ما هو الكمبيوتر وما هي وظائفة ومكوناته | المقال الثاني أساسيات 3

هنتكلم في المقال الثاني موضوع مهم من ضمن سلسلة أساسيات 3 قبل تعلم البرمجة ومنها ما هو الكمبيوتر وما هي وظائفة ومكوناته الوظائف التي يقوم بها ما هي مكوناته وما الفرق بين السوفت وير والهاردوير ما انواع السوفت وير بالكمبيوتر.

لازم تعرف الفرق بين الريجستري والكاش ميموري والفرق بين الميموري والرام وما الفرق بين الجي بيو والسي بيو وكيف بيشتغل السي بيو من الداخل وكيف الكمبيوتر اصلا بيشتغل من جوا انت كمبرمج وظيفتك هي السيطرة على الكمبيوتر عشان تسيطر على شي لازم تكون عارف مداخله ومخارجه ومكوناته ووظائفه.

نبدأ في الموضوع لما بسألك أنا What is computer؟ ما هو الكمبيوتر؟ لازم نتذكر ما في المقال الأول في سلسلة أساسيات 3  بالتفصيل ونعرف الفرق ما بين الـ data والـ information والـ knowledge والـ wisdom المقال الأول  واعرف الفرق وبعدين ارجع كمل هنا.

إذاً إيش هو الكمبيوتر؟ الكمبيوتر هو جهاز إلكتروني طيب كيف يعمل هذا الجهاز الإلكتروني هذا الجهاز الإلكتروني بيستقبل منك بيانات كمدخلات له يعني بتدخل فيه بيانات data as input فبيعمل لك عملية processing معالجة لهذه البيانات.

طب هو الكمبيوتر بيعالجها على أي أساس؟ بيعالجها ضمن قواعد وقوانين وأوامر أنت بتكون كاتبها له من ضمن البرنامج اللي إنت برمجته فوظيفة المبرمج أنه يكلم الكمبيوتر ويعطيه أوامر وقوانين وقواعد يعالج البيانات ازاي لما يستقبلها.

فإذا الكمبيوتر هو جهاز إلكتروني بيستقبل data as input (البيانات كمدخلات) بيعملها processing (معالجة) حسب قوانين اللي متبرمج عليها.

بعد ما بيعالج البيانات بيحولها لك لنتائج Information معلومات ثم تراها  As Output (مخرجات) فإذاً عندنا Input Process (عملية الإدخال) ثم Process (معالجة) ثم مخرجات وأي شي في الدنيا عبارة عن Process له مدخلاته وخطوات للمعالجة ولها مخرجات.

 ومع الوقت الknowledge  لما بتطبقها بتصبح عندك wisdom  خبرة هذا تعريف الكمبيوتر. 

ما هي وظائف الكمبيوتر؟ Computer functions (وظائف الكمبيوتر) لما بتسمع كلمة فنكشن يعني كمبيوتر فنكشنز ما هي وظائف الكمبيوتر. اي كمبيوتر في الدنيا سواء كان موبايل أو لابتوب أو بي سي له خمس وظائف رئيسية انت لازم تكون فاهمها:

بيدخل بيانات input data، 

بيخزن بيانات stores data بيخزنهم عنده لحد لما تطلبها من عنده 

بيعمل processing لل data بيعالج هذه البيانات 

بيعمل لك output للنتائج مخرجات للمعلومات 

بيعمل عملية control لكل هذه الوظائف

control تحكم سيطرة يعني الكمبيوتر بيسيطر على وحدات الادخال بيسيطر على التخزين بيسيطر على عمليات المعالجة بيسيطر على عمليات الاخراج

هذه هي وظائف الكمبيوتر Computer functions.

تعريف الكمبيوتر Computer is:

electronic device جهاز الكتروني

operating under the control of instructions يعمل تحت سيطرة التعليمات

accepts data as inputs يقبل البيانات كمدخلات

processes data according to certain rules معالجة البيانات وفقًا لقواعد معينة

produces information as output ينتج المعلومات كمخرجات

stores this information for future use يخزن هذه المعلومات للاستخدام في المستقبل

فهو جهاز إلكتروني بيشتغل ضمن أوامر بيستقبل داتا كمدخلات بيعمل بروسيس للداتا بمعالجة البيانات حسب البرامج (القوانين والأوامر اللي انت بتكون مبرمجها عليه) بيطلع لك نتائج أو معلومات أوبيخزن داتا فهذا هو تعريف الكمبيوتر.

ما هو Computer components مكونات الكمبيوتر؟ 

أي كمبيوتر في الدنيا يتكون من مكونين software (برمجة) وhardware (الأجهزة)

 ما هو ال software؟

السوفت وير هو البرامج التي تنزل على الكمبيوتر Intangible أي شيء غير ملموس في الكمبيوتر يعتبر سوفت وير وعادة السوفت وير في الكمبيوتر مقسوم لقسمين رئيسيين:

القسم الاول اللي هو بنسميه system software (برامج النظام) يعني operating system يعني (نظام التشغيل) انت اليوم لما بتروح تشتري computer او laptop او mobile بيبقى عليه نظام تشغيل زي:

 windows Mac OS, UNIX, DOS, Linux, Android, iOS, whatever 

هي أنظمة تشغيل البرنامج الرئيسي الكبير اللي بيشغلي هذا الكمبيوتر بنسميه System Software أو Operating System بعد ما بينزل عليه Operating System عشان يقدروا يشغلوا جهاز الكمبيوتر.

بتنزل عليه القسم الثاني بنسميه Application Software (برامج التطبيقات)

مثلا نزلت أنا اليوم اشتريت computer نزلت عليه windows اللي هو operating system أو system software بعدين بنزل عليه office adobe photoshop chrome internet explorer (برنامج الأوفيس، برنامج أدوبي فوتوشوب، برنامج جوجل كروم، وإنترنت إكسبلورر) كل هذه البرامج تسمى application software.

فإذاً أي computer software بينقسم له قسمين هي system software أو application software وإنت كمبرمج وظيفتك في الحياة إنك يا تعمل system software ، operating system أو تبرمج application software تمام هذا هو بالنسبة للسوفت وير.

ما هو الهاردوير؟

وهذا الموضوع بسيط جداً ومهم أيضا، الهاردوير هو أي شيء hardware Physical  (الأجهزة المادية) أي جزء تستطيع أن تمسكه في يدك في الكمبيوتر تلمسه يسمى هاردوير فهو Tangible (ملموس).

أمثلة علي  الهارد وير:

الشاشة، سماعات الكمبيوتر، كيس الكيبورد، الماوس، برينتر، هارد درايف، الرام، الماثربورد، البروسيسور، وغيرهم وغيرهم يسمى هارد وير.

ما هو Computer units  (وحدات الكمبيوتر)؟

اتكلمنا على وظائف الكمبيوتر اتكلمنا على مكونات الكمبيوتر هنتكلم عن الوحدات اللي بيتكون منها الكمبيوتر وحدات الكمبيوتر كالتالي:

 input units وحدات إدخال

output units وحدات إخراج 

primary memory وهي وحدة الذاكرة الرئيسية 

secondary storage وهي وحدات الذاكرة الثانوية 

central processing units وحدات المعالج المركزية

وحدة الإدخال  input units أي جهاز يمكن أن يدخل عن طريقه بيانات أو إشارات للكمبيوتر يعتبر وحدات إدخال زي الكيبورد يعتبر وحدة إدخال لأنه يدخل بيانات عن طريقه وكذا الماوس إنت لما بتحرك الماوس بتبعت إشارة للكمبيوتر فهو بترجمها للماوس التاتش سكرين شاشات اللمس الأقلام الضوئية، الدراعات لما بتلعب على الكمبيوتر هذه وحدة ادخال بتبعت بيها اوامر، الكاميرا، الريموت المايكروفون، السكانر، اي شي بتدخل فيه بيانات على الكمبيوتر او Signal (إشارة) يعتبر وحدات ادخال.

وحدات الإخراج output units وهي أي جهاز بيستخدم عشان يوصل لك نتيجة أو معلومة يعتبر وحدة إخراج وهي Printer (الطابعة)، Monitor (الشاشة) Speaker (مكبر الصوت)، ووحدات الإخراج غيرهم.

primary memory وهي وحدة الذاكرة الرئيسية مثل الرام ram والروم rom والرام اختصار Random Access Memory (ذاكرة الوصول العشوائي) وحدة ذاكرة سريعة جدا في الكمبيوتر وسموها Random Access Memory لان الكمبيوتر بيقدر يوصل للمعلومات في الذاكرة بشكل عشوائي يعني بيروح على الخلية اللي فيها المعلومة وبيجبها بسرعة.

غير الهاردسك بيكون Sequential  (القراءة المتسلسلة) ماشي خطوة خطوة لكن الرام بتكون جدا سريعة، والرام بشكل عام مهمة لسرعة الكمبيوتر انت لما بتشتري كمبيوتر مثلا يكون 8 جيجا رام او 16 جيجا رام، الرام وظيفته أنه عندك البرنامج مثل أدوبي فتوشوب مثلاً يكون نازل على الهاردسك أول ما تشغل الجهاز يأخذ شوية وقت، أقفله وارجع افتحه كمان مرة بتلاقيه يفتح بسرعة لانه اول مرة تحمل جزء منه من الهاردسك للرام وبعدين ثاني مرة لما قفلته ورجعت فتحته حمل من الرام دايركت، فالرام هو ذاكرة سريعة ويعتبر Temporary (مؤقت) يعني كيف يعني بتطفي الجهاز بتروح فهي ذاكرة مؤقتة بتكون شغالة طالما الجهاز شغال.

الرام كلما كان أكبر في الجهاز كان الجهاز أسرع وهو من الأشياء الأساسية اللي بتحدد لك سرعة الجهاز.

 روم Read Only Memory (قراءة الذاكرة فقط) يعني ممنوع حد يجي على البيانات اللي موجودة جواها أو على الأوامر اللي موجودة جواها ويلعب فيها، عادة هذه الذاكرة بتكون ذاكرة دائمة يعني لو طفيت الجهاز بتضل المعلومات الموجودة فيها والأوامر الموجودة فيها محفوظة.

وعادة في الروم بتخزن فيها الأوامر اللي لها علاقة في تشغيل الجهاز لأنه إنت أول ما تشغل الجهاز لويندوز مثلاً الجهاز لسة بيشتغل  طيب هو كيف الكمبيوتر بيفهم إنك عايز تشغل الويندوز، فيه أوامر بتبقى مخزنة في الروم.

secondary storage units وهي وحدات الذاكرة الثانوية بتخزن فيه المعلومات بشكل دائم سواء شغلت الجهاز أو طفيته بتبقى المعلومة محفوظة زي الهارد درايف، السي دي روم، الميموري كارد، الفلاش ميموري، بيخزنوا المعلومات بشكل دائم.

central processing units وحدات المعالج المركزية وحدة مهمة جدا من وحدات الكمبيوتر اللي هي CPU اللي هي

It's responsible for all functions and processes (فهو مسؤول عن جميع الوظائف والعمليات) CPU وحدة المعالجة المركزية اللي هي مخ الكمبيوتر المسؤولة عن كل وظائف والعمليات اللي بتحصل في الكمبيوتر CPU وعادة بيسموها Microprocessors (المعالجات الدقيقة) أو processor (المعالج) أو CPU اللي هي Central Processing Unit هذه هي المخ والدماغ تبع الكمبيوتر. 

وهي مكونة من transistor هو عبارة عن binary switch (التبديل الثنائي) زي كبس الكهرباء لما بتشغل و بتطفي بالضغط عليه يا on يا off فاذا transistor هو binary switch فهو إما يسمح بوجود كهرباء أو لا يسمح فقلنا أن الكمبيوتر هو جهاز يعمل على الكهرباء فهذا transistor هو المكون الأساسي للـ CPU موجود فيه مئات الملايين أو مليارات من ال transistor. 

لازم تعرف إنه CPU هو مكون من مئات الملايين من الترانزيستر اللي هو زي مفاتيح الكهربة الـ CPU مقسم لثلاث أجزاء: 

الجزء الأول بسموها ALU Arithmetic Logic Unit (وحدة الحساب والمنطق)

الجزء الثاني يسمى control unit (وحدة التحكم)

الجزء الثالث هو Cache (مخبأ) و register (يسجيل) Cache register (سجل ذاكرة التخزين المؤقت) اتكلمنا عن الوحدات التي يحتوي عليها الكمبيوتر وهي وحدات الإدخال مثل عليها الكيبورد ووحدات الإخراج مثل عليها الشاشة وحدة الذاكرة الرئيسية مثال عليها الرام وحدة الذاكرة الثانوية مثال عليها الهارد درايف.

وال CPU وحدة المعالجة المركزية مكونة من 3 أجزاء اللي هم

ال Arithmetic Logic Unit

الـ Control Unit 

الـ Cache Registers 

الـ Arithmetic Logic Unit الـ Arithmetic من اسمها هي وحدة المعالجة الحسابية يعني أي شئ له علاقة بالحسابات سواء جمع طرح قسمة ضرب مين بيقوم بيه في الكمبيوتر Arithmetic Unit

Logic Unit من اسمها Logic وحدة المنطق يعني ايه وحدة المنطق هي اللي مسؤولة عن المقارنات بتقارن لك هل هذا حرف ولا رقم بتقارن هل هذا الرقم أكبر من هذا الرقم، هل هذا الرقم أصغر من هذا الرقم، هل الرقم يساوي هذا أي شيء منطقي فيه منطق اللوجيك يونيت هي اللي بيقوم بيه.

Control Unit زي المنصق العام في الـ في الـ CBU هو المسيطر على كل وحدات الكمبيوتر، تسيطر على وحدات الإدخال الكيبورد وتسيطر على الشاشة وتسيطر على الرام وتسيطر على الهاردسك وتسيطر على Arithmetic Logic تسيطر على أي شيء في الكمبيوتر فهي وحدة السيطرة على الكمبيوتر.

Cache و Registers  زي ما قلنا ان عندي الهاردسك بخزن فيه بيانات بشكل دائم والرام كذلك اسرع من الهاردسك بخزن فيه بيانات بشكل مؤقت تمام في وحدة ذاكرة بسموها Cache هي أسرع من الرام تمام وفيه وحدة ذاكرة أسرع من Cache اللي هي Registers

عندك الCPU صح اللي هي وحدة المعالجة المركزية بيكون وفي عندي هاردسك إذا أراد أن يأخذ البيانات من الهاردسك سيذهب مشوار طويل للهاردسك يأخذ المعلومات ويرجع فالعملية ستكون بطيئة دائما في جلب أي بيانات أو معلومات حتى تتحمل من الهاردسك بتكون slow access (وصول بطيء) للداتا إلى ال cpu ال access تبعها بطيء جدا لو الدنيا وقفت على كدة كان في cpu و hard disk كان هتقعد على الالة الحاسبة دقيقتين لحد ما تطلعلك النتيجة لانه مشوار طويل ما بين ال cpu وال hard disk.

عشان كدة طلع الرام هي primary storage (التخزين الأساسي) وهي كثير أسرع من الهاردسك وبعدها طلع الكاش ميموري هي وحدة ذاكرة أسرع من الرام فالCPU لما يعوز بيانات معينة بيجي على الكاش أسرع ما يروح على الرام  أسرع ما يروح على الهاردسك تمام وطلع كمان ذاكرة الريجسترز وهي أسرعهم.

عشان كدة الCPU دائماً مع البيانات التي يريدها بشكل متكرر بيخزنها بالرجستر، والأقل تكرارا بيخزنها بالكاش، والأقل بتتخزن في الرام، والأقل بتتخزن بالهاردسك.

لازم نعرف ان الرام والكاش والريجسترز كلهم temporary (مؤقت) لما بتطفي الجهاز كل شي بيروح وبتصفر اللي بيفضل الاشياء اللي بتتخزن في هاردسك وفلاش ميموري وتي دي روم وغيره.

موضوع ثاني وهو الـ GPU الـ Graphics Process Unit (وحدة معالجة الرسومات) الـ CPU كان اختصار Central Processing Unit وهي وحدة المعالجة المركزية لكن الـ GPU هو اختصار الـ Graphics Processing Unit وحدة معالجة الصور لان الصور والفيديوهات بدها سرعات عالية جدا لينعملها processing عشان كدة في شي بنسميه كرت الشاشة والصحيح GPU هو مش كرت الشاشة هو جزء من كرت الشاشة، كرت الشاشة فيه أشياء كثيرة تانية اللي بيهم الناس منه معالج للفيديوهات معالج للصور بيكون سرعته عالية عشان يساعد في عمليات processing.