السلام عليكم ورحمة الله وبركاته احباب مدونة اقرا معي وتعلم على الانترنت ... اليكم اساسيات معمارية الحاسوب واول تدوينة عبارة عن بحث بسيط عن اساسيات الحاسب الآلي:
اساسيات الحاسب آلي:
اساسيات الحاسب آلي:
ان الفكرة التي يقوم عليها الحاسب آلي ما هي إلا تقليدا لطريقة الانسان في حل أي مسألة . ولكن لابد من وجود منظم لعملية الحل وهي البرنامج يتم وضعها للحاسب عن طريق العمليات التي يتم تنفيذها والتي تمر على ثلاثة اجزاء رئيسية وهي :
- الذاكرة Memory .
- وحدات الادخال والاخراج Input/output Ports .
- وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit (CPU) .
الذاكرة :
التي يتم فيها تخزين البرامج المراد تنفيذها والبيانات المراد معالجتها والذاكرة الثانوية وهي وحدة تخزين دائمة تستخدم لتخزين البرامج والبرمجيات والبيانات بشكل دائم لحين الحاجة إليها كالأقراص الصلبة والمرنة والمدمجة.
وتنقسم الذاكرة في الحاسب آلي الى قسمين اساسين وهما:
- الذاكرة الاساسية للحاسب آلي Main Memory .
- الذاكرة الاضافية للحاسب آلي Mass Memory ..
وحدة الإدخال ( input unit) :
يتم من خلالها إدخال البرامج والبيانات ومختلف أنواع المعلومات إلى ذاكرة الحاسوب الرئيسية كلوحة المفاتيح والفأرة وعصا التحكم والقلم الضوئي والماسح الضوئي.
وحدة الإخراج ( output unit) :
يتم من خلالها إخراج مختلف أنواع المعلومات من الحاسوب إلى العالم الخارجي كشاشات العرض والطابعات والراسمات والسماعات.
الناقلات (Bus)
:
ويتم ربط هذه الوحدات مع بعضها البعض في داخل الحاسوب باستخدام ثلاث أنواع من الناقلات وهي ناقل العنوانين (address bus) الذي يقوم بتحديد عنوان الذاكرة أو عنوان وحدة الإدخال والإخراج التي سيتم إرسال أو استقبال البيانات منها وناقل البيانات الذي يقوم بنقل البيانات فيما بين الوحدات المختلفة وناقل التحكم control bus) )
الذي
يقوم بنقل إشارات التحكم من وحدة التحكم إلى بقية الوحدات
المنطق الرقمي (Digital Logic) :
يعود الفضل في ظهور ما يسمى بالمنطق الرقمي إلى العالم الايرلندي جورج بولGeorge Boole الذي نشر في عام 1854م مقالة عن التحليل الرياضي للمنطق باستخدام نظام العد الثنائي ولذلك سمي هذا العلم بالجبر أو المنطق البوليني Boolean algebra or logic .
ويستخدم نظام العد الثنائي رقمين اثنين فقط وهما الصفر والواحد أو حالتين وهي حالة الصح True وحالة الخطأ False ) ) ويمكن من خلاله إجراء مختلف العمليات الحسابية والمنطقية بشكل أبسط من أنظمة العد الأخرى وخاصة نظام العد العشري.
إن أهم ما يميز هذا النظام هو سهولة بناء آلات حسابية ومنطقية تستخدم مفاتيح بسيطة يتم من خلالها تمثيل الرقم واحد بإغلاق المفتاح بينما يمثل فتحه الرقم صفر أو العكس ويمكن من خلال توصيل عدة مفاتيح على التوالي أو التوازي أن نحصل على عمليات منطقية مختلفة.
وأما الميزة الأخرى فتكمن في سهولة تخزين الأرقام الثنائية فترك المفتاح مغلقا يعني تخزين الرقم واحد بينما تركه مفتوحا يعني تخزين الرقم صفر.
وفي عام 1903م تمكن اليوغسلافي نيكولا تسلا
Nikola Tesla من
الحصول على براءة اختراع لدائرة
منطقية كهربائية أطلق عليها اسم البوابة
gate وذلك من خلال استخدام مفاتيح كهربائية بدلا من المفاتيح الميكانيكية حيث تتميز المفاتيح الكهربائية بصغر حجمها وبسرعة فتحها واغلاقها باستخدام الإشارات الكهربائية.
س/ متى تم اختراع البوابة المنطقية ؟ ومن
الذي اخترعها؟
ومع اختراع الصمامات الإلكترونية في عام 1906والترانزستورات في
عام 1947 م أصبح بالإمكان تصنيع مفاتيح إلكترونية صغيرة الحجم بالمقارنة مع المفاتيح الكهروميكانيكية التي كانت تستخدم المرحلات الكهربائية التي تقوم بفتح واغلاق المفاتيح الميكانيكية.
س/ متى تم اختراع الصمامات الالكترونية
والترانزيستورات؟
يوجد أربع أنواع من العمليات المنطقية الأساسية وهي عملية لا NOT operation وعملية و AND operation وعملية "أو" OR operation )) وعملية " أو المستثناةXOR operation فالبوابة المنطقية التي تقوم بعملية " لا " تسمى العاكس inverter ولها مدخل واحد ومخرج واحد بحيث تكون حالة المخرج عكس حالة المدخل.
والبوابة المنطقية التي تقوم بعملية " و " تسمى بوابة "و"
AND gate ولها أكثر من مدخل ومخرج واحد بحيث تكون حالة المخرج في حالة الصح فقط إذا كانت حالة جميع المداخل صحيحة.
والبوابة المنطقية التي تقوم بعملية "أو" تسمى بوابة "أو"
OR gate ولها أكثر من مدخل ومخرج واحد بحيث تكون حالة المخرج في حالة الصح فقط إذا كانت حالة واحد أو أكثر من المداخل صحيحة.
والبوابة المنطقية التي تقوم بعملية " أو الحصرية" تسمى بوابة "أو الحصرية"
XOR gate ولها أكثر من مدخل ومخرج واحد بحيث تكون حالة المخرج في حالة الصح فقط إذا لم تكن حالة جميع المداخل صحيحة أو جميعها خاطئة. وعلى الرغم من العدد القليل للعمليات المنطقية الأساسية إلا أنه يمكن من خلالها بناء أعداد كثيرة من العمليات المنطقية غير الأساسية يعبر عنها في العادة بما يسمى بجدول الحقيقة Truth Table .
ويمكن باستخدام نظام العد الثنائي القيام بجميع العمليات الرياضية التي يقوم بها نظام العد العشري كجمع الأرقام وطرحها وضربها وتقسيمها ومقارنتها ولكن بميزة كبرى وهي إمكانية استخدام البوابات المنطقية البسيطة للقيام بإجراء مثل هذه العمليات بينما نجد من الصعب جدا بناء دوائر منطقية تتعامل مع الأرقام العشرية.
فعلى سبيل المثال فإن عملية جمع خانة واحدة لرقمين ثنائيين مع الرقم المحمول من الخانة السابقة يحتاج إلى خمس بوابات منطقية من أنواع مختلفة. والى
جانب العمليات المنطقية والحسابية فإن الحواسيب تحتاج لوسائل لتخزين المعلومات لفترات زمنية قصيرة أو طويلة وذلك لكي تتمكن من إجراء العمليات الحسابية والمنطقية عليها.
ولقد تم في الثلاثينات اختراع ما يسمى بالنطاطات Flip-Flops FF وهي دوائر كهربائية مكونة من بوابات منطقية تستخدم التغذية الخلفية feedback لتخزين الرقم واحد أو الرقم صفر. ويوجد
أنواع كثيرة من النطاطات كنطاطات RS و JK
و D و T وتستخدم هذه النطاطات لبناء أنواع مختلفة من الدوائر الرقمية المهمة بعضها لأغراض التخزين كالمسجلات registers والذاكرات memories وبعضها لأغراض العد والتوقيت كالعدادات counters وتحتاج الحواسيب كذلك دوائر رقمية إلكترونية مهمة تستخدم للتحكم في توقيت إجراء العمليات المنطقية.
س/ متى تم اختراع النطاطات Flip-Flops ؟
إرسال تعليق
لا تبخل علينا باقتراحك او قم بمشاركة الموضوع ليستفيد الاخرين ايضاً شكرا لزيارتك عزيزي الزائر