عالم التقنية

مفهوم، خصائص وأنواع الحواسيب

معنى نظم وشبكات الاتصالات

منذ منتصف القرن الماضي بدأ العالم يتجه نحو المعلوماتية بخطوات متسارعة، وصرنا اليوم نعتمد على الحاسوب في تنفيذ مختلف الأعمال من أبسطها إلى أعقدها، وكلما زادت كفاءة الحاسوب زاد ارتباطنا به.

وسنتناول من خلال هذا المقال مفهوم الحاسوب وخصائصه، ثم نتعرف على أهم أنواع الحواسيب.

مفهوم الحاسوب

يعرف الحاسوب على أنه: “جهاز إلكتروني صمم لاستقبال المجاميع الكبيرة من البيانات بشكل آلي، وتخزينها ومعالجتها ومن ثم إمكانية تحويلها إلى نتائج ومعلومات مفيدة قابلة للاستخدام حسب الحاجة والطلب، وذلك بموجب إيعازات وتعليمات خاصة يطلق عليها اسم برامج أو برمجيات التشغيل“.

كما يعرف الحاسوب على أنه “جهاز إلكتروني يستقبل مختلف أنواع البيانات عن طريق لوحة مفاتيح أو الماسح الإلكتروني أو أية وسيلة إدخال أخرى، ثم يقوم بمعالجة مثل تلك البيانات عن طريق تنفيذ جميع العمليات الحسابية والمنطقية المطلوبة آليا، ومن دون تدخل بشري في عملياته هذه وفقًا لمجموعة من التعليمات والأوامر الصادرة إليه، المنسقة تنسيقًا منطقيا بضوء خطة وبرنامج متفق عليه مسبقًا، ومن ثم إعطاء المعلومات والنتائج عن عملية المعالجة“.

خصائص الحاسوب

يتميز الحاسوب بعدة خصائص يمكن تحديدها كما يلي:

  1. جهاز يعمل بطريقة أوتوماتيكية: أي أن العمليات المطلوبة تتم آليا من دون تدخل الإنسان.
  2. جهاز مبرمج: أي أنه ينفذ خطوات وتعليمات محددة يقدمها له الإنسان في صورة برامج أو تعليمات لأداء عمل محدد.
  3. جهاز يعمل بطريقة رقمية: ويقصد بذلك أن الحاسوب يتعامل مع الثنائية الرقمية (الصفر-الواحد)، وتمثل مجاميع الأرقام بحروف وأرقام ورموز تسمى محارف (caractères).
  4. معالجة البيانات: إن البيانات تعالج بطريقة تعتمد على برنامج خاص مخزن في ذاكرة الحاسوب، ومازالت أجهزة المعالجة تتطور بشكل سريع ومذهل.
  5. التخزين: للحاسوب قدرة فائقة على تخزين البيانات والمعلومات والبرامج داخل ذاكرته إما بصورة مؤقتة أو بصورة دائمة.

ولقد عرفت الحواسيب تطورات كبيرة خلال السنوات الأخيرة، وهي تسير في اتجاهات ثلاث هي:

  • التصغير: أي الاتجاه نحو تصغير حجم الحواسيب مع استكمال لكل العمليات والإجراءات والمعالجات الممكنة والمطلوبة و ، هو ما زاد من إمكانية نقل وحمل الحواسيب.
  • السرعة: أي تنامي سرعة معالجة البيانات واسترجاع مختلف أنواع المعلومات نتيجة ارتفاع سرعة تأدية العمليات.
  • إمكانية الاقتناء: ازدياد إمكانات اقتناء الحواسيب من قبل الأفراد بسبب انخفاض تكاليف الشراء من جهة، والحاجة الماسة إلى استثمار إمكاناتها في مختلف الأنشطة والفعاليات الحياتية للإنسان المعاصر من جهة أخرى.

أنواع الحواسيب

تختلف الحواسيب من حيث أحجامها، وإمكاناتها التشغيلية، ومجالات استخدامها إلى جانب اختلافات أخرى، وعلى العموم يمكن أن نذكر الأنواع الأساسية للحواسيب التالية:

الحواسيب الفائقة السرعة

تعتبر أضخم الحواسيب وأسرعها في العالم، وهي مصنعة بشكل خاص للتعامل مع المسائل والمهام المركّزة والعالية الدقة، وأغلبيتها تستخدم للأغراض العلمية والبحثية في مختلف التخصصات، وقد كانت شركة IBM الأولى في إنتاج الحواسيب فائقة السرعة قبل أن يظهر الحاسوب الصيني Tianhe سنة 2010 كأسرع حاسوب في العالم بسرعة تصل (2.5Petaflops/S)، ليتفوق عليه الحاسوب الياباني K Computer في 2011 بسرعة (10Petaflops/S)

الحواسيب الكبيرة

يستخدم هذا النوع من الحواسيب في نظم المشاريع الكبيرة، كالتطبيقات المالية في المؤسسات الكبيرة وتحليلات الاستثمار والتنبؤات الجوية وحجوزات الخطوط الجوية، وهي حواسيب لا تدار بواسطة شخص واحد كما هو الحال في الحواسيب الشخصية، بل إنها تستخدم عادة من قبل عدة أشخاص وفي وقت متزامن، وبالرغم من ارتفاع أسعارها وتكاليفها إلا أنها لازالت تستخدم منذ ظهورها في أوساط الخمسينات من القرن الماضي وحتى وقتنا الحاضر.

الحواسيب المتوسطة

هي الحواسيب التي تم تطويرها في السبعينات من القرن الماضي، وتكون ذاكرتها التخزينية أقل من الحواسيب الكبيرة، إلا أنها مكنت العديد من المؤسسات التي تتجه نحو حوسبة إجراءاتها وعملياتها من الحصول على مثل هذه الحواسيب الأقل تكلفة من سابقتها، وعادة ما يوصل هذا النوع من الحواسيب عن طريق الطرفيات.

محطات العمل

يقع هذا النوع من الحواسيب بين الحواسيب المتوسطة والحواسيب الشخصية، وهو أكثر تطورا منها ويشتمل على أدوات إنتاج أكثر مما يزيد في أهليتها وقدراتها، والحواسيب المستخدمة في محطات العمل في الوقت الحاضر تقوم بمهام كانت الحواسيب العملاقة والكبيرة تقوم بها في سنين سابقة، وأكثر مستخدمي هذا النوع من الحواسيب هم من المهندسين والمصممين.

حواسيب الشبكات

هي الحواسيب التي حلت محل الطرفيات المرتبطة بالحواسيب الكبيرة والمتوسطة، وبدأ هذا النوع من الحواسيب يتطور بشكل كبير في السنوات الأخيرة، وهي تقوم بوظائف إدخال البيانات والطلبات من مواقع مختلفة إلى الحاسوب المركزي الذي يقوم بتجميع أكبر قدر من البيانات، وتختلف هذه الحواسيب الفرعية عن الحواسيب الشخصية في أن قابليتها للمعالجة أقل ولا تحتاج إلى متابعة وعناية فردية، لأن تحديث البرمجيات والمعالجة تتم على مستوى الحاسوب المركزي.

الحواسيب الصغيرة

وتسمى أيضا بالحواسيب الشخصية، وهي حواسيب صغيرة الحجم حيث بإمكان الشخص تحريكها من مكان إلى آخر، ويعتبر الحاسوب المكتبي أكثر الأنواع شيوعا من هذه الحواسيب.

الحواسيب المحمولة

هي حواسيب مزودة ببطارية تسمح باستخدامها في أي مكان ينتقل إليه مستخدم الحاسوب ومنها اشتقت اسمها، وهناك عدة انواع منها نذكر حواسيب المفكرة Netbook وحواسيب اللوحة.

المكونات المادية للحاسوب

يتكون الحاسوب من مجموعة من العناصر والأجزاء المادية التي تشكل بنيته الهيكلية الملموسة، ورغم تباين الحواسيب من حيث الحجم وسرعة المعالجة وغيرها من التفاصيل الأخرى، إلا أن جميعها تحتوي بشكل عام على نفس المكونات الأساسية.

تحتوي جميع الحواسيب على المكونات الأساسية التالية:

  • وحدة المعالجة المركزية (CPU): أو المعالج المركزي(، وهي عبارة عن مجموعة من المسارات الإلكترونية وتمثل أهم جزء في نظام الحاسوب، فهي المكان الذي تتم فيه معظم عمليات المعالجة الأساسية في الجهاز، وتتكون من وحدة المنطق والحساب التي تقوم بالعمليات الحسابية والمنطقية، ووحدة السيطرة التي تأخذ الأوامر من الذاكرة وتترجمها وتنفذها وتستدعي وحدة المنطق والحساب عند الضرورة.
  • الذاكرة المركزية: وتعد ضرورية لتخزين البيانات والبرامج التي يفترض معالجتها من قبل وحدة المعالجة المركزية، وتتكون من عدة أقسام منها ذاكرة التعامل العشوائي (RAM)، ذاكرة القراءة فقط (ROM)، والذاكرة المؤقتة (Cash).
  • أجهزة الإدخال: وهي الوسائل التي يتم من خلالها إدخال البيانات والإيعازات إلى منظومة الحاسوب لأغراض المعالجة، ومن أهمها لوحة المفاتيح، الفأرة، الماسح الضوئي، آلة التصوير، الميكروفون.
  • أجهزة الإخراج: وهي مختلف الأجهزة المستخدمة في إخراج البيانات التي تمت معالجتها (المعلومات) من قبل منظومة الحاسوب ومن أمثلتها الشاشات، والطابعات، إلى جانب المخرجات الصوتية.
  • أجهزة التخزين الثانوي: وتضم أجهزة الوسائط التي يتم تخزين البيانات والمعلومات بها مثل الأسطوانات الصلبة، والأسطوانات المرنة، والأسطوانات الضوئية، والشرائط الممغنطة.
  • أجهزة شبكات الاتصال: وتتضمن الأجهزة والوسائط المستخدمة في شبكة اتصالات الحواسيب التي تربط بين أكثر من حاسوب، أو تربط بين حاسوب وبعض الوحدات الآلية الأخرى كالطابعات، ومن أمثلة هذه الأجهزة المحولات، وبطاقات واجهة الشبكة.

بعد أن تحدثنا عن الجانب المادي للحاسوب ومكوناته الملموسة، سنتناول الآن الجانب المكمل لمنظومة الحاسوب والذي لا يمكن الاستغناء عنه لتشغيل وتوجيه الأجهزة، إنها البرمجيات، حيث سنحدد مفهومها ومراحل تطورها التاريخي، وفي الأخير سنتطرق لأنواعها الأساسية.

مفهوم البرمجيات

  • تعرف البرمجيات بأنها: “مجموعة من الأوامر والتعليمات المعدة من قبل الإنسان والتي توجه المكونات المادية للحاسوب لغرض أداء مهمة ما، أو للعمل بطريقة معينة وفق تعليمات دقيقة خطوة بخطوة للحصول على نتائج مطلوبة بشكل معين“.
  • ويعرفها “Szymanski etal” بأنها “الإرشادات المكتوبة بلغة برمجة الحاسوب، والتي توجه عمليات الحاسوب وتجعل المكونات المادية للحاسوب تنجز الأعمال“.

التطور التاريخي للبرمجيات

كان لتطور البرمجيات طريقها الخاص والذي يمكن تحديده بأربع مراحل أساسية وهي:

  • المرحلة الأولى: تمتد للفترة (1960 -1950) تميزت مرحلة السنوات الأولى لظهور البرمجيات بالتوجه نحو نظام المعالجة بالدفعات والذي يعرف باسم (Batch system)، حيث يكون العمل المحسوب غير فوري أو غير مباشر، كذلك فقد اتسمت هذه المرحلة بتوزيع وتسويق محدود للنظم والبرمجيات، وكذلك برمجيات منجزة لتلبية طلبات لتطبيقات محددة عليها.
  • المرحلة الثانية: تمتد للفترة (1975 -1960) تميزت هذه الفترة بظهور نظم تعدد المستخدمين ونظم الاسترجاع الفوري وبالوقت الحقيقي وبناء قواعد البيانات، وبالإضافة إلى تطور نظم البحث الآلي المباشر، فقد ظهر الجيل الأول من نظم إدارة قواعد البيانات.
  • المرحلة الثالثة: تمتد للفترة (1990 -1975) شهدت هذه المرحلة ظهور نظم تراسل وتوزيع البيانات وبرمجياتها الخاصة على مستوى شبكات المعلومات، كذلك فقد أدى ظهور الحواسيب منخفضة التكلفة وطلبات المستهلكين وكذا ظهور الحواسيب الشخصية إلى بلورة نمو سوق البرمجيات، وقد تم في هذه المرحلة تسويق مئات الآلاف من البرمجيات.
  • المرحلة الرابعة: ما بعد 1990 في هذه المرحلة تطورت نظم الحواسيب المكتبية ذات القدرة الكبيرة، وظهرت النظم الخبيرة ونظم الذكاء الاصطناعي التي تحولت من المختبرات إلى مجال التطبيقات العملية لمواجهة المشاكل في عالم الحوسبة الحقيقية.

أنواع البرمجيات

تنقسم البرمجيات عموما إلى قسمين رئيسيين هما برمجيات النظام وبرمجيات التطبيقات كما يلي:

برمجيات النظام

تشير برمجيات النظام إلى تلك: “البرامج التي تتحكم في موارد الحاسوب المختلفة وتنسق بين عملياتها التشغيلية“، وتعتبر هذه البرمجيات ضرورية لتشغيل الحاسوب وتنظيم علاقة وحداته بعضها ببعض.

وتتكون برمجيات النظام من مجموعتين وظيفتين أساسيتين هما:

  1. برمجيات إدارة النظام: تتولى هذه البرمجيات مسؤولية إدارة المكونات المادية وغير المادية للحاسوب إضافة إلى البيانات خلال عمليات التشغيل، وتضم كل من نظم التشغيل، نظم مراقبة الاتصالات، ونظم إدارة قواعد البيانات.
    أ) نظم التشغيل: يعرف نظام التشغيل بأنه أحد برامج النظم الذي يتولى إدارة العمليات التشغيلية لموارد الحاسوب، وهو نظام متكامل من البرامج التي تتولى إدارة وحدة المعالجة المركزية CPU والتحكم في أنشطة المدخلات والمخرجات والتخزين، وتوفير الدعم عند قيام الحاسوب بتنفيذ التطبيقات المختلفة الخاصة بالمستخدم.
    ب) برمجيات مراقبة الاتصالات: هي عبارة عن برمجيات تستخدم لضبط الاتصالات ما بين الحواسيب، كالاتصالات ما بين الحاسوب المركزي والحواسيب الفرعية أو المرتبطة بها سواء داخل المؤسسة أو المستخدمة عبر الشبكات، أو ما بين الحواسيب الخاصة بالمستفيدين (الزبائن) والحواسيب الخادمة.
    ج) نظم إدارة قواعد البيانات: وتشمل الأنواع المختلفة من نظم تصميم وبناء قواعد البيانات التي تعد داخل المؤسسة وتكون عادة من الأنواع غير الجاهزة، حيث تكون معدة لتصميم قواعد بيانات ذات خصوصية معنية تتناسب مع أهداف وحاجات المؤسسة وخدماتها وإجراءاتها.
  2. برمجيات تطوير النظام: تستخدم هذه البرمجيات بشكل أساسي لتطوير الإجراءات المتعلقة بنظم المعلومات، ومن أشهرها البرمجيات الخاصة بالترجمة، والترجمة تعني هنا ترجمة التعليمات التي تتضمنها البرمجيات من شكلها القابل للقراءة من قبل الإنسان إلى الشكل المقروء آليا وهو ما يعرف بلغة الآلة (Machine Language) ومن أشهر لغات البرمجة لغة (Forton) التي طورت من قبل شركة IBM، وهي من أقدم الأنواع وتستخدم للتطبيقات الهندسية والعلمية، وكذلك لغة (Prolog) حيث تعد من اللغات المتطورة والتي تستخدم في التعامل مع النظم الخبيرة.

برمجيات التطبيقات

تشير برمجيات التطبيقات إلى مجموعة البرامج الجاهزة والمصممة للإنجاز تطبيقات مختلفة يحتاجها مستخدمو النظام، وهي برامج معدة لتشغيل عمليات معينة ذات طبيعة نمطية بحيث يمكن تطبيقها مع تغييرات طفيفة في مؤسسات مختلفة.

ويتم إعداد برمجيات التطبيقات وكتابتها بإحدى لغات البرمجة ذات المستوى العالي، وتشتمل هذه البرمجيات على التعليمات التي تحدد بصورة تسلسلية عمليات المعالجة اللازمة للبيانات وكيفية تنفيذها، وفي العموم تصنف برمجيات التطبيقات إلى نوعين رئيسيين هما:

  1. برمجيات التطبيقات العامة: وتعد من أوائل أنواع البرمجيات الجاهزة في العالم وكانت ولا تزال مهمة ومستخدمة ومنتشرة في مختلف أنواع واختصاصات المؤسسات، ومن أشهرها برمجيات معالجة النصوص المتعلقة بكتابة وطباعة النصوص وعرضها وتخزينها على وسائط التخزين الثانوية، وبرمجيات البريد الإلكتروني، ومتصفحات الويب.
  2. برمجيات التطبيقات الخاصة أو المتخصصة: وهي برمجيات يتم تطويرها من قبل مؤسسات خاصة ومتخصصة في موضوعات معينة ومن ثم تسويقها محليا أو عالميا، ويوجه هذا النوع من الحزم البرامجية لمجالات أنشطة أعمال معينة كالمحاسبة، إدارة المخزون، إدارة علاقات الزبون، إدارة سلسلة التوريد، وغيرها من التطبيقات الخاصة، وقد عرف هذا النوع من البرمجيات انتشارا كبيرا نتيجة لمزاياها الكثيرة خاصة فيما يتعلق بإمكانيات التطوير والتحديث لإجراءات التطبيق، وتختص هذه البرمجيات في عدة مجالات منها التسويق والمحاسبة والإنتاج.

وفي وقتنا الحالي أصبحت البرمجيات أكثر أهمية من الأجهزة وأغلى ثمنًا، وأصبحت صناعة عالمية هائلة لها مؤسساتها وعملائها وبائعيها، وقد كان لها أثرا مباشرا في ظهور مصطلح صناعة المعلومات.

مواضيع أخرى قد تهمك

نشأة ومفهوم الإنترنت.

مفهوم، أنواع ومزايا قواعد البيانات.

مفهوم وخصائص تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

مفهوم ومجالات التكنولوجيا.

معنى نظم وشبكات الاتصالات.

السابق
مفهوم، أنواع ومزايا قواعد البيانات
التالي
نشأة ومفهوم الإنترنت

5 تعليقات

أضف تعليقا

  1. التنبيهات : نشأة ومفهوم الإنترنت - تدوينة

  2. التنبيهات : مفهوم، أنواع ومزايا قواعد البيانات - تدوينة

  3. التنبيهات : مفهوم وخصائص تكنولوجيا المعلومات والاتصالات - تدوينة

  4. التنبيهات : مفهوم ومجالات التكنولوجيا - تدوينة

  5. التنبيهات : معنى نظم وشبكات الاتصالات - تدوينة

اترك تعليقاً