2 بنية جهاز الحاسوب

1_2 نظام الترقيم
 النظام الرقمي و التماثلي

يتعامل الحاسوب مع البيانات بصورة رقمية فما معنى ذلك؟
بشكل عام في عالم الإلكترونيات إذا أردنا نقل بيانات من مكان إلى آخر بغض النظر عن بعد هذين المكانين عن بعضهما فلا بد من أن :
• أولاً : يجب أن يتم تحويل هذه البيانات إلى إشارات قابلة للنقل .
• ثانياً : تنقل هذه البيانات إلىالطرف الآخر على شكل إشارات إلكترونية .
• ثالثاً : يقوم الطرف الآخر بتحويل هذه الإشارة إلى بيانات مرة أخرى .
إن عملية نقل البيانات ( الخطوة الثانية ) يمكن ان تتم بإحدى طريقتين :
• الطريقة الرقمية : وفيها ترسل المعلومات من طرف إلى آخر على شكل سلسلة من الإشارات كل إشارة قيمتها 1 أو صفر ، مثلاً قد تكون سلسلة الإشارات على الشكل التالي : 00111011100000111110000111110001
• الطريقة التماثلية : يسمح أن تكون الإشارة كاملة القيمة أو تساوي صفر أو أية قيمة بين هذه وتلك .
و لا بد من أن تستعمل إحدى الطريقتين إذا ما أردنا نقل أية بيانات من مكان إلى آخر ، وينطبق هذا الكلام على جميع عمليات نقل البيانات مهما كان هدفها أو المسافة بين الطرفين المتراسلين ،مثل :
• نقل البيانات من وحدة المعالجة المركزية إلى الذاكرة العشوائية ( وهذا النوع رقمي)
إن وظيفة الحاسوب تتلخص في المعالجة والتخزين والإدخال والإخراج ، وتتم معالجة البيانات إلكترونياً داخل المعالج وسائر المكونات الأخرى داخل الحاسوب ، ويوجد داخل الحاسوب أسلاك لتوصيل هذه الإلكترونيات مع بعضها البعض لذا لا بد من هذه المكونات من طريقة الإرسال واستقبال البيانات فيما بينها ويستخدم الحاسوب النظام الرقمي .
أيهما أفضل النظام الرقمي أم التماثلي ؟
طبعاً قد تقول أن النظام التماثلي أفضل لأنه يمكننا من إرسال كمية من المعلومات أكثر وبسهولة أكثر ، ولكن مهلاً فالاشارة الكهربائية التي تمر في هذه الإلكترونيات معرضة للتشويش من المجالات المغنطيسية الموجودة في البيئة المحيطة مما يزيد كثيراً من احتمال حدوث أخطاء وهذه هي أهم مساوئ النظام التماثلي ، فمن الممكن مثلاً أن يرسل أحد المكونات إلى الآخر إشارة قيمتها نصف ولكن بسبب التشويش ربما تصل الإشارة 0,6 مثلاً.
ولكن في النظام الرقمي إذا حصل خطأ في إرسال الرسالة فإن الحاسوب ينتبه فوراً للخطأ ويصلحه ، مثلاً إذا أرسل أحد المكونات إشارة قيمتها واحد و حدث بعض التشويش الذي جعل الإشارة 0,9 مثلاً فإن المكون الآخر سوف يفهم فوراً أن الإشارة أصلها 1 صحيح ويعتبرها كذلك وهكذا.
لذلك كل من النظام الرقمي والتماثلي له حسناته وعيوبه ويعتمد استخدام كلاً منهما على الظروف ، و جهاز الحاسوب هو جهاز رقمي في 99 في المائة من أجزائه ولتوضيح الفكرة لنأخذ نوع من البيانات ولتكن النصوص ودعنا نرى كيف يحول الحاسوب النصوص إلى إشارات رقمية ليتمكن من معالجتها وتخزينها ......
يتعامل الحاسوب مع النصوص على أنها حروف ويتبع الحاسوب القواعد التالية :
• كل حرف من هذه الحروف يمثل في الحاسوب بثماني نبضات كهربائية
• المسافات الفاصلة بين الحروف تعتبر حروفاً وتمثل أيضاً بثماني نبضات
وتسمى كل نبضة من هذه النبضات "بت" = bit وجمعها "بتات"= bits ، و لنأخذ مثال على ذلك النصوص ، فالنصوص هي نوع من أنواع البيانات التي ذكرناها ، والحاسوب يتعامل مع النصوص على أساس أن كل حرف أو فراغ يساوي أوكتي (octet) و كل أوكتي مكون من8 بتات ، حسناً كيف يستطيع الحاسوب نقل النصوص بين أجزائه ؟
لنضرب مثال على ذلك جملة " أنا أحب الحاسوب " حيث يحول الحاسوب هذه الكلمات إلى سلسلة من 112 نبضة ( عدد الحروف 14 حرفاً × 8 نبضات لكل حرف = 112 ) ، ويتعامل الحاسوب مع هذه النبضات بصورة رقمية كما ذكر سلفاً .
السؤال الذي يطرح نفسه الآن هو : لماذا يقسم الحاسوب الحروف إلى بتات ؟ لماذا لا يتعامل معها على أنها حروف بدون تقسيمها ؟
هذا لأن الحاسوب لا يستطيع أن يتعامل مع أي شيء إلا إذا كان على الصورة الرقمية ، ولا سبيل لتحويل الحروف إلى الصورة الرقمية إلا بتحويلها إلى بتات ، لذا إذا أردنا من الحاسوب التعامل مع البيانات - إي نوع من البيانات - لابد من أن نقدمها له بصورة وحدات وأصفار ( صورة رقمية) ، لذا فإن علينا تحويل جميع أنواع بياناتنا إلى صورة رقمية فكيف يتم ذلك ؟
إن كل حرف أو رقم أو رمز في لوحة المفاتيح له رقم مقابل في عرف الحاسوب فمثلاً الحرف "A" رقمه هو 65 ، بينما الحرف "a" رقمه 98 (لاحظ اختلاف الأرقام بين الحروف الكبيرة والصغيرة ) ويحتل الحرف "z" الرقم 122 . وهناك جدول يبين رقم كل زر من أزرار لوحة المفاتيح بما فيها الحروف والأرقام والرموز ويسمى هذا الجدول جدول
آسكي وهو النظام القياسي حالياً لتبادل المعلومات بين الحاسبات ويوجد أنظمة أخرى عديدة منها على سبيل المثال لا الحصر نظام "يونيكود" ، وطبعاً في الأنظمة الأخرى تأخذ الحروف أرقاماً أخرى ، فمثلاً الحرف "A" الذي رقمه 65 في آسكي قد يكون رقمه 80في يونيكود (في الواقع لا أعرف ما هو رقمه ولكن مجرد مثال ).
وعندما يود الحاسوب إرسال النصوص من مكان إلى آخر رقمياً فإن على الطرف المرسل والطرف المستقبل أن يتفقوا على نظام معين ، دعنا نتخيل أن حاسوباً يود إرسال نص إلى حاسوب آخر ، خذ مثال على ذلك النبضات الكهربائية التالية ( تقرأ من اليسار إلى اليمين ) :011000010111000001101111
فماذا يريد الحاسوب الأول أن يرسل للثاني ؟
لاحظ أن عدد هذه النبضات = 24 نبضة وهذا يعني 24 تقسيم 8 (لأن كل 8نبضات تساوي حرفاً ) وهذا يعني أن الحاسوب الأول يود إرسال ثلاثة حروف إلى الثاني فما هي هذه الحروف وكيف يعرف مستقبل البيانات أي الحروف في جدول الآسكي هي ؟
يجب أن نعامل كل 8 إشارات على أنها حرف واحد ، إن الحاسبات ترسل البيانات ( أو يخزنها ) بواسطة رقمها آخذاً في الاعتبار أن كل موقع من مواقع البتات في الأوكتي له قيمة على الشكل التالي:
البت الأول البت الثاني البت الثالث البت الرابع البت الخامس البت السادس البت السابع البت الثامن
1 2 4 8 16 32 64 128
فإذا أراد الحاسوب إرسال الحرف "a" مثلاً من لوحة المفاتيح إلى المعالج فإنها ترسله على شكل بتات على النحو التالي:01100001
حبث أن ...
البت الثامن البت السابع البت السادس البت الخامس البت الرابع البت الثالث البت الثاني البت الأول
ترتيب البتات المستقبلة ni 1 0 0 0 0 1 1 0
قيمة موقع البتxi 1 2 4 8 16 32 64 128
حاصل ضرب قيمة الإشارة × قيمة موقع البت ni×xi 1 0 0 0 0 32 64 0

عند جمع هذه الأعداد 1 0 0 0 0 32 24 0 = 98 وهو رقم الحرف "a" الذي ذكرناه سابقاً في جدول آسكي فيفهم المعالج بذلك أنك نقرت الحرف "a" وهكذا.
أمثلة أخرى:

الحرف أو الرمز أو الرقم ترتيب البتات رقم آسكي
o 01101111 111
p 01110000 112
: 00111010 58

 كيف يخزن الحاسوب البيانات؟
هل تعلم أن الحاسوب يستطيع أن يخزن البيانات على الأقراص المدمجة ( هي نفسها الأقراص الليزرية التي يسجل عليها الموسيقى وهي ما تسمى ال" سي دي " أي "CD" )، هل تساءلت كيف يمكن للحاسوب أن يخزن المعلومات عليها ؟
يقسم الحاسوب جهاز التخزين (مثل القرص الصلب أو القرص المرن ) إلى أقسام عديدة ويوجد داخل كل قسم من هذه الأقسام مناطق مثل "الحجرات" صغيرة جداً كل "حجيرة" من هذه الحجيرات تستطيع تقبل الشحنة والاحتفاظ بها ، ويعتبر الحاسوب أن كل حجيرة من هذه الحجيرات تمثل تخزين بتاً واحداً من البيانات وبالتالي فإن كل 8 حجيرات تخزن أوكتي واحد وكل حجيرة من هذه الحجيرات قابلة للشحن وتفريغ الشحنة بحيث يمكن أن يجعلها الحاسوب مشحونة أو غير مشحونة .
والحاسوب يخزن البتات على أساس أن البت المشحون يكون قيمته =1 والبت الغير مشحون تكون قيمته صفراً ولكل حرف من الحروف تسلسل من البتات يميزه عن غيره فمثلاً الحرف "ر" يخزنه الحاسوب على الشكل التالي: 01000101
وعلى ذلك يتضح جلياً أن جملة من 30 حرفاً سيكون طولها 30 أوكتي أو 30 × 8 بت وتستهلك من مساحة التخزين 30 أوكتي
إن كل ما ورد في هذه الفقرة ليس له علاقة مباشرة باستخدام الحاسوب عملياً، ولكن له علاقة في فهم الحاسوب الذي هو المفتاح للتعامل الصحيح معه

2_2 مكونات الحاسوب:

يمكن تقسيم مكونات الحاسوب إلى جزئين رئيسيين هما:
أ‌- المكونات المادية (Hardware): وتشمل جميع المكونات المادية والدوائر المنطقية .
ب‌- المكونات البرمجية ، البرانم (Software): وهي البرامج اللازمة لتشغيل الدوائر المنطقية وتشكيلها لتنفيذ مهمة معينة .
ويتكون جهاز الحاسوب من:
(1 صندوق وحدة المعالجة المركزية او الوحدة المركزية: (Unité central)
(2 وحدات الإدخال : او أعضاء الدخول (Organes d'entrée) مثل:
لوحة المفاتيح (clavier) ، الفأرة Mouse) (souris, ، الماسح الضوئي Scanner ، الكاميرا Camera ...
(3 وحدات الإخراج: أو أعضاء الخروج (Organes de sortie) مثل:
الشاشة Moniteur) (L'écran ou ، الطابعة (imprimante)مكبرات الصوت

3_2 دور مختلف المكونات المادية للحاسوب:

لوحة المفاتيح

تعتبر لوحة المفاتيح من أعضاء الإدخال، تحتوي على الحروف أو الرموز أوالأرقام التي تعتبر لغة التعامل مع الحاسوب
يمكن تصنيف المفاتيح الكائنة بتلك اللوحة إلى أربعة أقسام:

(1 - مجموعة مفاتيح الحروف والرموز :

تلك المجموعة تحتوي على الحروف الأبجدية بالفرنسية :
A,Z,E,R,T,y,u,i,o,p,q,s,d,f,g,h,j,k,l,m,ù,w,x,c,v, b,n,à,è
وتحتوي على الحروف بالعربية :
د,ج,ح,خ,ه,ع,غ,ف,ق,ثُ,ص,ض,ط,ك,م,ن,ت,ا,ل,ب,ي,س,ش,ظ,ز ,و,ة,ى,لا,ر,ؤ,ء,ئ,ذ
وقد تكون هذه الحروف كبيرة Majuscules ، أو صغيرة Minuscules .
وتحتوي تلك المجموعة أيضاً علي مجموعة من الرموز :
: { , } ,_,-,],\,|,[ , “ , ? , > , < , ! , @ , # , $ , % , ^ , & , * , ( , ',",, ,=,°,,) ....

(2 - لوحةالمفاتيح الرقمية :
وهي مجموعة أرقام العد تحوِّل الحاسوب إلى آلة حاسبة بما تحتويه من عوامل الجمع والطرح والضرب والقسمة:

3 مجموعة مفاتيح الوظائف :

تلك المجموعة تختزن مجموعة تعليمات ( أوامر ) معينة تؤدي وظائف معينة طبقاً للبرنامج المُستخدم . وهي توجد بالجانب العلوي من لوحة المفاتيح ، ويرمز لها بالرموز F1 , F2 , F3 , F4 , F5 , F6 , F7 , F8 , F9 , F10 , F11 , F12
4- المفاتيح الأساسية :
تُوزع تلك المفاتيح علي معظم جوانب اللوحة وهي مفاتيح هامة تؤدي وظائف معينة لا يمكن الاستغناء عنها في مجال الاستخدام أو البرمجة من خلال الحاسوب ومنها :
- مفتاح الهروب : Esc ، ووظيفته الهروب المستمر من أي مهمة قد يقع فيها مُشغِّل الحاسوب
- مفتاح : Shift ، ويُسمى مفتاح الرموز ، ويضطلع بمهمة الحصول على الرموز العليا الكامنة بالمفتاح .
- مفتاح suppr أو Delete من أجل إلغاء البيانات المحددة

مفتاح : Enter ، وهو مفتاح يقوم بإدخال البيانات إلي ذاكرة الحاسوب
هذا بالإضافة إلى مجموعة أخرى من المفاتيح المتنوعة يمكن التعرف عليها ، وعلى المهام التي تقوم بها عند التعامل مع الحاسوب .

إختصارات لوحة المفاتيح , عندما تريد من حاسوبك إنجاز مهمة يمكنك الضغط على مفتاح أو مفتاحين أو ثلاثة مفاتيح في آن واحد ويكون اختصار لمسار أطول و إليك بعض الإختصارات

نوع الإختصار وصـفـه الإختصار
جديد عندما تكون تعمل في أي برنامج ضمن ويندوز يمكنك أن تعمل جديد عوض أن تختار جديد من قائمة ملف . Ctrl N
فتح بدلا من الذهاب إلى ملف ثم اختيار فتح .. استخدم هذا الاختصار . Ctrl O
حفظ أيضا هذا الاختصار يغنيك عن الذهاب إلى قائمة ملف واختيار حفظ . Ctrl S
طباعة لإظهار مربع حوار طباعة .. بدلا من استخدام قائمة ملف Ctrl P
تراجع اذا كنت تحرر في أي برنامج ضمن بيئة ويندوز واردت التراجع عن عملية ما قمت بها .. استخدم هذا الاختصار . Ctrl Z
لصق للصق ما قمت بنسخه . Ctrl V
نسخ لنسخ أي مجلدات أو ملفات أو نص أو أي شي في ويندوز . Ctrl C
قص اذا اردت نقل ملف أو نص معين أو أي شئ آخر من مكان لآخر بواسطة القص واللصق استخدم هذا الأمر للقيام بعملية القص . Ctrl X
حفظ باسم وهذا يغنيك عن قائمة ملف واختيار حفظ باسم . F12
بحث سريع للبحث في محتويات ملف أو صفحة مثلاً . Ctrl F
مستكشف ويندوز لفتح برنامج مستكشف ويندوز الذي نقوم بفتحه عادة من قائمة البرامج . Win E
سطح المكتب عندما تكون لديك عدة برامج مفتوحة في نفس الوقت وأردت مشاهدة سطح المكتب استخدم هذا الاختصار . Win D Win M
إغلاق لإغلاق أي برنامج يعمل في بيئة ويندوز . Alt F4
التنقل بين البرامج عندما تكون لديك عدة برامج مفتوحة في نفس الوقت وأردت التنقل بينها .. استخدم هذا الاختصار بدلاً من الضغط بالماوس على اختصار البرنامج في شريط المهام . Alt Tab
إعادة تسمية اذا اردت إعادة تسمية مجلد أو ملف في جهازك فهذا الأمر يغنيك عن قائمة الزر الأيمن . F2
إعادة لإعادة ما تراجعت عنه مؤخراً . Ctrl Y
تحديد الكل بواسطة هذا الاختصار يمكنك تحديد جميع الملفات أو المجلدات في مجلد معين أو تحديد نص بكامله في برنامج معين . Ctrl A
بداية السطر لوضع المؤشر في بداية السطر . Home
نهاية السطر لوضع المؤشر في نهاية السطر . End
تصفح لأعلى للتنقل بين اسطر صفحة طويلة متجهاً لأعلى الصفحة . Page Up
تصفح لأسفل للتنقل بين أسطر صفحة طويلة متجهاً لأسفل الصفحة . Page Down
فتح قائمة ابدأ لفتح قائمة ابدأ من لوحة المفاتيح . Win أو Ctrl Esc
خروج للخروج من نافذة أو مربع حوار مثلا استخدم مفتاح الخروج أو الهروب . Esc
انهاء المهمة عنما يتجمد جهازك ولا تستطيع القيام بشئ استخدم أمر انهاء المهمة لغلق البرنامج المتسبب في هذه المشكلة دون اغلاق ويندوز . Ctrl Alt Delet

- الفـــــأرة : la souris

شكلها يدل على اسمها، عند تحريكها فوق جسم ما (فوق الطاولة مثلا ) يتحرك مؤشر الفأرة والذي يأخد الرمزالتالي : ( ) على الشاشة وذالك لتوجيه تعليمات معينة للقيام بمهام معينة ، وذالك بنقرة أو نقرتين مزدوجتين على إحدى زري الفأرة مع السحب في بعض الأحيان

- شاشات العرض الخاص :

يتم استخدام هذه الوحدة عند الرغبة في الحصول على المخرجات مرئية ، ويكثر استخدامها في البرامج التعليمية ، نظراً للاستفادة من إمكانات الكومبيوتر في هذا الصدد كاللون ، والحركة ، والوميض ، مما يُعد عاملاً هاماً من عوامل جذب الانتباه نحو محتوى التعلم .
وتتنوع الشاشات ، فمنها ما هو أحادي اللون ، ومنها ما هو متعدد الألوان ، أيضاً من الشاشات ما هو منخفض الدقة ومنها ما هو عالي الدقة ، طبقا لعدد النقاط التي يحتويها موضع الحرف الواحد

وحدة المعالجة المركزية

المعالج :

نتعرف على كفاءة جهاز الحاسوب عن طريق معرفتنا لوحدة المعالجة المركزية التي تتكون من :
اللوحة- الأم) Carte mère Mother Board-(ـ ويلتصق بها معالج دقيق
processeur micro
وهناك أنواع عدة من المعالجات
مثل المعالج: Pentium

تقوم هذه الوحدة بكل العمليات الحسابية والمنطقية للحاسوب وكذلك تتحكم بعمله . وفي الحاسوب المايكروي تكون وحدة المعالجة المركزية CPU عبارة عن معالج دقيق((Micro processor عمله جلب التعليمات من الذاكرة وفك تشفيرها إلى سلسلة من العمليات البسيطة ثم تنفيذ هذه العمليات بخطوات متسلسلة. كذلك تحتوي وحدة المعالجة المركزية CPU على مسجل عداد العنوان والذي يحتوي على عنوان الإيعاز التالي في الذاكرة , ومسجلات عامة والتي تستخدم لخزن البيانات مؤقتاً ,
وحدة المعالجة هي عبارة عن دارة إلكترونية متكاملة تقوم بمعالجة البيانات وتنفيذ أوامر البرمجة التي ترسل إليها من الدارات الالكترونية الأخرى في لوحة للنظام. إنها بمثابة العقل البشري.
تختلف دارات المعالج بحسب الأمور التالية: السرعة ـ القدرة على إبراز البيانات ـ الشركة الصانعة لها.
ـ الســـرعة: توجد معالجات بسرعات مختلفة والتي تقاس بعدد الدورات في الثانية التي تستغرقها كل عملية في الجهاز فكلما زادت سرعة المعالج كلما أمكن تنفيذ عدد أكبر من العمليات داخل جهاز الحاسوب بالثانية الواحدة.(كل عملية تستغرق عادة دورة أو أكثر).
ـ القدرة على تمرير البيانات:ويقصد بها طول السلسلة من الأرقام الثنائية والتي تمثل البيانات التي تقوم المعالج بالتعامل معها في كل عملية. وتتفاوت هذه القدرات حيث يوجد معالجات بقدرة إمرار ثمان أرقام ثنائية أو بمضاعفات الثمانية أي (32,16...) رقم ثنائي. كلما زادت عدد الأرقام الثنائية التي يقوم المعالج بتمريرها معا لكل عملية كلما زادت قدرة الجهاز على معالجة البيانات.
ـ الشركة الصانعة لها: توجد معالجات من صنع شركات عدة متخصصة ويختلف تصميمها حسب هذه الشركات ومن الأسماء التجارية المشهورة لهذه المعالجات معالج شركة انـــــتل بنتيوم (Intel Pentium) وAMD وAthlon المستخدمة في أجهــــزة الحــــاسبــــات الشخصـــــية
بعض أنواع المعالجات:
Pentium I 166 MHZm, 3865X, 386DX 4865X, 486DX, ,
Pentium II 233MHZ 350, 400, 450 ، Pentium III 450 MHZ... 700
Pentium IV 2GH , Celeron 2GH
كيف يمكنك معرفة نوع المعالج في جهازك؟
هناك عدة طرق من بينها:
1 ـ عند تشغيل الجهاز تظهر على الشاشة معلومات عن الجهاز:
مثلا: Pentium III 733
2 ـ عند تشغيل برنامج "نظام النوافذ" "Windows".
ـ تقوم بفتح "لوحة التحكم" "Panneau De configuration".
ـ نحدد أيقونة مكتوب عليها "Systéme أو نظام".
ـ سيظهر لك معلومات عن الجهاز مثلا: (Pentium).

 تعريف اللوحة-الأم:

اللوحة الأم, في الحاسوب, هي الجزء المادي الأكثر أهمية و الذي يحدد نوعه و قدراته و تكنولوجياته واللوحة -الأم هي الجزء الذي يربط بين أعضاء الإدخال والإخراج .و تعطي امكانية القيام بالمهام المطلوبة من الحاسوب.

 أهم وظائف اللوحة-الأم:

• الربط بين جميع أجزاء الحاسوب
• تنسيق الأجزاء المرتبطة بالحاسوب
• تحديد نوع المعالج وذاكرته العشوائية
• تحديد نوع الأجهزة الممكن ربطها بالحاسوب
• تحديد سرعة المعالج و الناقل التسلسلي العام
• تحديد جودة الحاسوب بشكل عام

 طبيعة و شكل اللوحة-ألأم

اللوحة-الأم هي لوحة مستطيلة الشكل ثبتت عليها رقاقات وبطاقات الكترونية من طرف الصانع وفقا
لهندسة تكنولوجية.تباع هذه اللوحة في السوق داخل علبة من الكارتون بغلاف بلاستيكي يحميها من
بعض المخاطر (أوساخ ،تخديشات ) . توجد في الأسواق أحجام متعددة من هذه اللوحة تختلف من
صانع لآخر لكن الوظائف الأساسية تظل متشابهة . نذكر من هذه اللوحات ASUS,SIS…

للمزيد من

تابع 2 بنية الحاسوب

تابع 2 بنية الحاسوب " أنظمة التشغيل "

تابع 2 بنية الحاسوب " أنظمة التشغيل 2 "