علوم الحاسب الآلي
الكمبيوتر أو الحاسب أو الحاسوب ترجمة حرفية للكلمة الإنجليزية COMPUTER ، وقد شاع استخدام الكلمة الإنجليزية التي اشتُقت من الفعل COMPUTE أي حَسَبَ...تطلق كلمة الحاسب أو الكمبيوتر على كافة الأحجام والأنواع من الحاسبات الآلية سواء أكان استعمالها للغرض الشخصي أو المنزلي أو أن يكون للاستخدام في مؤسسة أو شركة، أو أن يستخدم لأغراض بعينها في الصناعات الهندسية والطبية والفضائية وغيرها .ولقد تغلغل الكمبيوتر في مختلف نواحي الحياة ، حتى بات من نافلة القول أن الأمية لم تعد أمية القراءة والكتابة ، بل صار الجهل باستخدام الكمبيوتر هو الأمية الحقيقية في هذا العصر. وهذا المدخل لدراسة أساسيات علوم الحاسب الآلي يلقي الضوء والشرح على عدد من الموضوعات التي تغطي الخلفية التاريخية مع شرح العلاقة بين كيفية عمل الكمبيوتر ومحاكاته لكيفية تشغيل الجسم البشري ، شرح المكونات الشيئية للكمبيوتر من وحدات للإدخال ووحدات للإخراج ، ووحدة للمعالجة المركزية ، وكيفية تخزين المعلومات والبيانات وتمثيل الأرقام والحروف داخل ذاكرة الكمبيوتر .
تاريخ الحاسبات الشخصية
ظهر أول حاسب آلي في بداية الأربعينات من القرن العشرين ، وكان يتسم بضخامة الحجم والبطيء الشديد وكان يحتاج إلى مساحات واسعة وتجهيزات خاصة وكانت إجراءات التعامل معه معقدة تحتاج إلى متخصصين .
لكن على مدار الخمسين عاما التي تلت ظهور أول كمبيوتر حدثت تطورات وطفرات ، تمثل أولها في مرحلة الصمامات الزجاجية ، ثم مرحلة الترانزيستور الذي تم اختراعه بواسطة معامل شركة بل ؛ مما أدى إلى تخفيض حجم الكمبيوتر وسعره وتكاليف صيانته وتبريده . وكانت مرحلة المعالجات الدقيقة Processor و( أي وحدة المعالجة المركزية التي على قطعة واحدة ) التي أسستها شركة إنتل Intel خطوة محورية في تاريخ الكمبيوتر حيث دخلت بعد ذلك شركات كبيرة حلبة السباق ، مثل زيلوج Zilog وموتورولا Motorola وآبل Apple وأتاري Atari . وفي سنة 1981 أنتجت شركة آي بي إم I.B.M أول جهاز شخصي أطلقت عليه جهاز الكمبيوتر الشخصي من أي بي إم I.B.M Personal Computer ، وشاع استخدام هذه التسمية حتى أطلقت على كل جهاز كمبيوتر صغير .و في العام 1989 أعلنت أنتل عن ظهور معالجات 80486 ، والذي يحتوي على مليون ترنزستور قادر على تنفيذ 15 مليون عملية في الثانية .
ثم شهد عام 1993 ميلاد معالجات طراز بنتيوم " Pentium " ، أو 80586 بطرازات وسرعات مختلفة تقترب من 300 مليون ذبذبة في الثانية ، وقادرة على إجراء عمليات لـ 64 رقم ثنائي
الكمبيوتر يحاكي الإنسان ..كيف ؟
جون فون نيومان JOHN VON NEWMAN أول من قام بدراسة التركيب الوظيفي للإنسان عن طريق ملاحظة كيفية حله للمشكلات ، ووجد أن الإنسان لكي يحل مشكلة معينة فإنه يقوم بتوظيف حواسه في جمع عناصر المشكلة ومعلوماتها ، ثم يلي ذلك تخزين هذه المعلومات في الذاكرة ، ثم يقوم العقل بتحليل المشكلة ومن ثم إيجاد الحل المناسب من واقع خبرته التي تعلمها ، وينتهي الأمر باتخاذ قرار معين حيث تصدر الأوامر إلى العضلات المختلفة في عضو من أعضاء للتنفيذ وتقوم الأعصاب بدور الناقل في جميع مراحل هذه العملية.
و لما كانت ذاكرة الإنسان عاجزة عن استيعاب المعلومات والبيانات إلى ما لا نهاية فقد استعان الإنسان بوسائط مساعدة يقوم بتخزين المعلومات عليها ثم استدعائها في أي وقت ، وذلك عن طريق أيٍ من وحدات الإدخال الخاصة به ؛ لذلك فقد اختُرع الكتابُ المقروء والصوتُ المسجَّل والفيديو المرئي وغيرها من وسائل حفظ البيانات والمعلومات .
ولبيان كيفية تمثيل ما سبق شرحه نضرب مثالا بعملية بسيطة : كأن يقوم إنسان بتوجيه سؤال إلى إنسان آخر ولتكن عملية ضرب رقم في رقم ، فيقوم الأول بتوجيه السؤال صوتيا ، وتقوم وحدة الإدخال في الثاني وهي الأذن باستقبال السؤال الذي تنقله الأعصاب إلى وحدة المعالجة المركزية وهي العقل الذي يستدعي ما يخزنه في الذاكرة عن كيفية إجراء العمليات الحسابية قسم جدول الضرب ويتولى حساب النتيجة ويبث الناتج عبر الأعصاب إلى عضلات الفم واللسان الذي يترجمه إلى جواب صوتي يسمعه السائل .إن ما لاحظه جون فون نيومان هو ما تم تطبيقه عمليا عند تصميم جهاز الكمبيوتر؛ فوحدات إدخال تؤدي للكمبيوتر ما تؤديه الحواس الخمس، فنجد أن هناك عدة أنواع من أجهزة أو وحدات الإدخال ، مثل لوحة المفاتيح KEYBOARD والفأرة (MOUSE) والماسح الضوئي (SCANNER) ، وقلم القراءة الضوئي ، وهكذا .
تماما مثل الإنسان ، يحتاج الكمبيوتر إلى ذاكرة أساسية داخلية MAIN MEMORY ولا يمكن للجهاز أن يعمل بدونها وهي دائمة الاتصال بوحدة المعالجة المركزية ، والتقسيم المنطقي للذاكرة مكون من مجموعة من الحجرات تسع كل منها لثمانية بتّات BITS ، والبت هو أساس العمل في الكمبيوتر وكل ثمانية بتات BITS تمثل BYTE بايت واحد الذي يمثل بدوره حرف هجائي أو رقمي واحد .و الذاكرة الأساسية المرتبط بوحدة المعالجة المركزية محدودة في قدرتها التخزينية ؛ لذلك تم استحداث عدد من وسائل التخزين المساعدة تماما مثل الوضع في حالة الإنسان ، فنجد مثل الوسائط الممغنطة مثل الأسطوانات اللينة (FLOPPY DISKS) ، والأسطوانات الصلبة (HARD DISKS) والشرائط الممغنطة MAGNETIC TAP ، وكذلك الأسطوانات الضوئية OPTICAL DISKS ثم الأسطوانات المليزرة على اختلاف أنواعها .
============================
بسم الله الرحمن الرحيم
بما أني راح أكتب لأول مرة ، فأحب إني أذكر نبذة عن تاريخ الحاسب الآلي .
طبعاً معروف أن أول نظام عد في العالم هو النظام القديييييييييييييييييم ( الخرز ) ، أيام كانوا ما يعرفون يعدون حتى على أصابعهم .
بعدين ، بعدها أول ثورة كانت في عالم الاعداد والارقام هي معرفة الصفر ، طبعاً العرب هم من اكتشفه ، وهذي لنا واحد صفر .
بعدها كانت أول تقنية ترتيب لخطوات حل المشكله أو المسأله اللي نسميها احنا الخوارزمية ، واكتشفها العالم المسلم الخوارزمي ، ( اثنين صفر لنا ) .
طبعاً اكتشاف العالم الخوارزمي هو ما هيأ الدرب لغيره للسير على منهجه العلمي ... وسمي على اسمه بالخوارزميات algorithm .
إلى الان لم يكن الكمبيوتر او الحاسب معروف .
ومن ابرز من عملوا في مجال تطوير أبحاث المنطق عالم اسمه بول ( جورج بووول) وعلى اسمه سميت البوليان ( boolean ) وهو جبر المنطق والذي فتح آفاق جديدة .. ايضا العالم ديمورجان .. والعالم الالماني leibniz كان لهما دور كبير في القرن السابع عشر .
المهم أن أول جهاز حاسب آلي ظهر على وجه الكرة الارضيه كان في الثلاثينات وكان مكون من switchs و relays بعدها في الاربعينات دخل الكمبيوتر منطقياً وبدأ استخدام الصمامات ( 1946 - 1947) في قسم الهندسة الكهربائية جامعة بنسلفينيا .
في نهاية الاربعينيات جاء عالم واخترع شئ اسمه الترانزستور وصغر حجم الكمبيوتر كثيييييييرا فصار حجمه عباره عن غرفه بدال ما كان قاعه كامله ( تخيلوا ) .
في عام 1959 م بدأ وضع ترانزستورين في غلاف واحد مما قفز بالكمبيوتر قفززززززززززززززه كبيرة .. صار أقل حجما واقل صرف للكهرباء .
بعدين طلعوا رواد صناعة الـ IC شركة fairchild وشركة texas instrament واحدة تصنع اي سي انالوج ( الاولى ) والثانيه تصنح ديجيتال .
بعدها طلع علينا وليام شوكلي .. وهذا اسطووووووووورة ... هذا امريكي ( مع الاسف ) اخترع الـترانزستور ال bjt واخذ جائزة نوبل وكتب عن ال fet لكن مات قبل ما يخترعون الفيت .
طبعا في الستينات ما ننسى فضل شركة موتورولا الشهيرة اللي شاركت مشاركة كبيرة في تطوير الالكترونيات .
بعدها بدأت ثورة الحاسب الالي
من السبعينات وانت طالع شوف العجب
عام 1970 كان سعر 1MB رام مليون دولار ... والان مع الثورة والتقدم الهائل في عالم الحاسب الالي صار سعر ال 128 ما ادري يمكن 50 دولار او حولها .
المهم .. اخيرا ننتظر نحن العرب ان نبدأ من جديد ونسير على نهج الاجداد اللي بدو المسيرة .. فمن لها يا مهندسين ..؟؟؟؟؟
سلام ...
======================
علوم الحاسب الآلي
الكمبيوتر أو الحاسب أو الحاسوب ترجمة حرفية للكلمة الإنجليزية COMPUTER ، وقد شاع استخدام الكلمة الإنجليزية التي اشتُقت من الفعل COMPUTE أي حَسَبَ...تطلق كلمة الحاسب أو الكمبيوتر على كافة الأحجام والأنواع من الحاسبات الآلية سواء أكان استعمالها للغرض الشخصي أو المنزلي أو أن يكون للاستخدام في مؤسسة أو شركة، أو أن يستخدم لأغراض بعينها في الصناعات الهندسية والطبية والفضائية وغيرها .ولقد تغلغل الكمبيوتر في مختلف نواحي الحياة ، حتى بات من نافلة القول أن الأمية لم تعد أمية القراءة والكتابة ، بل صار الجهل باستخدام الكمبيوتر هو الأمية الحقيقية في هذا العصر. وهذا المدخل لدراسة أساسيات علوم الحاسب الآلي يلقي الضوء والشرح على عدد من الموضوعات التي تغطي الخلفية التاريخية مع شرح العلاقة بين كيفية عمل الكمبيوتر ومحاكاته لكيفية تشغيل الجسم البشري ، شرح المكونات الشيئية للكمبيوتر من وحدات للإدخال ووحدات للإخراج ، ووحدة للمعالجة المركزية ، وكيفية تخزين المعلومات والبيانات وتمثيل الأرقام والحروف داخل ذاكرة الكمبيوتر .
تاريخ الحاسبات الشخصية
ظهر أول حاسب آلي في بداية الأربعينات من القرن العشرين ، وكان يتسم بضخامة الحجم والبطيء الشديد وكان يحتاج إلى مساحات واسعة وتجهيزات خاصة وكانت إجراءات التعامل معه معقدة تحتاج إلى متخصصين .
لكن على مدار الخمسين عاما التي تلت ظهور أول كمبيوتر حدثت تطورات وطفرات ، تمثل أولها في مرحلة الصمامات الزجاجية ، ثم مرحلة الترانزيستور الذي تم اختراعه بواسطة معامل شركة بل ؛ مما أدى إلى تخفيض حجم الكمبيوتر وسعره وتكاليف صيانته وتبريده . وكانت مرحلة المعالجات الدقيقة Processor و( أي وحدة المعالجة المركزية التي على قطعة واحدة ) التي أسستها شركة إنتل Intel خطوة محورية في تاريخ الكمبيوتر حيث دخلت بعد ذلك شركات كبيرة حلبة السباق ، مثل زيلوج Zilog وموتورولا Motorola وآبل Apple وأتاري Atari . وفي سنة 1981 أنتجت شركة آي بي إم I.B.M أول جهاز شخصي أطلقت عليه جهاز الكمبيوتر الشخصي من أي بي إم I.B.M Personal Computer ، وشاع استخدام هذه التسمية حتى أطلقت على كل جهاز كمبيوتر صغير .و في العام 1989 أعلنت أنتل عن ظهور معالجات 80486 ، والذي يحتوي على مليون ترنزستور قادر على تنفيذ 15 مليون عملية في الثانية .
ثم شهد عام 1993 ميلاد معالجات طراز بنتيوم " Pentium " ، أو 80586 بطرازات وسرعات مختلفة تقترب من 300 مليون ذبذبة في الثانية ، وقادرة على إجراء عمليات لـ 64 رقم ثنائي
الكمبيوتر يحاكي الإنسان ..كيف ؟
جون فون نيومان JOHN VON NEWMAN أول من قام بدراسة التركيب الوظيفي للإنسان عن طريق ملاحظة كيفية حله للمشكلات ، ووجد أن الإنسان لكي يحل مشكلة معينة فإنه يقوم بتوظيف حواسه في جمع عناصر المشكلة ومعلوماتها ، ثم يلي ذلك تخزين هذه المعلومات في الذاكرة ، ثم يقوم العقل بتحليل المشكلة ومن ثم إيجاد الحل المناسب من واقع خبرته التي تعلمها ، وينتهي الأمر باتخاذ قرار معين حيث تصدر الأوامر إلى العضلات المختلفة في عضو من أعضاء للتنفيذ وتقوم الأعصاب بدور الناقل في جميع مراحل هذه العملية.
و لما كانت ذاكرة الإنسان عاجزة عن استيعاب المعلومات والبيانات إلى ما لا نهاية فقد استعان الإنسان بوسائط مساعدة يقوم بتخزين المعلومات عليها ثم استدعائها في أي وقت ، وذلك عن طريق أيٍ من وحدات الإدخال الخاصة به ؛ لذلك فقد اختُرع الكتابُ المقروء والصوتُ المسجَّل والفيديو المرئي وغيرها من وسائل حفظ البيانات والمعلومات .
ولبيان كيفية تمثيل ما سبق شرحه نضرب مثالا بعملية بسيطة : كأن يقوم إنسان بتوجيه سؤال إلى إنسان آخر ولتكن عملية ضرب رقم في رقم ، فيقوم الأول بتوجيه السؤال صوتيا ، وتقوم وحدة الإدخال في الثاني وهي الأذن باستقبال السؤال الذي تنقله الأعصاب إلى وحدة المعالجة المركزية وهي العقل الذي يستدعي ما يخزنه في الذاكرة عن كيفية إجراء العمليات الحسابية قسم جدول الضرب ويتولى حساب النتيجة ويبث الناتج عبر الأعصاب إلى عضلات الفم واللسان الذي يترجمه إلى جواب صوتي يسمعه السائل .إن ما لاحظه جون فون نيومان هو ما تم تطبيقه عمليا عند تصميم جهاز الكمبيوتر؛ فوحدات إدخال تؤدي للكمبيوتر ما تؤديه الحواس الخمس، فنجد أن هناك عدة أنواع من أجهزة أو وحدات الإدخال ، مثل لوحة المفاتيح KEYBOARD والفأرة (MOUSE) والماسح الضوئي (SCANNER) ، وقلم القراءة الضوئي ، وهكذا .
تماما مثل الإنسان ، يحتاج الكمبيوتر إلى ذاكرة أساسية داخلية MAIN MEMORY ولا يمكن للجهاز أن يعمل بدونها وهي دائمة الاتصال بوحدة المعالجة المركزية ، والتقسيم المنطقي للذاكرة مكون من مجموعة من الحجرات تسع كل منها لثمانية بتّات BITS ، والبت هو أساس العمل في الكمبيوتر وكل ثمانية بتات BITS تمثل BYTE بايت واحد الذي يمثل بدوره حرف هجائي أو رقمي واحد .و الذاكرة الأساسية المرتبط بوحدة المعالجة المركزية محدودة في قدرتها التخزينية ؛ لذلك تم استحداث عدد من وسائل التخزين المساعدة تماما مثل الوضع في حالة الإنسان ، فنجد مثل الوسائط الممغنطة مثل الأسطوانات اللينة (FLOPPY DISKS) ، والأسطوانات الصلبة (HARD DISKS) والشرائط الممغنطة MAGNETIC TAP ، وكذلك الأسطوانات الضوئية OPTICAL DISKS ثم الأسطوانات المليزرة على اختلاف أنواعها .
==================
بسم الله الرحمن الرحيم
نبدأ بنبذه عن الكمبيوتر وماهيته
كان أول تقديم للكمبيوتر منذ أكثر من خمسين عاما، وبالتحديد سنة 1946 حيث كان يتكون من أكثر من 18000 صمام الكتروني، وهذه الصمامات هي نوع معقد بعض الشيء من الأدوات الإلكترونية التي لها شكل مصباح الإضاءة الكهربي المعروف وذو الحجم المتوسط. وهي مماثلة للصمامات التي كانت تستعمل لتشغيل الراديو لمدة طويلة من الزمن وحتى اختراع الترانزيستور، وكذلك لتشغيل التلفزيون في بداية عهده. كان الكمبيوتر في حينها يحتل بناية كاملة، ويزيد وزنه عن ثلاثين طنا. وهذا يعني أن وزنه أكثر من وزن ثلاثين سيارة. وكانت تلك البناية في حاجة لأجهزة تبريد عملاقة لإزالة الحرارة الناجمة عن تلك الصمامات الإلكترونية. ومع ذلك فإن فعاليته لم تكن أكثر من فعالية آله حاسبة جيب صغيرة
الكمبيوتر الآن
الكمبيوتر في أبسط تعبير عنه هو ليس أكثر من جهاز كهربي، مثله مثل أي آلة أخرى كالمسجلة أو الفيديو أو الغسالة أو الميكرويف وغيرها. هذا الجهاز تم انتاجه كي يقوم بمهمات معينة. مثلا يمكن استعمال الكمبيوتر في كتابة الرسائل أو استعماله كآلة حاسبة للقيام بعمليات الجمع والطرح وغيرها. ......
كيف يعمل؟؟
لكي تؤدي أي آلة عملها بالوجه الأكمل فيجب أن يتم برمجتها بطريقة ما. إن برمجة الكمبيوتر يعني احتواءه على التعليمات المفصلة خطوة بخطوة، وتحديد كيفية القيام بتنفيذ المهمة المطلوبة من البداية وحتى تنتهي تلك المهمة.
فنحن نقوم بادخال التعليمات بواسطة لوحة المفاتيح أو الماوس أو غيرها. الكمبيوتر يمكن أن يتعطل ويسبب مشاكل مثله مثل أي جهاز اليكتروني آخر. ولكن مع الكمبيوتر يجب أن تكون دقيقا، فإن الأخطاء تكون ناجمة عن الانسان وليس عن الكمبيوتر. الكمبيوتر كما هو الحال في الآلات والأجهزة التي يتم برمجتها \\\"الغسالة أو الفرن مثلا\\\"،
لا يستطيع قراءة التعليمات على شكل مكتوب، إن هذه الأجهزة تستقبل تعليمات البرنامج في شكل إشارات رمزية خاصة بها. ،
فجهاز الكمبيوتر عبارة عن آلة تقوم بمعالجة المعلومات ومعطياتها، والتي يمكن أن تكون أن تعني أمور مختلفة ومتعددة. إن تلك المعلومات والمعطيات قد تكون بشكل أرقام أو أحرف أو صور أو أصوات. وباعتبار أن الكمبيوتر آلة تقوم بمعالجة معطيات المعلومات، فيمكن برمجته ليقوم بعمليات الجمع والطرح والضرب والقسمة بطريقة أكثر تعقيدا من الآلة الحاسبة العادية. كما يمكن أن يبرمج لمقارنة كميتين وتقرير أيهما أكبر، ويمكن أن يبرمج ليقوم بأعمال بسيطة مثل ترتيب مجموعة من الأسماء أبجديا، كما يمكن أن يبرمج لإجراء أعمال معقدة كالتحكم في إطلاق سفينة فضاء مثلا.
إن الكمبيوتر عبارة عن جهاز إلكتروني قادر على استقبال معطيات المعلومات التي نرغب في إدخالها وتخزينها به، وكذلك تخزين التعليمات الخاصة بالبرامج التطبيقية للقيام بمعالجة تلك المعلومات وإيجاد الحل، ثم قادر على إخراج هذا الحل بسرعة شديدة. إن لدى الكمبيوتر الامكانية للقيام بعمليات يستحيل على الانسان القيام بها، ومع ذلك فإن الكمبيوتر في الوقت نفسه لا يستطيع التفكير. فإذا قمت بكتابة سؤال للكمبيوتر ماهو تاريخ ميلادك فلن يعطيك إجابة. ولو فرض بأن لديك قائمة من أرقام التلفونات وتفاصيل أصحابها وقد تم تخزينها في نظام الكمبيوتر ضمن برنامج خاص يمكنك من معرفة التلفون عند كتابة اسم الشخص أو عنوانه. إذا قمت بسؤآل الكمبيوتر عن رقم تلفون الحجاج في البصرة، فمن المحتمل بعد هينة من الوقت أن يخبرك الكمبيوتر بأنه لا يستطيع أن يجد الرقم. الكمبيوتر لا يستطيع التفكير وأن يجيبك مباشرة اجابة صحيحة ذات منطق مالم يكن قد أدخلت إليه معلومات مسبقة أو برامج متخصصة
