تعريف الحاسب الآلي ومميزاته وأنواعه وأجياله

 

تعريف الحاسب الآلي


مقدمة عن الحاسب

تعريف الحاسب الآلي 

مفهوم الحاسب

يعرف الحاسب بأنه آلة الكترونية يمكن من خلالها تخزين البيانات ومعالجتها لاستخراج المعلومات، ومن ثم استرجاعها مرة اخري متي ما طلب ذلك


أي أنه آلة تقوم بإجراء العمليات الحسابية ومعالجة البيانات بدقة وسرعة مذهلة.

حيث يتميز بقدرته على التعامل مع كم هائل من المعلومات، وحل المسائل الرياضية المعقدة، واستيعاب آلاف البيانات الفردية الصغيرة، وتحويلها لمعلومات أكثر فائدة بسرعة متناهية ودقة تكاد لا تخفق أبدا.

وكما أنه الحواسيب القوية تستطيع إجراء بلايين العمليات الحسابية في الثانية الواحدة


خصائص الحاسب:

سرعة فائقة:

حيث يمكنه إجراء الملايين من العمليات الحسابية والمنطقية في ثانية واحدة


دقة متناهية:

ينتج معلومات دقيقة خالية من الأخطاء وإن وجدت أخطاء فهي قليلة جدا مقارنة مع حجم البيانات الكبيرة التي يقوم بمعالجتها.



مرونة عالية:

تتعدد الاستعمالات حيث من تنوع برامج الحاسب يمكن حل كثير من المشاكل التي تواجه المؤسسات أو الشركات أو الأفراد في مختلف المجالات.



طاقة تخزين عالية:

لديه القدرة على تخزين كم هائل من البيانات والمعلومات، وكما يمكنه استرجاع هذه البيانات والمعلومات بسرعة كبيرة وقتما تتدعي الحاجة لذلك.


قدرة عالية على تبادل المعلومات:

مع انتشار الشبكات سواء الشبكات المحلية أو شبكات الانترنت العالمية أمكن الحصول على المعلومات من أماكن متعددة.



أنواع الحاسبات:

هناك تصنيفات متعددة للحاسبات وفقا لأسس مختلفة سنذكر منه التصنيف وفقا للتقنية والحجم


يتم تصنيف الحاسبات وفقا للتقنية إلي:

الحاسبات الرقمية Digital Computers:

تعالج البيانات الرقمية فقط، بقيم محدودة وتتميز بالسرعات العالية وإمكانية إجراء أكثر من عملية حسابية في نفس الوقت وتستخدم في حل المشاكل الحسابية المعقدة وتنظيم الملفات وقواعد البيانات

 مجال هذه الحاسبات الرقمية هي : التعليم وتنظيم الإدارة والمحاسبة.



حاسبات قياسية Analogue Computer:

أصبح لها القدرة على اتخاذ أو تسيير الأمور بالصورة التي تجدها مناسبة، وتستخدم بيانات قياسية وهي البيانات التي تأخذ قيما عديدة مثل (شدة الصوت، درجة الحرارة) 

كما تستخدم في حساب الخصائص الفيزيائية مثل (الأوزان، الضغوط، الحرارة)

وتستخدم ايضا في المراكز العلمية والطبية ومراكز الأرصاد الجوية والمرضي.



حاسب مختلط Hybrid Computer:

ويراعي في تصميمه الجمع بين خصائص الحاسب الرقمي والحاسب الوصفي.

ومن أشهر استخداماته المفاعلات الذرية والأقمار الصناعية.



يتم تصنيف الحاسبات وفقا للحجم إلي:

حاسبات عملاقة Super Computer

تعتبر آلات سريعة جدا ولديها القدرة الفائقة المعالجة وسرعة تشغيل العشرات من البرامج في وقت واحد وتخزين بلايين الأحرف في الذاكرة ويستخدم لهذا الهدف أحدث تقنيات التكنولوجيا ويمكن ربطها بالمئات من الوحدات الطرفية وتكلفتها باهظة جدا لذلك نجدها في الشركات الكبيرة.



حاسبات كبيرة Mainframe Computers

تمتاز بسرعتها العالية جدا وتملك سعة تخزين عالية ولها القدرة على خدمة مئات المستخدمين في الوقت نفسه وترتبط هذه الحاسبات غالبا مع طرفيات، يمكن استخدامها في الشركات الكبيرة والجامعات


حاسبات متوسطة Mini Computers

أقل حجما وسرعة تشغيل وقدرة تخزينية من التي قبلها، كما أنها أقل تكلفة من الحاسبات الكبيرة.

وهي مناسبة للاستعمال للأعمال التجارية الصغيرة والمتوسطة 

وتحتاج إلي عدد لا يتجاوز الثماني أفراد تقريبا للعمل عليها

لكن هذا النوع أصبح مهملا لأن الحاسب الدقيق أصبح ذا قدرة فائقة توازي الحاسب المتوسط.



حاسبات دقيقة Micro Computers

وتسمي بالحاسبات الشخصية أو المنزلية Personal Computer وهي أصغر الأنواع حجما ذو قدرة تخزينية محدودة، تؤدي الأعمال الغير معقدة وعامة الغرض وتعتبر أرخص الحاسبات لا يمكن استخدامه من قبل أكثر من شخص واحد في نفس الوقت، ويمكن تصنيف الحاسبات الدقيقة إلي الأنواع التالية:


الحاسب الشخصي:

يعتبر من أكثر الحاسبات انتشارا حيث يمكن استخدامه في كل مكان وفي العديد من التطبيقات إذ يتميز بسهولة الاستخدام واعتدال التكلفة.


الحاسب النقال:

وهو عبارة عن حاسب شخصي صغير الحجم يمكن حمله واستخدامه في أي مكان. 


المساعدات الرقمية الشخصية (الحاسبات الكفية)

وهي أجهزة صغيرة لحفظ الوثائق الهامة والمواعيد وجداول الأعمال والاتصال عبر البريد الالكتروني.

وتتميز بإمكانية إدخال النصوص والأوامر عبر قلم خاص، كما يمكن وصل الأجهزة الكفية عن بعد لاسلكيا بالحاسب الشخصي أو بالشبكة المحلية.


حاسب الشريحة الواحدة:

هو عبارة عن الآلة الحاسبة التي نستخدمها عادة في العمليات الحسابية، ويمكن أن يحتوي هذا الحاسب على آلة حاسبة وحافظة للمعلومات.


حاسب يمكن ارتدائه

هي أنواع مختلفة من الحاسبات يمكن ارتدائها إما على معصم اليد أو الخصر أو الرأس، وتستخدم في الأماكن التي تتطلب استخدامات خاصة بالمصانع والمطارات وغيرها.


محطة العمل:

تشبه محطة العمل الحاسب الشخصي من حيث أن مستخدمه واحد، ولكنه أقوي من حيث المعالجة للبيانات والتخزين وإمكانية عرض الرسوم أو الألوان بدقة عالية على شاشة عرض الجهاز، ولهذا يستخدم هذا النوع من قبل المهندسين والعلماء وفي المختبرات والمصانع، أي المجالات التي تتطلب معالجة عالية جدا.


حاسب التحكم:

يستخدم هذا النوع في عمليات التحكم والمراقبة للأجهزة المختلفة مثل الأجهزة الصناعية والطبية ووسائل النقل كالطائرات والسيارات لإصدار إشارات التنبيه في حال وجود خلل أو عطل في مجال كما يستخدم في وسائل الاتصالات مثل المقاسم والسنترالات لتولي عمليات تحويل المكالمات الهاتفية والاستجابة لطلبات مستخدم الهاتف.



أجيال الحاسب الآلي:-

الجيل الأول: 1950م إلي 1958م (الصمامات المفرغة)

استخدم في صناعة الحاسب الصمامات الإلكترونية المفرغة والاسطوانات الممغنطة.


تعريف الصمامات الإلكترونية المفرغة:

هي أنابيب زجاجية مفرغة ويمكنها أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلي محول ميكانيكي.


لكن لهذه الصمامات الإلكترونية عيوب كبيرة منها:

  • حجم الصمامات كبير جدا 
  • تستهلك الصمامات مقدارا كبيرا من الطاقة الكهربائية.
  • سرعتها بطيئة جدا
  • الصمامات سهلة الكسر


سمات حاسبات الجيل الأول:

  • كبيرة الحجم وثقل الوزن وتستهلك مقدارا كبيرا من الطاقة الكهربائية 
  • سرعتها بطيئة جدا لاستخدامها البطاقات المثقبة في عمليات إدخال وإخراج البيانات.
  • انبعاث حرارة عالية من الصمامات المفرغة عند التشغيل سهولة كسرها
  • اعتمدت على لغة الآلة (التي تقوم على النظام الثنائي 0 و 1 ) في كتابة البرامج، وبالتالي كانت البرامج معقدة جدا.


الجيل الثاني 1959-1963 (الترانزستور):

استخدمت تقنية الترانزستور في صناعة حاسبات هذا الجيل بدلا من الصمامات المفرغة.


تعريف الترانزستور:

هو عبارة عن عنصر يسمح بمرور الطاقة الكهربائية في اتجاه معين، بينما يعمل في الوقت نفسه على وقف تدفق الطاقة الكهربائية في الاتجاه الآخر.


ومن مزايا الترانزستور:

  • أصغر حجما من الصمامات المفرغة حيث يمكن تركيب 200 ترانزستور في المساحة نفسها المخصصة لصمام واحد فارغ 
  • أسرع كثيرا من الصمامات المفرغة
  • كمية الطاقة الكهربائية التي يستهلكها الترانزستور أقل بكثير من الصمامات المفرغة
  • ينبعث من الترانزستور كمية حرارة أقل بكثير من الصمامات المفرغة.

سمات حاسبات الجيل الثاني:

  • استبدال الصمامات المفرغة بالترانزستورات
  • كان حجم هذه الحواسيب أصغر من حواسيب الجيل الأول.
  • أصبحت أكثر سرعة في تنفيذ العمليات (مئات آلاف عملية في الثانية الواحدة).
  • تم استخدام تقنية القلوب الممغنطة Magnetic Core في بناء ذاكرة الحاسب واستخدام الشرائط الممغنطة Magnetic Tapes والأقراص الممغنطة Magnetic Disks في عمليات إدخال وإخراج البيانات وعمليات التخزين الخارجي وتم صياغة البرامج بلغة التجميع Assembly
  • استخدمت بعض اللغات الراقية مثل cobol, fortran


الجيل الثالث 1964-1970(الدوائر المتكاملة):

شهد هذا الجيل ظهور الدوائر الكهربائية المتكاملة (Integerated Circuit)، وهي عبارة عن دوائر الكترونية متكاملة على شريحة صغيرة من السيلكون لا يجاوز حجمها 1سم مربع، وتحتوي على ملايين من المعدات الإلكترونية.


تعريف الدوائر المتكاملة:

وهي عبارة عن مواد شبه موصلة نقية يتم إضافة شوائب إليها بطريقة معينة ودقيقة للغاية بحيث ينتج عن ذلك تكون مكثفات وترانزستورات ومقاومات وبقية عناصر الدوائر المتكاملة.


مميزات الدوائر المتكاملة IC:

  • خفيفة الوزن
  • حجم ومساحة صغيرة
  • رخيصة الثمن نسبيا


عيوب الدوائر المتكاملة:

  • لا يمكن فصل مكوناتها عن بعضها بعد تصنيعها
  • لا يمكن إصلاحها إذا تعطلت 


سمات حاسبات الجيل الثالث:

  • صغر حجم الحاسبات بكثير عن السابق مع انخفاض تكلفة انتاج الحاسب
  • زيادة السرعة ودقة الأداء
  • يكاد لا ينبعث منها حرارة أثناء التشغيل 
  • تم الاعتماد على تكنولوجيا الدوائر المتكاملة صغيرة المجال Small Scale Integerated وتبعتها الدوائر المتكاملة المتوسطة Medium Scale Integerated 
  • تطور نظم التشغيل وظهور نظام المشاركة الزمنية
  • ظهور الحاسبات الصغيرة Minicomputers والمتوسطة
  • تطور البرمجيات وظهور لغة البيسك Basic وظهور مفهوم البرمجة الهيكلية.
  • ظهرت شبكات الحاسب الآلي وأصبح بالإمكان الاتصال بالحاسب الرئيسي من طريق نهاية طرفية من مكان بعيد.



الجيل الرابع 1971-1980 (المعالج الدقيق):

ظهور المعالج الدقيق الميكروبروسسور Microprocessor واستخدامه في صناعة الحاسبات


تعريف المعالجات الدقيقة :

هي عبارة عن شرائح تحتوي أكثر من 1000 ترانزيستور في مساحة صغيرة جدا من السيلكون


سمات حاسبات الجيل الرابع:

  • استخدام تقنية دوائر التكامل الواسع في صناعة الحاسبات
  • ظهور أول معالج دقيق (Micro processor) بجهود العالم تيدهوف
  • زيادة السرعة والسعة التخزينية والدقة في الأداء ودرجة الاعتمادية.
  • ظهور الحاسبات الشخصية
  • ظهور نظام تشغيل القرص (الدوس) الذي استخدم مع الحاسبات الشخصية IBM والحاسبات المتوافقة معها.
  • تطور نظم الاتصالات بين الحاسبات وظهور الشبكات Network
  • ظهور لغات الجيل الرابع 4 مثل لغة سي C ، والبرولج Prolog
  • ظهور الحاسبات كبيرة الحجم Mainframe Computers 
  • تطور وسائل اختزان البيانات كأقراص الليزر، والأقراص الممغنطة والأشرطة الممغنطة التي تصل سعة بعضها إلي Giga Byte أو 910بايت


الجيل الخامس - بداية الثمانيات:

ما زالت تستخدم الدوائر المتكاملة الكبيرة جدا VLSI والتي صنعت منها رقائق المعالج الميكروي Micro processor الذي يمثل CPU في الحاسبات الدقيقة ومنها معالجات Pentium 

كما استخدمت أشباه الموصلات في صناعة الذاكرة الرئيسية، كما انتشرت ذاكرة Cashe Memory


سمات حاسبات الجيل الخامس:

  • صغر الحجم
  • السرعة القصوي
  • حيز تخزين موسع بدرجة عالية



اقرأ ايضا
الحاسوب:
ما هي وحدات الإدخال والإخراج في الحاسوب


الانترنت:



برامج:
ما هي البرامج الضارة بالحاسوب؟ - الفيروسات




إرسال تعليق

أحدث أقدم