مكونات الكمبيوتر، وكيف يعمل؟

مقدمة

 الكمبيوتر هو جهاز يمكنه قبول بعض المدخلات وإنتاج بعض المخرجات. فى الواقع إن الدماغ البشرى نفسه هو حاسوب متطور ويتعلم العلماء المزيد عن كيفية عمله مع كل عام يمر. استخدامنا الأكثر شيوعا لكلمة الكمبيوتر هو وصف جهاز إلكترونى يحتوى على المعالج الدقيق.

المعالِج الدقيق هو جهاز إلكترونى صغير يمكنه إجراء العمليات الحسابية المعقدة فى غمضة عين. يمكنك العثور على المعالجات الدقيقة فى العديد من الأجهزة التى تستخدمها كل يوم، مثل السيارات والثلاجات وأجهزة التلفزيون. الجهاز الأكثر شهرة مع المعالج هو جهاز الكمبيوتر الشخصى، أو Personal Computer - PC. فى الواقع أصبح مفهوم الكمبيوتر مرادفا تقريبا لمصطلح الكمبيوتر الشخصى.

عندما تسمع جهاز الكمبيوتر ربما تتصور جهاز مغلق مع شاشة فيديو مرفقة ولوحة مفاتيح وبعض أنواع أجهزة التأشير، مثل الماوس أو لوحة المفاتيح. قد تتصور أيضا أشكالا مختلفة من أجهزة الكمبيوتر الشخصية مثل أجهزة الكمبيوتر المكتبية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تم ربط المصطلح PC ببعض العلامات التجارية مثل معالجات Intel أو أنظمة تشغيل Microsoft.

فى هذه المقالة نقوم بتعريف جهاز الكمبيوتر مع هذه الخصائص:

·         مصممة للاستخدام من قبل شخص واحد في وقت واحد.

·         يشغل نظام التشغيل ليعمل كواجهة بين المستخدم والمعالج الدقيق.

·         يحتوى على بعض المكونات الداخلية الشائعة مثل وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائى.

·         تشغيل تطبيقات برمجية مصممة لأنشطة محددة مثل العمل أو اللعب.

·         يسمح بإضافة وإزالة الأجهزة أو البرامج حسب الحاجة.

يرجع تاريخ أجهزة الكمبيوتر إلى السبعينيات عندما بدأ رجل يدعى Ed Roberts ببيع مجموعات الكمبيوتر المنشأة على أساس رقاقة المعالج المصغر microprocessor والمصممة من قبل شركة إنتل. أطلق Roberts على جهاز الكمبيوتر الخاص به جهاز Altair 8800 وهكذا بدأ عصر الكمبيوتر الشخصى.

فى حين أن جهاز Altair 8800 كان أول حاسوب شخصى حقيقى، كان إصدار Apple II بعد بضع سنوات إشارة إلى بداية جهاز الكمبيوتر كجهاز منزلى مرغوب. أثبتت شركة Apple II، من المخترعين Steve Jobs و Steve Wozniak ، أن هناك طلباً على أجهزة الكمبيوتر فى المنازل والمدارس. بعد فترة وجيزة قفزت شركات حاسوب قديمة مثل IBM و Texas Instruments إلى سوق أجهزة الكمبيوتر ودخلت علامات تجارية جديدة مثل Commodore و Atari فى اللعبة.

فى هذه المقالة، سننظر داخل جهاز الكمبيوتر لمعرفة أجزاءه وما هى وظائفهم. سوف نتحقق أيضاً من البرامج الأساسية المستخدمة فى تشغيل جهاز الكمبيوتر وتشغيله. ثم سنقوم بتغطية أجهزة الكمبيوتر المحمولة وفحص المستقبل لتكنولوجيا الكمبيوتر.

المكونات الأساسية لجهاز الكمبيوتر

من التعريف الذى سبق أن ذكرناه لجهاز الكمبيوتر وهو أنه :

"جهاز الكترونى قادر على استقبال بيانات Data، وإجراء بعض العمليات عليها لمعالجتها Processing ومن ثم اخراج معلومات Information مفيدة لنا."

من هذا التعريف يمكن تقسيم مكونات الكمبيوتر إلى:

1.       وحدات ادخال: تستخدم لادخال البيانات إلى جهاز الحاسب مثل الماوس، لوحة المفاتيح، أو الماسحة الضوئية.

2.       وحدات اخراج: تستخدم لعرض المعلومات لمستخدم الحاسب الآلى مثل الشاشة، الطابعة، أو السماعات.

3.       وحدة المعالجة المركزية: وهى المسئولة عن أجراء العمليات المختلفة على البيانات الداخلة لجهاز الحاسب. وتقسم هذه العمليات إلى تقسيمات مختلفة مثل:

a.       عمليات حسابية: مثل الجمع، الطرح، الضرب، والقسمة.

b.       عمليات منطقية: مثل المقارنات.

لنعرف كيف يعمل جهاز الكمبيوتر يجب أن نبدأ بالقطع التى تتجمع معاً لتكون الماكينة. فيما يلى المكونات الشائعة لأجهزة الكمبيوتر بالترتيب الذى يتم تجميعها عادة:

الصندوق الخارجى Case: إذا كنت تستخدم كمبيوتر محمول فسيتضمن الصندوق الخارجى للكمبيوتر لوحة مفاتيح وشاشة. بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية يكون الصندوق الخارجى عادة نوعاً من أنواع الصناديق التى تحتوى على مصابيح وفتحات وأماكن لتوصيل الكبلات. يمكن أن يختلف حجم العلبة من وحدات الطاولة الصغيرة إلى الأبراج العالية. لا يعنى الصندوق الخارجى الأكبر دوماً وجود كمبيوتر أكثر قوة. إنه ما بالداخل الذى يحدد مدى قوة جهاز الكمبيوتر. يقوم مصممو أجهزة الكمبيوتر الشخصية بتصميم أو تحديد الصندوق الخارجى استناداً إلى نوع اللوحة الأم التى يجب وضعها فى الداخل.

اللوحة الأم، او اللوحة الرئيسية Motherboard: لوحة الدائرة الرئيسية داخل جهاز الكمبيوتر الخاص بك هى اللوحة الأم. جميع المكونات من الداخل والخارج تتصل باللوحة الأم بطريقة أو بأخرى. المكونات الأخرى المدرجة فى هذه المقاله قابلة للإزالة وبالتالى يمكن استبدالها دون استبدال اللوحة الأم. يتم إرفاق العديد من المكونات الهامة مباشرة باللوحة الأم مثل ال BIOS. تأتى اللوحات الأم بأحجام ومقاييس مختلفة. تختلف اللوحات الرئيسية حسب نوع المكونات القابلة للإزالة التى تم تصميمها للتعامل معها داخلياً وما هى المنافذ المتوفرة لتوصيل الأجهزة الخارجية.

مصدر الطاقة Power Supply: بخلاف ال BIOS، الذى يعمل ببطارية منفصلة قابلة للاستبدال على اللوحة الأم، يعتمد كل مكون فى جهاز الكمبيوتر الخاص بك على مصدر الطاقة الخاص بالجهاز. يتصل مصدر الطاقة ببعض أنواع مصادر الطاقة، سواء كانت بطارية فى حالة أجهزة الكمبيوتر المحمولة، أو مصدر للكهرباء فى حالة أجهزة الكمبيوتر المكتبية. فى جهاز الكمبيوتر المكتبى يمكنك رؤية مصدر الطاقة وقد تم تركيبه داخل العلبة case ويتصل من الخارج بمصدر للكهرباء عن طريق كابل الطاقة Power Cable، ومن الداخل يتصل بحفنة من الكوابل. تتصل بعض هذه الكابلات مباشرة باللوحة الأم بينما يتصل البعض الآخر بمكونات أخرى مثل محركات الأقراص والمراوح.

وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit (CPU): وحدة المعالجة المركزية (CPU)، غالباً ما تسمى فقط المعالج هو المكون الذى يحتوى على المعالج الدقيق microprocessor. هذا المعالج هو قلب جميع عمليات الكمبيوتر الشخصى، ويعتمد أداء كل من الأجهزة والبرمجيات على أداء المعالج. تعد Intel و AMD من أكبر الشركات المصنعة لأجهزة المعالجة المركزية لأجهزة الكمبيوتر، على الرغم من أنك ستجد غيرها فى السوق أيضاً. إن معمارى CPU الشائعين هما 32-bit و 64-bit وستجد أن بعض البرامج تعتمد على هذا التمييز المعمارى.

ذاكرة الوصول العشوائى Random Access Memory (RAM): حتى أسرع المعالجات تحتاج إلى مخزن مؤقت لتخزين المعلومات أثناء معالجتها. إن ذاكرة الوصول العشوائى (RAM) بالنسبة إلى وحدة المعالجة المركزية (CPU)، تماثل طاولة التجهيز بالنسبة للطباخ فى المطبخ. فهو بمثابة المكان الذى تنتظر فيه المكونات والأدوات التى تعمل بها حتى تحتاج إلى التقاطها واستخدامها.

إن وحدة معالجة لمركزية سريعة، وكمية وافرة من ذاكرة الوصول العشوائى، هى من الأمور الضرورية لجهاز كمبيوتر سريع. يحتوى كل جهاز كمبيوتر على أقصى قدر ممكن من ذاكرة الوصول العشوائى التى يمكنه التعامل معها، وفتحات اللوحة الأم تشير إلى نوع ذاكرة الوصول العشوائى التى يتطلبها الكمبيوتر.

محركات الأقراص Drives: محرك الأقراص هو جهاز مخصص لتخزين البيانات عندما لا يكون قيد الاستخدام. يخزن محرك الأقراص سواءً من نوع Hard Disk Drive – HDD أو من نوع Solid State Drive – SSD، نظام تشغيل الكمبيوتر الشخصى Operating System، والبرامج الأخرى. تشمل هذه الفئة أيضاً محركات الأقراص الضوئية مثل تلك المستخدمة فى القراءة والكتابة للوسائط CD و DVD و Blu-ray. يتصل محرك الأقراص باللوحة الأم بناءً على نوع تقنية تحكم محرك الأقراص drive controller التى يستخدمها، بما فى ذلك معيار IDE الأقدم ومعيار SATA الأحدث.

وحدات التبريد Cooling Devices: كلما زادات قوة وسرعة جهاز الكمبيوتر كلما زادت درجة الحرارة التى يولدها. وحدة المعالجة المركزية والمكونات الأخرى يمكنها التعامل مع كمية معينة من الحرارة. ولذلك إذا لم يتم تبريد جهاز الكمبيوتر بشكل صحيح فإنه يمكن أن يحدث له ارتفاعاً كبيراً فى درجة الحرارة مما يؤدى إلى إتلاف لمكوناته ودوائره.

المراوح هى أكثر الأجهزة شيوعاً لتبريد جهاز الكمبيوتر. بالإضافة إلى ذلك فانه يتم تغطية وحدة المعالجة المركزية بكتلة معدنية تسمى بالوعة الحرارة Heat Sink، والتى تسحب الحرارة بعيدا عن وحدة المعالجة المركزية. بعض مستخدمى الكمبيوتر الجادين مثل مستخدمى ألعاب الكمبيوتر لديهم حلول لإدارة الحرارة تكون أكثر تكلفة، مثل نظام للتبريد بالمياه ويكون مصمم للتعامل مع متطلبات تبريد أكثر كثافة.

الكابلات Cables: جميع المكونات التى ذكرناها حتى الآن متصلة ببعض الكابلات. تم تصميم هذه الكابلات لنقل البيانات أو الطاقة أو كليهما. يجب إنشاء الحواسيب الشخصية بحيث تنطوى الكابلات بشكل جيد داخل العلبة ولا تمنع تدفق الهواء فى جميع أنحاءها.

جهاز الكمبيوتر هو عادة أكثر بكثير من هذه المكونات الأساسية. سننظر بعد ذلك إلى المنافذ ports والأجهزة الطرفية Peripherals التى تتيح لك التفاعل مع الكمبيوتر وكيف يمكنك إضافة المزيد من المكونات باستخدام فتحات التوسعة Expansion Slots.

المنافذ، الأجهزة الطرفية، وفتحات التوسعة

المكونات الأساسية التى بحثناها حتى الآن تشكل قوة المعالجة المركزية للكمبيوتر الشخصى. يحتاج الكمبيوتر الشخصى إلى مكونات إضافية للتفاعل مع المستخدمين من البشر وأجهزة الكمبيوتر الأخرى. فيما يلى أجزاء الكمبيوتر التى تجعل هذا يحدث:

بطاقات الرسومات والفيديو Graphics Cards: فى حين أن بعض اللوحات الرئيسية تحتوى على بطاقة للرسومات مبنية على اللوحة الأم، فإن بعضها الآخر يتضمن ما يسمى بفتحة توسيع حيث يمكنك إضافة بطاقة فيديو Graphic Card منفصلة. فى كلتا الحالتين تقوم بطاقة الفيديو فى جهاز الكمبيوتر بمعالجة بيانات الرسومات المعقدة التى تنتقل إلى الشاشة، وبذلك تخفف من الأحمال على وحدة المعالجة المركزية. تقبل اللوحة الأم بطاقات الفيديو على أساس معايير محددة، مثل معيار AGP القديم أو أحد معايير PCI الأحدث.

المنافذ Ports: غالباً ما تستخدم كلمة منفذ لوصف مكان ما خارج الكمبيوتر حيث يمكنك توصيل كابل. يتم توصيف المنفذ حسب استخدامه مثل منفذ USB أو منفذ Ethernet. يتم تثبيت العديد من المنافذ مباشرة على اللوحة الأم. تتضمن بعض المنافذ التى ستجدها على جهاز الكمبيوتر ما يلي:

·         منافذ USB.

·         منافذ الشبكة، عادة Ethernet و FireWire.

·         منافذ الفيديو، وعادة ما تكون مجموعة من VGA و DVI و RCA / component و S-Video و HDMI.

·         منافذ الصوت، وعادة ما تكون بعض مزيج مقابس الصوت التناظرية المصغرة أو RCA.

·         المنافذ القديمة أو المنافذ التى تتبع المعايير القديمة التى نادراً ما تستخدم فى أجهزة الكمبيوتر الحديثة، مثل منافذ الطابعة المتوازية Parallel Port ومنافذ PS2 الخاصة بلوحة المفاتيح والماوس.

الأجهزة الطرفية Peripherals: أى قطعة من الأجهزة التى لا يتم تثبيتها داخل صندوق الكمبيوتر الشخصى Case تسمى جهاز طرفى. يتضمن ذلك أجهزة الإدخال والإخراج الأساسية الخاصة بك: الشاشات ولوحات المفاتيح والماوس. كما تتضمن الطابعات ومكبرات الصوت وسماعات الرأس والميكروفونات وكاميرات الويب ومحركات أقراص USB المحمولة. أى شيء يمكنك توصيله بمنفذ على جهاز الكمبيوتر هو أحد الأجهزة الطرفية للكمبيوتر الشخصى.

فتحات التوسعة Expansion slots: فى بعض الأحيان سوف تحتاج إلى إضافة مكونات إلى جهاز كمبيوتر ليس لديه فتحة محددة فى مكان ما على اللوحة الأم. هذا هو السبب فى أن اللوحة الأم سوف تشمل سلسلة من فتحات التوسعة. تسمى المكونات القابلة للإزالة والمصممة لتلائم فتحات التوسعة بالبطاقات أو الكروت ربما بسبب هيكلها الشبيه بالبطاقة المسطحة. باستخدام فتحات التوسعة يمكنك إضافة المزيد من بطاقات الفيديو وبطاقات الشبكة ومنافذ الطابعة ومستقبلات التلفزيون والعديد من الإضافات المخصصة الأخرى. يجب أن تتطابق البطاقة مع نوع فتحة التوسعة سواء كان نوع ISA / EISA القديم أو أنواع PCI أو PCI-X أو PCI Express الأكثر شيوعاً

ملخص لمكونات جهاز الكمبيوتر

1.       وحدة المعالجة المركزية (Central Processing Unit CPU): وهى تمثل عقل جهاز الكمبيوتر، وكل شيئ يفعله جهاز الكمبيوتر يجب أن يمر عبر وحدة المعالجة المركزية.

2.       الذاكرة (Memory): وهى الوحدة الأسرع لتخزين البيانات التى يحتاجها الكمبيوتر لأجراء العمليات المختلفة. ولها عدة أنواع:

a.       ذاكرة الوصول العشوائى (Random Access Memory RAM): تستخدم لتخزين البيانات التى يحتاجها الكمبيوتر فى العملية التى يجريها حالياً. وهى ذاكرة مؤقتة أى أن محتوياتها تختفى بمجرد أغلاق جهاز الكمبيوتر. محتوياتها تتغير بصورة دائمة حسب أحتياج البرنامج الذى يتم تشغيله على الكمبيوتر.

b.       ذاكرة القراءة فقط (Read Only Memory ROM): هى ذاكرة ثابتة اى ان محتويتها لا تختفى حتى فى حالة فصل الكهرباء عن جهاز الحاسب الآلى. تستخدم للأحتفاظ بالبيانات المهمة اللازمة لتشغيل الحاسب الآلى نفسة، ومحتوياتها لا تتغير.

c.       الذكرة المخبئية (Cache Memory): هى نوع من اسرع انواع الذاكرة، وتستخدم لتخزين البيانات الأهم التى يحتاجها الحاسب الآلى فى العملية التى يجريها حالياً.

d.       الذاكرة التخيلية (Virtual Memory): وهى جزء من القرص الصلب يستخدم بصورة مؤقتة لتخزين جزء من البيانات الكبيرة الحجم التى قد يحتاجها الحاسب الآلى لأجراء عملية ما. ويتم تبادل محتويات الذاكرة التخيلية مع الذاكرة الأساسية للحاسب.

e.       النظام الأساسى للمدخلات والخرجات (Basic Input/output System BIOS): نوع من أنواع ذاكرة القراءة فقط. وتستخدم لتخزين البيانات التى يحتاجها الحاسب الآلى عند بداية تشغيلة فقط.

3.       اللوحة الأم (Mother Board): وهى اللوحة الكهربائية الأساسية فى جهاز الحاسب الآلى. وتستخدم لتوصيل كافة مكونات الجهاز بها. فمثلا المعالج الدقيق والذاكرة تكون متصلة مباشرة على اللوحة الأم، وبعض الأجزاء الأخرى مثل كارت الشاشة وكارت الصوت تكون متصلة باللوحة الأم عن طريق وصلات ثانوية تسمى شقوق أو فتحات التوسعة Expansion Slots.

4.       مصدر الطاقة (Power Supply): هو محول كهربى يستخدم لتوصيل الكهرباء للجهاز مع تحويلها للصورة المناسبة لأستخدم جهاز الحاسب الآلى. وهو يحولها من 220 فولت إلى 5 فولت.

5.       القرص الصلب (Hard Disk): وهى وحدة التخزين الرئيسية الدائمة فى جهاز الحاسب الآلى.

6.       نظام التشغيل (Operating System): وهو البرنامج الأساسى الذى يمكن مستخدم جهاز الحاسب الآلى من التفاعل مع الجهاز واصدار التعليمات والأوامر المختلفة له، وكذلك تشغيل البرامج والتطبيقات المختلفة.

7.       كارت الشاشة (Graphic Card): وهو يقوم بتحويل المخرجات إلى صورة يمكن عرضها على الشاشة المتصلة بجهاز الحاسب الآلى.

8.       كارت الصوت (Sound Card): وهو المسئول عن أخراج الصوت من جهاز الحاسب الآلى، ويقوم بتشغيل ملفات الصوت مثل الموسيقى والأغانى.

الآن بعد أن نظرنا إلى أجزاء من جهاز الكمبيوتر ، دعنا نضغط على زر التشغيل ونرى ما يجعله يعمل.

تشغيل جهاز الكمبيوتر

عندما تقوم بتشغيل جهاز الكمبيوتر لأول مرة يمر الجهاز بعدة عمليات داخلية قبل أن يكون جاهزاً للاستخدام. وهذا ما يسمى عملية الإقلاع Booting، أو بدء تشغيل جهاز الكمبيوتر. مما يعني أن تبدأ شيئا من البداية. يتم التحكم فى عملية الإقلاع من خلال نظام الإدخال والإخراج الأساسى للكمبيوتر Basic Input Output System – BIOS.

BIOS هو برنامج مخزن على شريحة ذاكرة فلاش. فى جهاز الكمبيوتر يتم تضمين BIOS على اللوحة الأم. من حين لآخر تصدر الشركة المصنّعة للكمبيوتر تحديثاً لنظام الإدخال والإخراج الأساسى BIOS، ويمكنك اتباع الإرشادات بعناية من أجل تحديث BIOS باستخدام البرنامج المخصص لذلك.

إلى جانب التحكم فى عملية التشغيل، يعمل BIOS كوسيط Interface بين مكونات أجهزة الكمبيوتر الشخصى. حيث يمكنك ضبط بعض إعدادات الكمبيوتر مثل ترتيب قراءة محركات الأقراص أثناء عملية الإقلاع، وأقصى سرعة يُسمح للمعالج بالووصول إليها. تحقق من وثائق جهاز الكمبيوتر الخاص بك لمعرفة كيفية إدخال واجهة BIOS الخاصة به. يتم عرض هذه المعلومات غالباً عند تشغيل جهاز الكمبيوتر لأول مرة أيضاً برسالة مثل "اضغط مفتاح DEL للدخول إلى قائمة الإعداد.

فيما يلى ملخص لعملية الإقلاع لجهاز الكمبيوتر:

1.       يعمل زر الطاقة Power Button على تنشيط مصدر الطاقة Power Supply فى الكمبيوتر الشخصى، وإرسال الطاقة إلى اللوحة الأم والمكونات الأخرى.

2.       يقوم الكمبيوتر بإجراء اختبار ذاتى لبدء التشغيل، يسمى هذا الاختبار Power On Self-Test (POST)، وهو برنامج كمبيوتر صغير داخل BIOS يتحقق من نجاح تشغيل أو الفشل فى تشغيل أحد مكونات جهاز الكمبيوتر. يقوم ال POST باصدار إشارات صوتيه متتالية فى حالة فشل أحد المكونات فى التشغيل، بينما يقوم بارسال إشارة صوتية واحدة طويلة إذا كان كل شيء على ما يرام. يقارن أخصائيو إصلاح أجهزة الكمبيوتر الإشارات الصوتية المتتالية مع مخطط لتحديد أى مكون قد فشل.

3.       يعرض الكمبيوتر معلومات على الشاشة توضح تفاصيل عملية الإقلاع. وتشمل هذه المعلومات، الشركة المصنعة لل BIOS ورقم نسخة ال BIOS الموجودة على الجهاز، مواصفات المعالج، وكمية الذاكرة RAM المثبتة، ومحركات الأقراص المكتشفة. لقد استبدلت العديد من أجهزة الكمبيوتر عرض هذه المعلومات بشاشة البداية التى تعرض شعار الشركة المصنعة. يمكنك إيقاف تشغيل شاشة البداية فى إعدادات BIOS إذا كنت تفضل مشاهدة النص.

4.       يحاول BIOS الوصول إلى القطاع الأول Boot Sector من محرك الأقراص المعيّن كقرص للإقلاع Boot Drive. القطاع الأول هو أول كيلوبايت من القرص إذا تمت قراءة محرك الأقراص بالتسلسل بدءً من أول عنوان تخزين متوفر. عادة ما يكون قرص الإقلاع هو نفس القرص الثابت الذى يحتوي على نظام التشغيل الخاص بك. يمكنك تغيير قرص الإقلاع عن طريق تهيئة نظام الإدخال والإخراج الأساسى BIOS، أو مقاطعة عملية الإقلاع بالضغط على مجموعة معينة من المفاتيح (غالباً ما يتم الإشارة إليها فى شاشات الإقلاع).

5.       يؤكد BIOS أن هناك محمّل إقلاع boot loader، فى القطاع الأول من قرص الإقلاع، ويقوم بتحميل محمّل الإقلاع ذلك فى الذاكرة RAM. محمل الإقلاع هو برنامج صغير مصمم لإيجاد وتشغيل نظام تشغيل الكمبيوتر الشخصى.

6.       وبمجرد أن يكون محمل الإقلاع فى الذاكرة، يسلم BIOS عمله إلى محمل الإقلاع والذى يبدأ بدوره بتحميل نظام التشغيل إلى الذاكرة.

7.       عندما ينتهي محمل الإقلاع من مهمته فإنه يسلم مهمة التحكم فى الكمبيوتر الشخصى إلى نظام التشغيل. والآن يصبح نظام التشغيل جاهز للتفاعل مع المستخدم.

الآن بعد أن تم تشغيل كل ما لدينا ، ما هى الخطوة التالية؟ يعتمد قدر كبير من كيفية عمل أجهزة الكمبيوتر الشخصية على نظام التشغيل الذى تستخدمه. فى القسم التالى، لنفحص كيفية عمل أنظمة التشغيل على جهاز الكمبيوتر.

نظام تشغل جهاز الكمبيوتر

بعد أن يقوم جهاز الكمبيوتر بالإقلاع، يمكنك التحكم فيه من خلال نظام تشغيل Operating System. معظم أجهزة الكمبيوتر غير التابعة لشركة Apple تقوم بتشغيل إصدار من Microsoft Windows أو توزيعة Linux. تم تصميم أنظمة التشغيل هذه للعمل على أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر فى حين تم تصميم نظام التشغيل Mac OS X بشكل أساسى لأجهزة Apple. نظام التشغيل مسؤول عن العديد من المهام.

تقع هذه المهام فى الفئات العامة التالية:

إدارة المعالج: يعمل على تقسيم عمل المعالج إلى أجزاء يمكن إدارتها والتحكم بها قبل إرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية.

إدارة الذاكرة: يقوم بتنسيق تدفق البيانات داخل وخارج ذاكرة الوصول العشوائى RAM، ويحدد وقت استخدام الذاكرة الظاهرية Virtual Memory على القرص الثابت لتعويض اى نقص فى ذاكرة الوصول العشوائى.

إدارة الأجهزة Device Management: توفر واجهة وسيطة معتمدة على البرامج بين المكونات الداخلية للكمبيوتر وكل جهاز متصل بالكمبيوتر. تتضمن الأمثلة تفسير الكتابة على لوحة المفاتيح أو إدخالات الماوس أو ضبط بيانات الرسومات إلى دقة الشاشة الصحيحة. كما تقع واجهات الشبكة، بما فى ذلك إدارة اتصال الإنترنت الخاص بك، فى مجموعة إدارة الأجهزة.

إدارة التخزين Storage Management: يوجه حيث يجب تخزين البيانات بشكل دائم على محركات الأقراص الصلبة ومحركات أقراص USB وأشكال التخزين الأخرى. على سبيل المثال ، تساعد مهام إدارة التخزين عند إنشاء مستندات وقراءتها وتحريرها ونقلها ونسخها وحذفها.

واجهة التطبيق Application Interface: توفر تبادل البيانات بين برامج الكمبيوتر وجهاز الكمبيوتر. يجب برمجة التطبيق للعمل مع واجهة التطبيق الخاصة بنظام التشغيل الذى تستخدمه. غالباً ما يتم تصميم التطبيقات لإصدارات محددة من نظام التشغيل أيضاً. تجد ذلك فى متطلبات التطبيق مثل "Windows Vista أو أحدث" أو "يعمل فقط على أنظمة تشغيل 64-bit".

واجهة المستخدم User Interface (UI): توفر لك طريقة للتفاعل مع الكمبيوتر.

الآن دعونا ننظر إلى مستقبل أجهزة الكمبيوتر بشكل عام والطريقة التي غزا فيها مصنعو أجهزة الكمبيوتر الشخصية تحديات قابلية الحوسبة المتنقلة.

الحواسيب الشخصية المحمولة

حتى قبل الكمبيوتر الشخصى كانت شركات تصنيع أجهزة الكمبيوتر تتخيل أجهزة الكمبيوتر المحمولة. كان هذا هو جهاز الكمبيوتر الشخصي القابل للطى والذى جعل مفهوم الكمبيوتر المحمول قابل للإنتاج فى عام 1986. ومنذ ذلك الحين أصبحت أجهزة الكمبيوتر المحمولة أصغر وأخف وزنا وقد تحسنت طاقة المعالجة الخاصة بها إلى جانب أجهزة الكمبيوتر المكتبية.

اليوم، تتعرف صناعة الكمبيوتر على فئات أخرى من أجهزة الكمبيوتر المحمولة. احدى هذه الفئات هو دفتر الملاحظات Notebook ، أصبحت مرادفاً للكمبيوتر المحمول Laptop. تم استخدام المصطلح فى الأصل للإشارة إلى أصغر وأخف ابن عم للكمبيوتر المحمول.

فئة أخرى هى Netbook ، هو أصغر حتى من أجهزة الكمبيوتر المحمولة Notebook، فى حين أنه أرخص أيضا وأقل قوة. ربما تم تسمية التصنيف بهذا الاسم، إشارة إلى فئة الجمهور التى تستهدفها هذه الفئة من الأجهزة وهم، أولئك الذين يريدون واجهة بسيطة للغاية لاستخدام الإنترنت.

الحوسبة المتنقلة Mobile computing تذهب إلى أبعد منNotebooks  و Netbooks. تمتلك العديد من الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية قدراً كبيراً من القدرة على المعالجة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة وحجم أصغر. تتضمن الاختلافات الرئيسية حجماً أصغر لحجم الشاشة ودقتها، وعدداً أقل من المنافذ الخارجية، وإمكانية استخدام الإنترنت عن طريق شبكات المحمول، وتكنولوجيا شاشة اللمس.

على جانب البرامج ، تعمل أنظمة تشغيل الكمبيوتر أيضاً على تحسين قابلية الحوسبة المتنقلة. على سبيل المثال، يعمل نظام التشغيل Google Chrome على تقليل الحاجة إلى مساحة على القرص الصلب وذلك من خلال الاعتماد على الوصول إلى تطبيقات الويب والتخزين على السحابة Cloud. وهذا يعنى أن ال Netbook الذى يمتلك محرك للأقراص الصلبة تبلغ سعته 64 غيغابايت من شأنه أن يكون مفيداً كجهاز كمبيوتر محمول مزود بمحرك أقراص بسعة 500 غيغابايت. وبطبيعة الحال ، فإن التطبيقات الكبيرة غير المتاحة للويب هى الاستثناء من ميزة توفير المساحة هذه.

في هذه المقالة ، نظرنا في كيفية عمل الكمبيوتر الشخصي وحيث تسير تكنولوجيا الكمبيوتر الشخصى. شيء واحد مؤكد: سوف يتطور جهاز الكمبيوتر. سوف يكون أسرع. سيكون لديها المزيد من القدرات. وستظل جزءاً لا يتجزأ من حياتنا.

المصدر:

https://computer.howstuffworks.com/pc.htm