ماهوه الحاسب الالى -بحث دراسي شامل 2012

بحث عن الحاسب الآلي

بحث عن الحاسب الآلي – بحث دراسي جاهز عن الحاسب الآلي

بحث عن الحاسب الآلي – بحث دراسي جاهز عن الحاسب الآلي
الحاسب بصفة عامة و مبسطة هو جهاز يقوم باستقبال البيانات المدخلة إليه عن طريق أجهزة الإدخال بواسطة معالجات , و القيام إما بتخزينها بواسطة أجهزة التخزين أو إخراجها بواسطة أجهزة الإخراج.

ربما لم يفهم البعض معنى هذه العملية التي يقوم بها الحاسب, لذلك سنقوم بشرح الكلمات التالية:

البيانات (data)

البيانات هي المعلومات التي يستطيع الحاسب التعامل معها , كالأوامر و الاختيارات.

المعالجة (processing)

هي عملية تغيير و تحويل البيانات من الشكل التي تكون عليه إلى شكل آخر. مثل:

المعالج و الذاكرة العشوائية.

الإخراج (output)

هي عملية استرجاع المعلومات و إظهارها بطريقة يستطيع المستخدم فهمها. مثل:

الشاشة و السماعات و الطابعة.

التخزين (storage)

هي عملية حفظ المعلومات و البيانات في الحاسب لاستعمالها لاحقا عند الحاجة.مثل:

القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج… الخ
استخدامات الحاسب

للحاسب استخدامات عديدة و الفرق بين الحاسب و الأجهزة الأخرى المنتشرة في كل مكان هو أن الحاسب يستطيع فعل اكثر من شيء واحد في نفس الوقت ,أي يمكن استخدام الحاسب في أمور كثيرة جدا لا يستطيع الإنسان حصرها ,ليس كبقية الأجهزة مثل التلفزيون الذي لا تستطيع فعل شيء سوى المشاهدة ,أو الراديو سوى الاستماع , باستخدام الحاسب تستطيع عمل الكثير من خلاله .خصوصا إذا كنت متمرسا و عالما بإمكانيات الحاسب.

بعض الأمور البسيطة التي يمكن للحاسب عملها هي:

• القيام بحسابات شركة أو مؤسسة أو دولة بالكامل مهما كان حجمها

• أن تلعب ألعابا مختلفة من خلاله.

• أن تقوم بتصميم وطباعة الرسوم و الحركات .

• أن تطبع الرسائل والخطابات .

• أن تطبع الرسومات على الفانلات .

• أن تتصل بشبكة الإنترنت و من خلال الإنترنت تستطيع إرسال رسائل بالبريد

الإلكتروني ليعوضك عن البريد العادي و تستطيع محادثة أي شخص في العالم و

مشاهدته في نفس الوقت!

• القيام بأعمال معقدة مثل الرسم الهندسي الثلاثي الأبعاد

• برمجة الأجهزة .

• إلقاء المحاضرات و تنظيمها.

• تشغيل الموسيقى وكذلك مشاهدة الفيديو .

و أمور أخرى كثيرة منها المعقد و منها السهل البسيط .

مكونات الحاسب

يتكون الحاسب من جزئين أو مكونين رئيسيين هما:

العتاد(hard ware): هو كل ما يتعلق بالحاسب من أجهزة ملموسة و يمكن رؤيتها و كل جهاز أضيف إليه يعتبر من العتاد مثل:

لوحة المفاتيح ,الشاشة ,الفأرة , السماعات , الماسحة الضوئية…الخ

البرامج (soft ware): و هي التي توجه أجهزة و العتاد بالتعليمات التي تأمرها به.
العلاقة بينهم:

تقوم البرامج بإصدار الأوامر للعتاد بناءا على توجيهات المستخدم, و لكن في الحقيقة أن العملية تكون بان المستخدم يوجه البرامج بإصدار المعلومات و بواسطة نظام التشغيل ( وندوز مثلا) الذي يكون الوسيط بينهم يقوم البرنامج بتوصيل الأوامر إلى العتاد فتظهر بالشكل المطلوب.

المكونات

صندوق النظام اللوحة الأم

بطاقة الفيديو السميت اللوحة الأم بهذا المسمى لأنها القطعة التي توصل إليها جميع القطع الأخرى

في الحاسب , و مهمتها هي السماح و التنسيق لجميع الأجهزة بالتعاون و تناقل

البيانات و توصيل المعلومات لمختلف أجزائها عبر الناقل المحلي.

هذه الصورة توضح الشكل العام للوحة الأم و المناطق التي تضع فيها البطاقات

باختلاف أنواعها , مثلا:

مكان المعالج هو المربع الأبيض الموجود على يمين اللوحة ,

مكان الذاكرة RAM هو المستطيلات الثلاثة في المنتصف التي ترى كأنها مستطيل واحد لتلاصقهم

* السؤال الذي يطرح نفسه :

كيف يتم التواصل بين الأجزاء الأخرى باللوحة الأم؟

* الجواب على هذا السؤال هو كالتالي:
جميع البطاقات تركب في مكانها المحدد كبطاقة الفيديو و الصوت و المودم …الخ
الأقراص الصلبة و محرك الأقراص المدمجة توصل و تركب في قنوات خاصة هي
أو في معظم الأحيان على بطاقات توسعة من نوع .SCSi / IDE
المعالج يوصل داخل اللوحة الأم في المكان المخصص له و يسمى مقبس المعالج.

القرص المرن يوصل في مقبس القرص المرن.

الفأرة توصل في الناقل التسلسلي العام بلوحة الام.

و من خلال توصيل جميع الأجهزة في مكانها المخصص يتم التواصل بينها و نقل البيانات

بالصورة المطلوبة الصحيحة.
المعالج

المعالج, هو الجزء الذي يقوم بالعمليات الحسابية جميعها في الحاسب. فالمعالج موصل باللوحة الأم بطريقة خاصة ليقوم باستقبال المعلومات والبيانات من كافة أجزاء الحاسب و معالجتها ثم إرسال النتائج إلى الأجزاء الأخرى التي تعني بالإخراج و التخزين, و كل ما يقوم به الحاسب من عمل يقوم به المعالج بشكل كامل, كما انه لا يفهم و لا يعقل بل يقوم بالعمل المبرمج له بشكل كامل.

و المعالجات تتطور بشكل سريع جدا فخلال شهور تظهر العديد من المعالجات السريعة , و من أشهر المعالجات توفرا في السوق هي معالجات بنتيوم.

الفروق بين المعالجات :

الفرق بين المعالج السريع و البطيء هي السرعة فقط , أما الأداء فيحددها مكونات الحاسب الأخرى , فلن يكون الحاسب سريعا بمجرد وضع معالج سريع , بل يجب أن تكون مكونات الحاسب أيضا سريعة لكي يكون الحاسب بكامله سريعا, و لكن هذا لا يعني أن المعالج المنخفض الجودة هو الجيد, بل يمكن أن يعطي نتائج منعكسة.

المعالج السريع يستطيع تشغيل برامج لا يستطيع المعالج البطيء تشغيلها .

توجد معالجات تستهلك الكثير من الطاقة فتزيد حرارتها مما يؤدي لانخفاض أدائها و جودتها.

يجب أن تكون اللوحة الأم داعمة لنوعية المعالج الذي تود تركيبه و العكس صحيح.
صندوق النظام

صندوق النظام: هو الصندوق الذي يحتوي على الأجزاء الداخلية للكمبيوتر و يحميها من سقوط أشياء ثقيلة على الحاسب فتعمل على تعطيله أو إحداث أي نوع من الخلل فيه. كذلك يعتبر المأوى و المكان لكثير من مكونات الحاسب و منها السواقات و اللوحة ألام التي تركب عليها البطاقات و المودم و الذاكرة العشوائية و غيرها من المكونات التي سنتكلم عندهم في اختصار. كما توجد التوصيلات الخاصة بلوحة المفاتيح و السماعات و الفأرة و غيرها من التوصيلات الهامة لعمل الحاسب .

هذه الصورة توضح شكل صندوق النظام فارغا من الداخل.

بطاقة الفيديو

بطاقة الفيديو هي من أهم و أكثر وسائل الإخراج في الحاسب. فهي التي تسمح بإظهار الصورة على شاشة الحاسب و لولاها لما عمل الحاسب و لا يوجد حاسب من غير بطاقة فيديو, كما أنها تختلف بطاقات الفيديو عن غيرها من ناحية الجودة و قيمة الصورة .
كلنا يتساءل , ما هو الحاسب المثالي الذي يمكن أن اشتريه
الآن؟ فالجميع يتردد قبل شراء الحاسب , و هنا سنذكر صفات الكمبيوتر المثالي , فهو لن يكون كمبيوتر سوبر, بل سيكون بمواصفات ممتازة تجعله يعمل بأداء عالٍ جداً , لأن أجزاء الحاسب في تطور مستمر فإذا ذكرنا أعلى المواصفات , فإنها ستطور عن قريب, لذا نكتفي بالمواصفات الممتازة و ما فوق.

و مهما كانت مواصفات جهازك فلا تستغرب ان وجدته قديما نسبيا في اليوم التالي, هذا يعود الى سرعة التطور التكنولوجي, و ايضا يجب اننذكر ان المواصفات تعتمد في الدرجة الاولى على الشخص و احتياجاته و ليس كل ماهو مذكور ادناه تحتاجه بل ربما لا تحتاج نصف هذه المواصفات , هي اولا و اخيرا تعود للمستخدم نفسه

مقدمة في علوم الحاسب

ما هو الحاسوب؟
هو عبارة عن جهاز يستطيع تخزين معلومات ضخمة في مساحة صغيرة, ومن ثم يستطيع استرجاع و تعديل هذه المعلومات

الأجزاء الرئيسة المكونة لجهاز الكمبيوتر

1- وحدات الادخال Input Devices

2- وحدات الاخراج Output Devices

3- وحدة المعالجة المركزيةprocessor-

centeral processing unit

4- الذاكرة الرئيسية Main Memory -MM

5- وحدة الحساب و المنطق Arithmetic & logical Unit-ALU

6-وحدة التحكم Control Unit-CU

وسائط التخزين المساعدة Secondry Storage Units

تركيز المعلومات

أولا: وحدات الادخال
وهي الوحدات التي يتم من خلالها ادخال الاوامر للكمبيوتر وتزويده من خلالها بالمعلومات, مثل لوحة المفاتيح (keyboard) و الفارة (mouse)

ثانيا : وحدات الاخراج
وهي الوحدات التي يتم من خلالها اخراج النتائج من الكمبيوتر الى المستخدم, مثل الشاشة (moniter) والطابعة (printer)

ثالثا: وحدة المعالجة المركزية
وهي اهم وحدات الكمبيوتر التي تعد العقل المفكر الذي يتحكم بمعالجة البيانات

الوحدات المساعدة للمعالج (processer)

1-الذاكرة الرئيسة:
تقسم هذه الذاكرة الى نوعين:

- ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory وهو الروم (Rom)
وهي الذاكرة التي يخزن فيها البرنامج الرئيسي للجهاز الذي يقوم بالتعرف على اجزاء الجهاز. ولكي لا يقوم احد بالعبث بهذه الذاكرة فهي تاتي من الجهة المصنعة للقراءة فقط و لا يمكن التعديل عليها.

-ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory وهو الرام ROM:
وهي الذاكرة التي تخزن فيها البيانات بصورة مؤقتة استعدادا لمعاجتها او لتخزينها في وسائط التخزين الدائمة, ومن غير هذه الذاكرة لا يستطيع الجهاز العمل. وهي الذاكرة التي تخدم جميع البرامج والاوامر, لذلك مسموح لنا الوصول لها و التعديل عليها

وحدة قياس الذاكرة:
قبل التعرف على وحدة قياس الذاكرة يجب ان نعرف كيف تخزن الذاكرة المعلومات.
فكر الانسان بوسيلة للتعامل مع جهاز الكمبيوتر فلم يجد في البداية الا التخاطب معه عن طريق الالكترونات التي من الممكن ان نحصل عليها من خلال التيار الكهربائي. لذلك أُعطي الكمبيوتر رمزين من الممكن تمثيلهما عن طريق الكهرباء و هما (0,1), بحيث اذا اردنا ان نعطي الكمبيوتر الرمز 0 نرسل له تيار كهربائي خفيف, واذا اردنا ان نعطيه الرمز 1 نعطيه تيار كهربائي اعلى من الاول.
في هذه الحالة اذا اردنا ان نعطيه اي حرف من الاحرف التي يتعامل بها الانسان يجب ان يكون هذا الحرف ممثل من عدة (1,0), على سبيل المثال لو اردنا ان نعطيه الحرف A ممكن ان نمثله ب 01000001 فتكون عبارة عن عدة تيارات كهربائية. وجدوا اننا لكي نمثل حرف واحد في النظام الثنائي (1,0) نحتاج الى ثمان اشارات من 1,0 فسمو كل اشارة من هذه الاشارات ب Bit اي 0 او 1, و سموا الحرف الذي يتكون من 8 Bit اي من ثمان اشارات سموه Byte, اذاُ Byte هو عبارة عن حرف واحد.
الان من الممكن ان نعرف كيف نقيس الذاكرة, فلو قلنا مثلا ذاكرة سعتها 200 Byte اي سعتها 200 حرف, واطلقوا على 1024 Byte اسم Kilo Byte و اطلقوا ايضا على 1024 Byte اسم Mega Byte ويرمز لها MG .

2-وحدة الحساب والمنطق (ALU) :
إن المعالج لا يقوم بعمل العمليات الحسابية او العمليات المنطقية و لكن يقوم بارسالها الى ALU التي تقوم بالعملية الحسابية او المنطقية, وتعيد النتائج الى المعالج ليستخدمه.

3-وحدة التحكم (Cu):
تقوم وحدة التحكم بتنظيم عمليات الادخال و الاخراج من والى ال CPU
و ال CPU يعني وحدة التحكم المركزية central control processer كما في الصورة السفلية

رابعا: وحدات التخزين الدائم
سبق لنا ان ذكرنا ان الذاكرة في الكمبيوتر تخزن البيانات يشكل الكتروني, تختفي هذه المعلومات بمجرد اغلاق الكمبيوتر . لهذا فان التخزين الدائم لا يتم في الذاكرة ولكن على وحدات التخزين الدائم.
و لكن ما هي الطريقة التي نخزن بها على وحدات التخزين الدائم بدلا من من الالكترونات التي تاتي من التيار الكهربائي التي هي الطريقة للتخزين في الذاكرة. وجدوا ان الطاقة البديلة للتخزين هي الطاقة المغناطيسية التي ممكن من خلالها التخزين على وسائط تحتفظ بالمعلومات حتى بعد اقفال الجهاز. و تكون طريقة التخزين على هذه الوسائط هي نفس الطريقة الثنائية (0,1) التي يتم فيها التخزين على الذاكرة RAM

انواع وسائط التخزين الدائم

1-الاشرطة الممغنطة (Tapes):
وهي اشبه بشريط الكاسيت العادي, عبارة عن مادة بلاستيكية مرنة ممكن مغطتها والتسجيل عليها بالطريقة الثنائية, ولكن لهذه الاشرطة عيب وهو ان المعلومات تخزن عليها بشكل تتابعي, معلومة تلو الاخرى, اي اذا اردت الوصول لمعلومة معينة يجب ان تبحث في جميع المعلومات التي تسبقها حتى تصل للمعلومة, لذلك فهو بطئ الوصول للمعلومات و استعمالاته قليلة.

2- الاقراص الممغنطة(Disks):
ان و اسطة التخزين هذه تكون بشكل دائري (على شكل قرص), وهي ايضا عبارة عن مادة بلاستيكية( او مادة صلبة) قابلة للمغنطة مثلها مثل الاشرطة المغناطيسية و لكن الفرق الرئيسي هو ان الوصول للمعلومة على الاقراص الممغنطة وصول مباشر دون البحث في المعلومات التي قبلها, لذلك يعتبر القرص اسرع في ارجاع المعلومات من الاشرطة المغناطيسية, ويعتبر اسرع انتشارا.

انواع الاقراص الممغطة:
1-الاقراص المرنة Floppy Disks
وهي القراص disks مصنوعة من مادة بلاستيكية قابلة للمغنطة, ولذلك سميت بالاقراص المرنة, تتراوح سعتها بين 360 KB و MG 1.44 , لذلك توصف بانها قليلة السعة, و لكن اهم ميزة لها هي انها يمكن اخذها ونقلها بسهولة (Portable Disks) لنقل المعلومات من مكان الى اخر. وتقسم الاقراص المرنة الى نوعين من حيث طول قطر القرص. النوع الاول يسمى “3.5 اي القرص الذي قطره 3.5 انش, والثاني “5.25 اي القرص الذي قطره 5.25 انش
كما يرمز لها عادة بالرمز :A او :B.

2-الاقراص الصلبة Hard Disks
تعامل من حيث التخزين مثلها مثل الاقراص المرنة حيث تخزن بالرمزين (1,0) اي بالطريقة الثنائية, ولكن الفرق بينها وبين الاقراص المرنة هي المادة المصنوعة منها, فهي مصنوعة من معدل بدل المادة البلاستيكية, لذلك فهي اسرع في التعامل والوصول للمعلومات. وتوصف هذه الاقراص بانها ثابتة (Fixed) اي تبقى داخل الجهاز وليست معدة لنقل المعلومات مثل الاقراص المرنة. واهم ما يميزها هو سعتها بين 20 MB و 7 GB.
كما يرمز لها عادة بالرمز :C

انواع الاقراص الممغطة:
قلنا بان المعلومات تخزن على وسائط عن طريق رمزين (1,0), ولكن لا بد من وجود شكل معين ترتب فيه هذه الرموز على وسائط التخزين. هانك شكلين لترتيب البيانات او المعلومات على وسائط التخزين اما على شكل ملفات (files) او على شكل مجلدات (Folders).

1- الملفات (files):
الملفات هي الوحدة الاساسية للتخزين على وسائط التخزين الدائمة, حيث لا يمكن ان توجد معلومة (على القرص مثلا) من غير ان تكون تابعة لملف معين

المجلدات(folders)
هي بحد ذاتها ليست وعاء للمعلومات ولا يمكن ان تحمل بيانات, ولكن وظيفتها هي ترتيب الملفات بحيث يسهل التعامل معها