مفاهيم تقنية المعلومات وأجيال الحاسب

مفاهيم تقنية المعلومات وأجيال الحاسب الآلي

• الحاسب هو آلة إلكترونية تعالج البيانات وتخزنها وتسترجعها، وتقوم بالعمليات الحسابية والمنطقية بناءً على طلب المستخدم.

مميزات الحاسب الآلي

• القدرة على تخزين واسترجاع المعلومات في أي وقت.
• إمكانية تنسيق النصوص والخطابات وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية.
• إمكانية إنشاء برمجيات خاصة باستخدام لغات البرمجة الحاسوبية.

الفرق بين البيانات والمعلومات

• البيانات هي الشكل الخارجي للمعلومات قبل المعالجة وتفيد المستخدم.
• المعلومات هي المعاني التي يتم إدراكها من البيانات بعد معالجتها لتلبية حاجة المستخدم.

مميزات الحاسبات الآلية

• السرعة في إجراء العمليات الحسابية ومعالجة البيانات وتخزينها واسترجاعها.
• الدقة العالية، حيث تقترب نسبة الخطأ في عمليات الحاسب من الصفر.
• إمكانية التخزين العالية للبيانات في وحدات تخزين صغيرة الحجم.
• التكلفة والوقت اقتصاديان، حيث تنخفض التكلفة باستمرار.
• توفير خدمة الاتصال السريع بين الأجهزة عبر الشبكات المحلية والعالمية.

أنواع الحاسبات الآلية حسب عملها وتقنيتها

• الحاسبات الرقمية تعالج البيانات الرقمية فقط، وتخزن بصيغة صفر وواحد.
• تستخدم في حل المشاكل الحاسبية المعقدة وتنظيم الملفات، وتتميز بالسرعة العالية.
• الحاسبات القياسية تعالج البيانات التي تأخذ قيمًا عديدة مثل شدة الصوت والحرارة.
• تستخدم في المراكز العلمية والطبية ومراكز الرصد الجوي.

تقسيم الحاسبات الآلية حسب الحجم

• الحاسبات العملاقة لها قدرات على تنفيذ برامج كبيرة في وقت واحد.
• الحاسبات الكبيرة لها قدرة تنفيذ عالية وترتبط بمئات الطرفيات.
• الحاسبات الصغيرة لها قدرة تنفيذ عالية نسبياً وتربط مجموعة من الطرفيات.
• الحاسبات الدقيقة تتميز بالقدرة العالية على تنفيذ العمليات الشخصية والثمن المناسب.
• محطات العمل تشبه الحاسب الشخصي ولكنها أعلى قدرة على التخزين والمعالجة.
• حاسبات التحكم تستخدم في المراقبة والتحكم في الأجهزة الطبية والمصانع ووسائل النقل.

المكونات المادية للحاسب

• يتكون الحاسب الآلي من مكونين أساسيين هما المكون المادي والمكون البرمجي.
• المكون المادي هو القطع والملحقات الملموسة التي يتكون منها جهاز الحاسب.
• المكون البرمجي هو المكونات غير الملموسة مثل نظم التشغيل والبرمجيات.

وحدات الإدخال

• تستخدم لإدخال أو إيصال البيانات المطلوبة إلى وحدة المعالجة في الحاسب.
• تشمل لوحة المفاتيح، الفأرة، الماسح الضوئي، عصا التحكم بالألعاب، وقارئ الأعمدة.

وحدات الإخراج

• تسمح للبيانات بالظهور من خلالها حسب طريقة الظهور المصممة لها.
• تشمل شاشة العرض، الطابعات، والسماعات الصوتية.

وحدات إدخال وإخراج ثنائية العمل

• أجهزة تملك القدرة على العمل كوحدات إدخال وإخراج في نفس الوقت.
• تشمل شاشات اللمس وأجهزة البلوتوث والأشعة تحت الحمراء.

وحدة المعالجة المركزية (CPU)

• الوحدة المسؤولة عن العمليات الحسابية والمنطقية وإدارة الوحدات في الجهاز.
  • تستقبل الأوامر من وحدات الإدخال وتعالجها ثم ترسلها لوحدات الإخراج والتخزين
  • تجري العمليات الحسابية والمنطقية بسرعة ودقة
  • تتعرف على الوحدات الموصولة بالجهاز عند بدء التشغيل
  • تتأكد من سلامة جميع أجزاء الحاسب
• هناك العديد من أدوات المعالجات تختلف من حيث السرعة وقدرة التعامل مع البيانات.

وحدة الذاكرة

• تتكون من دوائر إلكترونية تحتفظ بالبيانات والأوامر.
• تنقسم إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM).

ذاكرة الوصول العشوائية (RAM)

• تستخدم للاحتفاظ بالبيانات والأوامر الخاصة بتنفيذ البرمجيات المتغيرة.
• تفقد البيانات بمجرد قطع التيار الكهربائي عن الجهاز.

ذاكرة القراءة فقط (ROM)

• تستخدم للاحتفاظ بالبيانات والأوامر الأساسية لعمليات بدء التشغيل.
• لا تفقد البيانات بقطع التيار الكهربائي.

وحدات التخزين

• تستخدم لحفظ البيانات بصورة دائمة بناءً على طلب المستخدم لنقلها من الذاكرة العشوائية.
• لا تتأثر بانقطاع التيار الكهربائي.
• تشمل القرص الصلب، القرص المرن، القرص الضوئي، والذاكرة الضوئية.

وحدات قياس سعة تخزين البيانات

• البت (Bit): أصغر وحدة تمثل نبضة كهربائية واحدة.
• البايت (Byte): يمثل 8 بت ويمثل حرفًا أو رقمًا أو إشارة.
• الكيلو بايت (KB): يمثل 1024 بايت.
• الميجا بايت (MB): يمثل 1024 × 1024 بايت.
• الجيجا بايت (GB): يمثل 1024 × 1024 × 1024 بايت.

وحدات قياس سرعة المعالج (Processors)

• تقاس سرعة المعالج بالهيرتز (Hz)، وتقاس عادة بالميجاهيرتز (MHz) أو الجيجاهيرتز (GHz).
  • 1MHz = 1000 Hz.
  • 1GHz = 1000 MHz.

صندوق الحاسب

• يستخدم لتجميع وتثبيت المكونات المادية مثل اللوحة الأم والمعالج والذواكر.
• يوفر حماية للمكونات من العبث والصدمات.

اللوحة الأم (Motherboard)

• لوحة إلكترونية يتم عليها تجميع وربط وحدات الحاسب الرئيسية.
• ترتبط بالوحدات الخارجية بواسطة كابل خاص لكل منفذ.
• وظيفتها الرئيسية توزيع الطاقة الكهربائية ونقل البيانات بين المكونات.

المكونات البرمجية

• الجزء الثاني غير الملموس من نظام الحاسب.
• وسيلة الوصل بين الحاسب والمستخدم.
• قابلة للتطوير والإنشاء لتسهيل المهام.

نظم التشغيل (Operating Systems)

• البرنامج الرئيسي لأي جهاز حاسب، يعتبر حلقة الوصل بين المستخدم والمكونات المادية.
  • تنقسم إلى واجهة مستخدم رسومية وواجهة مستخدم غير رسومية.
• تمكن الواجهة الرسومية المستخدم من تنفيذ عدة برمجيات في نفس الوقت.
  • بينما تنفذ الواجهة غير الرسومية برنامج واحد.
• تقسم نظم التشغيل حسب غرض الاستخدام إلى نظم تشغيل متخصصة وعادية.

مهام نظام التشغيل

• تنفيذ الأوامر الداخلية المخزنة في الذاكرة واستعراض معلومات المكونات المادية.
• فحص وحدات الإدخال والإخراج والتأكد من سلامتها.
• إظهار واجهة المستخدم.
• استقبال وإدخال الأوامر وتنفيذها وإخراج النتائج.
• استكشاف أخطاء الوحدات المادية والبرمجية.

البرامج المساعدة / أدوات النظام (System Tools)

• تفحص الأقراص وتصلح أخطائها وتقسمها وتجزئتها.
• تتحكم بالملفات والمجلدات (نسخ، ضغط، حذف النسخ الاحتياطية).
• تقيس أداء المعالج.
• تحمي البيانات.

لغات البرمجة (Programming Languages)

• برمجيات تستخدم لصناعة البرمجيات الأخرى.
• يتم توجيه الأوامر باستخدام عبارات أو شفرات برمجية تكتب على واجهة استخدام البرمجية معينة.
• تشمل لغات مثل البيسك، الفيجوال بيسك، السي، والسي++.

التطبيقات (Applications)

• برمجيات مخصصة لأداء مهام معينة، وهي أكثر أنواع البرمجيات انتشارًا.
  • تشمل معالجة النصوص والجداول الإلكترونية وقواعد البيانات والبراوزرات وتطبيقات العروض

تطوير البرمجيات (Software and System Development)

• يتطور بتطور متطلبات العصور واحتياجات الشركات، ويزداد بازدياد التنافس.
• كل نسخة مطورة تسمى الإصدار مع رقمه، مثل أنظمة تشغيل ويندوز.
• يتضمن تطوير البرمجيات تحليل النظام، وتصميم النظام، والبرمجة.

تحليل النظام

• تحديد احتياجات المستخدم من النظام وتحديد خطوات البناء.
• يتم التأكد من إمكانية بناء النظام وتوفر المقدرة المالية والفنية
• الشخص المسؤول محلل النظم.

تصميم النظام

• يتم فيه تصميم الشاشات والتقارير وقواعد البيانات مع مراعاة سهولة الاستخدام.
• الشخص المسؤول (مصمم النظم).

البرمجة

• يتم كتابة الأوامر الحاسوبية بواسطة لغة البرمجة المعينة لتنفيذ المهام بدقة وفاعلية وكفاءة مع تقدير عدم وقوع المستخدم بأخطاء إدخال.
• الشخص المسؤول (المبرمج).