أجزاء الحاسب الالي
أجزاء الحاسب الالي
بسم الله الرحمن الرحيم
تعريف الحاسب
الحاسب(computer) : هو عبارة عن جهاز إلكتروني يقوم باستقبال البيانات ومن ثم معالجتها ومن ثم تخزينها أو إظهارها للمستخدم بصورة أخرى .
وطبعا لا بد إذا أراد أن يقوم بتلك الوظائف من أجهزة خاصة تساعده على فعل ذلك ، فهناك أجهزة خاصة للإدخال( سيأتي ذكر الأجهزة لاحقا) وأخرى للمعالجة وثالثة للتخزين .الخ
وإذا نظرنا للحاسب نظرة شاملة نجد أن الحاسب يقوم ليس فقط باستقبال البيانات ومن ثم معالجتها حسب رغبتنا وإخراج نتائج عملية المعالجة وتخزينها بل يمكنه أيضا نقلها إلى جهاز حاسب آخر أي حسنا والآن ما معنى الكلمات "البيانات- المعالجة-الإخراج-التخزين"؟
· البيانات(Data ) : هي أية معلومات مكتوبة بطريقة تمكن الحاسب أن يتعامل معها ، فالمعلومات التي لا يستطيع الحاسب التعامل معها لا تعتبر بيانات بالنسبة للحاسب .
· المعالجة (Processing) : هي عملية تحويل البيانات من شكل إلى آخر .
· إخراج البيانات (Data output) : هي عملة إظهار أو استرجاع البيانات إلى شكل يتمكن الحاسب من فهمها .
· التخزين (storage) : هي عملية الاحتفاظ بالبيانات لاسترجاعها لاحقا - ويسمى ذاكرة في عالم الحاسب
· الشبكات (Networks) : هي مجموعة من الحاسبات (قد يكون عددها قليلا أو اكثر فيكن أن تتكون الشبكة من حاسبين اثنين فقط أو قد ممتد إلى أن تتضمن الملايين من الحاسبات) مرتبطة مع بعضها البعض فتتمكن من تبادل البيانات مع بعضها البعض.
مقدمة لعتاد الحاسب Hardware
العتاد هو اسم لأجهزة الحاسب ، فكل جهاز داخل الحاسب أو ملحق به يعتبر من العتاد ، وبهذا تعتبر الشاشة التي أمامك ولوحة المفاتيح والفأرة وكذلك الطابعة وكل ما يحتويه صندوق الحاسب من العتاد كما قلنا ، ولهذا فالعتاد كما قلنا وظائف استقبال البيانات ومعالجتها وإخراج النتائج وتخزينها لذا يقسم عتاد الحاسب إلى أنواع تبعا لوظيفتها مع ملاحظة أن بعض الأجهزة قد تعمل اكثر من وظيفة في نفس الوقت مثل الإدخال والإخراج معا …فما هي أقسام العتاد؟
- أجهزة الإدخال : لوحة المفاتيح ، الفأرة ، بطاقة الصوت ، الماسحة الضوئية ، عصى الألعاب -وهي لتمكن المستخدم من إدخال البيانات .
- أجهزة المعالجة : المعالج ، الذاكرة العشوائية .
- أجهزة الإخراج : الشاشة ، بطاقة الفيديو ، الطابعة ، بطاقة الصوت ، المجاهر (السماعات )- وهي لتظهر للمستخدم البيانات بعد معالجتها .
- أجهزة التخزين : القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج ، وسائط النسخ الاحتياطي والأرشفة ووسائط التخزين المتنقلة (محركات أقراص خارجية) -وهي لتسمح للمستخدم بأن يخزن البيانات سواء قبل معالجتها أو بعدها ليسترجعها في وقت لاحق.
- أجهزة التشبيك : بطاقة الشبكة ، المودم - وهي لتكن المستخدم من تبادل المعلومات مع الحاسبات الأخرى (الشبكات).
- الجهاز التي يربط هذه المكونات جميعا : اللوحة الأم Mother board لاحظ أن بعض الأجهزة ربما تصنف في اكثر من مجموعة .
أنواع الحاسبات بشكل عام
الحاسبات بشكل عام تختلف بقدرتها على معالجة البيانات ، فمنها ذو القدرة المحدودة على المعالجة ومنها ذو القدرات الفائقة وذلك لتناسب مختلف الاحتياجات والتكاليف ، وها هي نظرة على أنواعها الرئيسية :
- الحاسبات الكبيرة أو المركزية أو ما يسمى Mainframe : مثل الحاسبات المستخدمة في البنوك وفي المؤسسات الحكومية كوزارة الداخلية.الخ ولا يستطيع الفرد العادي تكلف ثمن شراء إحداها لأنها تكلف الملايين من الدولارات أو مئات الآلاف على اقل تقدير ، وتمتلك قدرة على معالجة كمية هائلة من البيانات مثل معلومات الملايين من المواطنين .
- الحاسبات الشخصية Personal computers : وهي الأجهزة التي يستخدمها المستخدمين العاديين في المنزل أو العمل ويبلغ ثمن هذه الأجهزة مئات أو آلاف الدولارات ، وتستخدم لمعالجة الكلمات أو تصفح الإنترنت أو الألعاب والترفيه والتعليم وتنقسم هذه إلى قسمين رئيسيين :
- النظم المكتبية Desktop : وهذه أجهزة أكبر من النوع الثاني وتصلح لوضعها على مكتب في البيت أو العمل ويكون ثمن الجهاز الواحد اقل من النوع الثاني ، ولا يمكننا جعل هذا النوع متنقلا حيث حجمه كبير .
- الحاسبات الدفترية Notebook وهي حاسبات صغيرة الحجم (بضعة انشات طولا وعرضا وبضعة سنتمترات ارتفاعا) وتستخدم في العادة للاستعمال أثناء التنقل مثل السفر ، وهو يعتبر " حاسب شخصي قابل للحمل "بسبب وزنه الخفيف وكونه عبارة عن قطعة واحدة ، ويعمل هذا النوع بالبطاريات القابلة للشحن ليستعمل أثناء التنقل ، ويشغل هذا الحاسب نفس البرامج ويقوم بنفس الوظائف التي يقوم بها الحاسب المكتبي ، ولكن مع الحفاظ على الوزن والحجم المنخفض ، لذا فانه أغلى ثمنا من الأول .
- الخادمات Servers : وهي أجهزة حاسب تستخدم في شبكات الحاسب لتكون المركز الرئيسي للشبكة حيث يتم تخزين البيانات وادارة الشبكة ، ويجب أن تكون هذه الحاسبات قوية كفاية لتتمكن من استيعاب عدد الحاسبات الكبير عليها ، وفي الواقع مع تطور قوة الحاسبات الشخصية أصبحت تستخدم كحاسبات خادمة وبدا في الوقت الحالي الفرق بين الحاسبات الشخصية والخادمة يتقلص شيئا فشيئا.
في الماضي كنا نقسم الحاسبات إلى ثالثة أقسام :مركزية ومصغرة وشخصية . ولكن مع التطور المذهل الذي أصاب الحاسبات الشخصية اصبح من الممكن بناء حاسبات شخصية تقارب الحاسبات المصغرة في القوة .
الأصيل Brand name والمجمع Compatible
عندما نتكلم عن حاسبات IBM والحاسبات المتوافقة معها يجب أن نعرف شيئا مهما : أن الحاسب جهاز قابل للتخصيص ، أي انه عندما اشتري حاسبا فإني قادر على اختيار المواصفات الفنية التي تعجبني فمثلا أستطيع شراء حاسب لتصفح الإنترنت ولكنه يفتقر لقدرات الصوت ، أو حاسب يمتلك المكونات كاملة ،والمهم إني أستطيع اختيار مكونات الحاسب لتناسب احتياجاتي وميزاتي ، لذا فان الحاسب لا يأتي من المصنع كقطعة واحدة بل يجمع هذا الحاسب من مجموعة من القطع المختلفة من شركات مختلفة وبلدان مختلفة .
يمكن للمستخدمين المتمرسين تجميع قطع الحاسب مع بعضها البعض لتكوين حاسب كامل بدون أدوات خاصة (أنا أقوم بذلك في المنزل ولا احتاج لأكثر من مفك براغي ) فليس في ذلك مشكلة .
فمثلا تطرح شركة ما بطاقة الصوت (قطعة تركب في الحاسب فتمكنه من إصدار الأصوات ) وتطرح أخرى بطاقة صوت أخرى بمواصفات مختلفة . وهكذا حتى لتجد في السوق العشرات من الأنواع ، لذا تستطيع أنت المستخدم أن تختار من هذه الأنواع ما يناسب احتياجك ونقود فتشتريه وتركبه على حاسبك الخاص وهكذا تختار القطع الأخرى في حاسبك حتى يكون لديك حاسب كامل ، وطبعا لا يخفى عليك أن هذه القطع تختلف اختلافا كبيرا فيما بينها في جودتها وسرعة أداءها العمل المطلوب منها لذا على الشخص الراغب في أن يشتري حاسبا أن يختار المكونات التي سوف تدخل في تكوين حاسبه .
وطبعا اختيار المكونات من بين العشرات أو المئات من القطع المختلفة وتجميعها التجميع الصحيح يعد فنا ويحتاج لمعرفة عميقة في الحاسب ، لذا فقد أنشأت شركات لتقوم بهذا العمل نيابة عنك مقابل فارق سعري طبعا ولتقدم تلك الشركات الدعم والصيانة اللازمة لهذه الأجهزة ، ومن أمثلة تلك الشركات Dell, gateway, Compaq, IBN وغيرهم فتقوم بتجميع القطع مع بعضها البعض لتصنيع موديلات من الحاسبات بأسعار ومواصفات تتفاوت من جهاز أخر ومن شركة لأخرى ،وتسمى الحاسبات المجمعة بهذه الطريقة "الحاسبات الأصيلة ".
وطبعا تتمتع الأجهزة الأصيلة بمستوى من الجودة أعلى من الأجهزة المجمعة وكذلك بمستوى خدمات ما بعد البيع نظرا لان الشركات التي تبيعه تحرص كل الحرص على سمعتها .
اللوحة الأم
الجزء الأكثر أهمية في الحاسب لأنها الأساس ليكون الجهاز خالي من المشاكل, فهي التي توصل بها باقي القطع في الحاسب.
أهميتها:
تبادل المعلومات بين القطع لأداء المطلوب.
التنسيق بين الأجزاء.
عمليات الإدخال و الإخراج الأساسية .
تحديد نوع و سرعة المعالج و بالتالي سرعة الجهاز:
تحديد مدى قابلية الجهاز لزيادة السرعة و القدرات في المستقبل .
تحديد نوع الأجهزة الملحقة التي يمكن تركيبها .
تباع اللوحة الأم مثل باقي القطع داخل علبة و معها كل القطع اللازمة لتركيبها في الجهاز , و يختلف شكلها و حجمها من جهاز لآخر, فقد تجد الصغير و الكبير و قد تجد اختلافات في أماكن وضع المكونات مثل البيوس, أما الأجزاء الأساسية من اللوحة الأم فلا تختلف من جهاز لآخر لذلك يجب التعرف عليها لنتمكن من شراء اللوحة المناسبة .
و هذا شرح مبسط لأجزائها:
مقبس المعالج CPU Socket: يوصل الأم بالمعالج و بالتالي يسمح للبيانات بالانتقال من وإلى المعالج , و له أنواع تبعا لنوع المعالج و يمكن احتواء الأم على أكثر من واحد.
طقم الرقاقات Chipset: رقاقات إلكترونية لتنظيم العمل بين المعالج و النواقل المختلفة .
مقبس الطاقة الكهربائيةPower Socket: لتزويد الأم بالكهرباء DC.
المنفذ المتوازي: لتوصيل أي جهاز يدعمه كالطابعة.
شقوق الذاكرة العشوائية(RAM slots): لتركيب الذاكرة العشوائية في الحاسب .
شقوق التوسعة و الناقل المحلي.
رقاقة البيوس .
بطارية حفظ إعدادات البيوس و تسمى السيموس.
مقبس توصيل محرك القرص المرن : يوصل بمحرك القرص المرن لتمرير البيانات.
واجهة IDE: منفذ سريع لتوصيل أي جهاز يستعمل واجهة IDE , عادة الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص المدمجة.
عامل الشكل(FORM FACTOR)
هو الوصف العام للوحة الأم الذي يحدد الصفات الفيزيائية للوحة و يجب على كل لوحة أم أن تكون متوافقة مع عامل شكل ما , و يحدد عامل الشكل أشياء كثيرة في اللوحة الأم منها موقع وحدة المعالجة المركزية و طريقة توصيل المنافذ المتسلسلة و المتوازية الأم.
و يوجد حالياً اثنين من عوامل الشكل موجودة في السوق وهما: AT و AT'X ولقد كان عامل الشكل AT منتشر في المعالجات القديمة مثل 386 و 486 وبنتيوم الثاني وبنتيوم الثالث وبنتيوم الرابع فجميعها تقوم على عامل الشكل ATX واللوحتين التين رأيتهما حتى الآن هما ATX , ولا تهمنا هنا كل الفروق بين AT و , ATX ولكن الخلاصة هي أنه إذا كان عندك لوحة أم ذات عامل شكل ATX مثلاً فلا بد أن تركبها في علبة النظام و مزود طاقة ATX وكذلك مع AT , ويمكنك معرفة عامل الشكل الخاص بلوحة أم ما من كتيب الاستخدام الخاص باللوحة الأم , كما يكنك بقليل من الخبرة تمييز عامل الشكل للوحة الأم بمجرد النظر إليها , أما بالنسبة لمزود الطاقة فيمكنك معرفة نوعه بمجرد النظر إلى مقبس اللوحة الأم فيه
كيف يتم ارتباط الأجزاء الأخرى من الحاسب باللوحة الأم
جميع بطاقات التوسعة تركب في شقوق التوسعة .
الأقراص الصلبة و محرك الأقراص المدمجة : في الغالب تركب على قنوات IDE أو على بطاقات توسعة من نوع SCSI.
الفأر : توصل في المنفذ المتسلسل أو منفذ PS2 أو في الناقل التسلسلي العام.
الطابعة توصل في المنفذ المتوازي أو الناقل التسلسلي العام .
القرص المرن : يوصل في مقبس القرص المرن .
المعالج : طبعاً في مقبس المعالج .
المميزات التي تبحث عنها في اللوحة الأم الجديدة ؟
المعالج : ما هو المعالج الذي تدعمه ؟ بنتيوم 3أم بنتيوم 4؟إذا اشتريت معالج بنتيوم 4 (وهذا هو الغالب ) فلا تأخذ إلا لوحة أم تدعم
و يبرز الفرق بين معالج و معالج آخر فيما يلي:
المعالج السريع يقوم بنفس العمل و لكن أسرع من المعالج البطيء ، المعالج لا يحدد اداء حاسبك بمفرده و لكنه يحدد أقصى اداء يمكن أن يصل إليه حاسبك و على المكونات الأخرى في الحاسب أن تكون سريعة أيضاً لكي يكون الحاسب بكامله سريع.
الإعتمادية : إن المعالج المنخفض الجودة قد يجعل حاسبك غير مستقر
إن المعالج السريع قد يشغل برنامج معين بينما المعالج الأبطأ لا يتمكن من تشغيله.
بعض المعالجات تستهلك الكثير من الطاقة مما يزيد من مشاكل الحرارة و يؤثر بالتالي على الأداء و الإستقرار.
اختيار اللوحة الأم : حيث ان اللوحة الأم التي تختارها لا بد أن تدعم المعالج الذي تود تركيبه و العكس.
بعض المصطلحات المهمة
اللوحة المطبوعة Printed Circuit Board PCB
هي القطعة التي تتجمع عليها القطع و الدوائر الالكترونية و هذه هي ما يطلق عليها الألواح الإلكترونية المطبوعة ، و ما يهمنا هنا هو ان الإلكترونيات في الحاسب تتكون من لوحات إلكترونية مطبوعه متصلة مع بعضها بالطريقة و الترتيب المناقش سالفاً مثل اللوحة الأم ، و بطاقات التوسعة expansion cards.
الناقل المحلي Bus
الناقل المحلي هي عبارة عن مجموعة من الأسلاك الدقيقة ( التي هي في الحقيقة جزء من اللوحة الإلكترونية المطبوعة)
مختص بنقل المعلومات بين جزأين محددين أو اكثر من الحاسب ، مثلاً بين المعالج و الذاكرة العشوائية.
نظام الإدخال و الإخراج الأساسي ( BIOS )
البيوس : هو اختصار لعبارة ( Basic Input Output System ) و معناه " نظام الإدخال و الإخراج الأساسي "
ما هو البيوس؟؟
عندما تضغط زر تشغيل الحاسب فإنك عادة ما تسمع صوت نغمة معلنه بدء تشغيل الحاسب و من ثم تظهر بعض المعلومات على الشاشة و جدول مواصفات الجهاز ثم يبدأ وندوز في العمل ...فما الذي يحدث؟؟؟
عند تشغيل الجهاز فإن الجهاز يقوم بما يسمى ال( POST ) و هو اختصار لـ " power on self " اي الفحص الذاتي عند التشغيل و هي أول شيء يفعله الحاسب حيث يقوم الحاسب بفحص أجزاء النظام ( المعالج و الذاكرة العشوائية ، بطاقة الفيديو ، ........الخ) و تستطيع أن ترى مقدار الذاكرة العشوائية في الجهاز عند هذه النقطة كما تستطيع رؤية الكثير من المعلومات عن البيوس مثل رقمه و تاريخ ... الخ.
اذا و جد النظام أية أخطاء عند هذه النقطة فإنه يتصرف حسب خطورة الخطأ ففي بعض الأخطاء يكتفي بأن ينبه لها أو يتم ايقاف الجهاز عن العمل و إظهار رسالة تحذيرية حتى يتم اصلاح المشكلة و يستطيع أيضاً اصدار بعض النغمات بترتيب معين ( beep code ) حتى ينبه المستخدم لموضع الخلل ، إن ترتيب النغمات يختلف باختلاف نوعية الخلل و باختلاف الشركة المصنعة للبيوس - و من ثم يسلم القيادة لنظام البيوس
فيقوم نظام البيوس بفحص جميع أجهزة الإدخال و الإخراج المتوفرة لديه (الأقراص الصلبة و المرنة ، الأقراص المدمجة ، المنافذ المتوازية و المسلسلة ، الناقل التسلسلي العام ، لوحة المفاتيح......الخ) و ذلك بمساعدة المعلومات المخزنة في رقاقة سيموس.
ثم بعد ذلك يقوم البيوس بالبحث عن نظام تشغيل مثل ( وندوز ، دوس ،يونكس،.....) فيسلمه مهمة التحكم بالحاسب.
و لا تنتهي مهمة البيوس هنا بل تسند اليه مهمات الادخال و الإخراج في الحاسب طوال فترة عمله و يعمل جنبا الى جنب مع نظام التشغيل لكي يقوم بعمليات الإدخال و الإخراج و بدون البيوس لا يستطيع وندوز أن يخزن البيانات ولا ان يسترجعها .....الخ.
إذاً البيوس هو نظام مهمته أن يستقبل الأوامر الخاصة بالإدخال و الإخراج من نظام التشغيل و يقوم بتنفيذها ، ان نظام البيوس هو عبارة عن برنامج و لكنه برنامج مدمج في اللوحة الأم و مخزن على رقاقة روم ( رقاقة قابلة للقراءة فقط) و هي ذاكرة لا يمكن تغيير محتوياتها و تحتفظ بمحتوياتها حتى لو تم اطفاء جهاز الحاسب ليكون نظام البيوس جاهزاً في المرة التالية عند تشغيل الجهاز .
و نستطيع تلخيص مهمة البيوس فيما يلي:
القيام بعملية الفحص الأولى للجهاز POST
القيام بعملية الإقلاع من الأقراص ( عملية بدء التشغيل نظام التشغيل ).
القيام بعمليات الإدخال و الإخراج الأساسية BIOS و هي مهمته الكبرى التي سميت باسمها .
يحوي النظام ايضاً البرنامج اللازم للدخول على إعدادات البيوس ( الشاشة الزرقاء التي تظهر عند الضغط على زر del وقت التشغيل )
رقاقات سيموس CMOS
تخزن على رقاقة السيموس معلومات هامة عن جهاز مثل حجم و نوع الأقراص المرنة و الصلبة و كذلك التاريخ و الوقت و كذلك بعض الخيارات الأخرى مثل : " هل تريد الإقلاع من القرص المرن أم من القرص الصلب اولاً...الخ ) و يكون حجمها في حدود مئات البايتات .
يمكن للمستخدم العادي ان يعدل من محتويات ذاكرة سيموس و ذلك بالدخول الى اعدادات البيوس( غالباً بالضغط على del عند تشغيل الجهاز ) ، و يمكنك عمل الكثير من الأشياء هناك و لكن كن حذراً فتغير الإعدادات دون إلمام بوظائفها قد يعطل حاسبك عن العمل ، هذه بعض الأشياء التي يمكن أن يعدلها برنامج إعداد البيوس :
تغيير الوقت و التاريخ
تعيين عدد و حجم الأقراص المرنة والصلبة
كلمة السر ( حماية الحاسب بكلمة سر حيث لا يستطيع أحد الدخول للجهاز إلا من خلال كلمة السر )، و اذا نسيت كلمة السر فيجب عليك اطفاء الجهاز و ازالة بطارية السيموس حتى تزال جميع المعلومات من رقاقة السيموس بما فيها كلمة السر .
تذكر
رقاقة البيوس تخزن نظام البيوس حتى تسترجعه عند بداية عمل الحاسب في المرة القادمة ولا تحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها .
رقاقة سيموس تقوم بتخزين المعلومات التي يحتاجها البيوس مثل حجم الأقراص الصلبة و ما الى ذلك ، و تحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها .
ما هي الذاكرة العشوائية
تعلم ان تخزين البيانات في الحاسب يتم في اقراص التخزين كالقرص الصلب و الأقراص المرنة ، المشكلة في هذه الأقراص أنها لا تملك السرعة الكافية لمجاراة سرعة المعالج لذا اذا اراد المعالج معالجة بعض البيانات فإنه لا بد من تخزين هذه البيانات في وسط تخزين سريع جداً لحين الإنتهاء من معالجتها و من ثم تخزينها في الذاكرة الدائمة كاقرص الصلب .
و لأن الذاكرة العشوائية هي نوع من الذاكرة فهي تقاس بنفس الوحدات التي تقاس بها أنواع الذاكرة الأخرى أي البايت و مشتقاته ( كيلو بايت ، ميجا بايت ،جيجا بايت ....الخ).
و لأن البرامج و البيانات بشكل عام تزداد حجما عاما بعد آخر فإن الطلب على حجوم اكبر من الذاكرة يزداد ، فالحاسب قبل عشرين سنة من الآن لم يكن يزود في الغالب بأكثر من ميجابايت واحد من الذاكرة في حين و صل العد الآن الى أضعاف هذا العدد عشرات أو مئات و ربما آلاف المرات ، و لعل ما دفع الى ذلك هو ظهور أنظمة التشغيل الرسومية مثل وندوز التي تتطلب كمية كبيرة من الذاكرة و لعل ذلك ساهم بشكل كبير في انخفاض الأسعار.
ما تأثير حجم و نوعية الذاكرة العشوائية على الحاسب بشكل عام ؟
الأداء : يصبح الحاسب أسرع بشكل عام عند إضافة المزيد من الذاكرة ، خاصة عند التعامل مع كميات كبيرة من البيانات أو البرامج الكبيرة ( البرامج الجديدة تكون أكثر تطلباً للذاكرة من البرامج القديمة ) ، و هذه النقطة مهمة جداً حيث أنه حتى المعالج السريع قد لا يستفاد من أقصى اذا كانت كمية الذاكرة العشوائية أقل مما يجب .
نوعية الذاكرة العشوائية تلعب دوراً في سرعة الذاكرة و في خيارات الترقية فيما بعد .
قد لا يمكنك تشغيل بعض البرامج إذا كان لديك كمية قليلة من الذاكرة العشوائية : أغلب البرامج تتطلب كمية معينة من الذاكرة العشوائية لتعمل ، فمثلاً اغلب البرامج الحديثة تتطلب 32 ميجابايت من الذاكرة العشوائية على الأقل .
المشاكل و الأخطاء : ان نوعية الذاكرة العشوائية تلعب دوراً في كمية المشاكل و الأخطاء التي قد توجهها أثناء عملك على الحاسب ، ان قطعة ذاكرة معطوبة قد تتسبب بتوقف الحاسب اثناء عملك على الحاسب ، ان قطعة ذاكرة معطوبة قد تتسبب بتوقف الحاسب المتكرر عن العمل بدون سبب واضح من الوهلة الأولى لا بل قد تذهب بعيداً و تفعل أشياء مثل تشخيص أخطاء و همية في القرص الصلب.
الفرق بين " الذاكرة " و "الذاكرة العشوائية "
إن كلمة "الذاكرة " بهذه الصورة ليست كلمة ذات معنى محدد لأن الذاكرة كلمة عامة تشمل تحتها الذاكرة العشوائية و وسائط التخزين المختلفة (القرص الصلب و المرن و القرص المدمج و الأنواع الأخرى ) ، لذا من غير المستحسن عند الحديث عن نوع معين من الذاكرة استخدام كلمة " الذاكرة " لوحدها بل يجب تحديد اي نوع من الذاكرة تقصد .
ما هي الذاكرة الخبئية Cache Memory
الذاكرة الخبئية هي ذاكرة صغيرة تشبه الذاكرة العشوائية إلا انها اسرع منها و أصغر و توضع على ناقل النظام بين المعالج و الذاكرة العشوائية
في اثناء عمل المعالج يقوم هذا الأخير بقراءة و كتابة البيانات و التعليمات من و الى الذاكرة العشوائية بصفة متكررة ، المشكلة أن الذاكرة العشوائية تعتبر بطيئة بالنسبة للمعالج و التعامل معها مباشرة يبطئ الأداء فلتحسين الأداء لجأ مصممو الحاسب الى وضع هذه الذاكرة الصغيرة و لكن السريعة بين النعالج والذاكرة العشوائية و مستغلين أن المعالج يطلب نفس المعلومات أكثر من مرة في أوقات متقاربة فتقوم الذاكرة المخبئية بتخزين المعلومات الأكثر طلباً من المعالج مما يجعلها في متناول المعالج بسرعة حين طلبها . عندما يريد المعالج جلب بيانات أو تعليمات فإنه يبحث عنها أولاُ في الذاكرة L1 فإن لم يجدها ( فشل المعالج في ايجاد المعلومات التي يريدها من الذاكرة العشوائية
يسمى "cache miss" أما نجاحه في الحصول عليها من الذاكرة المخبئية يسمى "cache hit" ) يبحث عنها في L2 فإن لم يجدها جلبها من الذاكرة العشوائية .
ان حجم هذه الذاكرة و سرعتها شيء مهم جداً و لها تأثير كبير على أداء المعالج و نستعرض هنا كلا العاملين
شقوق التوسعة
و هي شقوق تمكننا من اضافة بطاقات التوسعة للحاسب ،ما يمكننا من زيادة قدرات الحاسب ، و اذا نظرنا اليها نظرة متعمقة قليلاً فسنجد أنها عبارة عن و صلات بين بطاقات التوسعة و الناقل المحلي ، و هناك ثلاث انواع من الشقوق :
PCI و ذلك اختصار لـ " Peripheral Component Interconnect "
AGP و ذلك اختصار لـ " Accelerated Graphic Port "
انظر الى الصورة حسب الترتيب.
لكل منها اختلافات عن الأخرى في الأداء ، حيث أن ISA هي الأبطأ و الأقدم ، بينما PCI أسرع منها و تستعمل AGP لبطاقة الفيديو و هي اسرع من PCI حتى 4 مرات .
وشقوق التوسعة هي التي تمكن الحاسب من زيادة امكانياته و ذلك بوصل أي نوع من بطاقات التوسعة بها ، و لا بد أن تكون بطاقات التوسعة من نفس نوع شقوق التوسعة التي توصل بها ، أي إذا أردت توصيل بطاقات فيديو مثلاً من نوع PCI فيجب أن توصلها بشق توسعة من نوع PCI و هكذا ، و كما أن الأنواع المختلفة من شقوق التوسعة تكون ذات أطوال و عدد أبر مختلفة ( الإبر هي قطع معدنية صغيرة توجد على بطاقة التوسعة و شقوق التوسعة و عند تركيب بطاقات التوسعة فإن الإبر الخاصة بكل من البطاقة و شقوق التوسعة تتلامس مما يسمح بنقل البيانات بينهما)
القرص الصلب ... ما هو ؟؟
لم تكن الحاسبات في البداية تحتوي على اية أقراص صلبة فقد كان تشغيل البرامج يتم من خلال الأقراص المرنة فقط لذلك فإن القرص الصلب بالنسبة للحاسب هو وسيلة التخزين الرئيسية فيه فهو الوحيد بين وسائل التخزين المختلفة الذي يملك الحجم و السرعة الكافيتين لتخزين البرامج الحديثة لتنفيذها .
لقد تطورت الأقراص الصلبة كثيراً منذ بداية استعمالها في الحاسبات الشخصية في بداية الثمانينيات ، زادت حجومها و سرعتها و تقلص حجمها ، و اختيار إحداهما لحاسبك يتطلب منك الفهم الجيد للقرص الصلب و مكوناته و كذلك طريقة عمله و تركيبته الداخلية و هذا ما تطرقنا له سابقاً .
تركيبة القرص الصلب الداخلية
القرص الصلب كجهاز خاص بتخزين البيانات يعتبر جهاز مستقل بذاته و يتصل مع اللوحة الأم للحاسب بكيبل خاص ، و يحتوي الجهاز نفسه على أجزاء ميكانيكية و أخرى إلكترونية :
الأجزاء الميكانيكية : يتكون من مجموعة من الأقراص متراصة فوق بعضها البعض و لها محور مشترك تدور حوله ، و هذه الأقراص مغلفة بمادة قابلة للمغنطة حتى يمكن تخزين البيانات على سطحها على شكل شحنات ، و لكي يتم تخزين و استرجاع البيانات يجب أن يكون هناك رأس للقراءة و الكتابة و يوجد في الواقع رأس للقراءة و الكتابة على كل سطح من أسطح الأقراص و يتحرك هذا السطح ذهاباً و إياباً ليتم التخزين على كامل مساحة هذه الأقراص ، و توضع الرؤوس و الأقراص معاً داخل علبة محكمة الإغلاق لمنع دخول اية أجسام غريبة مهما كانت صغيرة ، فأي جسم غريب قد يتسبب بتلف سطح القرص.
الأجزاء الإلكترونية : و هو عبارة عن لوح إلكتروني مهمته تحويل الإشارات الكهربائية (البيانات ) الى مناطق ممغنطة على القرص ليتمكن بعد ذلك من استعادتها (التخزين و الإسترجاع ) كذلك عملية التحكم بدوران القرص و حركة رؤوس القراءة و الكتابة .
جميع الأقراص الصلبة تعمل بنفس المبدأ ، و تختلف عن بعضها في جودة المكونات و سرعة عملها.
تعريف الحاسب
الحاسب(computer) : هو عبارة عن جهاز إلكتروني يقوم باستقبال البيانات ومن ثم معالجتها ومن ثم تخزينها أو إظهارها للمستخدم بصورة أخرى .
وطبعا لا بد إذا أراد أن يقوم بتلك الوظائف من أجهزة خاصة تساعده على فعل ذلك ، فهناك أجهزة خاصة للإدخال( سيأتي ذكر الأجهزة لاحقا) وأخرى للمعالجة وثالثة للتخزين .الخ
وإذا نظرنا للحاسب نظرة شاملة نجد أن الحاسب يقوم ليس فقط باستقبال البيانات ومن ثم معالجتها حسب رغبتنا وإخراج نتائج عملية المعالجة وتخزينها بل يمكنه أيضا نقلها إلى جهاز حاسب آخر أي حسنا والآن ما معنى الكلمات "البيانات- المعالجة-الإخراج-التخزين"؟
· البيانات(Data ) : هي أية معلومات مكتوبة بطريقة تمكن الحاسب أن يتعامل معها ، فالمعلومات التي لا يستطيع الحاسب التعامل معها لا تعتبر بيانات بالنسبة للحاسب .
· المعالجة (Processing) : هي عملية تحويل البيانات من شكل إلى آخر .
· إخراج البيانات (Data output) : هي عملة إظهار أو استرجاع البيانات إلى شكل يتمكن الحاسب من فهمها .
· التخزين (storage) : هي عملية الاحتفاظ بالبيانات لاسترجاعها لاحقا - ويسمى ذاكرة في عالم الحاسب
· الشبكات (Networks) : هي مجموعة من الحاسبات (قد يكون عددها قليلا أو اكثر فيكن أن تتكون الشبكة من حاسبين اثنين فقط أو قد ممتد إلى أن تتضمن الملايين من الحاسبات) مرتبطة مع بعضها البعض فتتمكن من تبادل البيانات مع بعضها البعض.
مقدمة لعتاد الحاسب Hardware
العتاد هو اسم لأجهزة الحاسب ، فكل جهاز داخل الحاسب أو ملحق به يعتبر من العتاد ، وبهذا تعتبر الشاشة التي أمامك ولوحة المفاتيح والفأرة وكذلك الطابعة وكل ما يحتويه صندوق الحاسب من العتاد كما قلنا ، ولهذا فالعتاد كما قلنا وظائف استقبال البيانات ومعالجتها وإخراج النتائج وتخزينها لذا يقسم عتاد الحاسب إلى أنواع تبعا لوظيفتها مع ملاحظة أن بعض الأجهزة قد تعمل اكثر من وظيفة في نفس الوقت مثل الإدخال والإخراج معا …فما هي أقسام العتاد؟
- أجهزة الإدخال : لوحة المفاتيح ، الفأرة ، بطاقة الصوت ، الماسحة الضوئية ، عصى الألعاب -وهي لتمكن المستخدم من إدخال البيانات .
- أجهزة المعالجة : المعالج ، الذاكرة العشوائية .
- أجهزة الإخراج : الشاشة ، بطاقة الفيديو ، الطابعة ، بطاقة الصوت ، المجاهر (السماعات )- وهي لتظهر للمستخدم البيانات بعد معالجتها .
- أجهزة التخزين : القرص الصلب ، القرص المرن ، القرص المدمج ، وسائط النسخ الاحتياطي والأرشفة ووسائط التخزين المتنقلة (محركات أقراص خارجية) -وهي لتسمح للمستخدم بأن يخزن البيانات سواء قبل معالجتها أو بعدها ليسترجعها في وقت لاحق.
- أجهزة التشبيك : بطاقة الشبكة ، المودم - وهي لتكن المستخدم من تبادل المعلومات مع الحاسبات الأخرى (الشبكات).
- الجهاز التي يربط هذه المكونات جميعا : اللوحة الأم Mother board لاحظ أن بعض الأجهزة ربما تصنف في اكثر من مجموعة .
أنواع الحاسبات بشكل عام
الحاسبات بشكل عام تختلف بقدرتها على معالجة البيانات ، فمنها ذو القدرة المحدودة على المعالجة ومنها ذو القدرات الفائقة وذلك لتناسب مختلف الاحتياجات والتكاليف ، وها هي نظرة على أنواعها الرئيسية :
- الحاسبات الكبيرة أو المركزية أو ما يسمى Mainframe : مثل الحاسبات المستخدمة في البنوك وفي المؤسسات الحكومية كوزارة الداخلية.الخ ولا يستطيع الفرد العادي تكلف ثمن شراء إحداها لأنها تكلف الملايين من الدولارات أو مئات الآلاف على اقل تقدير ، وتمتلك قدرة على معالجة كمية هائلة من البيانات مثل معلومات الملايين من المواطنين .
- الحاسبات الشخصية Personal computers : وهي الأجهزة التي يستخدمها المستخدمين العاديين في المنزل أو العمل ويبلغ ثمن هذه الأجهزة مئات أو آلاف الدولارات ، وتستخدم لمعالجة الكلمات أو تصفح الإنترنت أو الألعاب والترفيه والتعليم وتنقسم هذه إلى قسمين رئيسيين :
- النظم المكتبية Desktop : وهذه أجهزة أكبر من النوع الثاني وتصلح لوضعها على مكتب في البيت أو العمل ويكون ثمن الجهاز الواحد اقل من النوع الثاني ، ولا يمكننا جعل هذا النوع متنقلا حيث حجمه كبير .
- الحاسبات الدفترية Notebook وهي حاسبات صغيرة الحجم (بضعة انشات طولا وعرضا وبضعة سنتمترات ارتفاعا) وتستخدم في العادة للاستعمال أثناء التنقل مثل السفر ، وهو يعتبر " حاسب شخصي قابل للحمل "بسبب وزنه الخفيف وكونه عبارة عن قطعة واحدة ، ويعمل هذا النوع بالبطاريات القابلة للشحن ليستعمل أثناء التنقل ، ويشغل هذا الحاسب نفس البرامج ويقوم بنفس الوظائف التي يقوم بها الحاسب المكتبي ، ولكن مع الحفاظ على الوزن والحجم المنخفض ، لذا فانه أغلى ثمنا من الأول .
- الخادمات Servers : وهي أجهزة حاسب تستخدم في شبكات الحاسب لتكون المركز الرئيسي للشبكة حيث يتم تخزين البيانات وادارة الشبكة ، ويجب أن تكون هذه الحاسبات قوية كفاية لتتمكن من استيعاب عدد الحاسبات الكبير عليها ، وفي الواقع مع تطور قوة الحاسبات الشخصية أصبحت تستخدم كحاسبات خادمة وبدا في الوقت الحالي الفرق بين الحاسبات الشخصية والخادمة يتقلص شيئا فشيئا.
في الماضي كنا نقسم الحاسبات إلى ثالثة أقسام :مركزية ومصغرة وشخصية . ولكن مع التطور المذهل الذي أصاب الحاسبات الشخصية اصبح من الممكن بناء حاسبات شخصية تقارب الحاسبات المصغرة في القوة .
الأصيل Brand name والمجمع Compatible
عندما نتكلم عن حاسبات IBM والحاسبات المتوافقة معها يجب أن نعرف شيئا مهما : أن الحاسب جهاز قابل للتخصيص ، أي انه عندما اشتري حاسبا فإني قادر على اختيار المواصفات الفنية التي تعجبني فمثلا أستطيع شراء حاسب لتصفح الإنترنت ولكنه يفتقر لقدرات الصوت ، أو حاسب يمتلك المكونات كاملة ،والمهم إني أستطيع اختيار مكونات الحاسب لتناسب احتياجاتي وميزاتي ، لذا فان الحاسب لا يأتي من المصنع كقطعة واحدة بل يجمع هذا الحاسب من مجموعة من القطع المختلفة من شركات مختلفة وبلدان مختلفة .
يمكن للمستخدمين المتمرسين تجميع قطع الحاسب مع بعضها البعض لتكوين حاسب كامل بدون أدوات خاصة (أنا أقوم بذلك في المنزل ولا احتاج لأكثر من مفك براغي ) فليس في ذلك مشكلة .
فمثلا تطرح شركة ما بطاقة الصوت (قطعة تركب في الحاسب فتمكنه من إصدار الأصوات ) وتطرح أخرى بطاقة صوت أخرى بمواصفات مختلفة . وهكذا حتى لتجد في السوق العشرات من الأنواع ، لذا تستطيع أنت المستخدم أن تختار من هذه الأنواع ما يناسب احتياجك ونقود فتشتريه وتركبه على حاسبك الخاص وهكذا تختار القطع الأخرى في حاسبك حتى يكون لديك حاسب كامل ، وطبعا لا يخفى عليك أن هذه القطع تختلف اختلافا كبيرا فيما بينها في جودتها وسرعة أداءها العمل المطلوب منها لذا على الشخص الراغب في أن يشتري حاسبا أن يختار المكونات التي سوف تدخل في تكوين حاسبه .
وطبعا اختيار المكونات من بين العشرات أو المئات من القطع المختلفة وتجميعها التجميع الصحيح يعد فنا ويحتاج لمعرفة عميقة في الحاسب ، لذا فقد أنشأت شركات لتقوم بهذا العمل نيابة عنك مقابل فارق سعري طبعا ولتقدم تلك الشركات الدعم والصيانة اللازمة لهذه الأجهزة ، ومن أمثلة تلك الشركات Dell, gateway, Compaq, IBN وغيرهم فتقوم بتجميع القطع مع بعضها البعض لتصنيع موديلات من الحاسبات بأسعار ومواصفات تتفاوت من جهاز أخر ومن شركة لأخرى ،وتسمى الحاسبات المجمعة بهذه الطريقة "الحاسبات الأصيلة ".
وطبعا تتمتع الأجهزة الأصيلة بمستوى من الجودة أعلى من الأجهزة المجمعة وكذلك بمستوى خدمات ما بعد البيع نظرا لان الشركات التي تبيعه تحرص كل الحرص على سمعتها .
اللوحة الأم
الجزء الأكثر أهمية في الحاسب لأنها الأساس ليكون الجهاز خالي من المشاكل, فهي التي توصل بها باقي القطع في الحاسب.
أهميتها:
تبادل المعلومات بين القطع لأداء المطلوب.
التنسيق بين الأجزاء.
عمليات الإدخال و الإخراج الأساسية .
تحديد نوع و سرعة المعالج و بالتالي سرعة الجهاز:
تحديد مدى قابلية الجهاز لزيادة السرعة و القدرات في المستقبل .
تحديد نوع الأجهزة الملحقة التي يمكن تركيبها .
تباع اللوحة الأم مثل باقي القطع داخل علبة و معها كل القطع اللازمة لتركيبها في الجهاز , و يختلف شكلها و حجمها من جهاز لآخر, فقد تجد الصغير و الكبير و قد تجد اختلافات في أماكن وضع المكونات مثل البيوس, أما الأجزاء الأساسية من اللوحة الأم فلا تختلف من جهاز لآخر لذلك يجب التعرف عليها لنتمكن من شراء اللوحة المناسبة .
و هذا شرح مبسط لأجزائها:
مقبس المعالج CPU Socket: يوصل الأم بالمعالج و بالتالي يسمح للبيانات بالانتقال من وإلى المعالج , و له أنواع تبعا لنوع المعالج و يمكن احتواء الأم على أكثر من واحد.
طقم الرقاقات Chipset: رقاقات إلكترونية لتنظيم العمل بين المعالج و النواقل المختلفة .
مقبس الطاقة الكهربائيةPower Socket: لتزويد الأم بالكهرباء DC.
المنفذ المتوازي: لتوصيل أي جهاز يدعمه كالطابعة.
شقوق الذاكرة العشوائية(RAM slots): لتركيب الذاكرة العشوائية في الحاسب .
شقوق التوسعة و الناقل المحلي.
رقاقة البيوس .
بطارية حفظ إعدادات البيوس و تسمى السيموس.
مقبس توصيل محرك القرص المرن : يوصل بمحرك القرص المرن لتمرير البيانات.
واجهة IDE: منفذ سريع لتوصيل أي جهاز يستعمل واجهة IDE , عادة الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص المدمجة.
عامل الشكل(FORM FACTOR)
هو الوصف العام للوحة الأم الذي يحدد الصفات الفيزيائية للوحة و يجب على كل لوحة أم أن تكون متوافقة مع عامل شكل ما , و يحدد عامل الشكل أشياء كثيرة في اللوحة الأم منها موقع وحدة المعالجة المركزية و طريقة توصيل المنافذ المتسلسلة و المتوازية الأم.
و يوجد حالياً اثنين من عوامل الشكل موجودة في السوق وهما: AT و AT'X ولقد كان عامل الشكل AT منتشر في المعالجات القديمة مثل 386 و 486 وبنتيوم الثاني وبنتيوم الثالث وبنتيوم الرابع فجميعها تقوم على عامل الشكل ATX واللوحتين التين رأيتهما حتى الآن هما ATX , ولا تهمنا هنا كل الفروق بين AT و , ATX ولكن الخلاصة هي أنه إذا كان عندك لوحة أم ذات عامل شكل ATX مثلاً فلا بد أن تركبها في علبة النظام و مزود طاقة ATX وكذلك مع AT , ويمكنك معرفة عامل الشكل الخاص بلوحة أم ما من كتيب الاستخدام الخاص باللوحة الأم , كما يكنك بقليل من الخبرة تمييز عامل الشكل للوحة الأم بمجرد النظر إليها , أما بالنسبة لمزود الطاقة فيمكنك معرفة نوعه بمجرد النظر إلى مقبس اللوحة الأم فيه
كيف يتم ارتباط الأجزاء الأخرى من الحاسب باللوحة الأم
جميع بطاقات التوسعة تركب في شقوق التوسعة .
الأقراص الصلبة و محرك الأقراص المدمجة : في الغالب تركب على قنوات IDE أو على بطاقات توسعة من نوع SCSI.
الفأر : توصل في المنفذ المتسلسل أو منفذ PS2 أو في الناقل التسلسلي العام.
الطابعة توصل في المنفذ المتوازي أو الناقل التسلسلي العام .
القرص المرن : يوصل في مقبس القرص المرن .
المعالج : طبعاً في مقبس المعالج .
المميزات التي تبحث عنها في اللوحة الأم الجديدة ؟
المعالج : ما هو المعالج الذي تدعمه ؟ بنتيوم 3أم بنتيوم 4؟إذا اشتريت معالج بنتيوم 4 (وهذا هو الغالب ) فلا تأخذ إلا لوحة أم تدعم
و يبرز الفرق بين معالج و معالج آخر فيما يلي:
المعالج السريع يقوم بنفس العمل و لكن أسرع من المعالج البطيء ، المعالج لا يحدد اداء حاسبك بمفرده و لكنه يحدد أقصى اداء يمكن أن يصل إليه حاسبك و على المكونات الأخرى في الحاسب أن تكون سريعة أيضاً لكي يكون الحاسب بكامله سريع.
الإعتمادية : إن المعالج المنخفض الجودة قد يجعل حاسبك غير مستقر
إن المعالج السريع قد يشغل برنامج معين بينما المعالج الأبطأ لا يتمكن من تشغيله.
بعض المعالجات تستهلك الكثير من الطاقة مما يزيد من مشاكل الحرارة و يؤثر بالتالي على الأداء و الإستقرار.
اختيار اللوحة الأم : حيث ان اللوحة الأم التي تختارها لا بد أن تدعم المعالج الذي تود تركيبه و العكس.
بعض المصطلحات المهمة
اللوحة المطبوعة Printed Circuit Board PCB
هي القطعة التي تتجمع عليها القطع و الدوائر الالكترونية و هذه هي ما يطلق عليها الألواح الإلكترونية المطبوعة ، و ما يهمنا هنا هو ان الإلكترونيات في الحاسب تتكون من لوحات إلكترونية مطبوعه متصلة مع بعضها بالطريقة و الترتيب المناقش سالفاً مثل اللوحة الأم ، و بطاقات التوسعة expansion cards.
الناقل المحلي Bus
الناقل المحلي هي عبارة عن مجموعة من الأسلاك الدقيقة ( التي هي في الحقيقة جزء من اللوحة الإلكترونية المطبوعة)
مختص بنقل المعلومات بين جزأين محددين أو اكثر من الحاسب ، مثلاً بين المعالج و الذاكرة العشوائية.
نظام الإدخال و الإخراج الأساسي ( BIOS )
البيوس : هو اختصار لعبارة ( Basic Input Output System ) و معناه " نظام الإدخال و الإخراج الأساسي "
ما هو البيوس؟؟
عندما تضغط زر تشغيل الحاسب فإنك عادة ما تسمع صوت نغمة معلنه بدء تشغيل الحاسب و من ثم تظهر بعض المعلومات على الشاشة و جدول مواصفات الجهاز ثم يبدأ وندوز في العمل ...فما الذي يحدث؟؟؟
عند تشغيل الجهاز فإن الجهاز يقوم بما يسمى ال( POST ) و هو اختصار لـ " power on self " اي الفحص الذاتي عند التشغيل و هي أول شيء يفعله الحاسب حيث يقوم الحاسب بفحص أجزاء النظام ( المعالج و الذاكرة العشوائية ، بطاقة الفيديو ، ........الخ) و تستطيع أن ترى مقدار الذاكرة العشوائية في الجهاز عند هذه النقطة كما تستطيع رؤية الكثير من المعلومات عن البيوس مثل رقمه و تاريخ ... الخ.
اذا و جد النظام أية أخطاء عند هذه النقطة فإنه يتصرف حسب خطورة الخطأ ففي بعض الأخطاء يكتفي بأن ينبه لها أو يتم ايقاف الجهاز عن العمل و إظهار رسالة تحذيرية حتى يتم اصلاح المشكلة و يستطيع أيضاً اصدار بعض النغمات بترتيب معين ( beep code ) حتى ينبه المستخدم لموضع الخلل ، إن ترتيب النغمات يختلف باختلاف نوعية الخلل و باختلاف الشركة المصنعة للبيوس - و من ثم يسلم القيادة لنظام البيوس
فيقوم نظام البيوس بفحص جميع أجهزة الإدخال و الإخراج المتوفرة لديه (الأقراص الصلبة و المرنة ، الأقراص المدمجة ، المنافذ المتوازية و المسلسلة ، الناقل التسلسلي العام ، لوحة المفاتيح......الخ) و ذلك بمساعدة المعلومات المخزنة في رقاقة سيموس.
ثم بعد ذلك يقوم البيوس بالبحث عن نظام تشغيل مثل ( وندوز ، دوس ،يونكس،.....) فيسلمه مهمة التحكم بالحاسب.
و لا تنتهي مهمة البيوس هنا بل تسند اليه مهمات الادخال و الإخراج في الحاسب طوال فترة عمله و يعمل جنبا الى جنب مع نظام التشغيل لكي يقوم بعمليات الإدخال و الإخراج و بدون البيوس لا يستطيع وندوز أن يخزن البيانات ولا ان يسترجعها .....الخ.
إذاً البيوس هو نظام مهمته أن يستقبل الأوامر الخاصة بالإدخال و الإخراج من نظام التشغيل و يقوم بتنفيذها ، ان نظام البيوس هو عبارة عن برنامج و لكنه برنامج مدمج في اللوحة الأم و مخزن على رقاقة روم ( رقاقة قابلة للقراءة فقط) و هي ذاكرة لا يمكن تغيير محتوياتها و تحتفظ بمحتوياتها حتى لو تم اطفاء جهاز الحاسب ليكون نظام البيوس جاهزاً في المرة التالية عند تشغيل الجهاز .
و نستطيع تلخيص مهمة البيوس فيما يلي:
القيام بعملية الفحص الأولى للجهاز POST
القيام بعملية الإقلاع من الأقراص ( عملية بدء التشغيل نظام التشغيل ).
القيام بعمليات الإدخال و الإخراج الأساسية BIOS و هي مهمته الكبرى التي سميت باسمها .
يحوي النظام ايضاً البرنامج اللازم للدخول على إعدادات البيوس ( الشاشة الزرقاء التي تظهر عند الضغط على زر del وقت التشغيل )
رقاقات سيموس CMOS
تخزن على رقاقة السيموس معلومات هامة عن جهاز مثل حجم و نوع الأقراص المرنة و الصلبة و كذلك التاريخ و الوقت و كذلك بعض الخيارات الأخرى مثل : " هل تريد الإقلاع من القرص المرن أم من القرص الصلب اولاً...الخ ) و يكون حجمها في حدود مئات البايتات .
يمكن للمستخدم العادي ان يعدل من محتويات ذاكرة سيموس و ذلك بالدخول الى اعدادات البيوس( غالباً بالضغط على del عند تشغيل الجهاز ) ، و يمكنك عمل الكثير من الأشياء هناك و لكن كن حذراً فتغير الإعدادات دون إلمام بوظائفها قد يعطل حاسبك عن العمل ، هذه بعض الأشياء التي يمكن أن يعدلها برنامج إعداد البيوس :
تغيير الوقت و التاريخ
تعيين عدد و حجم الأقراص المرنة والصلبة
كلمة السر ( حماية الحاسب بكلمة سر حيث لا يستطيع أحد الدخول للجهاز إلا من خلال كلمة السر )، و اذا نسيت كلمة السر فيجب عليك اطفاء الجهاز و ازالة بطارية السيموس حتى تزال جميع المعلومات من رقاقة السيموس بما فيها كلمة السر .
تذكر
رقاقة البيوس تخزن نظام البيوس حتى تسترجعه عند بداية عمل الحاسب في المرة القادمة ولا تحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها .
رقاقة سيموس تقوم بتخزين المعلومات التي يحتاجها البيوس مثل حجم الأقراص الصلبة و ما الى ذلك ، و تحتاج لبطارية حتى تحتفظ بمحتوياتها .
ما هي الذاكرة العشوائية
تعلم ان تخزين البيانات في الحاسب يتم في اقراص التخزين كالقرص الصلب و الأقراص المرنة ، المشكلة في هذه الأقراص أنها لا تملك السرعة الكافية لمجاراة سرعة المعالج لذا اذا اراد المعالج معالجة بعض البيانات فإنه لا بد من تخزين هذه البيانات في وسط تخزين سريع جداً لحين الإنتهاء من معالجتها و من ثم تخزينها في الذاكرة الدائمة كاقرص الصلب .
و لأن الذاكرة العشوائية هي نوع من الذاكرة فهي تقاس بنفس الوحدات التي تقاس بها أنواع الذاكرة الأخرى أي البايت و مشتقاته ( كيلو بايت ، ميجا بايت ،جيجا بايت ....الخ).
و لأن البرامج و البيانات بشكل عام تزداد حجما عاما بعد آخر فإن الطلب على حجوم اكبر من الذاكرة يزداد ، فالحاسب قبل عشرين سنة من الآن لم يكن يزود في الغالب بأكثر من ميجابايت واحد من الذاكرة في حين و صل العد الآن الى أضعاف هذا العدد عشرات أو مئات و ربما آلاف المرات ، و لعل ما دفع الى ذلك هو ظهور أنظمة التشغيل الرسومية مثل وندوز التي تتطلب كمية كبيرة من الذاكرة و لعل ذلك ساهم بشكل كبير في انخفاض الأسعار.
ما تأثير حجم و نوعية الذاكرة العشوائية على الحاسب بشكل عام ؟
الأداء : يصبح الحاسب أسرع بشكل عام عند إضافة المزيد من الذاكرة ، خاصة عند التعامل مع كميات كبيرة من البيانات أو البرامج الكبيرة ( البرامج الجديدة تكون أكثر تطلباً للذاكرة من البرامج القديمة ) ، و هذه النقطة مهمة جداً حيث أنه حتى المعالج السريع قد لا يستفاد من أقصى اذا كانت كمية الذاكرة العشوائية أقل مما يجب .
نوعية الذاكرة العشوائية تلعب دوراً في سرعة الذاكرة و في خيارات الترقية فيما بعد .
قد لا يمكنك تشغيل بعض البرامج إذا كان لديك كمية قليلة من الذاكرة العشوائية : أغلب البرامج تتطلب كمية معينة من الذاكرة العشوائية لتعمل ، فمثلاً اغلب البرامج الحديثة تتطلب 32 ميجابايت من الذاكرة العشوائية على الأقل .
المشاكل و الأخطاء : ان نوعية الذاكرة العشوائية تلعب دوراً في كمية المشاكل و الأخطاء التي قد توجهها أثناء عملك على الحاسب ، ان قطعة ذاكرة معطوبة قد تتسبب بتوقف الحاسب اثناء عملك على الحاسب ، ان قطعة ذاكرة معطوبة قد تتسبب بتوقف الحاسب المتكرر عن العمل بدون سبب واضح من الوهلة الأولى لا بل قد تذهب بعيداً و تفعل أشياء مثل تشخيص أخطاء و همية في القرص الصلب.
الفرق بين " الذاكرة " و "الذاكرة العشوائية "
إن كلمة "الذاكرة " بهذه الصورة ليست كلمة ذات معنى محدد لأن الذاكرة كلمة عامة تشمل تحتها الذاكرة العشوائية و وسائط التخزين المختلفة (القرص الصلب و المرن و القرص المدمج و الأنواع الأخرى ) ، لذا من غير المستحسن عند الحديث عن نوع معين من الذاكرة استخدام كلمة " الذاكرة " لوحدها بل يجب تحديد اي نوع من الذاكرة تقصد .
ما هي الذاكرة الخبئية Cache Memory
الذاكرة الخبئية هي ذاكرة صغيرة تشبه الذاكرة العشوائية إلا انها اسرع منها و أصغر و توضع على ناقل النظام بين المعالج و الذاكرة العشوائية
في اثناء عمل المعالج يقوم هذا الأخير بقراءة و كتابة البيانات و التعليمات من و الى الذاكرة العشوائية بصفة متكررة ، المشكلة أن الذاكرة العشوائية تعتبر بطيئة بالنسبة للمعالج و التعامل معها مباشرة يبطئ الأداء فلتحسين الأداء لجأ مصممو الحاسب الى وضع هذه الذاكرة الصغيرة و لكن السريعة بين النعالج والذاكرة العشوائية و مستغلين أن المعالج يطلب نفس المعلومات أكثر من مرة في أوقات متقاربة فتقوم الذاكرة المخبئية بتخزين المعلومات الأكثر طلباً من المعالج مما يجعلها في متناول المعالج بسرعة حين طلبها . عندما يريد المعالج جلب بيانات أو تعليمات فإنه يبحث عنها أولاُ في الذاكرة L1 فإن لم يجدها ( فشل المعالج في ايجاد المعلومات التي يريدها من الذاكرة العشوائية
يسمى "cache miss" أما نجاحه في الحصول عليها من الذاكرة المخبئية يسمى "cache hit" ) يبحث عنها في L2 فإن لم يجدها جلبها من الذاكرة العشوائية .
ان حجم هذه الذاكرة و سرعتها شيء مهم جداً و لها تأثير كبير على أداء المعالج و نستعرض هنا كلا العاملين
شقوق التوسعة
و هي شقوق تمكننا من اضافة بطاقات التوسعة للحاسب ،ما يمكننا من زيادة قدرات الحاسب ، و اذا نظرنا اليها نظرة متعمقة قليلاً فسنجد أنها عبارة عن و صلات بين بطاقات التوسعة و الناقل المحلي ، و هناك ثلاث انواع من الشقوق :
PCI و ذلك اختصار لـ " Peripheral Component Interconnect "
AGP و ذلك اختصار لـ " Accelerated Graphic Port "
انظر الى الصورة حسب الترتيب.
لكل منها اختلافات عن الأخرى في الأداء ، حيث أن ISA هي الأبطأ و الأقدم ، بينما PCI أسرع منها و تستعمل AGP لبطاقة الفيديو و هي اسرع من PCI حتى 4 مرات .
وشقوق التوسعة هي التي تمكن الحاسب من زيادة امكانياته و ذلك بوصل أي نوع من بطاقات التوسعة بها ، و لا بد أن تكون بطاقات التوسعة من نفس نوع شقوق التوسعة التي توصل بها ، أي إذا أردت توصيل بطاقات فيديو مثلاً من نوع PCI فيجب أن توصلها بشق توسعة من نوع PCI و هكذا ، و كما أن الأنواع المختلفة من شقوق التوسعة تكون ذات أطوال و عدد أبر مختلفة ( الإبر هي قطع معدنية صغيرة توجد على بطاقة التوسعة و شقوق التوسعة و عند تركيب بطاقات التوسعة فإن الإبر الخاصة بكل من البطاقة و شقوق التوسعة تتلامس مما يسمح بنقل البيانات بينهما)
القرص الصلب ... ما هو ؟؟
لم تكن الحاسبات في البداية تحتوي على اية أقراص صلبة فقد كان تشغيل البرامج يتم من خلال الأقراص المرنة فقط لذلك فإن القرص الصلب بالنسبة للحاسب هو وسيلة التخزين الرئيسية فيه فهو الوحيد بين وسائل التخزين المختلفة الذي يملك الحجم و السرعة الكافيتين لتخزين البرامج الحديثة لتنفيذها .
لقد تطورت الأقراص الصلبة كثيراً منذ بداية استعمالها في الحاسبات الشخصية في بداية الثمانينيات ، زادت حجومها و سرعتها و تقلص حجمها ، و اختيار إحداهما لحاسبك يتطلب منك الفهم الجيد للقرص الصلب و مكوناته و كذلك طريقة عمله و تركيبته الداخلية و هذا ما تطرقنا له سابقاً .
تركيبة القرص الصلب الداخلية
القرص الصلب كجهاز خاص بتخزين البيانات يعتبر جهاز مستقل بذاته و يتصل مع اللوحة الأم للحاسب بكيبل خاص ، و يحتوي الجهاز نفسه على أجزاء ميكانيكية و أخرى إلكترونية :
الأجزاء الميكانيكية : يتكون من مجموعة من الأقراص متراصة فوق بعضها البعض و لها محور مشترك تدور حوله ، و هذه الأقراص مغلفة بمادة قابلة للمغنطة حتى يمكن تخزين البيانات على سطحها على شكل شحنات ، و لكي يتم تخزين و استرجاع البيانات يجب أن يكون هناك رأس للقراءة و الكتابة و يوجد في الواقع رأس للقراءة و الكتابة على كل سطح من أسطح الأقراص و يتحرك هذا السطح ذهاباً و إياباً ليتم التخزين على كامل مساحة هذه الأقراص ، و توضع الرؤوس و الأقراص معاً داخل علبة محكمة الإغلاق لمنع دخول اية أجسام غريبة مهما كانت صغيرة ، فأي جسم غريب قد يتسبب بتلف سطح القرص.
الأجزاء الإلكترونية : و هو عبارة عن لوح إلكتروني مهمته تحويل الإشارات الكهربائية (البيانات ) الى مناطق ممغنطة على القرص ليتمكن بعد ذلك من استعادتها (التخزين و الإسترجاع ) كذلك عملية التحكم بدوران القرص و حركة رؤوس القراءة و الكتابة .
جميع الأقراص الصلبة تعمل بنفس المبدأ ، و تختلف عن بعضها في جودة المكونات و سرعة عملها.
