Transcript Title
الوحدة األولى مقدمة في الحاسوب لماذا ندرس الحاسوب ؟ • يستخدم الحاسوب في مختلف مجاالت الحياة وبات ينجز الكثير من المهمات واألعمال بمنتهى الدقة والسرعة واإلتقان .فقد تعددت مجاالت استخدامه حتى شكلت أغلب نشاطات اإلنسان ومتطلبات حياته. • فقد أصبحت الحواسيب جزءاً رئيساً من حياتنا ،وحتى نستطيع التعايش مع التكنولوجيا من جهة ،ومواكبة التطور من جهة أخرى ،ينبغي أن نتعلم عن مكونات الحواسيب ،ووظائفها الرئيسة ،باإلضافة إلى كيفية تشغيلها ،وأغراض استخدامها، وكيفية االستفادة مما تقدمه هذه األجهزة من تسهيالت. هل يخطئ الحاسوب ؟ • هل تخطئ الحواسيب ،ومن المسؤول عن تلك األخطاء إن وجدت؟ • قد تنتج بعض األخطاء بسبب تلف بعض عناصر الحاسوب ومكوناته المادية .ويمكن الحد من هذه األخطاء من خالل عمليات الصيانة الدورية الوقائية. • أهم األخطاء وأكثرها شيوعاً في مجال استخدام الحاسوب فغالباً ما يكون مصدرها اإلنسان ،وهي تنتج بفعل اإلهمال أو اإلرهاق أو الضعف العلمي .فقد يرتكب موظف خطأ في الكتابة أو النسخ في مرحلة إدخال البيانات. مميزات الحاسوب • • • • • • السرعة -يؤدي الحاسوب عمله بسرعة فائقة. الدقة -يمتاز الحاسوب بالدقة المتناهية. سعة التخزين -يتميز الحاسوب بسعة تخزينية كبيرة. المساعدة في تبسيط عملية اتخاذ القرارات. يمتاز الحاسوب بسهولة استعماله من قبل المستخدم دونما حاجة إلى معرفة مكوناته الداخلية. -يتميز الحاسوب بمواكبة التطور التكنولوجي. تطور الحواسيب • • استخدمًاإلنسانًوسائلًعديدةً للعدًوالحسابًفيًالمراحلً التاريخيةًالمختلفةًمنهاً: وسائلًالعدًاليدويةً ( :)Manualمثلًالمعدادً الحسابيًًًًًًًًًًًًًً (،)Abacusأعمدةًنابيرً (ً،)Bones Napier's مسطرةًأوترد. تطور الحواسيب2- • وسائلًالعدًنصفًاآلليةً(Semi- :)automaticبفضلًتطورًعلمً الميكانيكاً( )Mechanicsمثلًآلةً باسكال(ً،)Pascal Machineآلةً ليبنتزً(.)Leibnitz Machine تطور الحواسيب3- • وسائلًالعدًاآلليةً( :)Automaticبفضلًتقدمًعلمًالكهرباءًًًًًًً ( )Electricityمثلًآلةًباباجً()Babbage Machine آلةًهوليرثً(ً، )Machine Hollerithاآلالتً الكهروميكانيكيةً(.)Electromechanical Machines تطور الحواسيب • • وسائلًالعدًااللكترونية :بفضلًتطورًعلمً اإللكترونيات(.)Electronicsتميزتًهذهًالحواسيبًبالدقةً المتناهيةًوبسرعةًاألداءًوبسعةًتخزينهاًالكبيرة .ومنًأبرزً حواسيبًهذهًالمرحلة: -1إنياكً :ENIACويعتبرًأولًحاسوبًإلكتروني. تطور الحواسيب 2- • -2إدفاكً :EDVACحاسوبً يختزنًتعليماتًالبرامجًوالبياناتً فيًذاكرتهًعلىًهيئةًشيفرات معينة تطور الحواسيب 3- • -3إدساكً:EDSAC كانًأولًحاسوبًيخزنً فيًذاكرتهًتعليماتًالبرامجً بصورةًتسلسليةًباستخدامً النظامًالعدديًالثنائي. تطور الحواسيب 4- • -4يونيفاكً:UNIVAC يعتبرًمنًأوائلًالحواسيب التيًصممتًلخدمةً التطبيقاتًاإلداريةً والتجارية. أجيال الحواسيب • الجيلًاألولً: First Generation – الفترةًالزمنية.1956 – 1946 : – العنصر اإللكتروني المستخدم :الصمام المفرغ. – الوسط التخزيني المستعمل :البطاقات المثقبة. – لغات البرمجة التي استعملت :لغة اآللة ( Machine ( Mnemonics االختصارات ولغة ،)Language ،)Languageولغة التجميع (.)Assembly Language – نظم التشغيل :نظام البرنامج الواحـد. – زمن التداول :الملي ثانية ( 1/1000من الثانية). – السلبيات :ارتفاع تكاليف إنتاجها ،والبطء النسبي في عملها. • من األمثلة على حواسيب الجيل األول : – إدفاك ،EDVACإدساك ،EDSACيونيفاك .UNIVAC أجيال الحواسيب ... • الجيلًالثانيً:Second Generation – الفترةًالزمنية.1964 – 1956 : – العنصر اإللكتروني المستخدم :الترانزستور. – الوسط التخزيني المستعمل :األشرطة الممغنطة إلى جانب البطاقات المثقبة. – لغات البرمجة التي استعملت :لغات برمجة ذات مستوى عالً ( )High Level Languagesمثل الجول ( )ALGOLوكوبول ( )COBOLوفورتران ( )FORTRANوغيرها. – نظم التشغيل :نظام التشغيل بالدفعة (.)Batch System – زمن التداول 10 :ميكروثانية (الميكروثانية = 1بالمليون من الثانية). • من األمثلة على حواسيب الجيل الثاني : – .BurroughsD210 ،PDP8 ،7094 IBM، 7090 IBM أجيال الحواسيب ... • الجيلًالثالثً: Third Generation – الفترةًالزمنية.1971 – 1964 : – العنصر اإللكتروني المستخدم :الدوائر المتكاملة ( Integrated . )Circuits – الوسط التخزيني المستعمل :األقراص الممغنطة ( Magnetic )Disks – لغات البرمجة التي استعملت :لغات البرمجة البنائية (. )Structured Programming Languages – نظم التشغيل :نظام التشغيل التبادلي أو التفاعلي ( Interacting . )Operating System – زمن التداول 100 :جـزء مـن البليـون مـن الثانيـة ( 100نانوثانية ) • من األمثلة على حواسيب الجيل الثالث . IBM 360 : أجيال الحواسيب ... • الجيل الرابع : Fourth Generation – الفترةًالزمنية.1984 – 1972 : المصغرة المعالجات المستخدم: اإللكتروني – العنصر ( )Microprocessorsتقنية التجميع على نطاق واسع جداً . – الوسط التخزيني المستعمل :األقراص المرنة ،األقراص الصلبة. – لغات البرمجة التي استعملت :لغات برمجة تطبيقية . – نظم التشغيل :نظام التشغيل الفوري (Virtual Operating .)System – زمن التداول 1 :نانوثانية . • من األمثلة على حواسيب الجيل الرابع :الحواسيب الصغيرة الشخصيـة والحـواسـيـب ()Microcomputers ( )PersonalComputersمثل IBM-PC :و APPLEوغيرها . أجيال الحواسيب ... • الجيلًالخامسً: Fifth Generation – الفترةًالزمنية.1990 – 1984 : – العنصرًاإللكترونيًالمستخدم :ازدادتًكثافةًالتجميعًبماًيربوًعلى ()100 ضعف اشباهًالموصالتً .Semiconductors – الوسطًالتخزينيًالمستعمل :أقراصًالليزرًالضوئيةً(.)Optical Disks – لغاتًالبرمجةًالتيًاستعملت :اللغاتًاإلنسانيةًواللغاتًالخاصةًباالنترنتًمثلً .HTML – نظمًالتشغيل :األنظمةًالخبيرةً(ً،)Expert Systemsأنظمةًالمعرفةً (ً،)Knowledge Systemsوتطبيقاتًالذكاءًاالصطناعيً( Artificial ًً،)Intelligenceوالرجلًاآلليً).(Robot – زمنًالتداول 1 :بليونًعمليةًفيًالثانيةًالواحدة (البيكوثانية). • منًاألمثلةًعلىًحواسيبًالجيلًالخامس :الحاسوبًالعمالقً .Cray II تقنيات الحاسوب في الوقت الراهن – – – – الفترةًالزمنية.2006 – 1990 : العنصرًاإللكترونيًالمستخدم :أشباهًالموصالتًالمتقدمة (.)Superconductors الوسطًالتخزيني Flash Memory, MMS:وألجهزةًاالتصاالتًالخلويةً والكاميراتًالرقميةًباإلضافةًإلىًأقراصً DVDالمشابهًللقرصًالمدمجًأوً الليزر. لغاتًالبرمجةً :لغةً Javaولغةًسيًشاربً C#وغيرهاًمنًاللغاتًالمرئية .Visual Programming • منًاألمثلةًعلىًالحواسيبًإنتاجًالحاسوب Cary Y-MP C90الذيً يحتويًعلىً 16معالجاًوسرعةًتصلًإلىً= Gflops( Gflops 100 10 9عمليةًبالثانية). ًالنموًالهائلًلربطًالشبكاتًالواسع ِةًأوً ًالسادس ًفيًالجيل ت ِ • ومنًالتغييرا ِ ِ ِ العريضةً .WANكماًأنهًطرأًتحسنًكبيرًعلىًتردداتًموج ُةًالشبكاتً بشكلًهائل.وسوفًيتواصلًُال َتحْ سينًفيًال َس َنواتًالعديدةًالقادمة. األنظمة العددية • النظام العشري (.)Decimal System – أساس النظام 10 :عشرة .Ten – رموز النظام (.)0،1،2،3،4،5،6،7،8،9 – تمثيل المنازل او القيم -: 100المنزلة الصفرية (اآلحاد) 101المنزلة األولى (العشرات) 102المنزلة الثانية (المئات) 103المنزلة الثالثة (اآلالف) . . . . . . النظام العشري ... • مثال : • تمثيل العدد 267بالنظام العشري 7 = 7 X 100 60 = 6 X 101 200 = 2 X 102 المجموع = 267 األنظمة العددية • النظام الثنائي (.)Binary Number System – أساس النظام 2 :اثنان . – رموز النظام (.)0،1 – تمثيل المنازل او القيم -: 20المنزلة الصفرية 21المنزلة األولى 22المنزلة الثانية 23المنزلة الثالثة . . . . . . النظام الثنائي ... • مثال : • تمثيل العدد 1101بالنظام الثنائي 1 0 1 1 1= 20 2= 21 4= 22 8= 23 المنزلة الصفرية المنزلة األولى المنزلة الثانية المنزلة الثالثة اللقاء القادم • تحويل األعداد من النظام الثنائي الى النظام العشري • تحويل األعداد من النظام العشري الى النظام الثنائي • العمليات الحسابية في النظام الثنائي تحويل األعداد من النظام الثنائي الى النظام العشري • مثال لديك العدد الثنائي ( ،)101101أوجد القيمة المكافئة • لهذا العدد في النظام العشري. الحل • الحل: اكتب العدد الثنائي المعطى في المثال مستخدما ً الصيغة • الموسعة على النحو اآلتي: + 1X20 + 0X21 + 1X22 + 1X23 + 0X24 + + + + + 1 1 0 0 4 1 8 0 0 0 101101 = 1X25 32 45 1 = = تحويل األعداد من النظام العشري إلى النظام الثنائي • قد تحتاج أحيانا ً إلى تحويل عدد عشري إلى نظيره في النظام الثنائي .ويمكنك إجراء مثل هذا التحويل بالقسمة المتتالية للعدد العشري المراد تحويله على أساس النظام الثنائي ()2 وتسجيل الباقي بعد كل عملية قسمة .وتحصل على العدد الثنائي من ترتيب بواقي القسمة من األسفل إلى األعلى. لنطبق هذه الطريقة على العدد 37كما هو مبين آتيا: • اقرررأًبررواقيًالقسررمةًمررن األسرررررفلًإلرررررىًاألعلرررررىً لتحصررررلًعلررررىًالنظيررررر الثنرررائيًللعرررددًالعشرررريً 37وهوً100101 37 2 1 18 2 0 9 2 1 4 2 0 2 2 0 1 2 1 0 2 • تحويل الرقم 40من العشري الى الثنائي؟ 0 • 101000 20 0 10 0 5 1 2 0 1 1 0 40 2 40 • = 1X25 + 0X24 + 1X23 + 0X22 + 0X21 + 0X20 = = + + + + + 32 40 0 8 0 0 0 العمليات الحسابية في النظام الثنائي • في البند اآلتي من هذه الوحدة الدراسية سنتحدث عن كيفية إجراء العمليات الحسابية األساسية (الجمع ،والطرح، والضرب ،والقسمة) في النظام الثنائي. الجمع في النظام الثنائي ()Binary Addition • ال تختلف عملية الجمع في النظام الثنائي عنها في النظام العشري .وتستخدم القواعد األربع اآلتية في هذه العملية: +1 1 و ___ 10 ( 0وحمل )1 +1 0 ___ 1 و +0 1 ___ 1 و +0 0 ___ 0 مثال اجمع العددين ( 1001أي 9في النظام العشري) و1010 (أي 10في النظام العشري). الحل 9 + 10 1001 + 1010 ____ ______ 19 10011 • وللتأكد من صحة حل المثال استخدم الصيغة الموسعة لكتابة العدد الثنائي 10011الذي حصلت عليه من عملية الجمع: = 10011 1X20 + 1X21 + 0X22 + 0X23 + 1X24 1 + 2 + 0 + 0 + 16 = 19 = الطرح في النظام الثنائي ()Binary Subtraction للقيام بطرح أي عددين في النظام الثنائي تستخدم قواعد • الطرح األربع اآلتية: 01100 0 1 1 ___ ___ و ___ و و ___ 0 1 0 1 (استعارة) مثال • اطرح العدد الثنائي ( 101أي 5في النظام العشري) من العدد الثنائي ( 1011أى العدد 11في النظام العشري). 256 128 1 64 1 32 1 16 1 1 8 1 4 1 2 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 320 99 1011 101 ______ 110 11 - 5 ____ 6 - ولو قمت بتحويل نتيجة طرح العددين في النظام الثنائي • (وهي )110إلى النظام العشري لوجدت أنها تساوي: 0X20 + +0 2 + 1X21 = 1X22 + =4 =6 110 الضرب في النظام الثنائي ()Binary Multiplication • ولضرب أي عددين في النظام الثنائي قد تستخدم واحدة أو أكثر من القواعد األربع البسيطة اآلتية: x1 x1 1 0 ___ 1 و ___ 0 و x0 x0 1 0 ___ 0 و ___ 0 مثال • أوجد حاصل ضرب العددين الثنائيين ( 1001أي 9في النظام العشري) و( 101أي 5في النظام العشري). 1001 101 ______ 1001 0000 1001 ______ 101101 9 x 5 ____ 45 x • وبإمكانك أن تتأكد من أن المكافئ العشري للنتيجة يساوي ،45وذلك باستخدام الطريقة الموسعة ،حاول ذلك. • أما عملية القسمة في النظام الثنائي فهي في غاية البساطة أيضا ،ويتم ترتيب األعداد (القاسم والمقسوم عليه) تماما ً كما في النظام العشري ،وتتبع في عملية القسمة القواعد األربعة اآلتية: 1 ___ 1 ÷1 و ÷1 0 ___ ال يجوز ÷0 و 1 ___ 0 ÷0 و 0 ___ ال يجوز مثال • ومثال على القسمة في النظام الثنائي ،اقسم العدد )10100( 2 أي 20في النظام العشري على العدد )100(2أربعة في النظام العشري 00101 100 10100 100 0010 000 100 100 0000 أي أن الجواب=100 . • وإذا قمت بتحويل القاسم والمقسوم عليه والنتيجة إلى • النظام العشري ،تجد أن: = 1X24 + 0X23 + 1X22 + 0X21 + 0X20 +0 +0 +4 +0 = 16 = 10100 100 101 = = = = 1X22 + 0X21 + 0X20 = = 4 4 + 0 + 0 1X22 4 5 + + 0X21 0 + + 1X20 1 • وهذا يؤكد صحة الحل ،إذ أن: • 4=5÷ 20 شكراً النتباهكم