ملحقات الحاسوب

1. ملحقات الحاسوب • الحاسوب: هو جهاز الكتروني يستقبل ويخزن البيانات هم يعالجها لمجموعة من العمليات الحسابية والمنطقية وفقا لسلسة من التعليمات (البرامج) المخزنة في ذاكرته، هم يخرج النتائج على وحدات الإخراج. • العمليات الرئيسية التي يقوم بها الحاسوب: • الإدخال: قراءة البيانات من وسائط التخزين أو من أدوات الإدخال وإيصالها للذاكرة الرئيسية. • المعالجة: معالجة البيانات بتنفيذ أوامر معينة عليها مثل القيام بعملية حسابية ما. • الإخراج: نقل البيانات من الذاكرة الرئيسية إلى وسائط التخزين أو أدوات الإخراج.

2. المكونات الرئيسية للحاسوب: • العتاد (الأجهزة) Hardware: • وحدات الإدخال: وهي الأجهزة أو الأدوات التي تقوم بإدخال البيانات إلى الحاسوب مثل لوحة المفاتيح، الفأرة، الماسح الضوئي.... وغيرها. • وحدة المعالجة المركزية: تعتبر من أهم وحدات الحاسوب حيث تقوم بمعالجة البيانات وتنفيذ ملايين الأوامر والعمليات في أجزاء من الثانية. • وحدات الإخراج: تقوم بإظهار المعلومات الناتجة عن عملية المعالجة للمستخدم أو الوسط الخارجي للحاسوب. • وحدات التخزين: وهي التي تقوم البيانات والمعلومات وتقسم إلى نوعين ــ رئيسية: مثل ذاكرة RAM ــ ثانوية:مثل القرص الصلب Hard Disk • البرمجيات:Software • وهي الكيان المعنوي للحاسوب الذي يقوم بالتحكم والتنسيق لسير عمل المكونات المادية وتقسم إلى: • نظام التشغيل: الذي يقوم بالتنظيم والإشراف على وحدات الحاسوب وعملها من إدخال ومعالجة وتخزين وإخراج. • لغات البرمجة: التي تمكن المتخصصين من تطوير وبناء البرامج مثل نظام التشغيل. • البرامج التطبيقية : وهي البرامج التي تقدم خدمات مختلفة للمستخدمين مثل برنامج Word الذي يستخدم للطباعة

3. ملحقات الحاسوب • ملحقات الحاسوب:هي تلك المكونات والأجهزة التي ترتبط بالحاسوب وتمكنه من الاتصال المتبادل مع المحيط • يمكن اعتبار جميع أجزاء الحاسوب ما عدا المعالج بأنها ملحقات حاسوب. • يمكن تقسيم الحاسوب التي سيتم دراستها إلى مجموعات: • نظام النقل (Buses) والمنافذ (Ports) وشقوق التوسعة (Expansion Slots). • وحدات التخزين (Cache, ROM, RAM،القرص الصلب، القرص المرن، الأقراص المدمجة والضوئية). • وحدات الإدخال (لوحة المفاتيح، الماوس، الماسح الضوئي، الميكروفون). • وحدات الإخراج (الشاشة، الطابعة، السماعات،...).

4. System Busموصل/ناقل النظام • هو مجموعة من الدوائر الكهربائية الصغيرة التي تسمى(Traces) المطبوعة على الوجه العلوي والسفلي من اللوحة الأم، ويتضمن أيضا مجموعة من الرقاقات الصغيرة(chips) وشقوق التوسعة Expansion Slots والمنافذ Ports. • يقوم الـ System Bus بربط جميع مكونات الحاسوب معا وتأمين طرق ومسارات لتبادل ونقل البيانات فيما بينها. • ترتبط جميع مكونات الحاسوب معا من خلال المعالج(CPU) الذي يعمل كوسيط بينها. • مثال:إذا أردنا إدخال بيانات من لوحة المفاتيح وتخزينها في القرص الصلب فلا يمكن القيام بذلك مباشرة، بل يتم نقل البيانات من الوحة المفاتيح إلى المعالج ومن ثم يتم نقلها من المعالج إلى القرص الصلب. • لا ترتبط بعض مكونات الحاسوب مع المعالج مباشرة وإنما هناك دائرة إلكترونية وسيطة بين المكونة والمعالج. • تسمى هذه الدائرة الإلكترونية الوسيطة بـ متحكم هذه المكونة (Controller). • مثال: ترتبط لوحة المفاتيح بالمعالج من خلال متحكم لوحة المفاتيح(Keyboard Controller)

5. وظيفة هذا المتحكم: • الموائمة بين طريقة عمل المكونة وطريقة عمل المعالج. • نقل البيانات والربط بين المكونة والمعالج. • يرتبط المعالج مع المكونات من خلال موصلات يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات حسب وظيفتها: • ناقل البيانات(Data Bus): مجموعة الموصلات التي تستخدم لنقل البيانات من المعالج إلى المكونة وبالعكس. • ناقل العناوين(Address Bus):مجموعة الموصلات التي تستخدم لنقل العناوين بين المعالج والمكونات الأخرى. • لكل مكونة عنوان محدد يختلف عن غيرها. • عناوين المكونات عبارة عن شيفرات ثنائية (أرقام ثنائية). • ناقل إشارة التحكم(Control Bus): مجموعة الموصلات التي تستخدم لتبادل إشارات التحكم بين المعالج والمكونات الأخرى. • تستخدم هذه الإشارات لتحديد نوع التعامل. • مثال:إذا أراد المعالج التعامل مع القرص الصلب فإنه يرسل إشارات لتحديد طبيعة التعامل قراءة أو كتابة. • قد لا تحتوي اللوحة الأم على بعض المتحكمات لبعض المكونات، ففي هذه الحالة يكون المتحكم مثبت على لوحة منفصلة( بطاقة الكرت) بحيث يتم تثبيت هذه البطاقة( الكرت) على أحد شقوق التوسعة.

6. شقوق التوسعة، ممرات، منافذExpansion Slots • هي عبارة عن فتحات أو خانات موجودة على اللوحة الأم تستخدم لتثبيت بطاقات التحكم (الكرت) لبعض الأجهزة والمكونات من أجل وصلها بالحاسوب. • أنواع ممرات التوسعة: • ممر ISA : • Industry Standard Architecture • يحتوي على ممر بيانات يعرض bit32 وسرعة نقل بيانات أعلى من MHz12. • ينقل bit32 معا دفعة واحدة 12 مليون مرة في الثانية==> 32*12=384مليون بت في الثانية. • بدأ يمرر bit8 وbit16إلى bit32 والذي سمي بـEISA==> (Extended ISA). • ابتكر عندما ظهرت الحاسبات 486،386. • يتميز بخاصية الإعداد الذاتي(PnP) Plug and Play والتي تسهل عملية التعرف على البطاقات والأجهزة المضافة. • لم يعد ظاهرا في اللوحات الحديثة هذه الأيام.

7. ممر PCI: • Peripheral Component Interconnect • يحتوي على ممر بيانات bit32 وسرعة نقل MHz33. • ابتكر في وقت ظهور معالجات Pentium. • يتميز بخاصية أكبر من ISA في نقل البيانات. • مستخدم حاليا في اللوحات الحديثة. • ممر AGP: • Accelerated Graphic Port • ممر بيانات bit32 وسرعة MHz66. • مخصص لدعم بطاقة العرض (كرت الشاشة) من أجل تحسين أداء الرسومات ثلاثية الأبعاد. • يتميز بخاصية PnP. • يتصل مع الذاكرة الرئيسية RAM بشكل مباشر دون وساطة المعالج CPU. • يوجد في اللوحات الحديثة وعادة يكون منه شق واحد.

10. المنافذPorts • المنفذ: وهو عبارة عن طريق للوصول إلى خارج صندوق الحاسوب ليرتبط بالملحقات الخارجية مثل الطابعة والماوس... • ولكل منفذ عنوان يعرف به ويميزه عن غيره من المنافذ. • من المنافذ:- • المنفذ المتوازي Parallel Port • المنفذ التسلسلي (المتتالي) Serial Port • الناقل التسلسلي العمومي USB • منفذ Ps/2 للوحة المفاتيح والفأرة

12. المنفذ المتوازي Parallel Port • يسمى أيضا بالمنفذ المركزي أو منفذ الطابعة أو LPT1 (Line Printer). • غالبا يحتوي الـ PC على منفذ واحد. • يستخدم 25 خط 25 Pin Female Connector. • يستخدم 8 خطوط لإرسال البيانات (8 بتات لنفس اللحظة). و8 أخرى لاستقبال البيانات. • معدل تحويل ونقل البيانات يساوي 0.16 ميجابايت/الثانية==> نقل Mb1 يستغرق حوالي 1.6ثانية. • المنفذ المتوازي أسرع من المنفذ التسلسلي.

13. مبدأ عمل المنفذ المتوازي • ترسل أجهزة خارجية كالطابعة مثلا إشارة إلى الـ PC على الخط رقم 13 تخبره بأنها جاهزة لاستقبال بيانات. • يتم تحميل البيانات من قبل الـ PC على خطوط البيانات 9---->2, • بعد تحميل البيانات يرسل الخط 1 إشارة إلى الطابعة لقراءة البيانات. • يستخدم الخط رقم 11 لإخبار الحاسوب متى تكون الطابعة مشغولة بمعالجة البيانات التي تم إرسالها . أي أن الطابعة غير مستعدة لاستقبال بيانات جديدة. • يستخدم الخط 10 لإعلام الـPC بأن البيانات التي تم إرسالها قد استقبلت وبأن الطابعة جاهزة لاستقبال حرف آخر. • يستخدم الخط 15 لإخبار الـPC عن وجود بعض الأخطاء والمشاكل مثل رأس طباعة غير صالح. • يستخدم الخط 12 لإخبار الـPC بأن الطابعة قد خلت من الورق. • يستخدم الخط 16 لإعادة تأهيل الطابعة أي عمل Restart لها. • يستخدم الخط 14 لإخبار وحث الطابعة لتقديم الورقة بمقدار سطر واحد. • يستخدم الخط 17 لإخبار الطابعة بأن لا تقبل بيانات (إيقاف الطابعة مؤقتا أو تعطيل الطابعة). • الخطوط من 18- 25 تستخدم للتأريض Ground.

14. شكل مبدأ عمل المنفذ المتوازي

15. المنفذ التسلسلي Serial Port • يطلق عليه اسم COM1، COM2 لأنه يستخدم للاتصال بين الأجهزة والـ PC. • Communicate===> COM • يتكون من 9 pins من نوع Male . • يمكن استخدام هذا المنفذ في بعض أنماط الطابعات. • يستخدم عادة لربط الفأرة وبعض أنواع من المودم (External Modem). • منفذ بطيء مقارنة مع المنفذ المتوازي إذ يستخدم خط واحد لنقل البيانات. • معدل نقل البيانات يساوي 0.14 ميجابايت/ الثانية ---> تحويل 1 Mb يستغرق حوالي 7 ثانية.

16. مبدأ عمل المنفذ التسلسلي • يستخدم الخط رقم 1 مع الخط رقم 8 كوصلة أرضي مشتركة. • الخط رقم 5 والخط رقم 7 يسمحان للحاسوب بالبحث عن إشارة خط الهاتف. • يستخدم الخط رقم من الجانبين لإرسال إشارات لتعلم جاهزية البيانات للإرسال(Data Ready). • يتم توصيل النقطة 4 من الـ PC مع النقطة 20 من المودم. وتدل الإشارة المرسلة على أن الـ PC يعمل بشكل صحيح لاستقبال البيانات. • يتم توصيل النقطة 7 من الـ PC إلى النقطة 4 من المودم للدلالة على أن المودم جاهز لاستقبال البيانات. • ترسل النقطة 8 من الـ PC إلى النقطة 5 من المودم عندما يكون الـ PC جاهز لاستقبال البيانات من المودم. • تقوم نقطة 2 من الـ PC بإرسال بيانات إلى النقطة 3 بشكل تسلسلي. • تستقبل النقطة 3 من الـ PC البيانات من النقطة 2 من المودم بشكل تسلسلي. • تتصل النقطة 9 من الـ PC مع النقطة 22 من المودم للتفتيش عن إشارة رنين الهاتف.

17. مبدأ عمل المنفذ التسلسلي (الشكل)

18. الناقل التسلسلي العمومي Universal Serial BUS (USB) • عبارة عن نظام تسلسلي Serial. • وجد ليتم استخدامه منفذا لتوصيل أي جهاز من الأجهزة الملحقة. • معدل نقل البيانات يساوي 12Mb/sec. • يمكن ربط 127 جهاز ملحق بشكل متسلسل على منفذ واحد. • يستطيع نقل الطاقة الكهربائية اللازمة من الكمبيوتر إلى بعض الأجهزة الملحقة. • يمكن تثبيت الأجهزة الملحقة به دون الحاجة لإعادة تشغيل جهاز الكمبيوتر==> Hot –Swapping. • من الأجهزة التي يمكن وصلها بهذا المنفذ:- طابعات، ماسحات ضوئية، الكاميرات، Flash M،Mouse..... • هناك تقنيات USB1.1،USB2.0حيث وصل معدل نقل البيانات في USB2.0 إلى حوالي MB60/S. • أقصى حد لطول الكابل مع منفذة USB2.0 هو 5 متر. ومع USB1.1 هو 3 متر.

19. يتكون منفذ USB بشكل عام من ثلاثة أجزاء: • Host: الجزء المركزي للناقل وهو عبارة عن أداة التحكم الموجودة ضمن لوحة الرقاقات ويعمل كوسيط بين مكونات USB الأخرى. • HUB: وهو عبارة عن موزع لتوصيل أكثر من جهاز على منفذ واحد. • Function Device: وهو الجهاز المعد للتوصيل على منفذ USB. منفذ PS/2 • هما منفذان مخصصان لتوصيل الفأرة ولوحة المفاتيح. • متشابهان من حيث الشكل ومختلفان في اللون. • تغيير منافذ متسلسلة حديثة. • تصل سرعة نقل البيانات إلى 40KB/s .

20. تقنية نظام النقل SCSISmall Computer System Interface • يتميز نظام نقل سكزي بمعدل نقل بيانات عالي جدا ولكنه مرتفع التكلفة، السرعة حوالي 80Mb/s . • يتم تركيب بطاقة سكزي على أحد شقوق التوسعة مثل PCI. • تعتبر وصلة الـSCSI أسرع طريقة للاتصال مع عدد كبير ومتنوع من الأجهزة المحيطة. حيث يقوم متحكم الـ SCSI بإدارة 7 أجهزة على الأكثر. وبعض الإصدارات تقوم بإدارة حتى 15 جهاز. • كل جهاز (قرص صلب، CD-ROM،...) على الناقل والذي يدعى SCSI BUS يمتلك تعريف خاص به (ø-7) حيث تقوم بطاقة الـSCSI بحجز الرقم 7 من أجلها وتترك الأرقام من ø-6 إلى أجهزة أخرى.

21. يجب أن يمتلك آخر جهاز على السلسلة نهاية طرفية Terminator يتم تثبيتها على المنفذ من أجل تأريض الأسلاك لتجنب تشويه الإشارات والبيانات على الناقل العمومي للـSCSI. • تمر الإشارات القادمة من المتحكم من 50 خط يستخدم بعضها لإرسال البيانات وإشارات التحكم. ولا يستطيع أكثر من جهازين أن يتخاطبا مع بعضهما البعض في لحظة معينة. • بعض أنماط الـSCSI يستخدم 8 خطوط لنقل البيانات بمعدل 10-20MB/s. وبعضها يستخدم 16 خط لنقل البيانات بمعدل 40MB/s. • حتى يستطيع متحكم الـSCSI من الاتصال بالأجهزة المحيطة فإنه يرسل إشارة على الخط 36 (BSY) (Busy Line).ويقوم بنفس الوقت بإرسال إشارة على الخط 7 من البيانات لإخبار الناقل العمومي بأن الجهاز رقم 7 يريد أن يتحكم بالناقل.

22. إذا حاول جهاز آخر أن يحصل على تحكم بنفس الوقت فإن الناقل العمومي يدخل في مرحلة تحكيم يحدد فيها الجهاز الذي سيحصل على الناقل بمقارنة أرقام التعريف. حيث أن رقم التعريف الأكبر سيطغى ويحصل على الناقل بإرسال إشارة عبر الخط 44 (خط الانتقاء ويرمز له بالرمز (SEL). • يحدد المتحكم أي جهاز يريد أن يتخاطب معه وذلك بوصل الطاقة على الخط (32) خط الانتباه AHT. • يستخدم الخط 48 (خط الطلب REQ) للاستجابة لطلبات المتحكم المركزي.

23. كرت الصوت • كيفية عمل نظام كرت الصوت في الحاسوب: • يقوم الحساس الصوتي (الميكروفون) باستقبال الترددات الصوتية من الهواء ثم تحويلها إلى إشارات كهربائية وإرسالها إلى بطاقة الصوت على شكل تماثلي أو تناظري analog، حيث يقوم الكرت بتحويلها إلى نظام رقمي Digital وإدخالها إلى الحاسوب. • العملية العكسية: عند قراءة ملف صوتي رقمي مخزن على الحاسوب يقوم كرت الصوت بتحويل البيانات الرقمية إلى بيانات تماثلية وإرسالها إلى السماعات التي تقوم بتحويلها إلى ترددات صوتية. • بطاقة الصوت قد تأتي على شكل بطاقة توسعية أو قد تكون مدمجة مع اللوحة الأم. • من بعض خصائص كرت الصوت: • حجم العينة Sampling Size: حجم عينة الصوت التي تتم معالجتها مرة واحدة مثل 16bit • معدل العينة Sampling Rating: عدد العينات التي تتم معالجتها في الثانية مثل 44KHz أي أنه يتم معالجة 44000 عينة في الثانية. • مضعف كامل Full-Duplex: عملية حجز مجرى أو ممر بيانات خاص للإرسال وآخر خاص للاستقبال وفي هذه الحالة يمكن التحدث للمستقبل ويمكن للمستقبل التحدث في نفس الوقت. • مضعف نصفي Half-Duplex: يكون هناك مجرى واحد فقط وهو يستعمل للإرسال والاستقبال أي أنه في هذه الحالة لن يمكنك التحدث مع الآخر إلا بعد أن ينهي حديثة.

24. المودمModem • جهاز يستخدم لربط الحاسوب بالإنترنت. • يقوم بتحويل البيانات (الإشارات) من رقمية (Digital) إلى تماثلية (Analog) عند المرسل في عملية تسمى بـ Modulation. • ثم يقوم بتحويل البيانات من تماثلية إلى رقمية عند المستقبل في عملية تسمى Demodulation. • هناك نوعان من أجهزة المودم: • مودم داخلي Internal يتم تركيبه على الجهاز على اللوحة الأم. • مودم خارجي External يتم توصيله باستخدام كابل في منفذ COM التسلسلي. • تقاس سرعة المودم بـ بت لكل ثانية bit/sec وصلت السرعات إلى 56000bit/sec. • بعض أجهزة المودم تدعم خاصية ضغط البيانات Compression قبل إرسالها. • هناك خاصية تصحيح الأخطاء Error Correction حيث أن المودم يتعرف على أية أخطاء في البيانات ويقوم بإعادة إرسالها. • يمكن استخدام المودم كفاكس أو كهاتف. كرت الشبكة Network Card • يستخدم لربط الأجهزة وبالتالي تكوين شبكة.