Transcript المحاضرة الخامسة - Ms. Hanan Hayat

‫المحاضرة الخامسة‬
‫وحدات التخزين الثانوية ‪ +‬البرمجيات‬
‫‪ -1‬االسطوانات المغناطيسية ‪Magnetic disks‬‬
‫يتكون القرص من اسطوانة معدنية أو بالستيكية مقوية مغطاة بمادة قابلة للمغنطة و‬
‫يقسم القرص الى مسارات دائرية‪tracks‬‬
‫و يتم تقسيم المسار الواحد الى قطاعات ‪sectors‬‬
‫تحدد سعة القرص ب عدد المسارات – عدد القطاعات – عدد الرموز التي تخزن في‬
‫القطاع‬
‫الواحد – عدد األوجه للقرص‬
‫‪ ‬يعتبر القرص المغناطيسي من وحدات التخزين المباشرة ويمكن أن تخزن عليها‬
‫كافة أنواع الملفات التتابعية والمباشرة ولهذا يمكن استخدام القرص كوحدة إدخال‬
‫وإخراج في نفس الوقت وللقراءة (كتابة)‬
‫‪ ‬تمتاز األقراص المغناطيسية بسرعة عالية وتعتمد سرعة الوصول إلى البيانات في‬
‫القرص على العوامل اآلتية‪:‬‬
‫‪.1‬زمن استجابة رأس القراءة والكتابة لحركة ويطلق على هذا الزمن زمن التأخير‪.‬‬
‫‪.2‬زمن البحث عن المسار والقطاع المطلوب‪.‬‬
‫‪.3‬زمن القراءة والكتابة‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫خصائص القرص المغناطيسي‪:‬‬
‫‪.1‬إمكانية تخزين هائلة إذا تبدأ األقراص(خاصة المرنة) بسعة تخزين تصل ‪‬‬
‫إلى أكثر من مليون حرف (بايت)وقد تصل سعة التخزين في بعض األقراص‬
‫األخرى ( الصلبة خاصة ) إلى أكبر من جيجا بايت‪.‬‬
‫‪.2‬سرعة وصول عالية وسرعة عالية في نقل البيانات‪.‬‬
‫‪.3‬إمكانية تخزين كافة أنواع الملفات‪.‬‬
‫‪.4‬إمكانية الوصول المباشر إلى المعلومات‪.‬‬
‫‪.5‬إمكانية القراءة والكتابة في نفس الموقع ( أي إمكانية تعديل البيانات فيها‬
‫مواقعها إذا لزم األمر)‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫تصنيف األقراص المغناطيسية‪:‬‬
‫‪.Floppy Disk:‬األقراص المرنة أو اللينة ‪‬‬
‫تسمى هذه األقراص المرنة ألن الحافظة لينة ويمكن ثنيها وألنها صغيرة‬
‫الحجم يمكن حملها في الجيب ولهذا يتم تداول هذه األقراص من قبل أشخاص‬
‫متعددين سعة التخزين فيها إلى أكثر من ‪ 5 ،1‬مليون بايت وفي بعضها ال‬
‫تتجاوز سعة التخزين ‪ 360‬كيلو بايت‬
‫‪.Hard Disk:‬األقراص الصلبة ‪‬‬
‫سميت بهذا االسم ألنها تمتلك حافظة دائرية مقواة وعادة ما تستخدم هذه‬
‫األقراص في مركز الحاسوب وال تنقل من مكان آلخر نظراً لكبرها وثقل‬
‫وزنها وقد تكون هذه األقراص ثابتة أو متحركة يمكن تغيرها بين لحظة‬
‫وأخرى وتمتاز هذه األقراص بسعة تخزين عالية قد تصل إلى أكثر من جيجا‬
‫بايت‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪Magnetic Tape‬األشرطة المغناطيسية‬
‫تعتمد سعة التخزين كمية البيانات المخزنة في الشريط المغناطيسي على عدة ‪‬‬
‫عوامل أهمها‪:‬‬
‫•طول الشريط وعادة ما يقاس طول الشريط بالقدم حيث طول الشريط إلى ‪2400‬‬
‫قدم أو أكثر‪.‬‬
‫•كثافة التخزين ويقصد بها عدد الرموز التي يمكن تخزينها في اإلنش الواحد‬
‫وتتوفر أشرطة بكثافة تخزين ‪ 80‬حرفا ً في اإلنش ‪character per inch: CPI‬‬
‫الواحد و‪ 160‬حرفا ً في اإلنش الواحد‪.‬‬
‫•كيفية تسجيل البيانات على الشريط التي تحدد المساحات الفارغة التي يمكن تركها‬
‫وهناك طريقتان إلجراء عملية التسجيل والقراءة هي‪:‬‬
‫‪.1Record :‬طريقة السجل‬
‫عند استخدام طريقة السجل يتم تجميع البيانات في سجالت بحيث يتم فصل كل‬
‫سجل عن السجل اآلخر‬
‫‪Block‬طريقة الكتلة ‪‬‬
‫حيث يتم تجميع مجموعة من السجالت في كتلة واحدة ويترك الفراغ في هذه الحالة ‪‬‬
‫بين الكتلة واألخرى‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫الفرق بين الشريط المغناطيسي و‬
‫القرص المغناطيسي‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪ laser disk‬وحدات التخزين الضوئية‪:‬‬
‫تعتمد مبدأ الليزر في تخزين البيانات تسمى األقراص الضوئية وتشبه ‪‬‬
‫إلى حد كبير األقراص المغناطيسية إال أن سعتها أعلى من سعة‬
‫األقراص المغناطيسية وتستخدم مبدأ الضوء (الليزر) في عمليات الكتابة‬
‫والقراءة‪.‬‬
‫مكونات وحدات التخزين الضوئية‪ :‬‬
‫‪• ‬جهاز المسح اإللكتروني ‪Scanner.‬‬
‫•شاشة تستخدم لعرض المعلومات عليها‪.‬‬
‫•وحدات التخزين المستخدمة مثل أقراص الليزر الضوئي تمتاز بسعتها‬
‫العالية جداً‪.‬‬
‫•نظام الحاسوب والمكون من ‪hardware +software.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫خصائص وحدات التخزين الضوئية‬
‫‪.1‬تمتاز بسعة تخزين عالية‪.‬‬
‫‪.2‬األقراص الضوئية تولد إشعاعات الليزر من قبل رأس ضوئي‪.‬‬
‫‪.3‬تخزين المعلومات بصورة دائمة‪.‬‬
‫‪.4‬تمتاز بالوثوقية حيث أنها تخدم فترة طويلة‪.‬‬
‫أنواعها ‪:‬‬
‫)‪CD-ROM ( compact disk read only memory‬‬
‫) ‪CD-RW (compact disk rewritable‬‬
‫) ‪DVD (Digital Video Disk‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫البرمجيات‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫أنواع البرمجيات‪:‬‬
‫‪• ‬تقسم البرمجيات إلى نوعين‪:‬‬
‫‪ .1‬برمجيات النظم و تضم‪:‬‬
‫‪ .1‬نظم التشغيل‪.‬‬
‫‪ .2‬معالجة اللغات(المترجمات)‪.‬‬
‫‪ .3‬لغات البرمجة‪.‬‬
‫‪ .2 ‬البرمجيات التطبيقية‪:‬‬
‫و تقسم إلى نوعين‪:‬‬
‫النظم التطبيقية مثل أنظمة المحاسبة‪ ،‬المخازن‪ ،‬الحجز على‬
‫الطاوالت‪....،‬إلخ‪.‬‬
‫البرامج التطبيقية و هي عبارة عن برامج مكتوبة بلغة معينة تقوم بحل‬
‫مسألة محددة‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪Operating System :‬نظم التشغيل‬
‫‪ ‬هي عبارة عن مجموعة من البرمجيات الجاهزة و وظيفتها ضبط و‬
‫إدارة التحكم بكافة الوحدات األساسية المكونة للحاسوب وما تحتويه هذه‬
‫الوحدات من معلومات و بيانات‪.‬‬
‫بالنسبة للحواسيب الصغيرة و الكبيرة فإن نظم التشغيل لها حيز دائم في‬
‫الذاكرة األساسية لهذه األجهزة‪ .‬بينما في الحواسيب المصغرة فإن نظم‬
‫التشغيل تخزن على ما يسمى ‪Floppy disks‬و تعرف نظم التشغيل هذه‬
‫باسم ‪Disk operating systems.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫البرامج التطبيقية‪:‬‬
‫يمكن تعريف البرنامج بأنه مجموعة من التعليمات المكتوبة بصيغة ‪‬‬
‫معينة و بإحدى لغات البرمجة المتوفرة لتنفيذ عمليات معالجة محددة و‬
‫يمكن بناء أنظمة مكونة من مجموعة من البرامج عن طريق استخدام‬
‫هذه اللغات مثل أنظمة المحاسبة‪،‬‬
‫أنظمة الرواتب و غيرها‪.‬‬
‫و يمكن تصنيف لغات البرمجة إلى‪:‬‬
‫‪High Level Language‬لغات البرمجة عالية المستوى‬
‫‪Low Level Language‬لغات البرمجة متدنية المستوى‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪High Level‬لغات البرمجة عالية المستوى‬
‫‪Language‬‬
‫‪ ،‬كوبل و لغات قواعد ‪ ،Pascal‬باسكال ‪ ،C‬سي ‪Basic‬ومن أهم هذه اللغات لغة بيسك ‪‬‬
‫البيانات المختلفة‪ .‬‬
‫تمتاز هذه اللغات بالخصائص التالية‪ :‬‬
‫‪ .1‬سميت لغات البرمجة عالية المستوى بهذا االسم ألنها قريبة جداً من لغة اإلنسان‪.‬‬
‫‪ .2‬سهولة الكتابة (إعداد البرامج) و سهولة مراجعتها و فهمها و تعديلها إذا لزم األمر‪.‬‬
‫‪ .3‬ال تحتاج الكتابة و التعامل معها إلى وجود معلومات موسعة لدى المستخدم‪.‬‬
‫‪ .4‬كل لغة متخصصة بمجال معين فلغة بيسك تستخدم في المجاالت التعليمية و كوبل‬
‫في المجاالت التجارية‪ ،‬و باسكال و سي في المجاالت العلمية‪.‬‬
‫‪ .5‬إمكانية التوثيق و ذلك المتالكها تعليمات تزود البرنامج بالمالحظات الالزمة‬
‫لمتابعة البرنامج‪.‬‬
‫‪ .6‬إمكانية هيكلة البرنامج و تقسيمه إلى أجزاء مترابطة بحيث يستخدم الجزء‬
‫المطلوب عند الحاجة‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫توضيح للغات البرمجة عالية المستوى‬
‫‪‬‬
‫ولكل معالج لغة تجميع خاصة به كما أن له "لغة آلة "‪ Machine Language‬خاصة به‪ .‬وتحتاج لغة التجميع ما يسمى "المجمـِّع" (باإلنكليزية ‪:‬‬
‫)‪ Assembler‬وهو الذي يقوم بتحويل لغة التجميع التي يستطيع البشر قراءتها والتعديل فيها إلى لغة اآللة التي يستطيع المعالج تنفيذها‪ .‬وتستخدم هذه‬
‫اللغة اآلن من قبل البشر وذلك لبرمجة أجزاء من نظم التشغيل أو للتأكد من سرعة وكفاءة تنفيذ بعض البرامج التي يحتاج فيها الكفاءة كبرامج المحاكاة‬
‫واأللعاب‪.‬‬
‫و تتكون اسطر برامج التجميع من ثالثة أجزاء‪:‬‬
‫العالمة )‪ (Label‬وهو ما يتم به اإلشارة لسطر ما في سطور أخرى‪.‬‬‫األمر )‪ (Instruction‬وهو يكون مناظر في الغالب ألمر في المعالج وهو ما سيقوم المعالج بتنفيذه عند الوصول لهذا السطر أثناء تنفيذ البرنامج‪.‬‬‫المعامل )‪ (Operand‬وهو المتغير الذي سيتم تطبيق األمر عليه‪.‬‬‫تنقسم األوامر إلى أربعة حقول‪:‬‬
‫االسم‬‫المعامل‬‫العملية‬‫التعليق‬‫‪‬‬
‫أمثلة األوامر‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫كود‪PHP:‬‬
‫‪START: MOV CX,5 ;initialize counter‬‬
‫في المثال حقل االسم هو ‪START:‬‬‫العملية والمعامل ‪MOV CX,5‬‬‫‪-‬التعليق ‪;initialize counter‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪Low Level‬لغات البرمجة متدنية المستوى‬
‫‪Language‬‬
‫فقد سميت بهذا االسم لبعد لغتها عن لغة اإلنسان العادية و ذلك ألنها تستخدم ‪‬‬
‫لغة اآللة(النظام الثنائي) أو الرموز للتعبير عن التعليمات و من األمثلة عليها‬
‫)‪Assembly‬لغة التجميع (‬
‫و هي تتصف بما يلي‪:‬‬
‫‪ .1‬صعوبة الكتابة فيها ألنها تستخدم الرموز‪.‬‬
‫‪ .2‬صعوبة متابعتها و فهمها و ذلك لبعدها عن لغة اإلنسان‪.‬‬
‫‪ .3‬يحتاج المستخدم لمعلومات موسعة عن الحاسوب عند استخدامه لهذه اللغة‪.‬‬
‫لذا تستخدم من قبل المتخصصين في مجال الحاسوب‪.‬‬
‫‪ .4‬يعتمد البرنامج المكتوب على نوع جهاز الحاسوب ألنه يعتمد على تركيبه‬
‫الداخلي و بالتالي يصعب تنفيذ البرنامج الواحد على جهازين مختلفين خالفا ً‬
‫للغات البرمجة عالية المستوى و التي ال تعتمد إلى حد ما على نوع الجهاز‬
‫المستخدم‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫البرمجيات الجاهزة‬
‫‪ :‬‬
‫‪ ‬يمكن تعريف حزمة البرمجيات الجاهزة على أنها مجموعة من البرامج الخاصة‬
‫و المعدة لتنفيذ وظائف محددة مكتوبة من قبل شخص أو شركة محددة حيث يمكن‬
‫شراؤها أو نسخها و استخدامها فوراً‪.‬‬
‫و تمتاز هذه البرمجيات بسهولة االستخدام الستخدامها النوافذ و اللوائح و إمكانية‬
‫استخدام المساعدة ‪Help‬لإلطالع على البرنامج و التعرف على ظروف تشغيله و‬
‫كيفية االستفادة منه‪.‬‬
‫‪ ‬هذا و يمكن تصنيف حزم البرمجيات إلى‪:‬‬
‫‪ .1‬برنامج أتمته المكاتب و تنفيذ عمليات الطباعة و التصميم المختلفة كمعالجات‬
‫النصوص و البرامج المتخصصة بأعمال الطباعة و النشر‪.‬‬
‫‪ .2‬برامج التصاميم الهندسية و التي يمكن استخدامها في مجال تصميم األبنية‬
‫‪AutoCAD.‬‬
‫‪3.‬برامج معالجة الجداول االلكترونية (المعالجة المحاسبية و اإلحصائية و التمثيل‬
‫البياني مثل برنامج ( )‪Excel‬و غيرها‪.‬‬
‫‪ .4‬برامج األلعاب الخاصة بالترفيه‪.‬‬
‫‪ .5‬البرامج التعليمية لمختلف المستويات‪.‬‬
‫‪ .6‬البرامج متعددة االستخدام كبرنامج (‪Windows).‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫مراحل ترجمة البرنامج‬
‫إن البرنامج الذي يكتبه المستخدم يسمى البرنامج المصدري ‪ source‬‬
‫و حتى يصبح قابل للتنفيذ ال بد من تحويله إلى لغة اآللة‪ program‬‬
‫‪ ،‬و تسمى هذه العملية عملية التحويل من البرنامج المصدري إلى ‪‬‬
‫برنامج تنفيذي عن طريق المترجمات‪ .‬و هناك مجموعة من المترجمات‬
‫أهمها‪:‬‬
‫‪.-1‬المفسر ‪‬‬
‫‪ .Compiler-2‬المترجم العالي ‪‬‬
‫‪ .Assembler-3‬المجمع ‪ :‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪ :‬و هو عبارة عن برنامج يعمل ‪‬‬
‫على ترجمة البرنامج المصدري‬
‫جملة جملة حيث تقوم بتحويل‬
‫الجملة إلى جملة قابلة للتنفيذ و‬
‫ينفذها ثم ينتقل لترجمة الجملة‬
‫التالية‪.‬‬
‫و بشكل عام إن المفسر يقوم‬
‫بتحقيق الوظائف التالية‪:‬‬
‫• تحليل جملة البرنامج المصدري‪.‬‬
‫• فحص جملة البرنامج المصدري‬
‫و اكتشاف األخطاء اإلمالئية و‬
‫القواعدية و تحديدها‪.‬‬
‫• و في حالة الخلو من األخطاء فإن‬
‫المفسر يعمل على ترجمة الجملة و‬
‫تحويلها إلى جملة تنفيذية ثم ينفذها‪.‬‬
‫‪.‬المفسر‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪Compiler‬المترجم العالي‬
‫يستخدم المترجم العالي كبرنامج لترجمة ‪‬‬
‫البرامج المكتوبة بلغات البرمجة عالية‬
‫المستوى و يحولها دفعة واحدة إلى‬
‫برنامج تنفيذي‪.‬‬
‫و ينفذ المترجم الوظائف التالية‪:‬‬
‫• تحويل البرنامج المصدري الخالي من‬
‫األخطاء إلى برنامج هدفي‪ ،‬مكون من‬
‫مجموعة من التعليمات الثنائية و تتم‬
‫عملية التحويل دفعة واحدة‪.‬‬
‫•اكتشاف األخطاء اإلمالئية و القواعدية‬
‫و القيام بالتحليل اللغوي للبرنامج‬
‫المصدري للتأكد من خلوه من األخطاء‪.‬‬
‫• ربط الجمل الثنائية في البرنامج الهدف‬
‫و ذلك بحساب العناوين الحقيقية‬
‫للتعليمات و بناء ما يسمى بالبرنامج‬
‫و يبين ‪Executable Program‬التنفيذي‬
‫الشكل ‪ 2-8‬آلية عمل المترجم العالي‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫‪Assembler‬المجمع ‪:‬‬
‫و يعمل بنفس الطريقة التي يعمل ‪‬‬
‫بها المترجم العالي إالّ أنه‬
‫يخصص لترجمة البرامج‬
‫المكتوبة بلغة برمجة متدنية‬
‫المستوى كلغة التجميع و يبين‬
‫الشكل ‪ 3-8‬آلية عمل المجمع‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬
‫االخطاء‬
‫هناك مجموعة من األخطاء التي ‪‬‬
‫يمكن للحاسوب اكتشافها و من‬
‫بينها‪:‬‬
‫‪.1‬األخطاء اإلمالئية‪.‬‬
‫‪ .2‬األخطاء القواعدية وذلك عندما‬
‫يخرج المستخدم عن القواعد‬
‫المتبعة في صياغة و تركيب‬
‫الجملة‪.‬‬
‫‪ .3‬أخطاء تنفيذية يمكن اكتشافها‬
‫أثناء التنفيذ كالقسمة على صفر أو‬
‫وجود نقص في المدخالت‪.‬‬
‫و من أكثر األخطاء التي ال يكتشفها ‪‬‬
‫الحاسوب‪:‬‬
‫‪ .1‬إعطاء الحاسوب بيانات خاطئة‪.‬‬
‫‪ .2‬الخطأ في العمليات الحسابية‬
‫المراد تنفيذها‪.‬‬
‫‪ .3‬أخطاء التصميم الخاصة بإنتاج‬
‫التقارير و ذلك ألن الحاسوب ٍيتقيد‬
‫و بشكل صارم بالمواصفات التي‬
‫يزود بها عن طريق البرنامج‬
‫المكتوب من قبل المستخدم‪.‬‬
‫أ‪ .‬حنان حياة‬