أساسيات الحاسوب ونظم التشغيل

أساسيات الحاسوب

• تُعرف جامعة أم درمان الإسلامية بكلية علوم الحاسوب وتقانة المعلومات.
• هذا البرنامج دراسي لأساسيات الحاسوب.
• المحاضرة الأولى من إجمالي المحاضرات, وهي عبارة عن دراسة مفصلة لأنواع الحواسيب.
• المحاضر هو بابكر قسم الله الشيخ.
• طلاب و طالبات الفرقة الثانية (2024).
• تاريخ تقديم المحاضرة هو 2022.

مكونات الحاسوب

• يتكون نظام الحاسوب من أجزاء ملموسة (Hardware) وهي الأجزاء المادية للآلة.
• الأجزاء غير الملموسة هي البرمجيات (Software).
• المستخدمون (Users) هم الأشخاص الذين يستخدمون الحاسوب لإنجاز المهام.

ما هو الحاسوب

• الحاسوب هو جهاز إلكتروني يتكون من مكونات منفصلة متصلة ببعضها.
• يُستخدم لإدارة ومعالجة المعلومات.
• يُنفذ الحاسوب ثلاث عمليات أساسية: -استقبال المعلومات. -معالجة المعلومات. -إظهار المعلومات.

أنواع الحواسيب من حيث الحجم

• 1- حواسيب كبيرة (Mainframes): -تُستخدم في المؤسسات الكبيرة. -حجمها كبير, تتسع لمساحة كبيرة من المستخدمين في آن واحد.
• 2- حواسيب متوسطة (Mini Computers): -حجمها أصغر من الحواسيب الكبيرة, حجم خزانة الملفات. -تُستخدم في الأعمال التجارية
• 3- حواسيب شخصية (Personal): -أصغر وأكثر شيوعًا. -تُستخدم في التطبيقات اليومية. -أمثلة: IBM, Apple, Macintosh.
• 4- حواسيب محمولة (Laptops):
• بحجم حقيبة اليد, متوفرة بمواصفات متساوية مع الحواسيب الشخصية.
• 5- حواسيب جيب (Palmtops (أو Notepad):
• صغيرة الحجم, مناسبة للتحكمات الصغيرة.
• أسعارها متوسطة.
• 6- حواسيب الشبكة (Network Computers):
• يُستخدم فيها حاسوب خادم (Server) و طرفيات (Clients) متصلة معًا.
• 7- حواسيب عملاقة (Super Computers):
• تكلفتها عالية, تستخدم في البحوث العلمية والفضاء.

وحدة النظام (System Case - CPU Box)

• هذا الصندوق يحتوي على وحدة المعالجة المركزية (CPU) وجميع العناصر الرئيسية الأخرى.
• يأتي هذا الصندوق بشكل タワー (عمودي) أو ديسك (أفقي).

وحدات الإدخال (Input Devices)

• تُستخدم لإدخال البيانات إلى الحاسوب.
• أمثلة: لوحة المفاتيح والفأرة.

وحدات الإخراج (Output Devices)

• تُستخدم لعرض البيانات من الحاسوب.
• مثال: الشاشة (Monitor).

طرفيات أخرى (Peripherals)

-أجهزة مساعدة تعمل مع الحاسوب.

• أمثلة: الطابعة والماسح الضوئي.

وحدة المعالجة المركزية (CPU)

-تتم فيها معالجة البيانات. -تتكون من وحدة الحساب والمنطق (ALU) ومسجلات (Registers) ووحدة التحكم (CU).

أجزاء الحاسوب (مواصلات)

• 1- لوحة المفاتيح (Keyboard):
• 2- الفأرة (Mouse):
• 3- كرة المسار (Track Ball):
• 4- لوح اللمس (Touch Pad):
• 5- شاشة تعمل باللمس (Touch Screen):
• 6- القلم الضوئي (Light Pen):
• 7- الماسحات الضوئية (Scanners):
• 8- الماسحات الضوئية المحمولة (Handheld)
• 9- الماسحات الضوئية الثابتة (Stationary)
• 10- ماسحات الاسطوانة ( Drum Scanner)
• 8- عصا التحكم (Joystick):
• 9- الميكروفون (Microphone):
• 10- مشغلات الأقراص (Disk Drives):
• 11- الكاميرا الرقمية (Digital Camera):
• 12- كاميرا الفيديو (Video Camera)

وحدات الإخراج

• 1- وحدة عرض الفيديو (Video Display Unit): -تُعرف باسم المراقب (Monitor). -أنواعها: أنبوبة أشعة الكاثود (CRT) وهى ضخمة الثقيلة وشاشات العرض المسطحة (LCD).

الطابعات (Printers)

• تُستخدم لطباعة المعلومات على الورق.
• أنواع مختلفة تشمل: طابعة العجلة (Daisy Wheel)، طابعة المصفوفة النقطية (Dot Matrix)، طابعة النفث الحبرية (Inkjet)، وطابعة الليزر (Laser)

الراسمات (Plotters)

• تُستخدم لرسم الرسوم البيانية والخرائط.
• تُعتبر دقيقة, تستخدم في التصميمات الهندسية

السماعات (Speakers)

• تُستخدم لإخراج الصوت.

أوساط التخزين القابلة للإزالة (Removable Media)

• تُستخدم لتخزين البيانات لفترة طويلة.
• تشمل: الأقراص المرنة، الأقراص الضوئية، وحدات تخزين Zip.
• جهاز العرض (Projector):
• لإظهار البيانات والعروض على الحائط أو القماش.

الذاكرة و التخزين و الأداء

• 1- الذاكرة الرئيسية RAM:
• ذاكرة الوصول العشوائي, وهي ذاكرة متطايرة, تخزن البيانات المستخدمة بشكل مؤقت.
• 2- الذاكرة الرئيسية ROM:
• ذاكرة القراءة فقط, وتخزن التعليمات والمعلومات الثابتة.
• 3 ذاكرة الكاش Cache Memory:
• ذاكرة وصول سريع جدا, تخزن معلومات تطلبها CPU بشكل متكرر.
• 4 الذاكرة فلاش Flash Memory:
• ذاكرة غير متطايرة, تستخدم في BIOS وبطاقات الذاكرة.

تمثيل البيانات

• يُمثل الحاسوب البيانات بالأرقام 0 و1. -كل 8 بت (Binary Digits) تسمى بايت (Byte).

الدوائر الإلكترونية

• الذاكرة RAM تتكون من رقائق (Chips) لتمثيلها في بطاقات.

الذاكرة الثانوية (Secondary Storage)

• تُستخدم لتخزين البيانات لفترة طويلة.
• أنواع: الشريط الممغنط، القرص الصلب (Hard Disk)، القرص المرن (Floppy Disk)، الأقراص الضوئية (CD-ROM، CD-RW).
• وحدة تخزين Zip
• القرص المتعدد الاستخدامات الرقمي (Digital Versatile Disk – DVD (

خدمات برمجية في الحاسوب

• 1- برامج النظم:
• برامج للتحكم في عمليات الحاسوب: مترجمات ومفسرات، أنظمة التشغيل.
• 2 برامج تطبيقية: -برامج لإنجاز بعض المهام مثل معالجة النصوص، الجداول الإلكترونية، و التطبيقات المتعددة الوسائط. -3 أنواع البرمجيات تبعا للمصدر
  • البرمجيات التجارية (Commercial Software).
  • البرمجيات المجانية (Shareware).
  • البرمجيات المجانية (Freeware).
  • البرمجيات العامة (Public Domain Software).

الواجهة في البرمجيات (Interfaces):

• الطريقة التي يتفاعل بها المستخدم مع البرمجيات.
• أنواعها:
• واجهة سطر الأوامر (Command Line Interface).
• واجهة المستخدم الرسومية (Graphical User Interface).

تطوير النظم (System Development)

• عمليات تطوير البرامج وتشمل:
• تحديد المتطلبات.
• دراسة الجدوى.
• تحليل التكلفة.
• التطوير.
• الاختبار والضبط.
• تدريب المستخدم.
• تسليم النظام للمستخدم.
• مراقبة و صيانة النظام.

تعدد الوسائط

• استخدام النصوص والصوت والصور والفيديو في البرمجيات. -تحتاج مواصفات حاسوبية مميزة لتشغيل هذه البرامج دون تأخر.

تراسل البيانات

• طريقة نقل البيانات بين الحواسيب.
• عملية توزيع البيانات بين نقطتين أو أكثر
• شبكات الحواسيب هي الوسيلة التي تُستخدم في نقل البيانات.

أنواع الشبكات

• 1- الشبكة المحلية (Local Area Network - LAN): تغطي مساحة محدودة (مكتب، مبنى).
• 2- الشبكة الواسعة (Wide Area Network - WAN): تغطي مناطق واسعة (مدن، دول، قارات).

معدات تراسل البيانات

• مودم (MODem): تجهيزات التحويل
• بطاقة الشبكة (Network Interface Card):
• أوساط نقل (Transmission Media): الأوساط السلكية واللاسلكية.

أوساط النقل (Transmission Media)

• أنواع أوساط النقل:
  • الأسلاك المجدولة (Twisted Pairs).
  • الأسلاك المحورية (Coaxial).
  • الألياف الضوئية (Fiber Optics).
  • أوساط النقل اللاسلكية: الموجات الإذاعية، الموجات الدقيقة، الأقمار الصناعية.

الانترنت

• شبكة عالمية تربط ملايين الحواسيب.
• خدمات الانترنت مثل: محركات البحث, البريد الإلكتروني.

الحاسوب في حياتنا اليومية

• الحاسوب في المنزل ، العمل، التعليم، ومجالات أخرى (المحلات, البنوك، المستشفيات).