❞ كتاب مكونات الحاسب الالي ❝ ⏤ عمادالدين فضل القاضي

مكونات الحاسب الآلي :
•    مكونات مادية ( HardWare )  وهي المكونات الفعلية لجهاز الحاسوب التي يمكن مشاهدتها و لمسها. يشتمل ذلك على وحدة النظام و كل شيء متصل بها,  مثل الشاشة, لوحة المفاتيح, الفأرة … وغيرها.
•    مكونات غير مادية ( SoftWare ) وهي التي لا يمكن مشاهدتها ولكن يمكن أن نرى تأثير عملها مثل البرامج .

أولاُ: المكونات المادية ( HardWare )
 وتنقسم المكونات المادية إلى أربعة أقسام وهي : 
I.    وحدات الإدخال Input Units :
وهي التي تمكن المستخدم من إدخال البيانات.
1.    الفأرة MOUSE (تستخدم للانتقال داخل نظام مايكروسوفت ويندوز ولإصدار الأوامر للحاسب بالمنفذ التسلسلي أو الناقل التسلسلي)
2.    لوحة المفاتيح Keyboard (يتم عن طريقها إدخال الأرقام و الحروف و إصدار الأوامر بالمنفذ التسلسلي أو الناقل التسلسلي العام)
3.    كرة التتبع: هي بديل للفأرة التقليدية ويستخدمها غالبية مصممي الرسوم.
4.    الماسح الضوئي Scanner- يتيح الماسح الضوئي مسح مادة مطبوعة ضوئيًا وتحويلها إلى تنسيق ملف يمكن التعامل معه داخل الحاسوب.
5.    لوحة اللمس: عبارة عن جهاز يوضع على سطح المكتب ويستجيب للضغط. 
6.    القلم الضوئي Light Pen: ليتيح للمستخدمين الإشارة إلى مواضع على الشاشة.
7.    عصا الألعاب Joystick
8.    الميكروفون Microphone
9.    الكاميرا Camera
10.    شاشات اللمس Touch Screen

II.    وحدات الإخراج : Output Units: وهي التي تظهر للمستخدم البيانات بعد معالجتها.
1-الشاشة Screen or Monitor: تُستخدم شاشة الحاسوب إخراج البيانات بتنسيق معروف للمستخدمين.
 2- الطابعة Printer : هناك أنواع كثيرة للطابعات. في الشركات الكبيرة، تُستخدم طابعات الليزر بشكل كبير لأنها تقوم بالطباعة بسرعة جدًا وتكون مخرجاتها ذات جودة متميزة. 
3- الراسمة Plotter : عبارة عن جهاز إخراج  مشابه للطابعة، ولكنه يتيح طباعة صور أكبر.
4-السماعات SPEKERS
5- المحولات الصوتية: تتيح لك القدرة ليس فقط على عرض نص على شاشة ولكن أيضًا قراءة النص لك.

III.    وحدات التخزين : وهي التي تسمح للمستخدم بأن يخزن البيانات سواء قبل معالجتها أو بعدها ليسترجعها في وقت لاحق.
1-  القرص الصلب (HARD DISK): وهو عبارة عن أقراص معدنية مطلية بمادة ممغنطة موضوعة داخل علبة محكمة الإغلاق ومفرغة من الهواء. اذ تخزن المعلومات فيه بشكل دائم مع امكانية حذفها أو اعادة تخزينها فيه . ويعتبر القرص الصلب أكبر مخزن للمعلومات في الحاسب وتصل سعة التخزين في هذه الأيام من 10 GB الى حوالي 100 GB (GB = مليون ميجا بايت ) ويمتاز القرص الصلب ايضا بسرعة وصول للبيانات عالية مقارنة ببقية أنواع الأقراص الأخرى التي تصل لحوالي 10 Ms (10 مليون جزء من الثانية ) .  
2- القرص المرن (FLOPPY DISK): تتكون من أسطوانات مصنوعة من مادة بلاستكية ومطلية بمادة مغناطيسية بنية اللون ،وتمتاز أنها مخازن متنقلة، ولكن سعتها التخزينية محدودة .. ويوجد مقاسات من هذه الأقراص نذكر منها الآتي :
    أقراص مقاس 5 ¼ بوصة: وهي قديمة لم تعد موجودة الآن إلا نادرا . 
    أقراص مقاس 3½ بوصة: وهي أقراص مغلفة بغطاء بلاستيكي صلب مربع للحماية  يبلغ طول ضلعه 3½ بوصة، كما يوجد به ثقب للحماية من التسجيل وبفتحة محمية للتخزين والقراءة . وتتراوح السعة التخزينية لهذه الأنواع ما بين 1.44 MB إلى حوالي 3 MB
3-  الأقراص الضوئية (Optical Disk) - الأقراص المدمجة.
•    CD-RW : قرص مدمج يمكن الكتابة عليه مرات عديدة.
•    : CD-R قرص مدمج يمكن التسجيل عليه مرة واحدة فقط.
•    :DIGITAL VIDEO DISK (DVD) 
–     أقراص الفيديو الرقمية: فى حجم القرص المدمج و لكن بسعة 10 جيجابايت من البيانات

4-    الأشرطة المغناطيسية
1.    بداخلها شريط بلاستيكى مغطى بمادة قابلة للمغنطة
2.    تستخدم دورياً لأغراض التخزين الإحتياطى
3.    غير مكلفة و رخيصة الثمن مقارنة بغيرها من وسائل التخزين
4.    يمكن إعادة استخدامها
IV.    وحدة النظام  UNIT SYSTEM 
وهو الصندوق المعدني الذي يحوي تقريبا جميع مكونات الحاسب الأساسية. وتتكون هذه الوحدة غالبا من الآتي : 
1-وحدة اللوحة الأم MOTHER BOARD :
الجزء الأكثر أهمية في الحاسب لأنها الأساس ليكون الجهاز خالي من المشاكل, فهي لوحة الكترونية لها شقوق كثيرة ومتعددة تحمل معظم مكونات وحدة النظام مثل المعالج و الذواكر وكروت توصيل الأجهزة المادية الأخرى (وحدات الإدخال والإخراج ) . 

أهميتها:
1.    تبادل المعلومات بين القطع لأداء المطلوب. 
2.    التنسيق بين الأجزاء. 
3.    عمليات الإدخال و الإخراج الأساسية. 
4.    تحديد نوع و سرعة المعالج و بالتالي سرعة الجهاز 
5.    تحديد مدى قابلية الجهاز لزيادة السرعة و القدرات في المستقبل . 
6.    تحديد نوع الأجهزة الملحقة التي يمكن تركيبها . 

و هذا شرح مبسط لأجزائها:
    مقبس المعالجSocket  CPU: يوصل الأم بالمعالج و بالتالي يسمح للبيانات بالانتقال من وإلى المعالج , و له أنواع تبعا لنوع المعالج و يمكن احتواء الأم على أكثر من واحد. 
    طقم الرقاقات Chipset: رقاقات إلكترونية لتنظيم العمل بين المعالج و النواقل المختلفة . 
    مقبس الطاقة الكهربائيةPower Socket: لتزويد الأم بالكهرباء DC. 
    المنفذ المتوازي: لتوصيل أي جهاز يدعمه كالطابعة. 
    شقوق الذاكرة العشوائية(RAM slots): لتركيب الذاكرة العشوائية في الحاسب . 
    شقوق التوسعة و الناقل المحلي. 
    رقاقة البيوس BIOS (نظام مهمته أن يستقبل الأوامر الخاصة بالإدخال و الإخراج من نظام التشغيل و يقوم بتنفيذها). 
    بطارية حفظ إعدادات البيوس BIOS و تسمى السيموس CIMOS (تخزن على رقاقة CIMOS معلومات هامة عن الجهاز مثل حجم و نوع الأقراص المرنة و الصلبة و كذلك التاريخ و الوقت و يكون حجمها في حدود مئات البايتات .
    واجهة IDE: منفذ سريع لتوصيل أي جهاز يستعمل واجهة IDE , عادة الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص المدمجة. 

2-وحدة المعالجة المركزية (المعالج ) CENTERAL PROCESSING UNIT (CPU) :
المعالج هو عبارة عن رقاقة صغيرة من السيليكون تحتوي على دارات الكترونية معقدة , ويتكون من الآتي : 
1.    وحدة الحساب والمنطق ARITHMERTIC LOGICAL UNIT 
والتي يتم داخلها معالجة العمليات الحسابية والمنطقية . 
2.    وحدة التحكم CONTROL UNIT)) 
وهي تعتبر بمثابة الدماغ بالنسبة للحاسب ويمكن من خلالها اصدار الأوامر لجميع أقسام الحاسب والتنسيق فيما بينها من أجل القيام بالوظائف المطلوبة فيما بينها . كلما كانت شريحة المعالج قوية، كان النظام أسرع وأكثر كفاءة.
 تنفذ المعالجات المصغرة التعليمات المختلفة التي تسمح لجهاز الكمبيوتر بالعمل. حيث يصدر كل جهاز إدخال و إخراج متصل بجهاز الكمبيوتر تعليمات أو يتلقى تعليمات يعالجها المعالج بعد ذلك. تعد تلك الشريحة حقا هي الجهاز العامل الأساسي في النظام؛ حيث أنه ي}ثر على كل شيْ يفعله جهاز الكمبيوتر.
وتتنوع المعالجات وتختلف من حيث الأداء والسرعة، وهي ما تميز حاسب عن آخر . يتم قياس سرعة وحدة المعالجة المركزية بالميجاهرتز (MHz) (أي مليون ذبذبة في الثانية الواحدة )، حيث يمكن أن تعمل وحدة معالجة مركزية تبلغ سرعتها 1 ميجاهرتز بواحد مليون تكة ساعة في الثانية.
ولعل من أشهر المعالجات التي تستخدم في أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع IBM معالجات شركة إنتل Intel. ونذكر فيما يلي تطور انواعها وسرعاتها : 
ا- المعالجات الأولى عائلة 80XXX ومنها : 
80286 - 80386 - 80486 - 80486DX2 - 80468DX4 
ب-المعالجات عائلة البنتيوم الجيل الأول :
•  PENTIUM-100MHZ, P-133, P-166, P-200, P-MMX-233 
ج-المعالجات عائلة البنتيوم الجيل الثاني : 
•  PII- 233, PII-266, PII-300, PII-333, PII-350, PII-400…
د- المعالجات عائلة البنتيوم الجيل الثالث :
المعالجات الجديدة PIII-450 , PIII-500 ………  
تستخدم بعض الأجهزة الأخرى شرائح متوافقة مع Intel صنعتها شركة .AMD
3- الذاكرة الرئيسية (MAIN MEMORY ) RAM /ROM :
1.    ذاكرة الوصول العشوائي RANDOM ACCESS MEMORY (RAM) 
قبل أن تتمكن وحدة المعالجة المركزية من معالجة أية تعليمات تمنحها إياها، يجب تخزين التعليمات في مكان ما استعدادا للوصول إليها من قبل المعالج. يتم الاحتفاظ بتلك التعليمات-بالإضافة إلى بيانات أخرى تتم معالجتها من قبل النظام- بصفة مؤقتة في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). تتألف ذاكرة الرام RAM من صف أو صفوف من الرقاقات الإلكترونية تعمل كذاكرة عمل مؤقتة ، وتعتبر كطاولة العمل الرئيسية بالنسبة للحاسب حيث يوضع فيها كل البيانات والنتائج وتعليمات البرامج للرجوع اليها عند الحاجة ، وبدون هذه الذاكرة لا يستطيع الحاسب العمل . وتحتفظ هذه الذاكرة بكل ما سبق طالما أن الحاسب يعمل ، وبمجرد إطفاء الحاسب أو انقطاع التيار عن الحاسب تفقد هذه الذاكرة جميع محتوياتها .وتتميز هذه الذاكرة بسرعة وصول عالية تتراوح من 60-50 Ns . وكلما ازداد حجم هذه الذاكرة كلما كان الحاسب أسرع وزادت التعليمات و البيانات التي يمكن تخزينها في وقت واحد. وتتراوح أحجام الـ RAM : 
MB 128 …………MB 64 - 256 - MB 512-MB  
ب - الذاكرة المخبئة CACHE MEMORY 
وهي ذاكرة الكترونية خاصة بالمعالج وعادة ما تكون بداخله ، وهي تشبه ذاكرة RAM ولكنها أسرع منها (وقت الوصول يصل الى حوالي 20 Ns ) ويستخدمها المعالج في تخزين بعض البيانات الخاصة والمتكرر استخدمها ليسهل الرجوع اليها بسرعة فائقة .

 
ج -الذاكرة المقروءة فقط : (READ ONLY MEMORY (ROM 
وهي عبارة عن ذاكرة الكترونية لا نستطيع التغيير في محتوياتها ، وتحتوي على معلومات موضوعة من قبل الشركة المصنعة للجهاز (أو اللوحة الأم ) ، تفيد هذه المعلومات في عملية التشغيل الأولية (BOIS) للجهاز والقيام ببعض الوظائف الضرورية الأخرى . 
4-القرص الثابت (الصلب ) HARD DISK 
5- مشغل الأقراص المرنة FLOPPY DISK DRIVE
وهو الجهاز الخاص بتشغيل الأقراص الممغنطة المرنة المتنقلة . ويقوم بعمليات قراءة وتخزين البيانات من والى القرص المرن. 
6-مشغل القرص الليزري LAZER DISK DRIVE -CD- ROM - RAM -DVD
وهو الجهاز الخاص بتشغيل الأقراص الليزرية الخاصة بهذا النوع من المشغلات . وتستخدم هذه المشغلات شعاع الليزر بدلا عن المغنطة لعمليات قراءة وتخزين البيانات من وإلى قرص الليزر . يشبك بالأم عن طريق واجهة IDE أوSCSI
وتتميز أقراص الليزر بالسعة التخزينية الكبيرة والتي تبدأ من 650 MB . . ويقاس سرعة قراءة البيانات فيها بالمعيار ( X ) ، وقد تدرجت سرعات مثل هذا النوع من المشغلات حسب الآتي : 
........1X -2X –4X ……………..- 24X –32X –40X – 48X-54X

ويوجد منها أنواع حسب القدرة على اعادة الكتابة ونوع البيانات المخزنة كما يلي : 
ا- مشغلات أقراص الليزر للقراءة فقط : COMPACT DISK READ ONLY MEMOERY DRIVE (CD-ROM)
وهي المشغلات المنتشرة في جميع الأجهزة المتوفرة الآن وهي تستطيع قراءة أقراص الليزر المقروءة فقط ولا يمكنها اعادة الكتابة او التخزين على الأقراص . أما السعة التخزينية للأقراص المقروء ة تبلغ حوالي 650 MB في معظم الأحوال . 
ب-مشغلات أقراص الليزر للقراءة والكتابة: COMPACT DISK READ &WITE MEMOERY DRIVE -CD-RAM)
وهي مشغلات تشبه مشغلات CD-ROM ولكنها تختلف عنها في امكانية اعادة الكتابة والتخزين على هذه الاقراص .
ج - مشغلات أقراص الليزر للقراءة والكتابة من النوع الرقمي :
DIGITAL VIEDO DISK READ &WITE MEMOERY DRIVE (DVD-RAM)
وهي مشغلات أقراص ليزرية ذات تقنية تخزين عالية وسعات تخزينية كبيرة جدا تبلغ اكثر من 4 GB وتستخدم في تخزين أفلام الفيديو وغيرها من البيانات التي تحتاج الى سعات تخزين كبيرة .  
7-نواقل البيانات DATA BUS 
عبارة عن الكيبلات الخاصة التي تستخدم في توصيل أجزاء الحاسب الخاصة بالبيانات ومن أشهرها : 
- ناقل بيانات المعالج ( لنقل الببيانات من والى المعالج ) ويكون معدل نقله مرتفع جدا . 
- ناقل بيانات الذاكرة ( لنقل البيانات بين المعالج والذاكرة الرئيسة RAM ) 
-ناقل المخرجات ( لاتصال الحاسب بالاطراف التي يتم توصيلها بالحاسب مثل القرص الصلب ومشغلات الاقراص وغيرها ... 
8-وحدة الطاقة POWER SUPPLY 
هي الوحدة الخاصة بامداد التيار الكهربائي اللازم لاجزاء الحاسب بالجهد والامبير المطلوبين كل حسب حاجته . 
9-كروت الأجهزة المادية HARD WARE CARDS
    بطاقة الشاشة أو الفيديو: (بطاقة توسعة تسمح بوصل وتشغيل الشاشة وهي ضرورية لأي حاسب و تشبك على اللوحة الأم في أحد شقوق التوسعة)

    كرت الطابعة: 

    بطاقة الصوت: (توسعة تسمح بوصل سماعات لإصدار الأصوات).
    بطاقة الفاكس

    جهاز المودم: 
تشتمل كل نظم الكمبيوتر الشخصية في الوقت الحالي على مودم. يمكّن المودم جهاز الكمبيوتر من الاتصال بخطوط الهاتف و نقل البيانات إلى الانترنت و الخدمات التجارية الأخرى عبر الانترنت و منها.
تأتي أجهزة المودم إما في شكل داخلي (قائم على البطاقة) أو خارجي (يتم توصيله بمنفذ مفتوح في مؤخرة النظام). عادة ما يتم وضع أجهزة المودم الداخلية في فتحة على اللوحة الأم، ويتم توصيلها بخط هاتف مباشرة.

ثانيا :المكونات الغير مادية (SoftWare )
 يسمى البرامج وهي التعليمات التي تجعل الحاسوب يعمل. تُخزن البرمجيات على القرص الصلب الخاص بالحاسوب أو على قرص مدمج أو قرص رقمي متعدد الاستخدام (DVD) أو قرص مرن ويتم تحميلها (أي نسخها) من القرص إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الخاصة بالحاسوب، عندما تحتاج إليها.وهي مجموعة برامج وتطبيقات ينفذها الحاسوب كما أنها حلقة الوصل بين المبرمج والحاسوب، ويمكن تقسيمها إلى:
  نظام التشغيل : وهو برنامج معقد يسيطر على إدارة موارد النظام وتنفيذ البرامج التطبيقية وكذلك يمكن أن ينظم عملية تنفيذ أكثر من مهمة في نفس الوقت في الأنظمة متعددة المهام (Multi-Tasking) أو توزيع المهام على أكثر من معالج واحد في أنظمة البرمجة المتعددة
(Multi - Processing System) .
مثال على أنظمة التشغيل
الماكنتوش    :Mac OS 
Mac OS يعتبر من أجمل أنظمة التشغيل و أقواها في الجرافكس و الديزاين
بيوس BeOS 

NOVELL النوفل (معروف بدوره في الشبكات   Novell)
الدوس Ms-DO

اللينكس و اليونكس (Linux, Unix) 
الوندوز  WINDOWS 
 
نظام تشغيل ويندوز
يعتبر نظام التشغيل نوافذ (Windows) نظاما متكاملا يخدم المستخدم عند التعامل مع الحاسب الآلي ففيه جميع احتياجات المستخدم.
وقد كان نظام التشغيل في السابق ( DOS مثلاً) يعتمد على كتابة الأوامر، فمثلا عندما يريد المستخدم نسخ ملف من قرص مرن إلى القرص الصلب فإنه يكتب الأمر التالي:
A: > COPY AUTOEXEC.BAT C:
وهذا يتطلب معرفة الأمر وقاعدته وحروفه الصحيحة وإلا لا يمكن تنفيذ هذا الأمر.
أما في نظام النوافذ فيعتمد المستخدم على الرسومات والصور (الأيقونات) لتنفيذ أمر معين بدلا من كتابة الأمر وهذا جعل كثير من الناس يتعاملون مع الحاسب الآلي بيسر وسهولة دون معرفة الأوامر وقواعدها بل عن طريق الأيقونات الدالة على ما يريدون . 

 يتميز هذا النظام عن نظام (Ms-Dos) بما يلي:
1.    سهولة الاستخدام.
2.    استخدام أكثر من تطبيق في آن واحد (Multitasking) .
3.    استخدام أشكال ورموز صغيرة تسمى الأيقونات ((Icons وهي تمثل تطبيقات معينة.
4.    يستخدم القوائم (Menus) ويتم الاختيار عن طريق الماوس (Mouse).
5.    سهولة التعامل مع الملفات.
6.    عدد الأوامر التي يجب حفظها قليل جداً.
7.     سهولة التعامل مع الملفات.
8.    عدد الأوامر التي يجب حفظها قليل جداً.
  برامج الإقلاع : وهي برامج تخزن في ذاكرة  ROM وتكون أول ما ينفذ عند بدء التشغيل ، وعليها إجراء فحص لمكونات الحاسوب والإبلاغ عن أي أخطاء في النظام كما أنها تتعرض على الأجهزة الطرفية المربوطة للحاسوب وتحميل برامج قيادتها (Drivers) إلى الذاكرة الرئيسية ، كما تقوم بتحميل برنامج نظام التشغيل إلى الذاكرة وتسلم السيطرة له.
  المجمعات والمترجمات (Assemblers & Compilers) : وهي برامج تستخدم لترجمة وتحويل برامج المستخدم المكتوبة بلغات البرمجة العليا مثل (بيسك، فورتران، باسكال،...الخ) أو بلغة التجميع (Assembly) إلى لغة الماكنة .
 
  البرامج التطبيقية : وهي البرامج التي يكتبها المستخدم أو يشتريها جاهزة لتنفيذ تطبيق معين مثل معالجات النصوص ، وبرامج الرسوميات وبرامج التصميم بواسطة الحاسوب (CAD) ، الخ .

ما المقصود بالجهاز الطرفي؟
•    إن الجهاز الطرفي هو أي جهاز يمكنك توصيله بالحاسوب.
–    يمكنك توصيل ماسح ضوئي أو مودم بالجزء الخلفي لوحدة الحاسوب. كما  يمكنك إضافة كارت المسمى بكارت التليفزيون المسئول عن استقبال القنوات الفضائية أو كارت لنقل الصوت والصورة من الفيديو إلى جهاز الكمبيوتر.
–    
أمثلة أخرى للأجهزة الطرفية:

الجهاز المسئول عن نقل البيانات من الفيديو أو الكاميرا إلى الكمبيوتر
•    يعتبر هذا الجهاز من الأجهزة الطرفية التي يتم توصيلها داخل جهاز الكمبيوتر وهو بدوره ككل جهاز طرفي داخل الكمبيوتر له وظيفة خاصة ومن أهم وظائف هذا الجهاز الطرفي هي نقل الصوت والصورة من جهاز الفيديو إلى جهاز الكمبيوتر
الجهاز المسئول عن استقبال القنوات الفضائية من الفضائيات الى جهاز الكمبيوتر
•    أما عن جهاز استقبال القنوات الفضائية فانه يمتاز عن الجهاز الاخر بأنه مزود باجهزه استقبال ترددات القنوات الفضائية ونقل الصوت والصورة الى جهاز الكمبيوتر حتى يتم عمل معالجه لهم داخل جهاز الكمبيوتر.