المكونات المادية للحاسوب

مادة الحاسبات(المكونات المادية للحاسوب)كلية طب الاسنان/المرحلة الأولى

م.م غصون كريم مناحي

مكونات الحاسب الآلى

تنقسم مكونات الحاسب الى نوعين رئيسين هما :-

المكونات المادية Hardware .

المكونات البرمجية Software .

2

المكونات المادية

هي الأجزاء التي يتكون منها الجهاز ونستطيع لمسها ومشاهدتها .
وتنقسم بشكل عام الي اربعة اجزاء رئيسة


وحدة المعالجة المركزية CPU
وحدات الادخال
وحدات الاخراج
وحدات الخزن الثانوي

3

المكونات المادية للحاسوب

4

المكونات المادية

اولا: وحدة المعالجة المركزية
5
وهي بمثابة دماغ الحاسوب الذي يمكنه اجراء كافة الاعمال المطلوبة منه ولولاه لأصبح الحاسوب بدون فائدة، فوحدة المعالجة المركزية تقوم بكافة عمليات المعالجة التي يوكل الى الحاسوب انجازها . وتنقسم وحدة المعالجة المركزية الى ثلاثة وحدات فرعية هي:




وحدة الحساب والمنطق(ALU)

هذه الوحدة مسؤولة عن اجراء كافة العمليات الحسابية والمنطقية داخل الحاسوب حيث تقوم بعمليات الجمع و الطرح والقسمة والضرب، كما تقوم بمقارنة الكميات لمعرفة نتيجة المقارنات وهي (اكبر من و اصغر من و يساوي و لا يساوي) وبما ان كافة عمليات المقارنة تنحصر في نوعين من العمليات فأما ان تكون حسابية أو منطقية أو كليهما معا" فان وحدة الحساب والمنطق (ALU )قادرة على معالجة أي مسألة يطلب منها معالجتها.

وحدة التحكم ((Control Unit)

وهي وحدة خاصة بالتحكم في عمليات المعالجة من ناحية التوقيت والترتيب المناسب فهي تعمل على تنظيم عمليات المعالجة وفقا" للبرنامج المستخدم وذلك لضمان نجاح عملية المعالجة بكفاءة وسرعة. وأفضل مثال على وحدة التحكم هو شرطي المرور الذي يقف في مفترق الطرق لينظم عملية السير ليضمن انسياب جيد وسريع لحركة السير وذلك وفقا" لقانون المرور المتبع.
7

الذاكرة الرئيسية (Main Memory)

وتسمى ايضا الذاكرة الداخلية (Internal Memory) لانها احدى مكونات وحدة المعالجة المركزية وهي تعبر عن ذاكرة الحاسوب الخاصة لانها تعتبر ذاكرة المعالجة وهي تنقسم الى قسمين:-

أ‌- ذاكرة الرام (RAM))

وتعني ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory)) )وهي عبارة عن مساحة عمل فارغة توضع فيها(تحمل بها) البيانات والبرامج المراد معالجتها ولولاها لما امكن للمعالج الدقيق ان يستقبل أي بيانات او ان يتم العمل على أي برنامج لان كل حرف يتم ادخاله الى الحاسوب او أي برنامج يتم تشغيله يجب ان يكون مكان متاح للمعالج الدقيق كي يستطيع الوصول اليه بسرعة وسهولة وهذا المكان هو ذاكرة RAM
ولكون ذاكرة RAM تستقبل البيانات والبرامج المختلفة بشكل مستمر حتى يتمكن المعالج العمل عليها فأنه يجب ان تكون قابلة للمسح والكتابة من جديد ولهذا فهي ذاكرة مؤقتة وتفقد ما عليها من بيانات باستبدال البيانات التي لا حاجة للمعالج بها ببيانات اخرى جديدة تحتاجها عمليات المعالجة مع ملاحظة انها تستوعب بيانات وبرامج بالقدر الذي تتيحه سعتها وبالطبع كلما زادت سعة هذه الذاكرة كلما كان للمعالج فرصة اكبر في التعامل مع بيانات وبرامج اكثر وتفقد ذاكرة RAMكل ما عليها بمجرد اطفاء الجهاز او انقطاع التيار الكهربائي عنه لان البيانات التي عليها تتمثل على هيئة شحنات كهربائية داخل دوائر متكاملة ICs وبالطبع تتلاشى هذه الشحنات بعد انقطاع التيار عنها.

8

الذاكرة الرئيسية (Main Memory)

ب- ذاكرة القراءة فقط (ROM) )
تقوم هذه الذاكرة بتخزين برامج التشغيل والبرامج الأساسيّة التي تقوم بتشغيل جهاز الكمبيوتر، وهذه الذاكرة لا يمكن التعديل عليها أو محوها لأنها مخزَّنة من الشركة المصنّعة الرئيسة، ولا يمكن لجهاز الكمبيوتر أن يعمل من دون هذه الذاكرة، كما أنّها لا تتأثر بانقطاع التيار الكهربائي عن الجِهاز، بل يمكن استعادة بياناتها عند تشغيل الجِهاز مرةً أخرى
9







10

ثانياً: وحدات الأدخال (Input Units)

وهي عبارة عن اجهزة او وسائل تستخدم لادخال البيانات االى الحاسوب وبما ان البيانات هي أي شيء يمكن التعبير عنه فان هذا يعني ان وسائل الادخال ستكون متعددة ومتجددة دوما" حتى يمكن ادخال كل ما نود ادخاله للحاسوب ومن اشهر وحدات الادخال هي:-
1- لوحة المفاتيح (Keyboard)
وهي عبارة عن لوحة توجد عليها مفاتيح أو ازرار يمكن الضغط عليها لأدخال الأحرف الأبجدية والأرقام والرموز الحسابية والمنطقية والرموز الخاصة كما يوجد العديد ممن المفاتيح المستخدمة لأداء عدة عمليات على الحاسوب مثل مفاتيح الوظائف أو مفاتيح التحكم أو مفاتيح الحركة أي الأنتقال أو مفاتيح المسح وغيرها.

11

وحدات الادخال

2-الفأرة (الماوس Mouse)
هي عبارة عن جهاز تأشير طبيعي، بسيط، رخيص. وقد أصبح قياسيا من عتاد الحاسوب الأساسي وخاصة بعد انتشار البرامج ونظم التشغيل ذات الواجهة الرسومية يعتمد عمل الفأرة في إدخال البيانات على تحريكها على سطح مستوٍ مثل سطح المكتبإن الميزة الأساسية في استخدام الفأرة هي أن مستخدم الحاسوب ليس بالضرورة أن يكون ملما بقواعد الكتابة
باستخدام لوحة المفاتيح أو بصيغة الأوامر المختلفة، وبالتالي فإن هذه الطريقة فعالة وسهلة للمبتدئين في استخدام الحواسيب.

– أنواع الفأرة

الفأرة الميكاضوئية.
الفأرة الضوئية.
12


انواع فأرة الحاسوب


13

3- سجادة اللمس Touchpad

هي عبارة عن سطح منبسط صغير مربع أو مستطيل ثابت في مكانه يلمس عليه المستخدم ويزلق إصبعه أو يضغط ليحرك المؤشر على الشاشة وليختار الكائنات أو يشغل البرامج.
تستطيع سجادة اللمس القيام بجميع وظائف الفأرة، وهي شائعة جدا في الحواسيب المحمولة
وحواسيب المفكرة

14

وحدات الادخال

15
3 - الماسحة (Scanner) :هذا الجهاز يشبه الة تصوير المستندات حيث توضع به صورة ما أو مستند ما حيث يقوم بمسح الصورة أو المستند ضوئيا" لتنتقل الصورة او المستند كما هو عليه الى الحاسوب وبالتالي يمكن تخزينها او التعامل معها بأي شكل من الآشكال كإعادة طباعتها أو تنسيقها أو ادخال تأثيرات عليها ... وغير ذلك.
4- لاقطة الصوت (Microphone): وهو عبارة عن لاقط صوت يستخدم لنقل صوت المستخدم أو الصوت الناتج عن البيئة المحيطة الى داخل الحاسوب وذلك كي يمكن ارساله الى جهاز حاسوب آخر أو لأمكانية تسجيله كملف صوتي أو غير ذلك من العمليات التي يمكن أجراءها على الموجة الصوتية المدخلة من خلال لاقط الصوت .
5- كاميرا الفيديو ( Camera Video): الكاميرا كما نعرف هي جهاز يلتقط الحركة من خلال عدسة التصوير الخاصة بالكاميرا وبالتالي يمكن ادخال هذه اللقطات المتحركة على هيئة ملف حركة او ملف فيديو كما نسميه وعندها يمكن التعامل مع هذا المل فداخل الحاسوب بأي شكل من الأشكال الخاصة بالتعامل مع الملفات الحركية.
6- الكاميرا الرقمية ( Camera Digital) : هذه الكاميرا تختلف عن الكاميرا الفيديوية لكونها تلتقط صورا" جامدة الا انها تشتهر بدقة ووضوح عالية جدا" وبالتالي فأنه يمكن التقاط الصور بها ثم نقل هذه الصور الى الحاسوب وبالتالي فان هذه الطريقة تعتبر طريقة مختصرة لنقل الصور كما ان هذا النوع من الكاميرات لا يحتاج الى افلام ولا الى تحميض للافلام وما شابه.
7- القلم الضوئي (Light Pen): هو عبارة عن قلم خاص يعمل بالأشعة الضوئية يمكنك استخدامه للكتابة على شاشة الحاسوب او على شاشة خاصة به وذلك لأدخال رسم ما او كتابة ما أو تصميم معين او شرح او تعليق ... الخ.
وحدات الادخال

ثالثا:وحدات الاخراج

وهي وحدات تستخدم لأخراج المعلومات في صورتها الجديدة بعد المعالجة أي ان وحدات الأخراج تخرج نتائج المعالجة بالصورة المطلوبة وأهم هذه الوحدات هي:

1- الشاشة (Monitor) :هي اشهر وحدات الاخراج على الأطلاق وهي مرافقة لأي حاسوب وذلك كي يمكن رؤية البرامج والبيانات المدخلة وايضا النتائج التي تعتبرنتيجة للمعالجة ولهذا فأن الشاشة تلعب دورين هامين جدا"، الاول اثناء الادخال حيث يمكن رؤية المدخلات اثناء ادخالها كما يمكن رؤية البرنامج المستخدم اثناء استخدامه والدور الثاني هو عرض النتائج والمخرجات قبل اعتمادها.

2- الطابعة (Printer) :هي جهاز يستخدم لطباعة اية معلومات او نتائج على الورق وبما ان معظم النتائج التي نتحصل عليها نرغب في رؤيتها مطبوعة على الورق فأن الطابعة تعتبر من الآجهزة الهامة المستخدمة في عمليات الإخراج
16

وحدات الاخراج

3- مكبرات الصوت (Speakers) : وهي أجهزة تنقل الصوت من داخل الحاسوب وتضخمه وتكبره حتى نسمعه بشكل واضح، وهذه الأجهزة هي مكبرات مثل مكبرات الصوت المستخدمة مع الراديو والمسجلات واجهزة العرض المرئي وهي هامة جدا" هذه الأيام حيث أصبح الحاسوب ينوب عن جميع الأجهزة الصوتية وعندها يصبح من الضروري استخدام مكبرات الصوت.

4- الراسمة (Plotter) : وهو جهاز يشبه الى حد بعيد الطابعة الا انه كبير الحجم بشكل يؤهله الطباعة (الرسم) على ورق بأحجام كبيرة وهو يستخدم لرسم الخرائط والتصميمات الهندسية الكبيرة والمخططات العامة مثل مخططات المدن او المصانع أو المواقع وغيرها.


17

رابعاً : وحدات التخزين (Storage Units)

وهي وسائل خاصة تستخدم لتخزين البيانات والمعلومات الخاصة بالحاسوب وهي مهمة جدا" كونها الوسيلة الوحيدة لاحتواء البرامج وبالطبع لولا البرامج لم استطاع الحاسوب فعل شيء . مرت وحدات التخزين بمراحل عديدة وتطورت بشكل طردي مع تطور الحاسوب حتى اصبحت اليوم بشكلها الحالي تتماشى بشكل جيد مع امكانيات الحاسوب وقدراته، وفيما يلي توضيح لأهم وأشهر وحدات التخزين الخاصة بالحاسوب:-
1- الأشرطة المغناطيسية (Magnetic Tapes)
وهي وحدات تخزين قديمة ولا تستخدم حاليا" إلا نادرا" وفي مجالات محدودة جدا". وهي شبيهة بالأشرطة المستخدمة مع المسجلات والتي نسميها كاسيت او شريط تسجيل.
18

وحدات التخزين (Storage Units)

2- محرك الأقراص : هو المكان الذي يتم فيه تخزين كل شيء على جهاز الكمبيوتر، وتنظيمه، و فهرسته ، مع ما ينطوي عليه هذا من القدرة على استعادة أو استرجاع البيانات، ومعالجتها من قبل وحدة المعالجة المركزية CPU
يُستخدم مصطلح الصلب (Hard)للدلالة على أن محرك الأقراص عبارة عن مكون فعليّ، فيزيائيّ، وملموس في الكمبيوتر المحمول أو الكمبيوتر الشخصي، خلافًا للبرامج التي يمكن تثبيتها لاحقًا.

على الرغم من أن جميع محركات الأقراص مكلّفة بمهمة تخزين البيانات، إلا أنّ تركيبها البنيويّ يختلف بشكل كبير، هناك نوعين من محركات الاقراص:

اقراص التخزين من نوع HDD

اقراص التخزين من نوع SSD
19

وحدات التخزين

أقراص التخزين من نوع HDD


HDD هي اختصار لـ Hard Disk Drive وهي تقنية قديمة لا زالت تستخدم إلى يومنا هذا حيث أنها ظهرت أول مرة في عام 1956 أي أن عمر هذه التقنية 57 سنة تقريباً. هذه الأقراص تستخدم رأس إبرة مغناطيسي وقطع متحركة بالداخل لهذا تسمع صوت الهارد دسك عندما يعمل بشكل مكثف.
الميزة في هذا النوع من الأقراص أنها تأتي بسعات كبيرة حيث أن سعة 1 تيرابايت تعتبر عادية جداً هذه الأيام وهي رخيصة مقارنة بالأقراص من نوع SSD.
20

وحدات التخزين

أقراص التخزين من نوع SSD
SSD هي اختصار لـ Solid State Drive. يمكن اعتبار أقراص SSD التخزينية نسخة كبيرة الحجم من الفلاش دسك USB وأكثر تعقيداً حيث لا يوجد في هذه الأقراص أو في الفلاش دسك قطع متحركة ويتم حفظ البيانات والملفات في رقاقات صغيرة microchips يوجد في كل نوع من أقراص SSD متحكم Controller يقوم بقراءة وكتابة البيانات وهو الذي يحدد سرعة هذه الأقراص
21

وحدات التخزين

22

وحدات التخزين

4-القرص المرن Floppy Disk : هو وسيط لتخزين البيانات، يتألف من قطعة دائرية رفيعة مرنة (من هنا جاء الاسم) من مادة مغناطيسية مغلفة ضمن حافظة بلاستيكية مربعة أو دائرية.

5- الأقراص المدمجة(Compact Disks)

الأقراص المدمجة أو الـ CD وهي عبارة عن شرائح دائرية مصنوعة من مادة شبيهة بالزجاج بحيث تستخدم اشعة الليزر للقراءة والكتابة على القرص المدمج ولان اشعة الليزر ادق بكثير من رؤوس الكتابة والقراءة المستخدمة في الأقراص المغناطيسية المرنة فأن سعة القرص تعتبر كبيرة جدا قياسا" بالأقراص المرنة.


23

وحدات التخزين

6- القلم التخزيني (Pen Drive)
ويسمى ايضا " Flash Disk " او ناقل البيانات وهو مشغل صغير يشبه القلم يوصل عن طريق منفذ USB وتتراوح سعته من 128 MBاو 1 GB فأكثر وهو يمتاز بكونه لا يحتاج الى تعريف او برامج معينة لتشغيله ويمكن التخزين عليه والمسح منه بسهولة كما لو كنت تتعامل مع قرص مرن أو قرص صلب تماما".

24