جهاز الحاسوب ( computer)
هو جهازٌ إلكترونيٌّ لديهِ القدرةُ على استقبالِ البياناتِ ومعالجتِها وتخزينِها واسترجاعِها وإخراجِها في صورةِ معلوماتٍ وَفقًا لمجموعةٍ منَ الأوامرِ البرمجيةِ
مبدأُ عملِ جهازِ الحاسوبِ
(The operating principle of a computer system)
يمرُّ العملُ في جهازِ الحاسوبِ بأربعِ مراحلَ أساسيةٍ، هيَ:
- الإدخالُ (Input)
- المعالجةُ (Processing)
- التخزينُ (Storage)
- الإخراجُ( Output )
ولا بُدَّ لهذهِ العملياتِ منْ دورةٍ مُستمِرَّةٍ تتيحُ لجهازِ الحاسوبِ تنفيذَ الأوامرِ ومعالجةَ البياناتِ بفاعليةٍ.
- في مرحلةِ الإدخالُ (Input) : يستقبلُ جهازُ الحاسوبِ البياناتِ والأوامرَ عنْ طريقِ وحداتِ الإدخالِ، مثلَ: لوحةِ المفاتيحِ، والفأرةِ، والكاميرا، والميكروفونِ، وغيرِ ذلكَ، ثمَّ يُخزِّنُها تمهيدًا لمعالجتِها.
- في مرحلةِ المعالجةُ (Processing): ما إنْ يتمُّ إدخالُ البياناتِ، حتّى تقومَ وحدةُ المعالجةِ المركزيةِ CPU التي تُمثِّلُ دماغَ الحاسوبِ بمعالجةِ هذهِ البياناتِ عنْ طريقِ إجراءِ عملياتِ التصنيفِ والترتيبِ والتنسيقِ، وكذلكَ إجراءُ العملياتِ الحسابيةِ وعملياتِ المقارنةِ المنطقيةِ؛ لإنتاجِ معلوماتٍ مفيدةٍ.
- في مرحلةِ التخزينُ ( Storage ) : بعدَ عمليةِ المعالجةِ، يعملُ جهازُ الحاسوبِ على تخزين المعلوماتِ لاستخدامِها، والرجوعِ إليْها عندَ الحاجةِ.
- في مرحلة الإخراجُ ( Output ) : بعدَ اكتمالِ مرحلتيِ المعالجةِ والتخزينِ، يُنتِجُ جهازُ الحاسوبِ مُخرجًا يُمكِنُ للمُستخدِمِ مشاهدتُهُ، أوْ سماعُهُ، أوْ حتّى لمسُهُ عنْ طريقِ وحداتِ الإخراجِ، مثلَ:
الشاشةِ، والسمّاعةِ، والطابعةِ
أنظرُ الشكلَ ( 1- 1) الذي يُبيِّنُ مبدأَ عملِ جهازِ الحاسوبِ.
أُفكِّرُ وأُحلِّلُ
بناءً على فهمي مبدأَ عملِ الحاسوبِ، أذكرُ الفرقَ بينَ البياناتِ والمعلوماتِ
البياناتُ(Data) : هي مجموعةٌ منَ الحقائقِ الأوَّليةِ والعناصرِ غيرِ المُعالَجةِ التي تُجمَعُ وتُنظَّمُ
لغرضٍ مُعيَّنٍ. وقدْ تكونُ البياناتُ أرقامًا، أوْ رموزًا، أوْ كلماتٍ، أوْ صورًا، أوْ إشاراتٍ، وهيَ لا
تحملُ معنًى واضحًا وحدَها حتّى يتمَّ تحليلُها أوْ معالجتُها.
منَ الأمثلةِ عليْها:
- علامات الطلبة في الاختبارات
- والأرقامُ المُدوَّنةُ في قواعدِ البياناتِ
- والتسجيلاتُ النصيةُ أوِ الصوتيةُ
المعلوماتُ ( Information): هيَ البياناتُ التي تمَّ تنظيمُها وتحليلُها ومعالجتُها على نحوٍ يجعلُها مفيدةً وذاتَ معنًى للمُستخدِمِ. ومنَ الأمثلةِ عليْها: القائمةُ المُنظَّمةُ لأسماءِ
الطلبةِ ونتائجِهِمْ في الاختباراتِ، والرسمُ البيانيُّ الذي يُبيِّنُ نسبةَ الطلبةِ الناجحينَ في الموادِّ الدراسيةِ المختلفةِ. تُساعِدُ المعلوماتُ على فهمِ السياقِ واتِّخاذِ القراراتِ التي تُفْضي إلى تحسينِ العملياتِ
منَ الأمثلةِ عليْها:
- جمعِ البياناتِ المُتعلِّقةِ بعلاماتِ الطلبةِ في اختبارٍ مُعيَّنٍ لتقييمِ أدائِهِمُ الأكاديميِّ ثمَّ استخدامِ هذهِ البياناتِ في تحديدِ المجالاتِ التي تتطلَّبُ تحسينًا أوْ تطويرًا.
أناقش
بناءً على فهمي مبدأَ عملِ الحاسوبِ، أُحدِّدُ الأسبابَ التي قدْ تؤدّي إلى وجودِ أخطاءٍ في
المُخرَجاتِ والنتائجِ التي يُقدِّمُها الحاسوبُ، وتُقلِّلُ منْ درجةِ دِقَّتِهِ في العملِ.
- أخطاء في الإدخال:
- خطأ بشري: قد يخطئ المستخدم في إدخال البيانات، مثل كتابة رقم خاطئ أو حرف إضافي.
- أعطال في الأجهزة المدخلة : قد تتسبب أعطال في لوحة المفاتيح أو الفأرة في إدخال بيانات خاطئة.
- أخطاء في المعالجة:
- أخطاء برمجية: قد تحتوي البرامج على أخطاء برمجية تؤدي إلى نتائج غير صحيحة.
- أعطال في الأجهزة: قد تتسبب أعطال في وحدة المعالجة المركزية أو الذاكرة في حدوث أخطاء في الحسابات.
- أخطاء في الإخراج:
- أعطال في الأجهزة المخرجة: قد تتسبب أعطال في الشاشة أو الطابعة في عرض نتائج غير صحيحة.
- أخطاء في البرنامج المستخدم لعرض النتائج: قد يكون هناك خطأ في البرنامج المستخدم لعرض البيانات على الشاشة أو تحويلها إلى ملف.
أنواعُ أجهزةِ الحاسوبِ (Computer Types):
في البداياتِ الأولى لتطوُّرِ أجهزةِ الحاسوبِ، كانَتْ هذهِ الأجهزةُ ضخمةَ الحجمِ، وتستهلكُ مواردَ كثيرةً، وتتطلَّبُ تخصيصَ ميزانياتٍ ضخمةٍ لبنائِها وإدارتِها؛ إذْ كانَتِ أجهزة الحاسوب الأوَّليةُ مثلُ( ENIAC) تَشْغلُ غرفًا كاملةً ، وتستهلكُ كمِّياتٍ هائلةً منَ الطاقةِ؛ ما جعلَ استخدامَها يقتصرُ غالبًا على الأغراضِ العسكريةِ والأغراضِ البحثيةِ.أنظر الشكل( 1- 2)
ثمَّ تطوَّرَتْ صناعةُ الحواسيبِ، واتَّسعَتْ مجالاتُ استخدامِها، وتعدَّدَتْ أنواعُها. وبالرغمِ منْ تشابهِ
جميعِ أجهزةِ الحاسوبِ في آليَّةِ عملِها، فإنَّ بعضَها يختلفُ عنْ بعضٍ في الشكلِ والحجمِ والأداءِ
الوظيفيِّ
أنواع أجهزة الحاسوب
الحاسوبُ المكتبيُّ Desktop Computer
نوعٌ منْ أجهزةِ الحاسوبِ مُصمَّمٌ للاستخدامِ في مكانٍ ثابتٍ مثلِ
المكتبِ والمنزلِ.
يمتازُ بوجودِ وحدةِ نظامٍ مُنفصِلةٍ، وشاشةٍ،ولوحةِ مفاتيحَ، وفأرةٍ؛ ما يجعلُهُ مناسبًا للاستخداماتِ التي تتطلَّبُ أداءً عاليًا ومساحةَ تخزينٍ كبيرةً
الحاسوبُ المحمولُ Laptop
جهازٌ شخصيٌّ صغيرٌ ومحمولٌ، وهوَ يدمجُ جميعَ مُكوِّناتِ الحاسوبِ الأساسيةِ في وحدةٍواحدةٍخفيفةِ الوزنِ.
يمتازُ بتصميمِهِ الذي يسمحُ بسهولةِ نقلِهِ واستخدامِهِ في أماكنَ مختلفةٍ
الحاسوبُ اللوحيُّ Tablet
جهازٌ محمولٌ وذو شاشةٍ تعملُ باللمسِ، وهوَ يدمجُ المُكوِّناتِ
في وحدةٍ واحدةٍ منْ دونِ وجودِ لوحةِ مفاتيحَ ماديةٍ
ويمتازُ بخِفَّةِ وزنِهِ، وتصميمِهِ المُدمَجِ؛ ما يجعلُهُ سهلَ الحملِ والاستخدامِ أثناءَ عمليةِ التنقُّلِ.
الهاتفُ الذكيُّ Smart phone
جهازٌ محمولٌ يجمعُ بينَ مزايا الهاتفِ التقليديِّ ووظائفِالحاسوبِ.
يمتازُبوجودِ شاشةٍ تعملُ باللمسِ، ونظامِ تشغيلٍ مُتقدِّمٍ، وقدرةٍ على تشغيلِ التطبيقاتِ المختلفةِ؛ ما يجعلُهُ أداةً مُتعدِّدةَ
الاستخداماتِ للاتصالاتِ، والترفيهِ، والإنتاجيةِ، والتعلُّمِ.
استخداماتُ الحاسوبِ في الحياةِ (Uses of computers in life):
أصبحَتِ الحواسيبُ جزءًا لا يتجزَّأُ منْ جوانبِ الحياةِ ومجالاتِها، بما في ذلكَ التعليمُ، والرعايةُ الصحيةُ، والتجارةُ،والتسويقُ، والزراعةُ، والصناعةُ، والإحصاءُ، والنقلُ، والترفيهُ،إضافةً إلى مجالاتٍ أُخرى.
في ما يأتي بعضُ الأمثلةِ على هذا التوسُّعِ الكبيرِ في استخدامِ أجهزةِ الحاسوبِ المختلفةِ:
تحليلُ الأداءِ الرياضيِّ:
يُمكِنُ استخدامُ أجهزةِ الحاسوبِ والبرمجياتِ المُتخصِّصةِ في تحليلِ أداءِ الرياضيينَ أثناءَ التدريباتِ والمنافساتِ الرياضيةِ؛ إذْ تعملُ هذهِ الأجهزةُ والبرمجياتُ على تدوينِ البياناتِ الحركيةِوالفسيولوجيةِ، وتحليلِ الأنماطِ الحركيةِ، وإصدارِ تقاريرَ عنْ أداءِ الرياضيينَ؛ ما يُساعِدُ المُدرِّبينَ على اتِّخاذِ قراراتٍ حاسمةٍ لتحسينِ الأداءِ.
النقلُ والتوصيلُ:
أخذَ العالَمُ يشهدُ استخدامَ الروبوتات والمَركباتِ الآليَّةِ مثلُ: الطائراتِ منْ دونِ طيّارٍ( Drone )والروبوتاتِ الأرضيةِ( في عملياتِ التوصيلِ؛ ذلكَ أنَّ هذهِالتقنياتِ تُنبِئُ بمستقبلٍ تنخفضُ فيهِ التكاليفُ، وتُسرَّعُ فيهِ إجراءاتُ التوصيلِ.كذلكَ تتيحُ الأنظمةُ الحاسوبيةُ اليومَ تتبُّعَ الشحناتِ والحمولاتِ؛ إذْ يُمكِنُ للعملاءِ والشركاتِ متابعةُ ذلكَ باستخدامِ تقنياتٍ عديدةٍ، مثلَ:( RFID ) و( GPS )ما يزيدُ منَ الشعورِ بالراحةِ والأمانِ والشفافيةِ، ويُحسِّنُ منْ مستوى الخدمةِ.
