بسم الله الرحمن الرحيم
كل ما تود معرفته عن عتاد الحاسب الآلي
مقدمة لعتاد الحاسب
=================
العتاد هو أسم لأجهزة الحاسب ، فكل جهاز داخل الحاسب أو ملحق به يعتبر من عتاد ، وبهذا يعتبر الشاشة التي أمامك ولوحة المفاتيح والفأرة وكذلك الطابعة وكل ما يحتويه صندوق الحاسب من العتاد ، ولهذا العتاد كما قلنا وظائف استقبال البيانات ومعالجتها وإخراج النتائج وتخزينها لذا يقسم عتاد الحاسب إلى أنواع تبعاً لوظيفتها مع ملاحظة أن بعض الأجهزة قد تعمل أكثر من وظيفة في نفس الوقت مثل الإدخال والإخراج معاً....... فما هي أقسام العتاد؟
أجهزة الإدخال : لوحة المفاتيح ، الفأرة ، بطاقة الصوت ، الماسحة الضوئية ، عصى الألعاب- وهي لتمكن المستخدم من إدخال البيانات.
أجهزة المعالجة : المعالج ، الذاكرة العشوائية .
أجهزة الإخراج : الشاشة ، بطاقة الفيديو ، الطابعة ، بطاقة الصوت ، المجاهر (السماعات) - وهي لتظهر للمستخدم البيانات بعد معالجتها.
أجهزة التخزين : القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج ، وسائط النسخ الاحتياطي والأرشفة و وسائط التخزين المتنقلة (محركات أقراص خارجية) -وهي لتسمح للمستخدم بأن يخزن البيانات سواء قبل معالجتها أو بعدها ليسترجعها في وقت لاحق.
أجهزة التشبيك : بطاقة الشبكة ، المودم - وهي لتمكن المستخدم من تبادل المعلومات مع الحاسبات الأخرى (الشبكات).
الجهاز الذي يربط هذه المكونات جميعاً : اللوحة الأم. لاحظ أن بعض الأجهزة ربما تصنف في أكثر من مجموعة كونها
كما يمكننا تقسيم الأجهزة على حسب مكان تركيبها في الحاسب إلى :
أجهزة تركب داخل علبة النظام : اللوحة الأم ، بطاقة الفيديو ، بطاقة الصوت ، المعالج ، الذاكرة العشوائية ، القرص المرن القرص الصلب ومحرك القرص المرن ، بطاقة الشبكة والمودم.
أجهزة محيطية وهي التي توضع خارج علبة الجهاز : الطابعة ، الماسحة الضوئية ، الفأرة ، لوحة المفاتيح ، عصى الألعاب ، المجاهر ( السماعات ) ، مايكروفون ، محركات أقراص خارجية ، مودم خارجي.
وتجدر الملاحظة هنا أن كل واحد من هذه الأجهزة مستقل بذاته ويمكن مثلاً في حالة تعطل واحد منها استبداله دون الاضطرار إلى تغيير كامل الجهاز. وسنستعرض فيما يلي إن شاء الله علاقة هذه الأجهزة مع بعضها البعض وكيف تتعاون فيما بينها لإنجاز العمل المطلوب.
يتطور العتاد بصورة كبيرة مع الزمن ، الحاسب الذي اشتريته قبل عام واحد أصبح الآن في قاع الأجهزة المتوفرة بالسوق ، هذا لأن العلم لا يتوقف وتطور أجهزة الحاسب يتم بصورة كبيرة جداً لم تعهد من قبل في تاريخ البشرية - ألسنا في زمن التطور العلمي السريع؟ - لذا فإنه من الشائع أن يقاس تطورالحاسبات بالزمن فيقال أن هذا الحاسب 3 شهور أفضل من ذاك أو متخلف ب 5 شهور عن الثاني وهكذا.
أنواع الحاسبات بشكل عام
الحاسبات بشكل عام تختلف بقدرتها على معالجة البيانات ، فمنها ذو القدرة المحدودة على المعالجة ومنها ذو القدرات الفائقة وذلك لتناسب مختلف الإحتياجات والتكاليف ، وها هي نظرة على أنواعها الرئيسية :
الحاسبات الكبيرة أو المركزية أو ما تسمى المينفريم (mainframe) : مثل الحاسبات المستخدمة في البنوك وفي المؤسسات الحكومية كوزارة الداخلية .... الخ ولا يستطيع الفرد العادي تكلف ثمن شراء إحداها لأنها تكلف الملايين من الدولارات أو مئات الآلاف على أقل تقدير ، وتمتلك قدرة على معالجة كمية هائلة من البيانات مثل معلومات الملايين من المواطنين .
الحاسبات الشخصية (personal computers) : وهي الأجهزة التي يستخدمها المستخدمون العاديين في المنزل أو العمل و يبلغ ثمن هذه الأجهزة مئات أو آلاف الدولارات ، وتستخدم لمعالجة الكلمات أو تصفح الإنترنت أو للألعاب والترفيه والتعليم وتنقسم هذه إلى قسمين رئيسيين :
النظم المكتبية : وهذه أجهزة أكبر من النوع الثاني وتصلح لوضعها على مكتب في البيت أو العمل و يكون ثمن الجهاز الواحد أقل من النوع الثاني ، ولا يمكننا جعل هذا النوع متنقلاً حيث أنه يستخدم التيار المتناوب * وحجمه كبير .
الحاسبات الدفترية : وهي حاسبات صغيرة الحجم ( بضعة إنسان طولاً وعرضاً وبضعة سنتمترات ارتفاعاً ) وتستخدم في العادة للاستعمال أثناء التنقل مثل السفر ، وهو يعتبر " حاسب شخصي قابل للحمل " بسبب وزنه الخفيف وكونه عبارة عن قطعة واحدة ، ويعمل هذا النوع بالبطاريات القابلة للشحن ليستعمل أثناء التنقل ، ويشغل هذا الحاسب نفس البرامج ويقوم بنفس الوظائف التي يقوم بها الحاسب المكتبي ولكن مع الحفاظ على الوزن والحجم المنخفض ، لذا فإنه أغلى ثمناً من الأول .
الخادمات (servers) : وهي أجهزة حاسب تستخدم في شبكات الحاسب لتكون المركز الرئيسي للشبكة حيث يتم تخزين البيانات وإدارة الشبكة ، ويجب أن تكون هذه الحاسبات قوية كفاية لتتمكن من استيعاب عدد الحاسبات الكبير عليها ، وفي الواقع مع تطور قوة الحاسبات الشخصية أصبحت تستخدم كحاسبات خادمة وبدأ في الوقت الحالي الفرق بين الحاسبات الشخصية والخادمة يتقلص شيئاً فشيئاً .
حاسب آلي مركزي
حاسب دفتري
حاسب آلي شخصي مكتبي
في الماضي كنا نقسم الحاسبات إلى ثلاثة أقسام : مركزية ومصغرة وشخصية .... ولكن مع التطور المذهل الذي أصاب الحاسبات الشخصية أصبح من الممكن بناء حاسبات شخصية تقارب الحاسبات المصغرة في القوة .
-------------------
بداية الحاسب الشخصي
-------------------
ما هو الفرق بين "كمبيوتر IBM " و " كمبيوتر متوافق مع IBM " في الواقع لا شئ .......لماذا !!!!؟؟؟
في عام 1981 طرحت شركة IBM أول جهاز حاسب آلي شخصي ، وكان هذا الجهاز غال الثمن كما يعتبر - بمقاييس اليوم - متخلفاً جداً ، وضعت فيه IBM معالج إنتل (8088) وزودته بنظام التشغيل دوس ، كان أفضل شئ في ذلك النظام أنه قابل للتوسعة ، واجه هذا الحاسب منافسة شديدة من قبل شركة ماكنتوش التي كانت تنتج حاسبات أفضل من تلك التي تنتجها IBM وبدء موقف IBM يتراجع في السوق ، فكرت IBM ملياً ثم قررت أن تجعل تصنيع هذا النظام مفتوح لجميع الشركات التي ترغب بتصنيعه ، اشترطت فقط أن تلتزم هذه الشركات بالمواصفات القياسية الموضوعة من قبل IBM وتسابقت الشركات لتصنع هذه الأنظمة المتوافقة مع مواصفات IBM ، فأصبح هناك "حاسبات IBM " الأصلية وأخرى "متوافقة مع IBM " تنتجها الشركات الأخرى .
هل عرفت لماذا نسمع عبارة "متوافق مع IBM " في عالم الحاسبات الشخصية ، في الواقع حالياً لا يوجد فرق بين "كمبيوتر IBM " وبين "متوافق مع IBM " بل يمكن أن تنتج شركات أخرى حاسبات أفضل من حاسبات شركة IBM .
الأصيل والمجمع
===========
عندما نتكلم عن حاسبات IBM والحاسبات المتوافقة معها يجب أن نعرف شيئاً مهماً : أن الحاسب جهاز قابل للتخصيص ، أي أنه عندما أشتري حاسباً فإني قادر على اختيار المواصفات الفنية التي تعجبني فمثلاً أستطيع شراء حاسب لتصفح الإنترنت ولكنه يفتقر لقدرات الصوت ، أو حاسب يمتلك المميزات كاملة ، المهم أني أستطيع إختيار مكونات الحاسب لتناسب احتياجاتي وميزانيتي ، لذا فإن الحاسب لا يأتي من المصنع كقطعة واحدة بل يجمع هذا الحاسب من مجموعة من القطع المختلفة من شركات مختلفة وبلدان مختلفة .
يمكن للمستخدمين المتمرسين تجميع قطع الحاسب مع بعضها البعض لتكوين حاسب كامل بدون أدوات خاصة ( أنا أقوم بذلك في المنزل ولا أحتاج لأكثر من مفك براغي ) فليس في ذلك مشكلة .
فمثلاً تطرح شركة ما بطاقة الصوت ( قطعة تركب في الحاسب فتمكنه من إصدار الأصوات ) وتطرح أخرى بطاقة صوت أخرى بمواصفات مختلفة ........ وهكذا حتى لتجد في السوق العشرات من الأنواع ، لذا تستطيع أنت المستخدم أن تختار من هذه الأنواع ما يناسب إحتياجك و نقودك فتشتريه وتركبه في حاسبك وهكذا تختار القطع الأخرى في حاسبك حتى يكون عندك حاسب كامل ، وطبعاً لا يخفى عليك أن هذه القطع تختلف إختلافاً كبيراً فيما بينها في جودتها وسرعة آداءها العمل المطلوب منها لذا على الشخص الراغب في أن يشتري حاسباً أن يختار المكونات التي سوف تدخل في تكوين حاسبه .
وطبعاً اختيار المكونات من بين العشرات أو المئات من القطع المختلفة وتجميعها التجميع الصحيح يعد فناً ويحتاج لمعرفة عميقة في الحاسب ، لذا فقد أنشأت شركات لتقوم بهذا العمل نيابة عنك مقابل فارق سعري طبعاً ولتقدم تلك الشركات الدعم والصيانة اللازمة لهذه الأجهزة ، ومن أمثلة تلك الشركات DELL وَ gateway وَ compaq وَ IBM وغيرهم فتقوم بتجميع القطع مع بعضها البعض لتصنيع موديلات من الحاسبات بأسعار ومواصفات تتفاوت من جهاز للآخر ومن شركة لأخرى ، وتسمى الحاسبات المجمعة بهذه الطريقة " الحاسبات الأصيلة " .
بينما يعمد أشخاص آخرون إلى إختيار المكونات مفردة ثم العهد بتجميعها لشركة محلية في البلد الذي يقيم فيه وتسمى الحاسبات المجمعة بهذه الطريقة " الحاسبات المجمعة " .
وطبعاً تتمتع الأجهزة الأصيلة بمستوى من الجودة أعلى من الأجهزة المجمعة وكذلك بمستوى خدمات ما بعد البيع نظراً لأن الشركات التي تبيعه تحرص كل الحرص على سمعتها .
كما تتمتع الأجهزة الأصيلة بمواصفات عالية في مجال الحفاظ على الصحة، حيث أن جميع أجهزة الحاسب تصدر أشعاعات ضارة ( تشبه تلك الصادرة من جهاز الهاتف النقال ) مما يحتم أن تكون كمية هذه الإشعاعات في المستوى المقبول ، وهنا تبرز أهمية المواصفات التي تتمتع بها الأجهازة الأصيلة .
المكونات العامة للحاسب
====================
بالطبع لقد رأيت حاسباً من قبل و ها أنت تجلس أمامه وترغب في تعلمه ... وتعلم أنه جهاز يتكون من ثلاث قطع :
الشاشة
لوحة المفاتيح ، الفأرة .
علبة النظام : وترى أشهر محتوياتها في هذا الجدول :
الفئة
ملاحظات
اللوحة الأم
تحمل المعالج المركزي ، الذاكرة المخبئية ، الذاكرة العشوائية ، أطقم الرقاقات ، منافذ الإدخال والإخراج وشقوق التوسعة
وسائط التخزين
القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج ، أقراص التخزين الأخرى
بطاقات التوسعة
بطاقة الفيديو ، بطاقة الصوت ، المودم ، بطاقة الشبكة ، موائم سكزي
وربما أيضاً بعض الملحقات الأخرى مثل الطابعة * " والماسحة الضوئية * " عصى الألعاب * " المجاهرات ( السماعات ) * " .
ها هو رسم توضيحي لعلبة النظام أزلنا عنها غطائها العلوي و الأمامي :
وهذه المكونات هي (حسب الأرقام ) :
(1) منافذ الإدخال / الإخراج : المنافذ المتسلسلة والمتوازية (2) محول الطاقة (3) شقوق الذاكرة العشوائية (4) محرك القرص المرن (5) محرك القرص المدمج (6) القرص الصلب (7) اللوحة الأم (8) سماعات النظام (9) وحدة المعالجة المركزية (10) بطاقات التوسعة
طبعاً سنستعرض كلاً من هذه المكونات ووظائفها .. تابع
أسم الجهاز أو القطعة
وظيفتها
طريقة شبكها في الحاسب
هل هي ضرورية ليعمل الحاسب؟
علبة النظام
هي العلبة التي تراها بجانب الشاشة وتنادى مجازا بالـ"CPU"
هي الحاوية التي توضع بها المكونات الأخرى
لا ولكن لا أحد يود أن يجمع حاسباً ثم لا يستطيع حمله بسهولة !!!!.. في الحقيقة يمكنك تجميع حاسب فوق طاولة مكتبك بدون علبة نظام (ولكن هذا التجميع فلسفي ليس أكثر فلا أحد يود فعل ذلك في الحياة العملية)
اللوحة الأم
ربط الأجزاء الأخرى ببعضها البعض مما يسمح بتبادل البيانات فيما بينها .
تنسيق العمل بين هذه الأجزاء.
تنظيم عمل الذاكرة .
تثبت داخل علبة النظام وتوصل جميع الأجهزة الأخرى بها
نعم
بطاقة الفيديو
بطاقة توسعة تسمح بوصل وتشغيل الشاشة وهي ضرورية لأي حاسب
تشبك على اللوحة الأم في أحد شقوق التوسعة
نعم
بطاقة الصوت
بطاقة توسعة تسمح بوصل سماعات لإصدار الأصوات
تشبك على اللوحة الأم في أحد شقوق التوسعة
لا
بطاقة المودم
بطاقة توسعة تسمح بشبك الحاسب بخط الهاتف بغرض شبكه بحاسب آخر أو بالإنترنت
تشبك على اللوحة الأم في أحد شقوق التوسعة
لا
بطاقة الشبكة
بطاقة توسعة تسمح بشبك الحاسب مع الحاسبات الأخرى لتكوين شبكة
تشبك على اللوحة الأم في أحد شقوق التوسعة
لا
محول الطاقة
يحول التيار المتردد 110 أو 220 إلى تيار مباشر ليستخدم في تغذية كافة المكونات داخل علبة النظام
له مكان في علبة النظام وهو الجزء الذي يشبك فيه السلك القادم من مصدر الطاقة في الحائط
نعم
القرص الصلب
هو الوحدة الرئيسية لتخزين البيانات والبرامج
يشبك باللوحة الأم عن طريق واجهة IDE أو SCSI
لا ولكن لا تستطيع تشغيل الحاسب هذه الأيام إلا بها
محرك القرص المدمج
هو جهاز لقراءة البيانات المخزنة على الأقراص المدمجة * "
يشبك باللوحة الأم عن طريق واجهة IDE أو SCSI
لا
محرك الأقراص المرنة
هو جهاز لقراءة البيانات المخزنة على الأقراص اللينة
يشبك بمقبس خاص به على اللوحة الأم
نعم
وحدة المعالجة المركزية
هو الجزء من الحاسب الذي يقوم بالعمليات الحسابية الرئيسية ( أي مركز الحساب ) ويؤثر بشكل رئيسي في سرعة الحاسب
يشبك بمقبس خاص باللوحة الأم
نعم
منافذ الإدخال والإخراج المختلفة ( منافذ تسلسلية ومنافذ متوازية والناقل التسلسلي العام )
المنفذ المتوازي : يستعمل لإدخال أو إخراج البيانات ويوصل به الطابعة .
المنفذ المتسلسل : يستعمل في العادة لتوصيل الفأرة
الناقل التسلسلي العام : يوصل به الكثير من أنواع الأجهزة ، وله حديث خاص إن شاء الله .
كل نوع له مشبك خاص به
لا بد من توصيل لوحة المفاتيح على الأقل بالمنفذ المتسلسل أو الناقل التسلسلي العام
الطابعة
الإخراج إلى الورق
تثبك بسلك خاص للمنفذ المتوازي أو الناقل العام
لا
الماسحة الضوئية
مسح الصور ومن ثم تحويلها لصور رقمية
المنفذ المتوازي أو الناقل التسلسلي العام أو بطاقة توسعة خاصة أو حتى بمنفذ SCSI
لا
الذاكرة العشوائية
تمثل ذاكرة سريعة تخزن فيها الملفات والبرامج بصورة مؤقتة أثناء تنفيذها ثم تمحى كلياً قبل إطفاء الحاسب
لها مقبس خاص في اللوحة الأم
نعم
الشاشة
هي التي تنظر إليها الآن
ترتبط ببطاقة الفيديو بسلك خاص
لا تستطيع رؤية نتائج المعالجة إلا بها
لوحة المفاتيح
إدخال الأرقام والحروف إلى الحاسب وكذلك تستعمل لإصدار الأوامر للحاسب
توصل بالمنفذ التسلسلي أو الناقل التسلسلي العام
نعم
الفأرة
إداة إدخال تستعمل في نظام وندوز لإصدار الأوامر للحاسب
توصل بالمنفذ التسلسلي أو الناقل التسلسلي العام
لا ولكنها شائعة جداً ولا يخلو حاسب منها في هذه الأيام
بعض المصطلحات المهمة
اللوحة الإلكترونية المطبوعة ( printed circuit boards )
هل شاهدت يوماً جهازاً إلكترونياً من الداخل وشاهدت فيه تلك الألواح الإلكترونية الخضراء المختلفة الأحجام والتي تزدان بالكثير من القطع الإلكترونية الدقيقة عليها ؟
لابد أنك فعلت ، وهذه هي ما يطلق عليها الألواح الإلكترونية المطبوعة ، وما يهمنا هنا منها هو أن الإلكترونيات في الحاسب تتكون من لوحات إلكترونية مطبوعة متصلة مع بعضها بالطريقة والترتيب المناقش سالفاً .
الناقل المحلي
الناقل المحلي هي عبارة عن مجموعة من الأسلاك الدقيقة ( التي هي في الحقيقة جزء من اللوحة الإلكترونية المطبوعة ) مختص بنقل المعلومات بين جزأين محددين أو أكثر من الحاسب ، مثلاً بين المعالج والذاكرة العشوائية . أنظر التفاصيل