محمد رامي"علم الحسوب"

علم الحاسوب


مقدمة
علم الحاسوب هو علم لا يخفى عل أحد في هذه الأيام فهو علم يدرس أهم جهاز إلكتروني على وجه الأرض وهو الجهاز الذي يتصدر كافة الأجهزة من جميع النواحي فهو الأكثر شهرة والأكثر استخداماً و الأكثر انتشاراً .
علم الحاسوب هو ذلك العلم الذي يبحث في جوانب هذا الجهاز وأقسامه و تفرعاته ومزاياه و عيوبه ( إن وجدت ) و يوضح لكل مهتم الطرق العديدة المؤدية إليه سواء كانت هذه الطرق قصيرة أم كانت طويلة .
علم الحاسوب هو العلم الذي يحتاج أن ينال منه كل شخص على وجه الأرض نصيباً ما كي يصبح مؤهلاً للانضمام إلى المجتمع الحديث الذي يمتاز بالتكنولوجيا والتطور والإبداع .
علم الحاسوب هو عبارة عن أبجدية جديدة تفرض نفسها على ساحات العلم والمتعلمين فلا يمكن تجاهلها أو الاستغناء عنها في وقت أصبح كل أمور الحياة تدار بالحاسوب .
ونحن من خلال هذا الكتاب المبسط نأمل أن نضع الأسس السليمة لخوض هذا العلم بأقل الطرق مسافة و أيسر الأساليب اتباعاً حتى نوفر لكل راغب في خوض هذا المجال الفرصة كي يدخله من أوسع أبوابه .
علم الحاسوب مثله مثل معظم العلوم التي نعرفها هو علم ذو ثلاث محاور كالآتي :
1 – الإنسان .
2 – المعدات والأجهزة المكونة للحاسوب نفسه .
3 – البرامج المستخدمة للاستفادة من الحاسوب .
يطلق على الإنسان في علم الحاسوب مصطلح ( العنصر البشري ) أو Peopleware و العنصر البشري يقصد به أي شخص مهتم بهذا العلم سواء كان مستخدماً للحاسوب أو مستفيداً منه أو كان أحد مصنعيه أو مطوريه وغيرها ممن يعملون في هذا المجال .
أيضاً تسمى المعدات والأجهزة المكونة للحاسوب بمصطلح ( الكيان المادي ) أو Hardware وهي عبارة عن كافة الأجهزة المستخدمة في مجال الحاسوب بدون استثناء وبالطبع فإن هذه الأجهزة في زيادة مستمرة وفي تطور مستمر وسميت بالكيان المادي لأنها أجهزة ملموسة أي مادية محسوسة .
كما يطلق على البرامج التي تستخدم من خلال الحاسوب المصطلح ( الكيان المعنوي ) أو Software وهي عبارة عن برامج معينة تخزن أو توضع في وسائل تخزين خاصة كي يمكن استخدامها من قبل الحاسوب نفسه ولأن هذه البرامج هي عبارة عن شفرات خاصة يفهمها الحاسوب وليس شيئا محسوساً فقد سميت بالكيان المعنوي .
من العناصر الثلاثة السابقة نشأ ما يسمى بمثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات وفيما يلي سنتناول هذا المثلث بشيء من الشرح والتوضيح .

مثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات : Electronic Data Processing triangle


هو مثلث مكون من عدة أضلع كما يتضح من الرسم التالي :



هذه الأضلع وكما هو واضح هي عناصر علم الحاسوب ومن ذلك يمكن أن نطلق عليه اسم مثلث علم الحاسوب و بالتأكيد ستكون هذه التسمية صحيحة على اعتبار أن علم الحاسوب مكون من ثلاث عناصر هي بالطبع أضلع هذا المثلث ولكن ما يحتاج إلى تفسير هو سبب تسمية هذا المثلث بمثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات والسبب في ذلك سيتضح في الفقرة التالية :
كي يمكننا فهم سبب هذه التسمية يجب أولاً تناول كل كلمة منها على حدا وتعريفها :


المعالجة :


المعالجة بصفة عامة هي تحويل شيء ما من صورته الطبيعية إلى صورة أخرى تعبر عن نتيجة ما يمكن الاستفادة منها فمعالجة الحديد الخام يمكن أن تعطينا أشكال عديدة من معدات حديدية ومعالجة ثمار التفاح قد تعطينا عصير تفاح رائع ومعالجة بعض الأرقام قد تعطينا إجمالي المصروفات أو الربح وهكذا . أي أن عملية المعالجة هي تحويل أي شيء من شكله الخام إلى شكل جديد يستفاد منه في حياتنا بشكل عام .


المعالجة الإلكترونية :


المعالجة الإلكترونية هي معالجة ليست يدوية كما أنها ليست ميكانيكية ولا حرارية ، أي أن المعالجة الإلكترونية بكل بساطة هي عبارة عن معالجة بواسطة أجهزة إلكترونية وهذه الأجهزة يقصد بها الحاسوب لأنه مكون من عدة أجهزة تعمل كلها بواسطة شرائح إلكترونية وهذه الشرائح الإلكترونية هي المتحكم في كل عمليات المعالجة وبالتالي فهي معالجة إلكترونية .


البيانات :


يتبادر إلى الذهن عادة أن البيانات هي عبارة عن الأرقام أو الحروف الأبجدية التي نعرفها مشكلة بطريقة ما للتعبير عن بيانات شخص أو مبنى أو مدينة .. الخ ، وفي الواقع أن هذا التصور هو جزء من الحقيقة أو جزء من الصواب فالبيانات في الواقع هي عبارة عن أي شيء يمكن التعبير عنه بشكل عام فصوت الإنسان بيانات و ضغط دمه بيانات و قوة الرياح بيانات و كثافة الضباب بيانات و الألحان الموسيقية بيانات و الضحك بيانات والكذب بيانات .. الخ.


المعالجة الإلكترونية للبيانات :


عرفنا أن البيانات هي ( أي شيء يمكن التعبير عنه ) ومن هذا التعريف يمكن القول أن نطلق على مثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات اسم ( مثلث المعالجة الإلكترونية لأي شيء يمكن التعبير عنه ) و من هذه التسمية يمكننا استنتاج حقيقة وقاعدة هامة جداً تتعلق بالحاسوب وهي أنه جهاز إلكتروني يمكنه معالجة أي شيء يمكن التعبير عنه وهذه الحقيقة خطيرة بالقدر الذي تكون فيه رائعة ، فأن يكون لدى الإنسان جهاز إلكتروني يمكنه معالجة أي شيء يمكن التعبير عنه فإن ذلك يعني أن هذا الجهاز لن يتوقف عند حد ، فجملة ( أي شيء يمكن التعبير عنه ) جملة مطلقة وليست مقيدة . لكن السؤال الآن هو : كيف يمكن للحاسوب أن يقوم بذلك ؟


الإجابة عن هذا السؤال سنعرفها بعد قليل وعند دراستنا لفكرة عمل الحاسوب وكيفية تعامله مع البيانات بشكل عام وما هي الشروط التي يشترطها الحاسوب كي يقوم بذلك . ولكن الآن دعنا نجيب على سؤال آخر قد يكون بنفس الأهمية وهو : لماذا سمي مثلث علم الحاسوب بمثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات ؟


وللإجابة على هذا السؤال يجب أن نذكر بأن أي جهاز قام بصنعه الإنسان كان الهدف منه هو معالجة شيء ما فمثلاً السكين صنع لمعالجة بعض المواد بتقطيعها وتحويلها من شكلها الخام إلى قطع أصغر منها و جهاز قياس ضغط الإنسان هو جهاز صنع كي يعالج دقات قلب الإنسان و يقوم بتحديد ضغط الدم لهذا الإنسان و جهاز الراديو صنع كي يقوم باستقبال موجات مرسلة في الجو ويقوم بمعالجتها كي يمكننا سماع المحطة المطلوبة وهكذا .


من هذا يمكننا القول بأن الحاسوب هو جهاز إلكتروني صنع كي يقوم بمعالجة ..... بمعالجة ماذا ؟ بمعالجة أي شيء يمكن التعبير عنه ... أليس ذلك رائع ؟! ، بالطبع رائع فهو جهاز يقوم بالمعالجة الإلكترونية للبيانات وبالتالي جاءت التسمية ( مثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات ) .


يتلخص ذلك في أن علم الحاسوب هو علم يدرس قيام جهاز إلكتروني بمعالجة البيانات ( أي شيء يمكن التعبير عنه ) معالجة إلكترونية ويتكون هذا العلم من ثلاثة محاور هي :


1 – العنصر البشري Peopleware.
2 - الكيان المادي Hardware .
3 - الكيان المعنوي Software .


ويرمز إلى هذه المحاور الثلاثة بمثلث يسمى مثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات .


الآن سنلقي الضوء على الكيفية التي تتم بها عمليات المعالجة الإلكترونية للبيانات ن خلال دراسة فكرة عمل الحاسوب .


فكرة عمل الحاسوب :


تتلخص فكرة عمل الحاسوب في كونه جهاز لديه القدرة على المعالجة وذلك من خلال أحد الشرائح الإلكترونية التي حاول صانعيها أن يقلدوا فيها عمل الدماغ البشري وكيفية معالجته لأمور الدنيا بشكل عام ومن هنا يمكن إثبات أن الحاسوب له القدرة على معالجة أي شيء .


كون الحاسوب لديه هذه القدرة على معالجة الأشياء فإن هذا بالطبع لا يكفي فهو يضل قاصراً على القيام بأي شيء دون أن يتم تلقينه بطريقة المعالجة ، أي أن الحاسوب يعجز عن إتمام عملية جمع رقمين طالما لم نقوم نحن بتزويده بخطوات عملية الجمع . فهو جهاز يمكنه أن يقوم بأي عمل بشرط أن نقوم نحن بتعليمه كيف يقوم بهذا العمل وهذا يقودنا إلى سؤال آخر وهو كيف نقوم بتعليم الحاسوب كيفية معالجة مسألة ما ؟ والإجابة عن هذا السؤال هي أن العنصر البشري العامل في مجال الحاسوب والمتخصصون في علم البرمجة هم الذي يكتبون للحاسوب خطوات حل مسألة ما أو طريقة معالجة عملية معينة وذلك من خلال برامج يقوم بقراءتها الحاسوب وتطبيق ما كتب فيها بإتقان .


من ذلك يمكننا أن نقول أن الحاسوب يمكنه القيام بالمعالجة ولكن بشرط وجود خطوات المعالجة أي وجود برنامج المعالجة وهذا البرنامج هو عبارة عن خطوات متسلسلة كتبت بأسلوب يفهمه الحاسوب و زود بها الحاسوب بطريقة ما كي يقوم بتطبيقها كلما دعت الحاجة .


أي أنه يجب تزويد الحاسوب بالبرامج كي يمكنه القيام بالمعالجة وهذا يؤكد الحقيقة التي سبق وأن تناولناها وهي أن علم الحاسوب عبارة عن ثلاثة أضلع يجب أن تلتقي حتى تكون مثلث المعالجة الإلكترونية للبيانات ، حيث تمثل البرامج أحد أضلع هذا المثلث وقد أشرنا إليه بالكيان المعنوي Sofware . والرسم التالي يوضح فكرة عمل الحاسوب أكثر :



من الرسم يتضح أن جهاز الحاسوب هو عبارة عن جهاز له القدرة على المعالجة وهي أهم ميزة يمتلكها الحاسوب و لكي تنجح عملية المعالجة ، كما أشرنا سابقاً ، يجب تزويد الحاسوب بالبرنامج المستخدم ولكون المعالجة ستتم على بيانات ما فإنه يجب أن يتم إدخال هذه البيانات إلى الحاسوب حيث يقوم الحاسوب بمعالجتها وفقاً للبرنامج المستخدم وفي النهاية سيقوم الحاسوب بإخراج المعلومات أو النتائج التي تحصل عليها كحصيلة نهائية للمعالجة .


من ذلك يتضح أ نه يمكن تزويد الحاسوب بأي برنامج كي يمكنه معالجة نوع ما من البيانات وكلما قمنا بإنتاج برامج أكثر كلما استطعنا الاستفادة من الحاسوب بشكل أكبر . والحال القائم حالياً هو أن المتخصصين في علم الحاسوب خاصة علم البرمجة يقومون بإنتاج العديد من البرامج التي تعتبر الخبرة العملية في الحياة للإنسان وبذلك أمكن للحاسوب أن ينوب عنا في إتمام العديد من الأعمال اليومية في جميع مجالات الحياة .


والسؤال الآن هو لماذا نوكل للحاسوب القيام بأعمالنا ؟!


الإجابة ، أعتقد أنها واضحة فالحاسوب يمتاز بعدة مزايا تجعلنا نعتمد عليه في إجراء العديد من العمليات في جميع المجالات فهو سريع جداً في إنجاز العمليات فهو ذو قدرة هائلة على المعالجة كما أنه دقيق بدرجة كبيرة جداً تصل إلى درجة يمكننا القول بأنه لا يخطأ أبداً ، هذا بالإضافة إلى أن له قدرة تخزين هائلة للبرامج و البيانات والمعلومات لدرجة يمكننا استغلاله كوسط تخزين رائع لكل ما نملك فهو يتعامل مع أي شيء يمكن التعبير عنه ( أي البيانات ) وبهذا لن يمانع في تخزين أي شيء تود تخزينه .


هذه أهم مزايا الحاسوب فقط ولكن ليست كلها بالطبع فمزايا الحاسوب لا تنتهي وليس لديها حد ولكن لنترك الحديث عن مزايا الحاسوب لمناسبات قادمة أو لنترك لك فرصة اكتشافها لوحدك.


أنواع الحاسبات الآلية :


الحاسبات الآلية منذ أن ظهرت على حيز الوجود وحتى الآن مرت بالعديد من المراحل و التطورات التي أنتجت لنا العديد من أنواع الحاسبات الآلية وقد قام العلماء في هذا المجال بتصنيف الحاسبات الآلية بعدة طرق فمنها من صنفها حسب الحجم والإمكانيات و منهم من صنفها حسب طريقة عملها ومنهم من صنفها حسب الغرض المصنوعة من أجله وفيما يلي سنتناول أهم هذه التصنيفات وهو التصنيف حسب حجم الحاسبات الآلية و إمكانياتها وقدراتها في المعالجة :

1 – الحاسب الآلي الممتاز Super Computer :


هذا الحاسب الآلي هو حاسب آلي عملاق ذو إمكانيات هائلة جداً يستخدم لمعالجة كم هائل جداً من البيانات وله القدرة على تخزين كم هائل جداً من البيانات و المعلومات والبرامج وهو لا يصلح للاستخدام الشخصي أو على مستوى مؤسسة محدودة إنما يستخدم على نطاق دولي حيث يمكنه ربط شبكة حاسبات آلية كبيرة جداً على نطاق واسع جداً حيث تتدفق إليه البيانات من عدد كبير جداً من الحاسبات الآلية ليقوم بمعالجتها و الحصول على نتائج المعالجة وتخزين ما يلزم منها كي تصبح جاهزة لأي حاسب آلي أخر مرتبط معه ويحتاج الحصول على هذه المعلومات.

2 – الحاسب الآلي الكبير Mainframe :


ويسمى الحاسب الآلي المركزي حيث يستخدم لربط شبكة من الحاسبات الآلية على نطاق واسع قد يكون على مستوى مدينة كاملة أو شركة كبيرة وبه إمكانيات هائلة إلا أنها لا تصل إلى مستوى إمكانيات الحاسب الآلي الممتاز.

3 – الحاسب الآلي المتوسط Minicomputer :


هو حاسب آلي ذو إمكانيات تؤهله لخدمة شبكة من الحاسبات الآلية على نطاق مؤسسة أو شركة صغيرة حيث يقوم بمعالجة بيانات هذه المؤسسة وتخزينها و تلبية احتياجات الحاسبات الآلية المرتبطة به داخل هذه المؤسسة .


4 – الحاسب الآلي الصغير Microcomputer :


الحاسبات الآلية الصغير لها عدة أشكال هي :


أ – الحاسوب الشخصي Personal Computer :


أشهرها على الإطلاق وهو الحاسوب الذي نتعامل معه الآن بشكل واسع وهو ينتشر بشكل كبير جداً وذلك لرخص سعره أولاً ولكونه في تطور مستمر و يعتبر ذو إمكانيات هائلة جداً على النطاق الشخصي.


ب – الحاسوب المحمول Portable Computer :


يطلق على الحاسوب المحمول اسم Lab Top هو يشبه إلى حد كبير الحاسوب الشخصي إلا أنه صغير الحجم يمكن حمله كحقيبة مستندات ويزود ببطارية يمكن شحنها كي يمكن استخدامه في أي مكان وفي أي وقت وهو يناسب هؤلاء الذين يتنقلون باستمرار وتتطلب طبيعة عملهم السفر و الترحال من مكان لآخر ، كرجال الأعمال والصحفيين وغيرهم .





جـ- الحاسوب المنزلي Home Computer :


هو حاسوب يستخدم على نطاق المنزل حيث يستخدمه الأطفال للتعود على الحاسوب والاستفادة منه في جوانب خاصة بهم مثل التعليم والترفيه وهو بالطبع أقل إمكانيات من الحاسوب الشخصي.

ملاحظات :


• تطور الحاسوب الشخصي بشكل كبير و تطور البرمجيات الخاصة به أدت إلى عدم الاهتمام بالأنواع الأخرى من الحواسيب لدرجة يمكن القول أن معظم تلك الأنواع من الحواسيب أوشكت على الانقراض ، هذا إن لم تنقرض بعد حيث ينصب الاهتمام فعلياً على الحاسوب الشخصي و أيضاً الحاسوب المحمول ولم نعد نسمع بالحاسوب المركزي أو المتوسط ولا حتى الممتاز أو المنزلي فقد حل محلها الحاسوب الشخصي بعد أن وصل إلى موصفات تضاهي في الإمكانيات كل أنواع الحواسيب المستخدمة في العالم .


• تم الاتفاق على أن يسمى الكومبيوتر Copmuter بالحاسوب وهذه الكلمة هي كلمة حديثة في اللغة العربية حيث يسمى الكومبيوتر في بعض الكتب العربية بالحاسب الآلي وكلا الاسمين صحيح .


وبعد أن تعرفنا على فكرة عمل الحاسوب وأهم أنواعه وبعد أن عرفنا أن الحاسوب الشخصي هو الحاسوب الأكثر شهرة والأكثر استخداماً و الأكثر اهتماماً من قبل الجميع سواء المستخدمين أو المطورين فإن دراستنا بإذن الله سترتكز على دراسة الحاسوب الشخصي بشكل خاص .
الآن سنقوم بتناول عناصر علم الحاسوب كلاً على حدا وسنبدأ بالمعدات والأجهزة المكونة للحاسوب .


محمد رامي