الحاسب الآلي

تعرف الحاسب الآلي :

        هو جهاز إلكتروني يقوم باستقبال البيانات وتخزينها ، ومن ثم إجراء مجموعة من العمليات الحسابية والمنطقية عليها وفقاً لسلسلة من التعليمات (البرامج) المختزنة في ذاكرته، وبعدها أو أثناءها يقوم بإخراج النتائج على وحدات الإخراج المختلفة .

حسب التعريف ، يقوم الحاسب بالعمليات التالية :

1) عمليات الإدخال                 2) عمليات التخزين                3) العمليات الحسابية

4) العمليات المنطقية       5) عملية الإخراج .

خصائص الحاسب الآلي :

الإلكترونية :

        ويقصد بها الاعتماد على النبضات الإلكترونية في العمل مما يؤدي إلى قلة الأعطال عنها لو كان جهاز ميكانيكياً .

السرعة :

        وتقاس بالميجا هيرتز ( مليون ذبذبة في الثانية) وهي نتيجة مباشرة لخاصية الإلكترونية (سرعة النبضة الإلكترونية تقارب سرعة الضوء 3* 10 ^{8 متر / ثانية ) .}

الدقة والاعتمادية :

        على شرط توفر الدقة بإدخال البيانات وصحة تعليمات التنفيذ (البرنامج)

الطاقة التخزينية العالية :

        تقاس كمية المعلومات المخزنة بالبايت (حرف) .

القدرة على الاتصال بالحاسبات والأجهزة الأخرى :

        ويقصد بها إرسال البيانات واستقبالها مما أدى إلى إنشاء الشبكات وتنوع وسائل الإدخال والإخراج .

استخدامات الحاسب الآلي :  

        من الصعب حصر المجالات التي يستخدم بها الحاسب ، ولكن سنعرض بعض منها :

1) التعليم ( التدريب – التدريس – المحاكاة - .....)

 2) الكتابة والتحرير (الصحافة – دور النشر - ...... )  

3) الإحصاء

4) الإعلانات التلفزيونية والسينمائية    5) البنوك    6) الصناعة

7) التصميم الهندسي

 8) الطيران والرحلات الفضائية

9) التجارة وإدارة الأعمال

10) تخزين الوثائق والأرشفة    

11) الاتصالات والشبكات وتبادل المعلومات

12) الألعاب  

113) الزراعة  

 14) الصحة

15) المجال الأمني والعسكري

تاريخ تطور الحاسب الآلي :

·   تطور الحساب عند الإنسان القديم من استخدام أصابع اليد والحصى إلى تصميم بعض الأدوات الخشبية للحساب .

·  تم تصميم أو حاسبة ميكانيكية على يد العالم باسكال في عام 1642 م لأداء عمليات الجمع والطرح .

·   في عام 1694م أكمل العالم الرياضي ليابناتز آلة مبنية على آلة باسكال لأداء عملية الضرب والقسمة والجذور حيث يقوم المستخدم بتجهيزها لكل عملية حسابية .

·   في عام 1822م اقترح العالم شارل باباج أول حاسبة شبه تلقائية سميت بآلة الفروق والتي لم يكتمل بناءها بسبب العقبات المالية .

·   في عام 1944م تم تصميم أول حاسبة أوتوماتيكية رقمية تسمى مارك -1 بواسطة فريق من الباحثين يرأسهم العالم الأمريكي هوارد ايكن ومجموعة من مهندسي شركة IBM .

·   تم تصميم أول حاسب آلي رقمي عام 1939م وسمي ايناك على يد العالين جون وابكرت للمساعدة في تصويب القذائف المدفعية . وتم تشغيله في عام 1946م بتوصيل أسلاك خارجية . وكان يحتوي على 19 ألف صمام ويزن 30 طن ويحتل 1500 قدم مربع .

·  في نهاية عام 1956م أخذت شركة IBM القيادة في صناعة الحاسبات .

·   في عام 1957 م ظهرت أول لغة برمجة ذات مستوى عالي وهي لغة فورتران حيث كانت تستخدم لغة الآلة في السابق .

· من الممكن تقسيم الحاسبات بعد ذلك إلى أجيال حسب التطور الذي طرأ على الدوائر الكهربائية إلى :

1)  الجيل الأول ( 1951م – 957 وتستخدم فيه الصمامات المفرغة .

2)  الجيل الثاني ( 1957م – 1965) :

        بدأ فيه استخدام الترانزيستور وهو عبارة عن دائرة إلكترونية أسرع وأصغر وأقل تكلفة من الصمام المفرغ . ومعه أصبحت الحاسبات أقل حجماً وأكثر سرعة وأكبر قدرة على التخزين باستخدام الخلايا الممغنطة.

3)  الجيل الثالث ( 1965م – 1972م) :

        ظهرت فيه الدوائر المتكاملة وهو عبارة عن دوائر متكاملة توضع على شريحة من السليكون . مما إلى زيادة سرعة وتخزين الحاسبات وظهور الحاسبات الآلية المتوسطة.

4)  الجيل الرابع ( 1972م – حتى وقتنا الحاضر) :

        ظهرت فيه الدوائر المتكاملة الكبيرة وهو عبارة عن دوائر الكترونية متكاملة تحتوي على ملايين من الترانزيستورات على شريحة صغيرة من السيليكون . وأصبحت في الوقت الحالي مادة البنتيوم هي المستخدمة بدل من السيليكون لما لها من خصائص توصيل.

5)  الجيل الخامس : تطوير أجهزة الذكاء الاصطناعي :

أنواع الحاسبات الآلية

أنواع الحاسبات طبقاً لطبيعة عملها :

1)              الحاسبات القياسية (Analog Computer)

2)              الحاسبات الرقمية (Digital Computer)

أنواع الحاسبات طبقاً لحجمها :

1)              الحاسبات الكبيرة (Main Frame).

2)              الحاسبات المتوسطة (Mini Computer) .

3)              الحاسبات الصغيرة أو الشخصية (Personal Computer : PC) .

أنواع الحاسبات طبقاً لمجال الاستخدام :

1) حاسبات ذات غرض عام (General Purpose Computer)

        تصمم هذه الحاسبات من أجل القيام بالعديد من الأ‘مال ، وذلك تبعاً لما يوضع بها من برامج . أي أنها مقصورة على أداء تطبيق معين.

2) حاسبات ذات غرض خاص (Special Purpose Computer)

        تصمم هذه الحاسبات من أجل القيام بعمل محدد ، بحيث يخزن البرنامج المطلوب تنفيذه داخل الذاكرة بصفة دائمة . مثل الحاسبات المستخدمة لتوجيه مسار المقذوفات أو تسيير المركبات الفضائية أو ضمن أجهزة التحكم بالسيارات الحديثة . 

وحدات الإدخال :

هي عبارة عن أدوات أو أجهزة تستخدم لإدخال البيانات إلى الحاسب ومن أهمها :

1) الفأرة                     2) لوحة المفاتيح            3) الماسح الضوئي

4) مشغلات الأقراص      5) مودم                      6) عصا التحكم

7) الميكروفون              8) قارئ العلامات الضوئية       9) القلم الضوئي

10) الكاميرا الرقمية

مهام المفاتيح الخاصة :

ESC : يستخدم عادة لإلغاء وظيفة ما للخروج من الشاشات المختلفة .   

Caps Lock : للتبديل بين كتابة الأحرف الإنجليزية بحروف كبيرة أو صغيرة .

Ctrl : الضغط على هذا المفتاح بمفرده لا تأثير له . ويختلف استخدامه مع مفاتيح أخرى باختلاف البرنامج .

Alt : الضغط على هذا المفتاح بمفرده لا تأثير له . ويختلف استخدامه مع مفاتيح أخرى باختلاف البرنامج .

Shift : الضغط على هذا المفتاح بمفرده لا تأثير له . ويختلف استخدامه مع مفاتيح أخرى باختلاف البرنامج ويستخدم كذلك من أجل التبديل بين ظهور الحروف على نفس المفتاح .

مهام المفاتيح الخاصة :

Enter : تنفيذ أمر معين . إدراج سطر جديد في برامج الكتابة .

Backspace : الضغط عليه مرة واحدة يؤدي إلى تحريك المؤشر مسافة واحدة للخلف ومسح الرمز الموجود في هذا الموضع . واستمرار بالضغط يؤدي إلى استمرار حذف الأحرف التي خلف المؤشر.

مفاتيح الأسهم : لنقل المؤشر لأحد الاتجاهات الأربعة .

Delete : الضغط عليه مرة واحدة يؤدي إلى حذف الرمز الذي يقف عليه المؤشر . واستمرار بالضغط يؤدي إلى استمرار حذف الأحرف التي بعد المؤشر .

مهام المفاتيح الخاصة :

Home : لتحريك المؤشر إلى بداية معينة . مثل بداية السطر في برامج الكتابة .

  Page Up وPage Down  : لتحريك المؤشر شاشة كاملة لأعلى أو لأسفل . وفي برامج الكتابة صفحة للأعلى أو صفحة للأسفل .

End : لتحريك المؤشر إلى نهاية معينة . مثل نهاية السطر في برامج الكتابة .

Insert : للتبديل بين وضع الحشر ( حسر حرف بين حرفين) والوضع العادي .

مهام المفاتيح الخاصة :

Print Screen : طباعة محتوى الشاشة ( كما في نظام Dos ) أو حفظ محتويات الشاشة كصورة في الحافظة (كما في نظام (Windows .

Scroll Lock : يستخدم لتحريك النص على الشاشة لأعلى أو لأسفل مع بقاء المؤشر في نفس موضعه .

Pause  أوBreak  : إيقاف عرض البيانات على الشاشة . وعند الضغط على أي مفتاح آخر يستمر عرض البيانات .

Num Lock : لتبديل حالة المفاتيح يمين لوحة المفاتيح بين استخدامها كأرقام أو الاستخدام العادي لها .

المساح الضوئي (Scanner) :

• هو عبارة عن وحدة إدخال تقوم بنقل الصور أو النصوص إلى الحاسب الآلي .
• يشبه في عملة ماكينة التصوير إلا أنه يعطي ملف إلكترونياً بدلاً من النسخة الورقية .
• يمكن بعد مسح الصورة عن طريق الماسح تنقيحها أو طباعتها .
• يمكن للماسح المزود ببرامج خاصة التعرف الضوئي على الحروف وهذه من أسرع الطرق في إدخال النصوص إلى الحاسب .
• دقة الماسح تعني عدد النقط في البوصة الواحدة .

أنواع الماسحات الضوئية :

• ماسح يدوي .
• ماسح سطحي .

رابعاً : مشغلات الأقراص (Disk Drives) :

        من الممكن اعتبار مشغلات الأقراص وحدات عند استخدامها لتشغيل البرامج أو فتح الملفات . وكذلك من الممكن اعتبارها وحدات إخراج عند استخدامها لحفظ البيانات والبرامج .

ومن أهم مشغلات الأقراص :

1) مشغل القرص المرن   2) مشغل القرص الصلب 3) مشغل الاسطوانة المضغوطة

خامساً : المودم (Modem) :

1)              إرسال البيانات الرقمية على خطوط الهاتف

2)              سرعة المودم من أهم المواصفات له .

3)              يقوم في بداية عمله بما يعرف بإشارة الاتفاق .

4)              يحتاج إلى برنامج اتصال .            5) أنواع المودم

وحدات الإخراج :

        هي عبارة عن أدوات أو أجهزة تستخدم إخراج البيانات من الحاسب ومن أهمها :

1) الشاشة    2) الطابعة           3) الراسمات                4) سماعات الصوت

5) مشغلات الأقراص              6) مودم

أولاً : الشاشة (Monitor) :

1)              الحجم ويقاس بالبوصة .

2)              وحدة وضوح النقطة (حجم أصغر نقطة يمكن عرضها على الشاشة) .

3)              مفاتيح ضبط الشاشة . 4) خاصية مانع الوهيج .

5)              تحتاج الشاشة للعمل إلى بطاقة الشاشة .

ثانياً : الطابعة (Printer) :

1)              تعتبر الطابعة من أهم وحدات الإخراج .

2)     من أهم خصائص الطابعة السرعة والتي تقاس بعدد الصفحات في الدقيقة أو بعدد الحروف المطبوعة بالثانية .

3)              تقاس دقة الطابعة بعدد النقاط المطبوعة في البوصة الواحدة .

4)              هنالك عدة أنواع من أنواع الطابعات منها :

*   طابعة الليزر                 * الطابعة نفاثة الحبر       * الطابعة النقطية

ثالثاً : بطاقة الصوت (Sound Card) :

1)              يتيح إمكانية تسجيل الأصوات على الحاسب أو الاستماع لها .

2)              يتم تثبيت بطاقة الصوت في إحدى الفتحات المناسبة في اللوحة الرئيسية.

3)              سرعة بطاقة الصوت تقاس بالبيت .

4)              يحتوي على عدة فتحات كما في الشكل .

وحدات التخزين Storage Unit :

1) القرص المرن (Floppy Disk)   2) القرص الصلب (Hard Disk)

3) الاسطوانة المضغوطة (Compact Disk)

كل 1024    Byte                =      1 Kilo Byte    1KB   ألف حرف تقريباً

كل 1024     Kllo Byte      =      1Mega Byte  1 MB مليون (ألف ألف) 6

كل 1024     Mega Byte     =      1 Gega Byte   1GB مليار (ألف مليون)9

كل 1024    Gega Byte     =      1 Iera Byte    1TB ترليون (ألف مليار) 12

كل 1024    Tera Byte      =      1 Peta Byte    1 PB بيتاليون (ألف ترليون) 15

القرص المرن (Floppy Disk) :

1)  يستخدم القرص المرن لنقل البيانات .

2)  يحتوي القرص المرن على فتحة لحماية القرص من الكتابة عليه .

3)  يتوفر عدة أنواع من الأقراص المرنة حسب الطاقة التخزينية .

4)  يتم تجهيز القرص المرن للتخزين عن طريق أمر تهيئة (Format) .

5)  يجب حماية القرص المرن .

6)  يعتبر مصدر مزعج لنقل الفيروسات .

القرص الصلب (Hard Disk) :

1)  يوجد مؤشر ضوئي لتحديد ما إذا كان القرص الصلب في حالة استخدام.

2)  تقاس سعة القرص الصلب قيقاء بايت .

3)  يوصل القرص الصلب باللوحة الرئيسية عن طريق كيبل معد لذلك .

4)  يجب حماية القرص الصلب (الفيروسات – النسخ الاحتياطي للبيانات) .

5) إتباع الأساليب المختلفة لصيانة وتحسين أداء القرص الصلب (تنظيف القرص – إلغاء تجزئة القرص ...) .

الاسطوانة المضغوطة (Compact Disk : CD) :

1)  يمكن أن تستوعب أكثر من 600 ميجابايت .

2)  من الممكن تخزين البيانات عليها إذا ما توفر على الحاسب مشغل للقراءة والكتابة

وحدة النظام (System Unit) :

        تتكون وحدة النظام من الأجزاء الأساسية التالية :

1)  اللوحة الرئيسية (Mother Board) .

2)  وحدة المعالجة المركزية (Central Processing Unit : CPU) .

3)  الذاكرة (Memory) .

4)  بطاقات (Cards) .

5)  الصندوق الخارجي للحاسب (Computer Case) وبعض المكونات الأخرى

اللوحة الرئيسية Mother Board :

1) هي اللوحة التي يوجد عليها الدوائر والمكونات الإلكترونية الداخلية للحاسب ومن خلالها يتم نقل البيانات بين مختلف أجزاء الحاسب .

2)  يتوفر منها أنواع وأحجام مختلفة تعتمد على الشركة المصنعة .

وحدة المعالجة المركزية (Central Processing Unit : CPU :

1) تتكون وحدة المعالجة المركزية من وحدتين جزئيتين هما وحدة الحاسب والمنطق والمسئولة عن تنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية ووحدة التحكم والمسئولة عن تنسيق جميع العمليات في وحدة المعالجة المركزية . كما يوجد بها ذاكرة وسيطة (Memory Cache) فائقة السرعة .

2)  تعتبر الوحدة الأساسية والمسئولة عن معالجة البيانات داخل الحاسب .

3)  تقوم هذه الوحدة بتنفيذ ملايين العمليات في الثانية الواحدة وتقاس سرعتها بالميجا هيرتز .

4)  تسمى أحياناً بالمعالج (Processor) .

5) يتوفر أجيال مختلفة من هذه الوحدة بسرعات مختلفة وهي معالج (386 – 486 – بنتيوم – بنتيوم I – بنتيوم II – بنتيوم III ) .

الذاكرة Memory :

        ذاكرة القراءة فقط                           الذاكرة الرئيسية

وحدة المقارنة	ROM	RAM
استخدامها	ذاكرة الحاسب	ذاكر للمستخدم
نوعها	دائمة (لا تفقد ما بها بانقطاع مصدر الطاقة)	مؤقتة (يفقد ما بها من برامج وبيانات بانقطاع التيار)
برامجها	تعد بمعرفة الشركة المنتجة	يختارها المستخدم
طبيعتها	يمكن القراءة منها فقط	يمكن القراءة منها والكتابة فيها

الذاكرة الرئيسية (Main Memory)

ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory : RAM) :

1)  هي عبارة عن ذاكرة إلكترونية مثبتة على اللوحة الرئيسية .

2)  تعتبر مسرح العمليات بالنسبة للمعالج .

3)  تتأثر سرعة الجهاز وكفاءته تأثر مباشر بحجمها .

4)  من الممكن زيادة ذاكرة الجهاز عن طريق الفتحات الخاصة بذلك في اللوحة الرئيسية .

الذاكرة الوسيطة (Cache Memory) :

1) هي عبارة ذاكرة تستخدم لتقليل الوقت الذي تحتاجه وحدة المعالجة للحصول على المعلومات من الذاكرة الرئيسية .

2)  قد توجد خارج وحدة المعالجة كما في الأجيال السابقة أو داخل وحدة المعالجة كما في الجيل الحالي .

3)  يتوفر منها أحجام مختلفة .

صندوق النظام وبعض المكونات الأخرى

الشكل الخارجي للصندوق                         فتحات الجزء الخلفي

وحدة الإمداد بالطاقة (Power Supply)              كابلات التوصيل (Data Cables)

الحاسبات المحمولة (Portable Computers) :

1)  يتوفر منه أنواع مختلفة ومنها (Notebook) و (Laptop) .

2)  يتميز بسهولة الحمل وبوجود بطارية داخلية .

3)  يعيب عليه صعوبة تعديل مواصفاته .

البرامج (Softwre)

1) نظم التشغيل (Operating System)

2)البرامج التطبيقية (Application Software) .

3) لغات البرمجة ( Programming Languages) .

نظام التشغيل (Operating System)

1)  هي عبارة عن برامج مسئولة عن التحكم في كل المهام التي يقوم بها الحاسب الآلي .

2)  تظهر كوسيط ما بين المستخدم والجهاز .

3)  هنالك العديد من أنظمة التشغيل المتوفرة لأجهزة الحاسب الآلي الشخصية من أهمها :

أ- نظام التشغيل DOS         ب- نظام التشغيل Windows

4)  سيتم من خلال هذه الدورة التطرق بالتفصيل لنظام التشغيل Windows 98 .

البرامج التطبيقية (Application Software)

1)هي عبارة عن برامج تعد من قبل مبرمجي النظم من أجل تطبيق معين أو حل مشكلة محددة.

2)تغطي هذه البرامج مختلف المجالات .

3)من أشهر هذه البرامج مجموعة Microsoft Office والتي سوف نتطرق لها بالتفصيل أثناء هذه الدورة ومنها :

• ‌برنامج Word .
• ‌برنامج Excel .
• ‌برنامج Power Point .
• ‌برنامج Access
• لغات البرمجة Programming Languages

1) هي عبارة عن برامج خاصة تستخدم كوسيلة للتخاطب مع الحاسب الآلي وذلك لكتابة مجموعة من التعليمات والأوامر (البرنامج) والتي يستطيع الحاسب تنفيذها .

2)  تنقسم لغات البرمجة بشكل عام إلى ثلاثة أقسام هي :

أ-لغة الآلة             ب-لغة التجميع      ج-اللغات ذات المستوى العالي

3) تتكون لغات البرمجة ذات المستوى العالي عادة من مجموعة من الكلمات والجمل الإنجليزية يستخدمها المبرمج في البرمجة وتختلف هذه الكلمات تبعاً للغة البرمجة .

4)  من الأمثلة على لغات الحاسب ذات المستوى العالي (لغة فورتران – لغة كويل – لغة البيسك – لغة البرمجة باسكال – لغة البرمجة سي و سي ++ - .....) .

الخيارات الأساسية عند شراء الحاسب الآلي

‌أ-  الهدف العام من اقتناء الحاسب الآلي .

‌ب- لتكلفة المالية ( أعلى مبلغ من الممكن توفيرها لشراء الحاسب)

‌ج-  المواصفات الأساسية للجهاز .

• اللوحة الرئيسية
• المعالج .
• الذاكرة الرئيسية .
• الشاشة .
• الطابعة .
• الكروت (مودم – الصوت - ..... )
• أجهزة إضافية ( ماسح ضوئي – أجهزة النسخ الاحتياطي - .... ) .