الكمبيوتر ـ ـمع ـهاني 1

[Honey1900]

السلام عليكم و رحمة الله و بركاته

الموضوع دا عبارة عن الحلقة الاولي من حلقات برنامج

ـمع ـهاني

و هذا هو جدول الحلقات

جدول حلقات برنامج ـمع ـهاني


و الحلقة دي اللي اتكلمنا فيها علي الكمبيوتر

و ان شاء الله هنا هنلاقي الموضوع بعد المناقشات و الابحاث مرتب و منسق و مفهرس

و الشكر كل الشكر لكا من ساهم بمشاركة او بمعلومة او بأي شئ ف اخراج هذه الحلقة
و اخص بالذكر كل من الاخ هيثم و الاخت وفاء

بارك الله فيهم

بسم الله الرحمن الرحيم

ملحوظة : اللنكات التالية ف نفس هذه الصفحة و لكن هذا اختصار لها
1 ـ فكرة عمل الكمبيوتر
الكمبيوتر ـ ـمع ـهاني 1
2 ـ مكوناته المادية
الكمبيوتر ـ ـمع ـهاني 1
3 ـ انظمة التشغيل
الكمبيوتر ـ ـمع ـهاني 1
4 ـ البرامج و لغات البرمجة
الكمبيوتر ـ ـمع ـهاني 1

1 ـ فكرة عمل الكمبيوتر

فكرة عمل الكمبيوتر تعتمد علي تحويل المعلومات الي اشارات كهربية عبارة عن 0 و 1 و
التعامل معها بالدوال المنطقية
اما الدوال المنطقية فهي الـ AND و الـ OR و الـ NOT

يعني ايه بقي زيرو و احد دي

الفكرة ببساطة ان الاشارة الكهربية تعبر عن شيئين اما متصل او غير متصل

On/ Off

اي ان الكمبيوتر لا بفهم الا تلك الاشارة و كل شئ يترجم ف النهاية الي هذين الشيئين

مثلا
رقم و احد يمثل
10
اما اثنين
01
اما ثلاثة
11
اما اربعة
100
و هكذا
وف النهاية هناك تمثيل لكل االارقام

و تسمي هذه الطريقة النظام الثنائي ( Binary )

و هناك نظام اخر و هو السداسي عشر (Hexadecimal)
و يتم فيه تمثيل المعلومات بالارقام من 0 الي 9 و من A الي F

و هناك النظام الثماني Octal و تمثل فيه بـ 0 الي 7

كذلك النظام العشري Decimal و تمثل فيه المعلومات من 0 الي 9

و هكذاو بمكن التحويل من اي نظام الي نظام اخر لانه يمثل نفس المعلومات و لكن بطريقة مختلفة و لكن تحمل نفس المعلومة

و هذه طريقة عمل كل من النظام الثنائي و العشري و التحويل بينهما

النظام العشري و الثنائي و التحويل بينهم

النظام العشري
نسخدم النظام هذا يوميا في حياتنا و في اغلب امورنا و هو بكل بساطة نظام الارقام على الاساس العشري و يحتوي على :
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
عدد مكونات النظام العشري هو عشرة ارقام , و هذا هو سبب تسميته بهذا الاسم حيث انه يكبر بعد كل عشرة ارقام, مثل بسيط هو التالي:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11لاحظتم الاختلاف بين ال9 و ال10 , حيث انه عندما انتهينا من الارقام ( اخر رقم هو 9) رجعنا للرقم الاول و هو صفر و اضفنا واحد بجواره, و لو واصلنا العد لوصلنا الى ال19 و ثم نرجع الرقم 9 الى صفر و نضيف واحد الى الرقم 1 فيصبح الرقم 20 و هكذا دواليك.

النظام الثنائي
كما قلنا ان النظام العشري يعتمد على اساس عشرة ارقام , فارقم الثنائي يعتمد على رقمين فقط و هما صفر وواحد
1 0
و بنفس الطريقة , عند الانتهاء من الارقام نضيف الرقم صفر و نزيد واحد , كما هو الحال
0
1
10
11
100
101
110
111نلاحظ ان النظام يتكون من رقمين فقط , صفر وواحد نبدا بالصفر ثم واحد ثم نضيف واحد مكانالصفر و نضيف واحد بجوار الرقم عند انتهاء الارقام ( في حالتنا انتهاء الارقام هما صفر وواحد)

ملاحظة مهمة

:

الرقم التالي 101100 في النظام الثنائي لا يلفظ ب مئة وعشرة الالاف و مئة! بل يلفظ كالتالي:

واحد صفر واحد واحد صفر صفر

و القاعدة هي : عندما نصل الى رقم صاحب الترتيب الذي يساوي اساس نظام العد ( في حالتنا هنا النظام الثنائي مثلا) نقوم بوضع الرقم صفر في الخانة الحالية و نضيف الرقم واحد في الجهة التالية له.

الآن بعد ان عرفنا ما هو النظام العشري و النظام الثنائي , سنقوم بالتحويل بينهم .

التحويل من النظام الثنائي الى العشريسندرس معاً كيفية تحويل الرقم الثنائي الصحيح فقط لانه هو ما يهمنا في هذه الدورة و سأحوال قدر الامكان ان لا اتطرق الى اي شي خارج محتوى الدورة حتى لا اخرج عن صلب الموضوع ولا اتوّه القارئ الكريم.

اولا, لنتكلم عن النظام العشري, مثلا الرقم 134 يتكون من التالي

:

= 10 ^0 ضرب 4 + 10^1 ضرب 3 + 10^2 ضرب 1

= 4 + 30 + 100

= 134

اليست الطريقة صحيحة؟لاحظتم اننا استخدمنا اساس النظام العشري و هو الرقم عشرة و في المرحلة الاولى رفعناه للأس صفر ثم واحد ثم اثنان و هكذا ثم نضربه في الرقم التالي و نجمعهم في النهاية حتى نحصل على الناتج.
التحويل الى الرقم الثنائي شبيه جدا , و بما ان اساس النظان الثنائي هو 2 فنستبدل الرقم 10 ب 2 , لنأخذ رقما معيناً لنحوله, فليكن الرقم 111 مثلا

111
= 2^0 ضرب 1 + 2^1 ضرب 1 + 2^2 ضرب 1
= 1 + 2 + 4
= 7
جميل! الرقم 111 ( واحد واحد واحد) يساوي 7 في النظام العشري.
لنجرب رقماً اخر و ليكن 1010101
1010101
= 2^0 ضرب 1 + 2^1 ضرب 0 + 2^2 ضرب 1 + 2^3 ضرب صفر + 2^4 ضرب واحد + 2^5 ضرب صفر + 2^6 ضرب واحد
= 1 + 0 + 4 + 0 + 16 + 0 + 64
= 85
اعتقد ان المسألة اصبحت سهلة الآن ، بامكانكم التأكد من الناتج بواسطة الآلة الحاسبة الموجودة في الوندوز مثلا.
start>>programs>>accessories>>calculator
بعد تحويلها الى الالة الحاسبة العلمية طبعا.
التحويل من النظام العشري الى الثنائيالطريقة اسهل هنا, لنأخذ مثلا الرقم 400 , لتحويله نقسمه على 2 , فاذا كانت الناتج يحتوي على كسور فيكون الرقم الاول من الرقم الثنائي هو 1 و اذا لم يتحوي على كسور فيكون الرقم صفر

يعني

:

400 / 2 = 200 , اذن الرقم الاول هو صفر

200 / 2 = 100 , صفر
100 / 2 = 50 , صفر ايضا
50 / 2 = 25 , صفر
25 / 2 = 12 , واحد
12 / 2 = 6 , صفر
6 / 2 = 3 , صفر
3 / 2 = 1 , واحد
1 / 2 = 0 , واحد
يصبح الناتج هو = 110010000
تبدأ من الاسفل و تصعد للاعلى .
بعد ذلك تم تصميم اجزاء الهارد وير التي لا تفهم الا الكهرباء

on/off
زيرو واحد

البروسيسور

الرام ( الذاكرة )

البوردة

الكروت

الماوس
الكي بورد

كلهم بيعتمدو ع الكهرباء

حتي الوايرلس بيتحول جوا الجهاز الي كهربا بردو

وبالتالي عندما نرسل امر من المعالج
الي الذاكرة
تمر الاشارة ف طريقها ( bus ) علي اللوحة الام
لكي تخزن قيمة معينة

فان كل ذلك يتم عن طريق سيل من الاصفار و الوحايد جوا الكمبيوتر

لولو تعمقنا في تاريخ صناعة الكمبيوتر هنلاقيه الأول
زي ما كلنا درسنا فكرته تبدأ من حاجه إسمها الأبيكس (هاجيب صورتها بعدين)

وبعد كده اتصنع من صمامات زي إلي في ظهر شاشة التليفزيون كده (يعني نفس الشكل)
وكان حجمه كبيييييييييييييييييييييييييييير

وبعد كده ظهر الترانسيستوروبعدين المايكروشيب الحالي IC

[Honey1900]

2 ـ مكونات الكمبيوتر

مكونات الحاسوب:
الشاشة (Monitor)
اللوحة الام (Motherboard)
وحدة المعالجة المركزية (CPU)
الذاكرة الرئيسية (RAM)
ربط العناصر الجانبية (PCI)
مولد الطاقة (Power)
قارىء القرص المضغوط (CD)
القرص الصلب (Hard Disk)
فأرة (mouse)
لوحة المفاتيح (Keyboard)

بالاضافة لمكونات اخري مثل الـ DVD

و كذلك بعض الوصلات الترفيهية

مكونات الحاسب الالي بالتفصيل

في البداية أبدأ بال processor

المعالج يتكون من 3 وحدات اساسية

وحدة الحساب و المنطق - ALU
Arthimatic and Logic Unit
وحدة التحكم
- COntrol Unit

وحدة الذاكرة



- Memory Unit

تعريف وحدة الحساب والمنطق (Arithmetic and Logic Unit ALU)

هذه الوحدة هي التي تنفذ فعليا التعليمات. فهي التي تجمع وتضرب وتقسم وتطرح وتجري جميع عمليات المقارنة. فهي تتلقى الأوامر من وحدة التحكم

(Control Unit) بتنفيذ التعليمة المخزنة في مسجل التعليمة (Instruction Register ) فتقوم بتنفيذها ثم تعطي النتيجة التي تخزن عادة في الذاكرة الرئيسية (RAM). وتستعين هي الأخرى بالمسجلات للإتمام عملها.

طريقة عمل المعالج : المعالج حتى ينفذ الاوامر فانه يتبع خطوات لتنفيذ الاوامر ، هذه الخطوات هي :

1- يقوم المعالج بجلب الاوامر المراد تنفيذها والمخزنة في الذاكرة العشوائية ، تسمى هذه العملية fetch.

2- بعد أن جلب المعالج الاوامر فانه يقوم بتحديد البيانات اللازمة لتنفيذ هذه الاوامر وتسمى هذه العملية decode ، ثم يقوم المعالج بجلب البيانات المطلوبة.

3- يقوم المعالج بتنفيذ الاوامر execute ومن ثم ارسال نتائجها الى الذاكرة العشوائية.

طبعا سرعة المعالج لها أثر كبير في سرعة الحصول على نتائج التعليمات ، وتقاس سرعة المعالج بالميجاهيرتز (mhz=mega hertz) ، والمعالج له سرعتين :

أ - السرعة الداخلية (internal clock) : وهي سرعة تبادل البيانات داخل المعالج ، (أي عدد النبضات التي تستطيع أن تصدرها أي وحدة داخل المعالج) ، مثلا اذا كان هناك معالج سرعته الداخلية 500 ميغاهيرتز ذلك يعني أن جميع وحداته الداخلية ترددها (أي سرعتها) 500 ميغاهيرتز والتي تساوي 500000000 نبضة في الثانية الواحدة ، طبعا كلما زاد تردد المعالج الداخلي زادت كمية الاوامر المتبادلة داخل المعالج وبالتالي تنفيذ عمليات أكثر في الثانية الواحدة ، وذلك بالطبع سيزيد من سرعة الحاسب بشكل عام.

ب - السرعة الخارجية (external clock) : والتي تسمى system bus وهي سرعة تبادل البيانات بين المعالج وبين الساوث بردج ، فمثلا المعالج بينتيوم 3 سرعته الخارجية 133 ميغاهيرتز ذلك يعني انه يسري بينه وبين الساوث بردج 133000000 نبضة في الثانية على كل بت من الناقل ، دعني أشرح ذلك بطريقة أوضح ، الناقل بين المعالج و الساوث بردج يتكون من عدد من الخطوط النحاسية الدقيقة جدا (في جميع المعالجات الحديثة عددها 64) يسمى كل واحد منها "بت" ، وكل نبضة تسري في البت الواحد في الثانية الواحدة قادرة على نقل بت واحد من البيانات ، لذلك عندما نقول أن التردد الخارجي لمعالج = 133 ميغاهيرتز ذلك يعني أنه تسري 133000000 نبضة في كل بت في الثانية الواحدة ، فلو افترضنا أن عدد البتات = 64 فان كمية البيانات التي تسري بين المعالج والساوث بردج في الثانية= (133000000 * 64) / 8 = 1064000000 بايت وتساوي 1.064 جيجابايت في الثانية . الغرض من ذلك بيان أهمية السرعة الخارجية ، فكلما ازدادت زادت كمية الاوامر والبيانات التي تصل الى المعالج وبالتالي زادت من من فاعلية السرعة الداخلية للمعالج ، فلو أن معالج سرعته الداخلية سريعة جدا لكن السرعة الخارجية بطيئة فاننا لن نستطيع الاستفادة من السرعة الداخلية للمعالج بشكل كامل ، لأن كمية الاوامر والبيانات التي تصل الى المعالج أصلا قليلة والمعالج يستطيع تنفيذ أضعاف هذه الكمية .

طبعا سرعة المعالج الداخلية والخارجية ليست كل شىء ، لأنه كلما تقدم الزمن يضاف على المعالج بعض الميزات التي تزيد من سرعة المعالج دون الحاجة الى زيادة السرعة للمعالج ، بعض هذه الميزات :

1- التدرج الفائق (superscalar) : وهي كون المعالج يحوي أكثر من خط لتنفيذ العمليات ، فمثلا اذا وصل الى معالج يحتوي على خط معالجة واحد عمليتين في نفس الوقت سوف يقوم خط المعالجة بتنفيذ الاولى ثم بعد الانتهاء منها يقوم بتنفيذ الثانية ، لكن اذا وصلت هاتان العمليتان الى معالج يحوي خطي معالجة فاءن كل تعليمة يتم تنفيذها في خط معالجة في نفس الوقت وبذلك نحصل على النتائج بشكل أسرع.

2- تقسيم خطوط المعالجة الى مراحل (pipelining) : أي أن خط المعالجة يتم تقسيمه الى مراحل ، كل مرحلة تقوم بتفيذ جزء من العملية الى اتمام التنفيذ ، اليك المثال التالي للتوضيح : لنفرض أن هنالك معمل لصناعة الطاولات الخشبية ، وأن الطاولة تحتاج ال 4 خطوات لاتمامها ، وأن كل خطوة تتطلب 10 دقائق ، فلو أن هناك هناك عامل واحد في المعمل فانه سوف يستغرق 40 دقيقة لاتمام الطاولة ، ثم يبدأ بصنع طاولة أخرى ، أي أننا نحصل على طاولة واحدة من المعمل كل 40 دقيقة ، ولو افترضنا أن معمل اخر يقوم بصنع الطاولات نفسها لكن هذا المعمل يحتوي عل 4 عمال ، كل عامل يقوم بتنفيذ خطوة واحدة في صنع الطاولة ثم يعطيها للعامل الذي يليه ثم يستلم طاولة أخرى وبعد تنفيذ خطوة واحدة فيها بعد 10 دقائق يمررها الى زميله وهكذا ، ذلك يعني أنه كل 10 دقائق سوف نحصل على طاولة جديدة أي 4 طاولات كل 40 دقيقة بخلاف طاولة واحدة كل 40 دقيقة في المعمل الأول. يمكن تشبيه ذلك بما يحصل في المعالج ، حيث أن العامل هو المرحلة في خط المعالجة والطاولة هي التعليمة المراد تنفيذها .

طبعا هناك الكثير من الميزات التي أضيفت للمعالجات لكن تلك أهمها.

* طرق اتصال المعالج باللوحة الام : المعالج في الاصل شريحة صغيرة جدا "مساحتها بضعة مليمترات مربعة" من السليكون ، هذه الشريحة يتم تثبيتها على أحد نوعين من الاغلفة :

1- يتم تثبيتها على غلاف بلاستيكي مربع الشكل "وأحيانا تثبت داخله" ، يحوي هذا الغلاف في أسفله على ابر pins ، طبعا يتم وصل شريحة السليكون بهذه الابر التي تتصل من الاسفل بمقبس المعالج ، يسمى هذا النوع من المعالجات socket processor.


2- يتم تثبيت هذه الشريحة على لوح الكتروني طويل يشبه الكروت المختلفة ويتصل هذا اللوح بشق مخصص على اللوحة الام ويسمى هذا النوع من المعالجات slot processor.


حديثا المعالجات جميعا من النوع socket ولا يوجد slot .


قبل أن أنهي هذا الموضوع أحب أن ألمح الى أن هناك ذاكرة داخل المعالج تسمى الكاش ميموري cache memory ، هذه الذاكرة وظيفتها تقليل اعتماد المعالج على الذاكرة العشوائية لانها بطيئة ولا تناسب سرعة المعالج ، لذلك فان الكاش ميموري تخزن البيانات المستخدمة بشكل متكرر من قبل المعالج وهي التي تزود المعالج بها عندما يطلبها لانها سريعة جدا تناسب سرعة المعالج (بالمناسبة هي من نوع sram) ويجب الاهتمام بهذه الميموري فهناك المعالج السيليرون وفي الغالب تكون الكاش ميموري الخاصه به 128 أو 256 كيلو بايت ومن الأفضل انا يكون المعالج به كاش ميموري 512 كيلو بايت أو اكثر (لمن يريدون سرعه أكثر في المعالج) وهذه الذاكره مهمه جدا


وفي النهاية أذكر أن كل معالج يختلف في بنائه الداخلي عن الاخر ، وكلما صدر معالج جديد فانه سوف يحتوي على بعض الوحدات الثانوية التي تزيد من أداؤه ، فلو أحضرنا معالجين الاول بينتيوم3 والاخر بينتيوم 4 (والاثنان تقوم بصنعهما شركة انتل INTEL التي تشكل هي وشركة AMD أكبر شركتين في تصنيع المعالجات )وكان تردد كل منهما 1400 فان البينتيوم 4 سوف يعمل بأداء أعلى من البينتيوم3 بسبب اختلاف البنية الداخلية لكل منهما ، لذلك يجب الحذر من هذه المسألة عند شراء حاسب جديد

وهذه نبذه عن الكاش ميموري

هذه الذاكرة توجد بالقرب من معالج الحاسب لكي تمده بالبيانات التي يحتاج إلى تشغيلها بسرعة. مقياس السرعة هنا هو واحد علي ألف من الثانية نظرا لأن المعالج وقنوات نقل المعلومات تعمل بسرعة هائلة. يستطيع المعالج Processor أن يقوم بتنفيذ ملايين من العمليات الحسابية في الثانية الواحدة وهذه السرعة لا تستطيع أن تجاريها القنوات الإلكترونية التي تستخدم لنقل المعلومات من الذاكرة الإلكترونية إلى المعالج. ورغم أن المسافة بين ذاكرة RAM وبين المعالج لا تتجاوز بضعة سنتيمترات إلا أنها تعتبر مسافة طويلة جدا علي المعالج الذي يريد أن يحصل علي المعلومات التي سيقوم بتشغيلها في زمن لا يتجاوز واحد علي مليون من الثانية.

لذلك تم اختراع ذاكرة تكون قريبة من المعالج لكي تمده بالمعلومات بالسرعة التي يحتاج إليها وهو ما يطلق عليه ذاكرة الكاش. يوجد نوعين من ذاكرة الكاش الأول منهما يطلق عليه Level 1 وهذه الذاكرة توجد داخل المعالج لكي يخزن بها المعلومات التي سيقوم علي الفور بتشغيلها وحجم هذا النوع صغير ويتراوح بين 2 إلى 64 كيلوبايت. أما النوع الثاني ويطلق عليه Level 2 فهو يوجد في شريحة إلكترونية منفصلة تثبت بجوار المعالج

وتتراوح سعتها بين 256 كيلوبايت إلى 2ميجابايت (الميجابايت يعادل حوالي 1000 كيلوبايت). البيانات المخزنة في ذاكرة الكاش تمحي بمجرد فصل التيار الكهربائي عن الحاسب. من العرض السابق يتضح أن أقرب أنواع الذاكرة إلى المعالج هي المستوي الأول من الكاش Level1 ثم يليه المستوي الثاني من الكاش Level 2 وبعد ذلك ذاكرة RAM وهي الذاكرة الرئيسية للحاسب

أما عن طريقة عمل ال Motherboard

فهذا بعض مما حصلت عليه

تضم اللوحة الأم بين جنباتها معظم المكونات الأخرى التي يتطلبها الحاسوب , كما توفر لها وسيط الإيصال بين بعضها البعض .

وتمثل الخطوط التي تمتد طولاً وعرضاً على اللوحة الإلكترونية المطبوعة للوحة الأم , والنوافل والمنافذ , العناصر الحيوية التي توفر ذلك الاتصال , ويتطلب فهم أسلوب عمل اللوحة الأم , فهماً لمكوناتها .

تتألف اللوحة الأم من عدد من المكونات , منها :-

•

منفذ الرسوميات المسرعة (Accelerated Graphics Port, AGP)

• ناقل ربط الأجهزة المحيطة (Peripheral Component Interconnect, PCI)

• ضابط التحكم بمنظومة الأقراص الفائقة الرخيصة
(Redundant Array Of Inexpensive Disks, AGP)
• وأطقم الرقاقات .
• المعالجات .
• وفي بعض الحالات وحدات معالجة وإخراج الصوت والرسوميات , وهذه كلها مكونات أساسية عامة في الحاسوب يمكن أن توجد علي اللوحة الأم , أو تتطلب وجود لوحة أم كي تعمل .

والمثير في أمر اللوحة الأم , أنها لا تنفذ وظائف أو مهام معينة كالعناصر الأخرى في الحاسوب .
فهي ببساطة , تسهل الاتصال بين مكوناته , وتدعم الدور الوظيفي لكلٍ منها , وتقدم المساعدة , من دون أن تطلب شيئاً لنفسها !
ويجب لهذا فهم طبيعة المكونات الأخرى في النظام . وسنركز هنا علي المعالج ودوره الذي يلعبه مع اللوحة الأم ....
للمعالج ثلاث وظائف أساسية يناط به تنفيذها .
الوظيفة الأولى :-
باستخدام وحدة العمليات الحسابية (Arittmetic Logic Unit,ALU) يستطيع أن يؤدى الحسابات الرياضية المطلوبة لمعالجة البيانات .
الوظيفة الثانية :-
وفيه أيضاً ما يسمى بوحدات الفاصلة العائمة (Floating Point Units,FPUs) التي تستطيع التعامل مع الحسابات الأكثر تعقيداً , كما أن من وظائفه نقل البيانات من الذاكرة , سواء كانت نقل البيانات إلى ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory,RAM) أو الوصول إلي ذاكرة كاش .
ومن العوامل الرئيسية في هيكلة الحاسوب التأكد من أن المعالج يتمتع بوصول مباشر إلى الذاكرة , ويجب أن تصمم هيكلية اللوحة الأم بحيث يكون المعالج متصلاً بالعناصر الأخرى التي يلزمه الإتصال بها , وأن ترتب أولوية هذا الاتصال من ناحية المسارات الفيزيائية المرسومة علي اللوحة المطبوعة وفق أكثر المعايير اقتصادية , كأن يتم تحقيق السرعة القصوي مثلاً .
الوظيفة الثالثة للمعالج :-
فهي اتخاذ القرارات , فعلى الرغم من أنه من المعروف عن الآلات عدم قدرتها على التفكير , إلا أن قدراً من البرمجة يعطيها القدرة على تحليل البيانات وعلى التخمين المبنى على معرفة بالجواب الممكن , وهو ما يسمى بتخمين الفرع , الذي يقرر فيه المعالج أي فرع يجب أن يرسل المعلومات إليه .
وخلال وظيفة تسمى الدورة الزمنية (Clock Cycle) , يتم إخبار المعالج بمكان وجود البيانات , ليقوم باستقبالها , وإجراء الحسابات اللازمة عليها , ويطلقها مرة أخرى , وينظف ذاته ويجهزها للمجموعة التالية من العمليات .
ويوجد جدل حول الطرق التي يجرى بها المعالج هذه الدورة , يقارن بين محاسن ومثالب تنفيذه لمجموعة التعليمات المختصرة للحوسبة (Reduced Instruction Set Computing ,RISC) أو لمجوعة التعليمات المختصرة للحوسبة (Complex Instruction Set Computing,CISC) وتوفر تلك التعليمات الطريقة التي يجرى بها المعالج عملياته على الأرقام , وتحدد جريانها ونسقها .
وفى الوقت الذي يحرك فيه المعالج بكفاءة ملايين العمليات , ويطلب آلاف العناويين , ويجرى العمليات على كميات ضخمة من البيانات , فهو يحتاج إلى أمرين اثنين ., شئ يجلب عبره تلك البيانات , ووسيلة يرسلها بها , وهذا هو الدور الذي تضطلع به اللوحة الأم .
وتتيح الوصلات والنواقل الموجودة على اللوحة الأم للمعالج طلب معادلة رسومية من بطاقة الرسوميات أو بيانات من مصدر آخر . ولتصوير ذلك الأمر ببساطة ...
يمكن تخيل اللوحة الأم كأسلاك تربط بين عدة أجهزة , كما تربط الأسلاك سماعة الهاتف بجهاز الهاتف ذاته .
لكن مهمة اللوحة الأم ليست مجرد إستيعاب المكونات المهمة للحاسوب . وتسهيل عمليات الإتصال بينها , فأشياء بسيطة لا يعرف عنها كثير من المستخدمين , أو هم ليسوا بواعين تماماً بها , تتحكم به اللوحة الأم .
فالمراوح مثلاً . من الوظائف البسيطة المرتبطة بشكل تام تقريباً باللوحة الأم .
وباستخدام نظام الإدخال والإخراج الأساسي (Basic Input /Output Systems,BIOS) المعروف باسم " بيوس" يصبح لدى المستخدمين قدرة على التحكم بسرعات بعض المراوح فلى أجهزتهم , وهذا أمر مفيد جداً عند محاولة تسريع الجهاز , أو التحكم بحرارة النظام .
وبعيداً دورها الواضح فى احتضان كآفة المكونات , فان اللوحة الأم مهمة لدورها في عملية إقلاع الحاسب .
تأتى اللوحة الأم مزودة ببرنامج بيوس مخزن في ذاكرة قراءة قابلة للمسح والبرمجة
(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM) .
وعندما يشغل الحاسوب . يمنح المعالج التحكم بالحاسوب إلي برامج بيوس , فتفحص في عملية الاختبار الذاتي عند التشغيل (Power On Self Test,POST) , كل العتاد المتصل في تلك اللحظة بالحاسوب .
وتحمل رقاقة تعتمد علي شبة موصل الأكسيد معدني معروف باسم
(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS) كل هذه المعلومات , وتنفرد بكونها تحافظ علي وضعها في حالة التشغيل المستمر , من خلال بطارية صغيرة مثبته هي الأخرى علي اللوحة الأم , لتزود رقاقة سيموس بالطاقة متى يكون الحاسب مغلقاً .
وتزود كل لوحة أم بنظام بيوس مسبقاً , ويستمر التعاون بين مصنعي رقاقات وبرامج بيوس واللوحات الأم , لضمان العمل بطريقة صحيحة .....................
وفي ظل تحديث العتاد والتطور الذي أصبحت تتسم به المكونات , قد تبدأ اللوحة الأم بالتخلف وراء الركب , ويصبح بيوس , الذي يستخدم كذلك في التحكم بالعتاد وتغيير إعداداته , بحاجة إلى ترقية .
وينصح لهذا بترقية بيوس عندما تتوفر إصدارات جديدة منه , بمساعدة دليل تثبيت برنامج بيوس الجديد خطوة بخطوة , من موقع ويب التابع لمصنع اللوحة الأم .

من أكبر معوقات اللوحات الأم , باعتبارها المحور المركزي للربط و التوجية , ناقل PCI . حيث أصبحت سرعتة البالغة 133 ميجابت في الثانية , مقارنة بالسرعات التي توفرها النواقل الأخرى ( مثل الناقل الأمامي ) بطيئة للغاية .
وكان علي هيكلة اللوحة الأم أن تتغير للتغلب علي PCI , لأن كل المكونات المبنية علي هذه التقنية ( وتشمل بطاقات الصوت والرسوميات ) توجه عبره قبل الوصول إلى المعالج .
وتم تصميم منفذ AGP لإتاحة المجال للرسوميات أن تمر من ناقل مختلف , ومنذ ذلك الحين ينتج المصنعون مكونات لهذا الناقل .
وبوجود PCI Express يُعتقد أن اللوحة الأم ستصل حقاً إلى مستوى المكونات الأخرى في نظام الحاسوب من ناحية السرعة , لكن لن يطول الأمر حتى تصبح في مدخل عنق الزجاجة لا يمكن تحاشيه بسهولة , كما هو الحال عليه الآن....

وهذا رسم توضيحي لأحد اللوحات الأم

وطبعا يكون هناك بعض الاختلافات بين الأنواع المختلفة

ولكن الإطار العام لايخرج عن هذه المكونات

الذاكره (memory) وهذا ما حصلت عليه

أنواع ذاكرة الوصول العشوائي
هناك نوعان رئيسيان من الذاكرة RAM هما : ذاكرة الوصول العشوائي الساكنة S_RAM ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية D_RAM

و هناك أكثر من نوع من ذاكرة الوصول العشوائي، وأسعارها تتفاوت باختلاف هذه الأنواع.

النوع الأول SD-RAM أو SDR-RAM
هي اختصار للجملة Single Data Rate Random Access Memory والتي تعني ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات النقل الأحادي . هذا النوع يقوم بنقل البيانات بسرعة مقبولة نوعاً ما، لكنه في المقابل يستهلك قدراً كبيراً من الطاقة مقارنة بالأنواع الأخرى لأنه يقوم بنقل بت مرة واحدة عند ارتفاع النبضة ثم يعود ليرفع بتاً آخراً بارتفاع النبضة .. وهكذا، وكلما زادت الوحدات أدى ذلك إلى زيادة سرعة المعالجة . وسرعة نقل البيانات فيها إما أن تكون 100 أو 133 ميجاهرتز.

النوع الثاني DD-RAM أو DD-SDRAM
هناك خلاف على تسميتها ، فالبعض يقول أنها اختصار للجملة Dual Data Rate Synchronous Dynamic Random Access أي ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات النقل الثنائي ، بينما هناك من يقول أنها تعني Double Data Rate-Synchronous DRAM أي ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية المتزامنة ذات النقل المضاعف أو المزدوج، وكلاهما يؤدي لنفس المعنى، هذا النوع يؤدي ضعف أداء النوع الأول، فهي تعطي 2 بت في الثانية الواحدة بمعنى أنها تنقل بتاً لدى ارتفاع النبضة وآخراً عند انخفاضها . ويتميز هذا النوع عن سابقه بان لديه عرض نطاق مضاعف وهذا يمكنه من نقل كمية مضاعفة من المعلومات في الثانية قياسا لل sd-ram . كماأنه يستخدم قدراً أقل من الطاقة. .

DD-RAM II SDRAM أو إختصارا DDR 2
هي تطوير على DD-RAM يزيد مرة اخرى من عرض النطاق كما انه يستخدم قدرا اقل من الطاقة قياسا لل DDR ، ويتوقع ان يصبح الاوسع مستقبلا .

النوع الثالث RD-RAM
هي اختصار للجملة Rambus Dynamic Random Access Memory وتعني الخطوط الديناميكية لذاكرة الوصول العشوائي، وهذه الذاكرة تمتاز بسرعة مذهلة وأسعارها باهضة، ويرتكز عملها على أساس توزيع نقل البيانات ما بين الذاكرة والمعالج على أكثر من قناة. عن طريق تصغير حجم الناقل الأمامي من 32 بت (المستخدمة في الأنواع الأخرى) إلى 16 بت ومن ثم توزيع الحركة على أكثر من قناة تعمل بشكل خطوط متوازية (وهذا سبب تسميتها بالخطوط) ، وتعطي سرعات تردد عالية جداًَ تصل إلى 800 ميجاهرتز. وهذا النوع لا يعمل إلا مع معالجات بنتيوم 4 كما أنها تتطلب أنواعاً مخصصة من اللوحات الأم مثل إنتل 850. وتم التخلي عنها بسرعة بسبب إثبات ذاكرة DDR والجيل الجديد DDR 2 انهما يمكنهما إعطاء نتائج منافسة جدا وحتى متفوقة بتكلفة إقل .

[Honey1900]

3 ـ تطور انظمة التشغيل

طيب اليكم نبذة عن انظمة التشغيل

حسناً … هناك حرب مقدسة تدور بين جيوش متعصبي أنظمة التشغيل، فهناك جيش يرفع علم مرسوم عليه أربع مربعات ملونة! وجيش آخر رايته شعارها البطريق! وجيوش أخرى صغيرة ولكل جيش حججه وقناعاته التي يريد أن يفرضها على الآخرين، وفي ساحة المعركة تناثرت جثث الباحثين عن الحقيقة والذين يحكمون العقل والمنطق في هذه الحرب … عفواً … لنعد إلى أرض الواقع :-)

في البداية يجب أن نصل إلى قناعات تريحنا جميعاً: لا يوجد نظام تشغيل واحد يناسب كل الناس وكل الظروف وكل الأزمان، لا يوجد ولا أعتقد أننى سنرى مثل هذا النظام الخارق في المستقبل القريب أو البعيد، القناعة الثانية هي: إذا كان نظام التشغيل الفلاني يناسبك فلا يعني هذا أنه يناسب الآخرين، والقناعة الثالثة والأخيرة: كل أنظمة التشغيل لها عيوبها ومشاكلها. لندخل في صلب الموضوع، في عالم المزودات Servers هناك أنظمة تشغيل كثيرة تستطيع أن تستخدمها لمزود المواقع، لكن سأذكر في هذه المقالة بعضها، وبالتحديد: ويندوز، لينكس، أنظمة BSD وماك، هذه هي الأنظمة الرئيسية المستخدمة في عالم المزودات سواء مزودات المواقع أو غيرها، هناك أنظمة أخرى أقل شهرة ولا يعني هذا أنها أقل كفاءة لن نتطرق لها.

النهارده هنتكلم عن نظام التشغيل ال DOS

تعريف نظام التشغيل MS-DOS
هو مجموعه متكامله من البرامج تقوم باجراءات التشغيل الضروريه لاداره جميع وحدات الحاسب من طراز IBM او المتوافقه معها وهى اختصار للحروف الاولى Disk Operation System .
وظائف نظام التشغيل MS-DOS :
- تحويل ونقل البيانات والتعليمات بين الذاكره الرئيسيه والاسطوانات
- بدء تشغيل الحاسب والقيام بعدد من من الاختبارات للتأكد من سلامه التوصيلات الكهربائيه
- قبول اوامر التشغيل التى يتم ادخالها عن طريق لوحه المفاتيح والتى تسمح بالتحكم فى جميع مكونات الحاسب
- تمكين المستخدم من الحصول على على نسخ اضافيه من الملفات من على الاسطوانه الى اسطوانه اخرى
- نقل التعليمات والبيانات الى وحده الطباعه
مكونات نظام التشغيل DOS :
يتكون نظام التشغيل من اربعه ملفات رئيسيه تمثل البنيه الاساسيه للنظام والعمود الفقرى له وهى :
1- BIO.SYS: ويحتوى على مجموعه التعليمات والبرامج التى تنظم عمليات الادخال والاخراج الرئيسيه
2- MS-DOS.SYS :مجموعه من البرامج الفرعيه الصغيره يختص كل منها بمعالجه احدى العمليات وتسهيل تنفيذ برامج التطبيقات على الحاسب
3- COMMAND .COM : ويختص بالاوامر التى تدخلها للحاسب حيث يقوم باستقبال الاوامر المطلوب تنفيذها عن طريق البرامج الفرعيه ولهذا البرنامج بعض المهام مثل مهمه تحديد التاريخ عند بدايه تشغيل الحاسب كذلك مهمه اظهار محدث نظام التشغيل DOS والتى يبدأ من عندها التعامل مع اوامر النظام بجانب مهمه تنفيذ الاوامر الداخليه لنظام التشغيل
4- DBLSPACE.BIN : يستخدم فى حالة ما اذا ما رغب المستخدم فى ضغط ملفات القرص الصلب لزياده مساحه القرص فيتم تخزين بيانات القرص قبل الضغط فى هذا الملف حتى اذا ما رغب المستخدم فى اعاده فك الضغط يتم استرجاع البيانات الاوليه للقرص من هذا الملف

الاختصارات :
يستخدم هذا النظام اختصارين اثنين عوضا عن اسماء الملفات او جزء منها داخل صيغه الاوامر وهما :
- الرمز (؟):ويستخدم للدلاله على غياب حرف واحد فقط من اسم احد الملفات .
- الرمز ( * ) : ويستخدم للدلاله على غياب اى عدد من الحروف بشرط ان لا يتجاوز 8 احرف .

الاوامر :
- الاوامر الداخليه : وهى الاوامر التى يتم تحميلها الى ذاكره ال RAM اثناء تشغيل الجهاز ويتم تنفيذها من الذاكره بمعنى ان هذا النوع من الاوامر لا يستلزم وجود اسطوانه لتنفيذه
من امثله الاوامر الداخليه :
CLS-TIME-DATE-MD-CD-RD-DIR-DEL

الاوامر الخارجيه :
وهى الاوامر التى لا يتم تحميلها الى ذاكره الRAM اثناء تشغيل الجهاز وانما تبقى على الاسطوانه وليتم تنفيذ اى امر منها يشترط وجود اسطوانه نظام التشغيل داخل المشغل المرن والصلب
من امثله الاوامر الخارجيه :
FORMAT-DISKCOPY-COMP-DISKCOMP-SYS
تنقسم اوامر نظام التشغيل الداخليه والخارجيه الى سته انواع :

1- اوامر النظام :
MEM-DATE –VER –PROMPT –MSD-TIME-2 اوامر الاسطوانه :
DISKCOMP- SCANDISK-CHKDSK-FORMAT-SYS-LABEL -3 اوامر الفهرس :
APPEND-DIR-CD-RD-MOVE-DATE-DELTREE4- اوامر الملفات :
TYPE-DEL-REN-FIND-PRINT-XCOPY-COPYCON-EDIT-UNDELETE-MORE-HELP
5- الاوامر الحزميه :
REM-CALL-ECHO-FOR-SHIFT-GOTO-CHOICE-PAUSE
6- اوامر خاصه ونادره الاستخدام :
FASTOPEN-MSCDEX-CHCP-CTTY-KEYB-LOADFIX-SUBSET-VERIFY-POWER

ويندوز Windows

النظام المعروف، فهو الأكثر انتشاراً وتتوفر له الكثير من البرامج والكتب والمواقع حتى الشهادات التقنية، من عيوبه كما نعرف جميعاً الثغرات الأمنية وتعرضه لهجمات المخربين ومبرمجي الفايروس، قد يقول شخص ما: هذا بسبب أنه الأكثر انتشاراً، حسناً لا يهمني إن كان هو الأكثر انتشاراً وهذه الحقيقة لا يجب أبداً أن تجعل أي شخص يتسامح مع ثغرات ويندوز، هذا النظام في من الأساس غير آمن وحتى مع إصدارSP2 هناك ثغرات أمنية.

يمكن لأي شخص أن يقوم بتأمين النظام وتحديثه بشكل مستمر، هذا سيجنبه الكثير من المشاكل، مع ذلك تبقى هناك مخاوف من ثغرات أمنية أخرى لم تكتشف أو اكتشفت ولم يتم سدها، أخشى أن يقول أحدكم أني متحامل على نظام ويندوز، حقيقة أنا لا أكترث للأنظمة … إنما أفكر في ما تنجزه هذه الأنظمة، بسبب ثغرات ويندوز يخسر العالم مليارات الدولارات من المشاكل الأمنية والفايروسات وسرقة البيانات أو ضياعها، بعد هذا كله لماذا يجب علي أن أجامل الآخرين أو بالأحرى أجمل صورة نظام يتسبب في الكثير من المشاكل؟ لنكن عقلانيين، صحيح هو الأكثر انتشاراً وهو سهل الاستخدام ويتوفر له الكثير من البرامج، هذا لا يجب أن ينسينا الجانب المظلم .

هناك عدة إصدارات من ويندوز، يمكن استخدام ويندوز 2000 أو ويندوز

XP أو يندوز سيرفر 2003 الذي قرأت عنه أنه أكثر ثباتاً من كل أنظمة ويندوز السابقة وأداءه علي، لم أجربه شخصياً، وهناك نسخ عديدة منه، أسعار ويندوز تختلف باختلاف النسخة، فويندوز XP نسخة Home سعره (حسب موقع Amazon) يبلغ 179$ أي 655 درهماً تقريباً ونسخة المحترفين يبلغ سعرها 269$ أي 990 درهماً تقريباً، ونسخة ويندوز 2000 للمحترفين يبلغ سعرها 259$ أما ويندوز سيرفر 2003 النسخة الخاصة بمزودات المواقع فلم أعرف سعرها وكما يبدو هي مخصصة للبيع مع أجهزة المزودات ولا تباع كنسخة منفصلة، إن كنت مخطأ في هذه النقطة فأخبرني :-)
قد يقول أحدكم: أستطيع أن أحصل على نسخة مقرصنة من ويندوز وبالتالي هو مجاني بالنسبة لي! هذا احتمال وارد وواقعي، لكني ألغيه تماماً من حساباتي لأنني لا أوافق أبداً على القرصنة، لأنها عمل بغيض وسرقة لجهود الآخرين في رأيي، أنا أضع أسعار ويندوز على افتراض أن الشخص الذي يريد أن يقوم بعمل مزود للمواقع سيلتزم بشراء نسخة أصلية.

شراء ويندوز يعني استخدام منتجات مايكروسوفت الأخرى، نعم تستطيع أن تستخدم البرامج الحرة في ويندوز، لكن أعتقد أن البرامج الحرة مثل مزود Apache ولغة PHP مصممة في الأصل لتعمل بفعالية أكبر على أنظمة التشغيل الحرة مثل لينكس، ومايكروسوفت أدرى بنظام تشغيلها وبالتأكيد منتجاتها ستعمل بشكل ممتاز في نظامها، لذلك إن قررت استخدام ويندوز فاستخدم منتجات مايكروسوفت الأخرى وهي بالمناسبة ليست رخيصة أبداً ولا أعتقد أن أي شخص سيتحملها، وإن أردت استخدام البرامج الحرة مع ويندوز فالأفضل لك أن تتجه إلى أنظمة تشغيل أخرى حرة لكي تتعلم على الأقل … أعتقد أنك تعرف استخدام ويندوز فلم لا تجرب نظام تشغيل آخر لكي تتعلم فقط؟

تاريخ تطوّر ويندوز
على الرغم من أن نظام ويندوز هو أكثر أنظمة التشغيل التي تعرضت للنقد على مدى إصداراتها المختلفة, إلا أنه أنجح نظام تشغيل عرفته أجهزة الكمبيوتر الشخصية وملايين الأجهزة التي تعمل بنظام ويندوز اليوم هي الشاهد على هذا النجاح. ومنذ أشهر قليلة استقبلنا العضو الجديد في عائلة ويندوز وهو نظام Windows Vista الذى جاء أكثر نضجا من أسلافه وكأن شركة مايكروسوفت أرادت أن تقول لنا أن Vista ليس وليد اللحظة وإنما نتاج ستة وعشرون عاما من التطور.
أغلبنا تعرف على ويندوز بداية من الإصدارة 3.1 التي ظهرت عام 1992 ولم نكن نعرف وقتها أن البداية كانت قبل هذا التاريخ بتسع سنوات, ففي سبتمبر من العام 1981 بدأت شركة مايكروسوفت في تطوير نظام يسمى Interface Manager بهدف تطوير واجهة عمل رسومية تقدم طريقة متطورة وبسيطة للتعامل مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية, ولم يكن وقتها قد مر على إصدار النسخة الأولى من نظام MS DOS سوى ثلاثة عشر شهرا فقط, واستمرت عملية التطوير تلك نحو 25 شهرا في ظل منافسة قوية من جانب أنظمة أخرى كانت قد بدأت في الظهور تباعا مثل XEROX Star وVisiON و Apple Lisa حتى أعلنت شركة مايكروسوفت عن نظامها الجديد في شهر نوفمبر من العام 1983 وعرف وقتها باسم Windows 1.0.
Windows 1.0

على الرغم من أن شركة مايكروسوفت قد أعلنت عن الإصدارة الأولى من ويندوز في نوفمبر عام 1983 إلا أنها لم تطرح في الأسواق رسميا إلا بعد سنتين من هذا التاريخ أي في نوفمبر من عام 1985 .
جاء Windows 1.0 بواجهة عمل رسومية ضمت العديد من البرامج والأدوات الهامة أبرزها برنامج MS-DOS Executive لإدارة الملفات والذي كان يوفر لك فتح البرامج والمجلدات بالنقر المزدوج بالفأرة ولكن العمليات الأخرى كالنسخ والنقل والحذف وغيرها كان يتم من خلال القوائم.
جاء Windows 1.0 أيضا بالنسخ الأولية من البرامج الشهيرة التي نعرفها حاليا مثل Notepad وWrite وPaint إضافة إلى العديد من البرامج الأخرى مثل الآلة الحاسبة Calculator وبرنامج الاتصالات Terminal وبرنامج لإدارة المعلومات الشخصية Calendar ودفتر للعناوين Card File كما كان يحتوي على لوحة تحكم Control Panel مبسطة, وكان يدعم تكبير Maximize وتصغير Minimize وتغيير حجم Resize النوافذ إضافة إلى ظهور الرموز Icons لأول مرة.
Windows 2.0

في شهر إبريل من العام 1987 أطلقت شركة مايكروسوفت Windows 2.0 الذي جاء بنفس البرامج والأدوات التي ظهرت في الإصدارة الأولى مع بعض التحسينات في واجهة العمل أبرزها إمكانية تحريك الرموز والنوافذ على سطح المكتب.
وفي نهاية عام 1987 أعادت شركة مايكروسوفت تسمية Windows 2.0 باسم جديد هو Windows/386 وأضافت إليه إمكانية تشغيل أكثر من برنامج من برامج DOS في الذاكرة الملحقة Extended Memory.
ومع Windows 2.0 ظهرت لأول مرة أهمية ويندوز كبيئة عمل للتطبيقات الأخرى وبدأت مجموعة من التطبيقات المعدة خصيصا للعمل من خلال ويندوز في الظهور مثل Word وExcel وCorel DRAW وPage Maker وMicrografx Designer.
Windows 3.0

في مايو من العام 1990 ظهر Windows 3.0 في الأسواق مع مجموعة جديدة من التحسينات أبرزها دعم شاشات VGA لأول مرة, إضافة إلى تغييرات كبيرة في واجهة العمل أهمها ظهور الأزرار وبعض عناصر واجهة العمل بشكل ثلاثي الأبعاد. وتم استبدال برنامج MS-DOS Executive ببرنامجي Program Manager وFile Manager, كما ظهرت الرموز Icons بشكل أكثر وضوحا وأصبحت أشبه بالرموز الموجودة في نظام ماكنتوش.
من ناحية أخرى أضيفت خاصية السحب والإفلات Drag & Drop إلى الكثير من العمليات, فمثلا أصبح نسخ ونقل الملفات ممكنا بالسحب والإفلات داخل برنامج FileManager.
طرأت تحسينات جوهرية على لوحة التحكم Control Panel وأصبحت تضم العديد من الأدوات الجديدة مثل إمكانية تعيين صورة كخلفية لسطح المكتب