتصالات الإنترنت لأجهزة الكمبيوتر بالوصول إلى مواقع الويب واستخدام تقنيات الاتصال مثل البريد الإلكتروني والمراسلة الفورية والشبكات الاجتماعية.
التعليقات المنشورة لا تعبر عن رأي "الشمس" وانما تعبر عن رأي اصحابها.