تطبيقات حاسوب تربوية الفصل الاول : الحاسوب و مكوناته

1. تطبيقات حاسوب تربوية الفصل الاول : الحاسوب و مكوناته

2. مقدمة تاريخية • بدأ تأريخ استعمال حاسبات بآلة تناظرية في عام 1623م بواسطة عالم ألماني اسمه Wilhelm Schikard • الذي أخترع آلة حاسبة يمكنها أن تضيف و بمساعدة جداول اللوغاريتم يمكنها أن تضاعف و تقسم . • الفيلسوف الفرنسي و عالم الرياضيات و الفيزيائي باسكال اخترع آلة حاسبة في عام 1642م التي استطاعت القيام بعمليات الجمع و الطرح و التي حملت الارقام و استعارت من العمود الى العمود و بشكل تلقائي صنع باسكال 50 آلة من هذا النوع وقد استملت لإثارة الفضول لدى الأغنياء في صالات الاستقبال.

3. أول بطاقة مثقبة : • في مطلع القرن التاسع عشر مخترع فرنسي (جوسف ماري جاكوارد)ابتكر نوع خاص من الحاسبات (نول حريري) استعمل في النول بطاقات مثقوبة لبرمجة الأنماط التي ساعدت النول بتكوين أنسجة محاكة . • أول بادرة الى الحاسوب الحديث: • الحاسوب الميكانيكي صمم مبكراً في 1820م من قبل عالم الرياضيات البريطاني و العالم تشارلز باباج .

4. أول حاسوب إلكتروني : • هيرمان مخترع أمريكي استعمل فكرة مشابهة لنول عندما دمج استعمال البطاقات المثقوبة بالأدوات التي صممت و قرأت البطاقات الإلكترونيا منظم جداول استعمل لإحصاء سكان 1890م في أمريكا ولقد جعل الوقت الحسابي ثلاثة الى اربع مرات أقصر من الوقت الذي احتاجوه سابقا لعمليات الفرز باليد . في 1924 الشركة غيرت اسمها الى الآت العمل الدولية آي بي إم IBM. • في سنة 1936 اقترح عالم الرياضيات البريطاني ألن تيورنج فكرة آلة يمكن أن تعالج المعادلات بدون اتجاه إنساني . وتشبه تلك الآلة كاتبة آلية تستعمل الرموز و المنطق وللرياضيات بدلا من رسائل .

5. الحواسيب : EDVAC, ENIAC, UNIVA • في معهد الدراسة المتقدمة في نيوجيرسي طور عالم الرياضيات الهنغاري الأمريكي جون فون واحدة من أول الحاسبات التي تستعمل لحل المشاكل في الرياضيات علم الأرصاد الجوية و الاقتصاد و الهيدروناميكا في سنة 1945 صمم فون الحاسوب المتغير المتميز الإلكتروني الآلي ادفاكEDVAC وقد صممت آلات أخرى بأسماء مختلفة مثل illiac,Johnniac . • الحاسوب الذي يسمى ENIAC شغل في عام1945م و قدم الى الجمهور في 1946م وهو يعتبر الحاسبة الإلكترونية العامة الناجحة الاولى .احتل مساحة 167 متر مربع وكان يزن أكثر من 27000كيلو غرام , و أحتوى أكثر من 18000 أنبوب مفرغ . تقريبا ً 2000 من أنابيب الحاسوب المفرغة كانت تستبدل كل شهر من قبل فريق من ستة تقنيين العديد من مهام ENIAC الأولى كانت للأغراض العسكرية , مثل حساب منصات إطلاق النار الباستية و الاسلحة الذرية . لأن ENIAC لم يكن من مهامه كآلة مبرمجة تخزين البرامج , لذا كان لزاماً برمجة كل مهمة يقوم بها , و ساهم الحاسوب يونيفاك UNIVAC في تطور الصناعات التجارية و العسكرية .

7. أجيال الحاسوب : • ظهرت الحواسيب الأولى في منتصف الأربعينات من القرن الحالي نتيجة جهود و أبحاث طويلة قام بها مفكرين و علماء في بلدان مختلفة . • الجيل الأول (1946-1955) • من منتصف الأربعينات الى أواخر الخمسينات. • استخدمت تكنولوجيا الصمامات المفرغة في بناء حواسيب الجيل الأول , و استخدمت خطوط التأخير الزئبقية لبناء الذاكرة الرئيسية , إلا أن ذاكرة الحلقات المغناطيسية قد استخدمت في بناء الذاكرة في أواخر هذا الجيل. • تميزت حواسيب الجيل الأول بكبر الحجم , بالسرعات البطيئة , بقلة الدقة بضعف الوثوقية , بقلة سعة الذاكرة الرئيسية , بحاجتها إلى تبريد و تكييف , و السبب المباشر لهذه الخصائص السيئة يعود لخصائص الصمام المفرغ . • استخدمت لغة الآلة في بداية ظهور حواسيب الجيل الأول ثم طورت لغات التجميع, وفي أواخر هذا الجيل بدأ تطور اللغات ذات المستوى الراقي. • استخدمت البطاقات المثقبة و الأشرطة الورقية كوسط إدخال أو إخراج ثم طورت الأشرطة الممغنطة كما استخدم ايضاً الطبل المغناطيسي .

8. الجيل الثاني (1955-1964) • من أواخر الخمسينات إلى منتصف الستينات . • استخدمت الترانزستورات بدلاً من الصمامات المفرغة في بناء حواسيب الجيل الثاني و استخدمت الألباب المغناطيسية في بناء الذاكرة الرئيسية . • نظراً للخصائص الحسنة التي يتميز بها الترانزستور على الصمام المفرغ فقد فقد تميزت حواسيب الجيل الثاني عنها في الجيل الاول بصغر حجمها و زيادة السرعة و الدقة و الوثوقية و قلة الطاقة الازمة للتشغيل و قلة التكلفة ايضاً , علاوة على ذلك فإن استخدام الألباب المغناطيسية أدى بدوره إلى زيادة السعة للذاكرة الرئيسية . • إضافة الى لغة الآلة و لغات التجميع استخدمت اللغات الراقية في برمجة حواسيب الجيل الثاني و طورت المترجمات. • من وحدات التخزين المساعدة التي ظهرت في هذا الجيل الأقراص المغناطيسية الصلبة .

9. الجيل الثالث(1964-1972) • من منتصف الستينات الى مطلع السبعينات. • استخدمت الدوائر الكاملة صغيرة المجال و متوسطة المجال أيضاً بدلاً من العناصر المنفردة ( الترانزستورات) • غن استخدام الدوائر المتكاملة ادى الى الحصول على أحجام صغيرة للحواسيب و بكلفة أقل , كذلك زادت السرعة و الدقة و الوثوقية في حواسيب الجيل الثالث , كما زادت سعة الذاكرة الرئيسية لتصل الى ملايين الرموز . • طورت نظم التشغيل المختلفة مثل نظام تعدد البرامج و نظام تعدد المعالجات كما ظهرت لغات جديدة من ذات المستوى الراقي . • من أجهزة الإدخال و الإخراج التي ظهرت في هذا الجيل أجهزة قراءة الحبر الممغنطة و أجهزة القراءة الضوئية , كذلك ظهرت الشاشات الملونة . • بدأ في هذا الجيل ظهور الحواسيب متوسطة الحجم .

10. الجيل الرابع(1974-1985) • من مطلع السبعينات حتى الآن . • استخدمت الدوائر المتكاملة متسعة المجال و المتسعة جداً و استخدمت أشباه الموصلات في تصنيع الذاكرة الرئيسية . • تطور الدوائر المتكاملة متسعة المجال أدى الى ظهور المعالجات الدقيقة الذي أدى بدوره الى ظهور و انتشار الحواسيب الصغيرة . • تميزت حواسيب هذا الجيل بصغر الحجم و زيادة السرعة و الدقة و الوثوقية و سعة الذاكرة و قلة التكلفة . • استمر تطوير و تحسين نظم التشغيل المختلفة مثل نظام الزمن الحقيقي , كما ظهرت لغات جديدة من ذات المستوى الراقي و الراقي جداً. • ظهرت في هذا الجيل الأقراص الصلبة المصغرة , الاقراص المرنة , و الراسمات كما استعمل كل من الميكروفيلم و الميكروفيش في عمليات الإدخال و الإخراج للبيانات , و طورت أيضاً شاشات العرض المرئي بإمكانيات متميزة .

11. الجيل الخامس • يتوقع أن توفر حواسيب الجيل الخامس زيادة في الإنتاجية حيث سيتعامل الإنسان معها مباشرة لأن بإمكانها (حسب التوقعات) فهم المدخلات الصوتية , المكتوبة و المرسومة, يتوقع أن تتعامل هذه الحواسيب مع لغات قريبة جداً من اللغات الإنسانية . • ستعتمد حواسيب الجيل الخامس على الانظمة الخبيرة و أنظمة المعرفة و تطبيقات الذكاء الاصطناعي.

12. وهذا الجدول يوضح التطور التاريخي للحاسوب :

13. أنواع الحواسيب : • الحواسيب الكبيرة Mainframe's: • أجهزة غالية الثمن , كبيرة الحجم, ذات قدرات عالية جدأً تستخدم في الشركات الكبرى. • الحاسب الفائق (العملاقة)Super Computer • أجهزة ذات امكانيات عالية ولديه قدرة هائلة على معالجة البيانات و سرعة على المعالجة و يستخدم من قبل الهيئات العسكرية و الأبحاث و التنبؤ بالطقس .

14. الحاسوب الشخصي PC : • أرخص الحواسيب ثمناً و أكثرها شيوعاً و حجمها صغير و كانت تستخدم نظام التشغيل دوس و الآن تستخدم نظام التشغيل ويندوز من إنتاج شركة IBM . • حاسوب ماكنتوش : • من إنتاج شركة ابل Apple و هذا النوع من البرنامج له إصدارات خاصة في نظام التشغيل و يحتاج إلى أجهزة إضافية حتى يتم توصيلها بهذا النوع من البرنامج

15. الحاسوب المحمول : • و هو صغير الحجم و خفيف الوزن و يحمل باليد و يعمل بالبطارية وهو أغلى من الحاسوب العادي . • الحواسيب الكفية : • وهو اصغر الحواسيب المحمولة على الإطلاق , و يدمج معه خدمات أخرى مثل الهاتف الخلوي .

16. و أيضاً يمكن رسم الشكل السابق ليعطي نتائج مختلفة حسب طبيعة المدخلات كما يلي

17. إذا يمكن استنتاج مما سبق أن الحاسوب هو " آلة إلكترونية تقوم باستقبال البيانات و معالجتها و الرد عليه من خلال توجيهات سريعة جداً" , و سنتحدث بإذن الله في الفصول التالية عن أنواع المدخلات و كيفية المعالجة و أنواع المخرجات و كذلك ما هية التغذية الراجعة بالتفصيل . و لكن مما تتكون أجزاء الحاسوب الداخلية ؟ و للإجابة على هذا السؤال دعنا نقسم أجزاء الحاسوب الداخلية إلى قسمين رئيسيين كما يلي :

18. و لكي نستطيع التفريق بين المكونات المادية و المكونات الفيزيائية ببساطة شديدة , نقول أن المكونات المادية هي أي مكون من مكونات الحاسوب تستطيع لمسه ( المعالج , الذاكرة , الشاشة , السماعات , الفأرة , لوحة المفاتيح , الميكروفون .....الخ ). • أما المكونات الفيزيائية فهي التي لا تستطيع الإمساك بها مثل ( الألعاب , أنظمة التشغيل , الرسام , الإكسل , الأفلام ..... الخ) . • و لكن هذا التفصيل البسيط يمكن تقسيمه أيضاً لمجموعة من الاقسام الفرعية كما يلي :

19. وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit • تعتبر وحدة المعالجة المركزية مركزاً للعمليات التي تجرى في الحاسوب إذ يتم فيها المعالجة الفعلية للبيانات كما تتحكم في عمل أجزاء الحاسوب الأخرى و ارتباطها مع بعضها . • و تعتمد سرعة الحواسيب و قدرتها على نوع المعالج المستخدم فيها , و هناك أنواع مختلفة من المعالجات المستخدمة في الحواسيب الشخصية منها : Pentium III Pentium IV • تدعى هذه الوحدة أحياناً المعالج (PROCESSOR) , و تتكون من رقاقة سيلكون واحدة في الحواسيب الشخصية أما في الحواسيب الكبيرة فتتكون من عدة رقاقات سيلكون . • و تتكون وحدة المعالجة المركزية من ثلاثة أجزاء : ( وحدة الحساب و المنطق , المسجلات , وحدة التحكم ) , و يوضح الشكل التالي المكونات الرئيسية في الحاسوب و كيفية ارتباطها بوحدة المعالجة المركزية .

20. وحدة المعالجة المركزية المسجلات وحدات الإدخال وحدات الإخراج وحدة الحساب و المنطق وحدة التحكم الذاكرة الرئيسية وحدات التخزين الثانوية

21. 1- وحدة الحساب و المنطق Arithmetic Logic Unit ALU • تقوم هذه الوحدة بتنفيذ العمليات الحسابية الاساسية الأربعة ( الجمع و الطرح و الضرب و القسمة ) بالإضافة إلى العمليات المنطقية و العمليات التي تتعلق باتخاذ القرارات . • 2- المسجلات REGISTERS • مواقع تخزين صغيرة خاصة , عالية السرعة , تقوم بتخزين البيانات بشكل مؤقت لاستخدامها في وحدة الحساب و المنطق . • 3- وحدة التحكم Central Unit • تقوم هذه الوحدة بالإشراف و التحكم في جميع أجزاء الحاسوب , و ذلك بالاعتماد على تعليمات البرامج المخزنة في الذاكرة الرئيسية , كما تعمل على التحكم بنقل البيانات من وحدة الحساب و المنطق و إليها , و كذلك بين المسجلات و الذاكرة الرئيسة ووحدات الإدخال و الإخراج , و توجيه العمليات داخل وحدة المعالجة المركزية , و داخل وحدة الحساب و المنطق .

22. وحدة الذاكرة Memory Unit • تمثل وحدة الذاكرة قسماً هاماً في الحاسوب و يتضح ذلك إذا ما عرفنا أن أي عملية داخل جهاز الحاسوب لا يمكن أن تنفذ إلا إذا تم تخزينها مسبقاً, و الآن سوف نبدأ بمعرفة انواع الذاكرة في الحاسوب . • تنقسم الذاكرة في جهاز الحاسوب الى نوعين رئيسيين :

23. و لكل نوع من الذاكرة مميزات تختلف عن الأخرى , و إذا قارنا بين النوعين فيمكننا عمل جدول كالتالي :

24. أولاً : ذاكرة التخزين الرئيسية • و للذاكرة الرئيسية عدة انواع أيضاً كما يلي : • 1- ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory (RAM) • تؤدي هذه الذاكرة دور هام جداً في الحاسوب , فهي أول ذاكرة تستقبل وحدات الإدخال , ويمكن كتابة البيانات عليها, و أيضاً يمكن القراءة منها و لكن في حال انقطاع التيار الكهربائي تفقد جميع محتوياتها . • و يوجد من هذه الذاكرة أنواع عديدة مثل : DDR, RD, DDR2 • 2- ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory(ROM) • يمكن لهذه الذاكرة القراءة منها فقط ولا يمكن الكتابة عليها , وتزود بالمعلومات الموجودة بها من الشركة المصنعة لها , و هذا النوع لا يفقد البيانات عند انقطاع التيار الكهربائي , و يلاحظ عند تشغيل جهاز الحاسوب كتابة بعض الكلمات حول اللوحة الأم و الشركة المصنعة لها و حجم الذاكرة , و الذي يقوم بهذا كله هو البرنامج المخزن على ذاكرة القراءة فقط و الذي يعرف ب BIOS(Basic Input System)

25. 3- ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة Programmable Read Only Memory (PROM) • يأتي هذا النوع من الذاكرة بدون بيانات وتتم برمجه لمرة واحدة ، وتحتاج العديد من الآلات مثل هذا النوع من الذاكرة في تنفيذ بعض المهام، وتتم الكتاب عن طريق ماكينات خاصة. • ملاحظة هامة: تتحول الذاكرة القابلة للبرمجة بعد الكتابة عليها (ROM) • 4- ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح وللبرمجة Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM) • هي الذاكرة القابلة للبرمجة عد مرات. إذ يمكن للتعليمات والأوامر أن تخزن فيها ثم تعدل وتستبدل لاحقاً، كأن يضاف إليها أو يحذف منها بعض المعلومات. • وهذا النوع من الذاكرة مثل شريحة الجوال التي يتم الإضافة عليها والحذف منها.

26. 5- ذاكرة الكاش (cache memory) • تعرف أياً باسم الذاكرة المسرعة، ولن ما هو الداعي لاستخدام مثل هذه الذاكرة؟ • للإجابة على السؤال السابق دعنا نتصور أن هناك مصنع 100 سلعة في اليوم ويحتاج للمصنع 100 زبون أيضاً ولكن المشكلة في وسيلة المواصلات التي تستخدم في توصيل المنتج للزبون فهي بطيئة، في هذه الحالة يكون هناك بطء في استهلاك المنتج من المصنع. • ذلك ما يحدث تقريباً في جهاز الحاسوب ، نلاحظ أن وحدة المعالجة المركزية سريعة جداً بالنسبة لذاكرة الوصول العشوائي ، لذلك نحتاج لذاكرة وسيطة بينهم وهي ذاكرة الكاش، وتقدر سرعة استرجاع البيانا بحوالي 10 أضعاف سرعة استرجاعها من الذاكرة (RAM) . وهذا النوع من الذاكرة غالي السعر ومرتفع التكاليف مقارنة بالذاكرة (RAM) , ويقدر السعر بحوالي 100 مرة أغلى من الذاكرة الرئيسية (RAM) ، ونتيجة لذلك هي محدودة الحجم.

27. أنواع الذاكرة الكاش (Cache Memory) • أ- ذاكرة كاش المستوى الأول : Cache Memory Level 1 (L1) • و هي ذاكرة سريعة صغيرة الحجم , تقع داخل المعالج و بذلك لا يضيع أي وقت في استدعاء المعلومات . • ب- ذاكرة كاش المستوى الثاني :Cache Memory Level 2 (L2) • و هي ذاكرة سريعة و صغيرة الحجم , و لكن إذا ما قورنت بذاكرة الكاش المستوى الأول فإنها أكبر حجماً منها , و أقل سرعة بسبب عدم وجودها داخل المعالج , بل توضع على اللوحة الأم بين المعالج و الذاكرة .

28. يستلم المعالج البيانات المطلوبة من ذاكرة الكاش المستوى الأولL1) ) فإذا لم يجدها انتقل الى ذاكرة المستوى الثاني (L2) , فإذا لم يجدها انتقل الى ذاكرة الوصول العشوائي(RAM). و لتوضيح العلاقة بين سرعة المعالجة البيانات و و سعة الذاكرة كاش , تأمل الشكل التالي : سرعة معالجة المعلومات سرعة المعالجة حجم الذاكرة كاش

29. 6-ذاكرة المسجل REGISTER هي الذاكرة الداخلية لعنصر المعالجة المركزي (Processor) التي يستعملها للقيام بعمله (أي يستعين بها لإتمام تنفيذ الأوامر) . و هي أسرع من كل انواع الذاكرة السابقة الذكر ( بحوالي 10 مرات أسرع من الذاكرة الفورية Cache) إلا أنها محدودة الحجم جداً ( و نشير كذلك إلى أن بعض مكونات الحاسب الداخلية عندها هذا النوع من الذاكرة ).

30. ثانياً : ذاكرة التخزين الثانوية (secondary storage units) من الملاحظ على معظم أنواع ذاكرة التخزين الرئيسية أنها صغيرة الحجم و بعضها يفقد البيانات إذا انقطع التيار الكهربائي , لذلك برزت الحاجة الضرورية لوجود وحدات تخزين سهلة النقل و كبيرة الحجم و لا تفقد البيانات . و من أنواع ذاكرة التخزين الثانوية ما يوضحه الشكل التالي :

31. أ- الأقراص الداخلية :(Internal Disk) • من أشهرها القرص الصلب(Hard Disk) المثبت داخل جهاز الحاسوب و يمتاز بأنه سريع جداً و سعته التخزينية كبيرة تقاس بالجيجابايت (Giga Byte) الذي يساوي بليون بايت تقريباً . • يتم تخزين نظام التشغيل و البرمجيات التطبيقية المختلفة عليها . • يتكون القرص الصلب من مجموعة من الاقراص الممغنطة المثبتة فوق بعضها كوحدة واحدة .

32. ب- الأقراص الخارجية (External Disk) و هي انواع مختلفة قابلة للاستبدال , و لكنها بشكل عام تتصف بأنها أبطأ من الأقراص الداخلية و ذات قدرة تخزينية أقل , و فيما يلي أشهر الانواع المستخدمة : • 1- القرص المرن (Floppy Disk) • يتكون من وسط تخزين ممغنط مغلف بعلبة من البلاستيك و يمتاز بأنه صغير الحجم , خفيف الوزن , سهل النقل و رخيص الثمن . • خصائص القرص المرن : • تبلغ سعته التخزينية 1,44 ميجابايت . • أبطأ من القرص الصلب و يتلف بسهولة عند تعرضه لدرجات الحرارة العالية و الغبار و الرطوبة . • يتم القراءة و الكتابة على القرص المرن عن طريق وحدة خاصة تسمى مشغل القرص المرن الذي يقوم بعملية القراءة و الكتابة من القرص المرن .

33. 2- الأقراص المدمجة (Compact Disk CD) • و يطلق عليها أحيانا الأقراص الليزرية لأن تكنولوجيا الليزر تستخدم في قراءة و كتابة المعلومات المخزنة . • خصائص الأقراص المدمجة : • تمتاز هذه الأقراص بأنها لا تتلف بسهولة. • تستخدم لتخزين برامج الوسائط المتعددة (صوت، صورة ،حركة). • خفيفة الوزن وذا سعة تخزينية كبيرة تبلغ حوالي 650 ميغا بايت.

34. أنواع الأقراص المدمجة : • القرص المدمج للقراءة فقط (Compact Disk Read only memory CD-ROM) • وأهم ما يميز هذا النوع من الأقراص المدمجة أن عملية الكتابة عليه تتم أثناء عملية التصنيع بحيث لا يمكن بعدها مسحها أو التعديل عليها فهي للقراء فقط. • القرص المدمج القابل للكتابة (Compact Disk Recordable CD-R) • وهو قرص مدمج بإمكانك التخزين عليه ولكن لمرة واحدة فقط ولكن لابد من أن يكون مشغل الأقراص المدمجة عليه قادراً على الكتابة على القرص بالإضافة إلى قراءته. • القرص المدمج القابل لإعادة الكتابة والتخزين: (Compact Disk rewritable CD-RW) • وأهم ما يميز هذا النوع من الأقراص المدمجة إمكانية الكتابة والتسجيل عليه (أكثر من مرة) وإمكاني حذف وتعديل المعلومات المخزنة سابقاً.

35. 3- القرص الرقمي (Digital Versatile Disk/ DVD) • هو نوع حديث من الأقراص المدمجة يتميز بسعته التخزينية الهائلة وتقاس بالجيجا بايت ويستخدم عادة لتخزين أفلام الفيديو بجودة عالية. • 4- قرص الفلاش (Flash Disk) • هي وحدات تخزين صغيرة الحجم سهلة الحل ذات سعة تخزينية كبيرة حيث تستخدم لتخزي كميات كبيرة من البيانات، سهلى الاستخدام فما عليك ادخال القرص في المنفذ التسلسلي العام USB) ,، وتمتاز بالسرعة العالية ولا تتلف بسهولة ونظراً لسرعتها وسعتها التخزينية الكبيرة يتوقع أن تحل محل الأقراص المرنة.

36. وحدة قياس الذاكرة • إن المعلومات تقاس بالبايت(Byte) , و مشتقاتها مثل الكيلو بايت (kilobyte) و الميجابايت (megabyte) و الجيجابايت(GigaByte). • أ- تعريف البت(Bit) • إن المعلومات (data-programs) المخزنة في الحاسب هي معلومات او إشارات رقمية or Digital) (SignalsNumerical مؤلفة من رمزيين هما الصفر و الواحد الذين يعبران عن حالتين هما (الحالة on و الحالة off او وجود أو عدم وجود لشحنة كهربائية أو إشارة كهربائية مرتفعة أو إشارة كهربائية منخفضة ). فالمكان القادر على تخزين إما الرقم صفر أو الرقم واحد نقول عنه إنه قادر على تخزين خانة ثنائية واحدة (1 bit ) أو (1 Binary Digit) .

37. ب- تعريف البايت (Byte) • البايت هو مجموعة مؤلفة من ثمانية خانات ثنائية (8 Bits) أي أننا نستطيع أن نخزن فيها مجموعة من الأصفار و الاحاد عددها ثمانية . فمثلاً المجموعة 01100001 تحتاج إلى 1 byte لكي تخزن و المجموعة 01110011 تحتاج ايضاً بايت واحد فقط أما المجموعة 0111011101110001 تحتاج الى 2 Bytes . كما أنه في كل بايت نستطيع أن نخزن 2=256رقماً مختلفاً (مجموعة واحدة في وقت واحد ) و نشير كذلك أنه في البايت الواحد نستطيع أن نخزن حرف واحد مثل abc.....z,A,B, أو إشارة واحدة مثل (....@,%,+,<,>) أو رقم عشري واحد مثل (0,1,2,3,......,9) إذ إن كل حرف او إشارة أو رقم عشري يمثل مجموعة من 8 Bits . فمثلاً الحرف A يحتاج الى بايت واحد لتخزينه و يمثل بالرقم 01000001 الحرف A . 8

38. ج- تعريف الكيلو بايت • الكيلو بايت يساوي 1024 بايت . مما يعني أننا في واحد كيلو بايت نستطيع أن نخزن 1024 حرف أو إشارة أو رقم . و نستلخص مما سبق المعادلة التالية : 1 kiloByte (KB)=1024Bytes (B) = 1024*8 bits د- تعريف الميجابايت الميجابايت تساوي 1024 كيلو بايت . فلدينا إذن المعادلة التالية : 1 MegaByte (MB)= 1024 KB = 1024*1024 B = 1024*1024*8 bits ه- تعريف الجيجابايت الجيجابايت تساوي 1024 ميجابايت و بالتالي : 2 3 3 1 GigaByte (GB) = 1024 MB = 1024 KB = 1024 B =1024* 8 bits

39. 3 6 KB=1024 MB=1024KB GB=1024MB KB~10 Bytes MB~10 Bytes GB~10 Bytes BYTE=8Bits 9 تمرين 1: لنفترض أن لدينا كتاب مؤلف من 240 صفحة و تحتوي كل صفحة على 50 سطر و يضم كل سطر 10 كلمات و الكلمة الواحدة فيها 8 حروف فإلى كم بايت نحتاج لتخزين الكتاب ؟

40. الحل : إن عدد الأحرف في كل كلمة هو 8 حروف كما سبق , و بما أن لدينا في كل سطر 10 كلمات , فعدد الاحرف في كل سطر هو 80 حرف . في الصفحة الواحدة عندنا 50 سطر يعني أن عدد الأحرف في الصفحة الواحدة يساوي 50*80=4000 حرف . الكتاب مؤلف من 240 صفحة , و بالتالي فإن عدد الاحرف الإجمالي في الكتاب هو 4000*240=000,960حرف . • إذا كان حرف واحد يحتاج الى بايت واحد من أجل تخزينه . فإننا نحتاج الى 000,960 بايت لتخزين هذا الكتاب أي أقل من 1 ميجابايت لأنه 1MB=220Bytes=1,048,576Bytes • مما يعني أنه في 1 جيجابايت نستطيع أن نخزن أكثر من 1024 كتاب بهذا الحجم و على قرص DVD-ROM واحد نستطيع أن نخزن أكثر من 17000 كتاب بهذا الحجم !!!!!!يعني مكتبة كاملة .

41. أجهزة الإدخال و الإخراج Input & Output Devices • تعمل أجهزة الإدخال على إدخال البيانات والبرامج المتنوعة إلى ذاكرة الحاسوب الرئيسية لإجراء عمليات المعالجة المختلفة عليها، ومن وظيفة أجهزة الإدخال ترجمة البيانات المدخلة إلى الحاسوب إلى شكل يستطيع الحاسوب معالجته، فالشكل المقروء بالنسبة للأفراد المستخدمين هو الكلمات والأصوات والصور، بينما الشكل المقروء بالنسبة للحاسوب هو الصفر والواحد بأشكالها المتكررة والتي تتمثل بعلية فتح وغلق الإشارات الالكتروني، كما تقوم أجهزة الإخراج باستقبال نتائج تشغيل البيانات وتجهيزيها وعرضها. فمن وظيفة أجهزة الإخراج ترجمة وتحويل المعلومات التي تمت معالجتها داخل الحاسوب بواسطة وحدات المعالجة إلى أشكال يستطيع الإنسان المستخدم فهمها والتعامل معها كالنصوص والأصوات والصور. في هذا الجزء سنستعرض أجهزة إدخال البيانات وأجهزة إخراج المعلومات.

42. أولاً: وحدة الإدخال input unit • تستخدم هذه الأجهزة لإدخال البيانات والبرامج إلى الحاسوب ونقلها إلى وحدة المعالجة المركزية للتعامل معها، وقد ظهر العديد من هذه الأجهزة منها ما أستخدم لفترة وجيزة ومنها مازال يستخدم، ولازالت هذه الأجهزة مثل بقية مكونات الحاسب في تطور مستمر و، ومن أهم أجهزة الإدخال: • 1- لوحة المفاتيح key board • تعتبر لوحة المفاتيح أكثر الوسائل المستخدمة في عمليات إدخال البيانات والبرامج الى الحاسوب كما تتيح للمستخدم التحكم في نظام الحاسوب. • 2-الفأرة mouse • الفأرة عبارة عن جهاز صغير في أسفله كرة وعند تحريكها في أي اتجاه على سطح مستوٍ فإن مؤشر الشاة (cursor) سيتحرك في نفس الاتجاه.

43. 3- القلم الضوئي light pen هو عبارة عن متصل بالحاسوب ويتعامل مع الشاشة مباشرة فعند الإشارة بالقلم على أحد الاختيارات أو البرامج الظاهرة تنطلق أشعة من القلم عندما يتم تنفيذ الاختيار أو تشغيل البرنامج. كما يمكن استخدام القلم الضوئي في الرسم أو الكتابة على الشاشة. • 4- لوحة الرسم digitizer هو عبارة عن لوحة مستطيلة مسطحة متصلة بالحاسوب تستخدم لإدخال الرسومات والأشكال الهندسية إلى الحاسوب من خلال الأقلام الخاصة بها. • 5- الماسح الضوئي scanner جهاز الماسح الضوئي يدخل صور، وثائق، رسومات إلى الحاسوب بعد تحويلها إلى صورة رقمية مع إمكانية تنسيقها ومعالجتها كتغيير حجمها، إدراجها في الوثائق، إرسالها من خلال البريد الإلكتروني أو تخزينها في الحاسوب.

44. 6- قارئ الخطوط المتوازيةbarcode reader هو نوع من أنواع الماسحات الضوئية scanner يستخدم لقراءة شفرات الخطوط المتوازية bar code ي الموجودة على السلع والمنتجات في المحلات التجارية والجمعيات التعاونية، وهو عبارة عن وحدة الكترونية ضوئية تقوم بقراءة الشفرة عن طريق انعكاس الضوء من الخطوط والمسافات الموجودة بين هذه الخطوط. • 7- الكاميرا الرقمية digital camera الكاميرا الرقمية تشبه الكاميرا العادية ولكن يتم تخزين الصور التي تم التقاطها على وحدة تخزين بالكاميرا تسمى flash memory card بدلاً من الأفلام التقليدية. ويتم إدخال تلك الصور من ذاكرة الكاميرا إلى الحاسوب حيث يتم تخزينها ومعالجتها ويمكن للكاميرا الرقمية التقاط الصور الثابتة والمتحركة (video) وقد تحتوي الكاميرا على مايكروفون.

45. 8- وحدات إدخال الصوت voice input systems هي عبارة عن جهاز مثل المايكروفون (يستخدم لإدخال الأصوات إلى الحاسوب بشكل رقمي) من خلال بطاقة الصوت sound card ويتم ذلك باستخدام برامج خاصة للتسجيل الصوتي مثل sound recorder الموجودة في نظام ويندوز.

46. ثانياً: أجهزة الإخراج Output Units تقوم أجهزة الإخراج باستقبال النتائج ( المعلومات ) من وحدة التخزين الرئيسية ( الذاكرة ) و تسجيها على أوساط الإخراج الملائمة لمتطلبات المستفيد . • 1- أجهزة العرض المرئية - الشاشات Screens جهاز العرض المرئي من أهم وحدات الإخراج و أكثرها استخداما إذ يقوم بعرض المخرجات بصورة مرئية على الشاشة و التي تعرف أيضاً باسم مونيتور Monitor • 2- الطابعات Printers تعتبر الطابعات من اهم اجهزة الاخراج و اكثرها انتشاراً و تستخدم في طباعة المستندات و التقارير و الصور و الرسومات كما يمكن لبعض الطابعات الطباعة على المغلفات البريدية و الملصقات و النماذج و الشيكات المصرفية و الفواتير بأشكالها المختلفة .

47. و الطابعات أنواع متعددة : • أ- طابعة الليزر Laser Printer و يتميز هذا النوع بالسرعة في طباعة الورق غير أنه مرتفع الثمن نسبياً • ب- طابعة ضخ الحبر Inkjet يعيب هذا النوع البطء في عملية طباعة الورق و ثمنه منخفض • ج- طابعة الرسومات Plotter يستخدم هذا النوع في طباعة الرسومات الهندسية على ورق كبير الحجم A2,A1,A0

48. 3- المخرجات الصوتية (السماعات ) Output Voice تزود الحاسبات اليوم بوحدة للمخرجات الصوتية (سماعات) و التي تستخدم مع العديد من التطبيقات التي تعتمد على الوسائط المتعددة مثل البرامج التعليمية كبرامج الهجاء و تعليم اللغات و برامج الموسوعات العلمية و الالعاب و تشغيل الاصوات و الموسيقى من خلال الإنترنت و الاستماع إلى أقراص CD الصوتية و تشغيل الافلام DVD • 4- جهاز عرض البيانات Projector Data هو جهاز يتصل بالحاسوب ليعرض مخرجات الحاسوب المادية من نصوص و صور و فيديو على شاشة عرض الحائط مع إمكانية تكبيرها و يستخدم جهاز عرض البيانات عادة في قاعات التدريس و التدريب و غرف الاجتماعات

49. المكونات البرمجية Software كما تحدثنا عن اهمية المكونات المادية لجهاز الحاسوب باعتبارها الجسد فإن المكونات البرمجية هي بمثابة الروح لذلك الجسد فلا يمكن أن يعمل الحاسوب على الوجه المطلوب بدون المكونات البرمجية

50. 1- أنظمة التشغيل • يعتبر نظام التشغيل حلقة الوصل بين جهاز الحاسوب و المستخدم حيث تم بناء نظام التشغيل باستخدام احد لغات البرمجة للتوفير على المستخدم الوقت لإجراء عمليات صعبة • و من اشهر انظمة التشغيل المعروفة : • 1- DOS : نظام خفيف لا يحتاج الى قدرة حاسوب عالية و يعتمد بشكل كبير على مجموعة من الأوامر المكتوبة و لكنه لا يستطيع تنفيذ أكثر من عملية في الوقت نفسه