عتاد الحاسوب
عتاد الحاسوب (Computer hardware) هو عبارة عن مجموعة الأجزاء المادية لنظام حاسوبي، أي القطع والأجهزة المكونة للحاسوب مثل الشاشة، لوحة المفاتيح ووسائط تخزين البيانات (مثل القرص الصلب) وحدة النظام (بطاقات الرسوم البيانية وبطاقات الصوت والذاكرة واللوحة الأم والرقائق الأخرى)، الخ. أي كل الأشياء المادية التي يمكن أن تُلمس . بالمقابل، فإن البرمجيات والبيانات غير مشمولة في وصف عتاد الحاسوب. تتواجد البرمجيات كأفكار وتطبيقات ومفاهيم ورموز، ولكنها ليست مادية، فالبرمجيات مجموعة من التعليمات التي تُخزّن وتُشغّل من قبل العتاد.البرمجيات هي مجموعة من التعليمات التي يمكن للآلة قراءتها والتي تُوجِّه معالج الحاسوب لتنفيذ عمليات محددة. تُشكل مجموعة البرمجيات وعتاد (قِطَع) الحاسوب نظام حاسوبي قابل للاستخدام
هيكلة فون نيومان
إن القالب الرئيسي لكافة الحواسيب الحديثة هو هيكلة فون نيومان، والمفصلة ببحث عام 1945 من قبل الرياضي المجري جون فون نيومان. تصف الهيكلية تصميم معمارية الحواسيب الإلكترونية الرقمية وذلك بوضع تقسيمات فرعية لوحدة المعالجة تتألف من وحدة المنطق الحسابي وسجلات المعالج ،ووحدة التحكم المؤلفة من مسجل التعليمات ومُحصي البرامج، والذاكرة لتخزين البيانات والتعليمات، ذاكرة خارجية شاملة، وأساليب الدخل والخرج[3]. لقد توسع معنى المصطلح ليشمل معنى "حاسوب مُخزّن للبرامج" حيث لا يمكن لمهمتي الحصول على التعليمات ومهام البيانات أن يحصلوا في نفس الوقت وذلك لأنهم يتشاركوا في قافلة واحدة. ويشار إلى هذا بعنق زجاجة فون نيومان وغالباً ما يحد من أداء النظام.
أنظمة مختلفة
هناك أنواع مختلفة من أنظمة عتاد الحاسوب المستخدمة اليوم:
الحاسوب الشخصي
الحاسوب الشخصي أو المكتبي أو الثابت والمعروف كذلك بالإنجليزية بـ PC هو أحد أنواع الحواسيب الأكثر شيوعاً وذلك لاستعمالاته المتعددة ولرخص ثمنه نوعاً ما. تكون الحواسيب المحمولة (لابتوب) بشكل عام مشابهة جداً للحواسيب الشخصية على الرغم من أنها قد تستهلك طاقة أقل أو تحوي على مكونات أصغر حجماً.
الصندوق
صندوق الحاسوب هو عبارة عن صندوق بلاستيكي أو معدني والذي يحوي اغلب أجزاء وقِطَع الحاسوب. تكون عادةً الأجزاء الموجودة في صناديق الحواسيب المكتبية صغيرة بما يكفي لوضعها تحت الطاولة. على أية حال، فقد وُجدت تصاميم مُدمجة في السنوات الأخيرة وأصبحت أكثر اعتيادية، كتصاميم All-in-one (الكل في واحد) من شركة أبِّل، والمُسمَّى آي ماك (iMac). يمكن لصندوق الحاسوب أن يكون كبيراً أو صغيراً، ولكن مايهم هو عامل شكل اللوحة الأم والمصممة لأجله.[5] الحواسيب المحمولة (لابتوب) هي حواسيب تأتي عادة بعامل شكل clamshell أي قابل للطي. على أية حال، فقد نشأت في السنوات الأخيرة تغيرات على عامل الشكل هذا، مثل الحواسيب المحمولة التي تحوي على شاشة لمسية قابلة للفصل والتي تصبح كحواسيب لوحية مستقلة.
مزود الطاقة
تُحوِّل وحدة تغذية الطاقة التيار الكهربائي المتناوب (AC) إلى مستمر (DC) بكمون منخفض، لتغذية الأجزاء الداخلية للحاسوب. تكون الحواسيب المحمولة قادرة على العمل بتيار بطارية وذلك لعدة ساعات عادةً.
بطاقة توسعة
بطاقة التوسعة في الحوسبة هي عبارة عن لوحة دارة مطبوعة بالاستطاعة إدخالها في فتحات التوسع الموجودة في اللوحة الأم أو اللوحة الإلكترونية المعززة لإضافة وظيفة لنظام الحاسوب عبر ناقلة التوسع (expansion bus). يمكن أن تُستخدم بطاقات التوسعة لتوسيع المزايا الغير مُقدمة من اللوحة الأم.
ادوات التخزين
يشير تخزين بيانات الحاسوب، والذي يسمى عادةً التخزين أو الذاكرة، إلى أجزاء الحاسوب وتسجيل الوسائط التي تحتفظ ببيانات رقمية. تخزين البيانات هو وظيفة وجزء أساسي للحواسيب
الوسائط الثابتة
يتم تخزين البيانات في الحاسوب باستخدام وسائط عديدة. توجد الأقراص الصلبة افتراضياً في جميع الحواسيب القديمة، نظراً لسعتها الكبيرة وثمنها المنخفض، لكن وسائط التخزين ذات الحالة الثابتة أسرع وأكثر فعالية ولكنها أغلى ثمناً من الأقراص الصلبة، ولذا توجد في الحواسيب الأكثر غلاءً. قد تستخدم بعض الأنظمة Disk array controller (المتحكم بمجموعة الأقراص) لأداء أفضل وأكثر وموثوقية أعلى.
الوسائط القابلة للإزالة
لنقل البيانات بين الحواسيب، يتم استعمال وحدة تخزين متنقلة USB (فلاشة) أو قرص مرئي. تعتمد فائدتهم على كونهم قابلين للقراءة من قبل الأنظمة الأخرى. غالبية الأجهزة تحوي سواقة أقراص مرئية، وافتراضياً، يحوي معظمهم منافذ USB.
أدوات الدخل والخرج
تكون أدوات الدخل والخرج موجودة في هيكل الحاسوب الرئيسي. الأدوات التالية هي إما قياسية أو شائعة جداً للعديد من أنظمة الحاسوب
الدخل
تاذن أدوات الدخل للمستعمل بإدخال المعلومات للنظام أو التحكم بعملياته. تحوي معظم الحواسيب الشخصية على فأرة ولوحة مفاتيح، بينما تستخدم أنظمة الحواسيب المحمولة لوحة اللمس (touchpad) بدلاً من الفأرة. تتضمن أدوات الدخل الأخرى كاميرا الوب، والمذياع (الميكروفون)، وقبضات اللعب والماسحات الضوئية (سكانر).
أدوات الخرجتعرض أدوات الخرج المعلومات بشكل قابل للقراءة. تتضمن مثل هذه الأدوات الطابعات ومٌكبرات الصوت والشاشات.
الحاسوب المركزي
الحاسوب المركزي هو حاسوب أكبر والذي يملأ غرفة كاملة وقد يُكلف مئات أو آلاف أضعاف كلفة الحواسيب الشخصية. هذه الحواسيب مصممة لأداء عدد كبير من الحسابات للحكومة أو الشركات الضخمة.
الحوسبة الفرعية
في ستينات وسبعينات القرن الماضي، نشأت فروع أكثر وأكثر باستخدام أنظمة أرخص وموجهة لأهداف محددة، مثل Process control (مراقبة العملية، والذي يهتم بالأغراض الهندسية) وأتمتة المختبرات.
الحاسوب الفائق
الحاسوب الفائق مشابه للحاسوب المركزي بالمظهر، ولكنه مصمم للمهام الحسابية الصعبة للغاية. إن أسرع حاسوب فائق في العالم في نوفمبر 2013 هو تيانهي-2 ، في غوانزو، الصين.
تحديث العتاد
عند استعمال عتاد الحاسوب، فإن التحديث يعني إضافة أداة (قِطعة) جديدة للحاسوب لتحسين الأداء أو زيادة السعة أو إضافة مزايا جديدة. على سبيل المثال يمكن للمستخدم أن يقوم باستبدال القرص الصلب بوسيط تخزين ذو حالة ثابتة SSD ليحصل على أداء أسرع أو زيادة في سعة الملفات القابلة للتخزين. أيضاً قد يزيد المستخدم من سعة ذاكرة الوصول العشوائي (الرام) لكي يعمل الحاسوب بشكل أكثر سلاسة.
المراجع
areq.net
التصانيف
عتاد الحاسوب علم الحاسوب تقنية المعلومات العلوم التطبيقية