الجزء السابع الجزء السادس الجزء الخامس الجزء الرابع الجزء الثالث الجزء

الجزء السابع الجزء السادس الجزء الخامس الجزء الرابع الجزء الثالث الجزء
الجزء الثالث الجزء الثاني توصيف المقرر 1

الجزء الأول توصيف المقرر 2

التوصيف العام للمقرر اسم المقرر: مهارات الحاسب وتقنية المعلومات البرنامج: السنة التأهيلية أستاذ المقرر المصادر والمراجع الهدف العام للمقرر أ.د. مصطفى عبدالمولى نوفل أستاذ بقسم هندسة الحاسب كلية الحاسبات وتقنية المعلومات الإمكانات المطلوبة للتعليم نواتج التعليم المستهدفة طرق التعليم والتعلم عدد الوحدات: 4 المستوى: الأول وسائل تدريس المقرر 3 3

الهدف العام للمقرر أن يتعرف الطالب على المفاهيم الأساسية لتقنية المعلومات وأن يلم بمكونات الحاسب الآلي ويشرح آلية عمله ويتقن التعامل معه .. هذا بالإضافة إلى فهم منظومة شبكات الحاسب وخاصة شبكة الإنترنت وإجادة التعامل مع خدماتها. 4 4

نواتج التعلم المستهدفة
أ- الأهداف المعرفية 1-الإلمام بالمفاهيم الأساسية لتقنية المعلومات والحاسب. 2-التعرف على المكونات المادية للحاسب ووظيفة كل منها. 3-التعرف على المكونات البرمجية للحاسب وخاصة نظم التشغيل ولغات البرمجة وكيفية بناء وتنفيذ البرنامج. 4-التعرف على جرائم الحاسب وأخلاقيات التعامل معه. 5-الإلمام بآليات تأمين الحاسب. 6-التعرف على مكونات شبكة الحاسب والخدمات المتاحة عليها. 5 5

ب-الأهداف الوجدانية 1- إدراك أهمية الحاسب وتطبيقاته في مجالات الحياة المختلفة. 2- إدراك خطورة جرائم الحاسب وأهمية أخلاقيات التعامل معه. ج-الأهداف المهارية 1-اكتساب مهارة التعامل مع الحاسب. 2-اكتساب مهارة التعامل مع نظام التشغيل ويندوز والتطبيقات المكتبية للحاسب. 3-التحلي بأخلاقيات الحاسب وإجادة تأمين الحاسب. 4-اكتساب مهارات التعامل مع شبكة الإنترنت والبريد الإلكتروني. 5-إجادة مهارة التعامل مع التعليم الإلكتروني والتعليم عن بعد. 6 6

د-المهارات الشخصية وتحمل المسؤولية 1-اكتساب الثقة بالنفس عن طريق القدرة على التعامل مع الحاسب بمختلف تطبيقاته. 2-التدرب على الالتزام بأنظمة وأخلاقيات الحاسب ومراقبة ضميره. 3-صقل موهبة الإبداع والتميز لدى الطالب من خلال الأعمال التي ينجزها. 4-التشجيع على الابتكار والمنافسة الإيجابية بين الطلاب. 7 7

هـ -مهارات التحليل والاتصال 1-اكتساب أساسيات التحليل العلمي والمنطقي. 2-إجادة التعامل مع الصيغ الحسابية والمنطقية. 3-اكتساب مهارة الاستنتاج والبحث المنهجي الدقيق. 4-إجادة التعامل مع نظم الاتصال العصرية عبر الإنترنت. 8 8

طرق التعليم والتعلم المحاضرات (عروض PowerPoint). المناقشة.
التقارير والأبحاث. العصف الذهنى. التعليم الذاتي والحوار. التعلم التعاوني. 9 9

وسائل تدريس المقرر السبورة الذكية. الحاسب الألي.
جهاز عرض (داتا شو Data Show). الإنترنت. 10 10

المصادر والمراجع المرجع الرئيسي المراجع الأخرى مواقع إلكترونية متعددة.
د. سلطان الجحدلي .. أ.د. مصطفى نوفل: "مبادئ الحاسبات وتقنية المعلومات" 2011. المراجع الأخرى د. محمد أحمد أحمد شعبان: "أساسيات الحاسب الآلي وتطبيقاته في التعليم" مكتبة الرشد .. الطبعة الأولي 2006. د. عبدالله الموسى: "مقدمة في الحاسب والإنترنت" مكتبة الملك فهد الوطنية – 2010. B. Forouzan, Foundations of Computer Science, Brooks, CA: 2003 مواقع إلكترونية متعددة. 11 11

الإمكانات المطلوبة للتعليم والتعلم
قاعة محاضرات مناسبة. معمل حاسب آلي. سبورة ذكية. جهاز عرض البيانات (Data show). اسطوانة نظام التشغيل Windows xp. اسطوانة نظام التشغيل Windows 7. شاشة عرض. سبورة بيضاء وأقلام سبورة. 12 12

مفردات المقرر 1- مدخل إلى المقرر: أهمية المقرر
علاقة المقرر بالمقررات الأخرى نشأة الحاسب على مدار الزمن 13 13

مفردات المقرر 2- التعريف بالحاسب الآلي: البيانات والمعلومات والمعالجة.
نموذج فون نيومن للحاسب الآلي. أجيال الحاسب. تصنيف الحاسبات. إمكانيات الحاسب. مجالات تطبيق الحاسب. مجالات عمل المتخصصين في الحاسب 14 14

مفردات المقرر 3- مكونات الحاسب المادية: مكونات الحاسب.
وحدة المعالجة المركزية. الذاكرة الرئيسية. وحدات الإدخال والإخراج. وحدات التخزين الخارجية. اللوحة الأم. كيف يعمل المعالج. 15 15

مفردات المقرر 4-مكونات الحاسب البرمجية: أنواع البرمجيات نظام التشغيل.
لغات البرمجة. بناء البرنامج. تنفيذ البرنامج. 16 16

مفردات المقرر 5- العمليات الحسابية والمنطقية في الحاسب:
الأنظمة العددية العمليات الحسابية على الأنظمة العددية التحويلات الحسابية بين الأنظمة العددية تمثيل الأعداد الصحيحة في الحاسب البوابات المنطقية 17 17

مفردات المقرر 6- مبادئ تقنية المعلومات: جودة المعلومات
تمثيل البيانات في الحاسب. قواعد البيانات جرائم الحاسب أخلاقيات الحاسب صيانة الحاسب فيروسات الحاسب 18 18

مفردات المقرر 7- شبكات الحاسب: مفهوم شبكات الحاسب ونشأتها
أغراض استخدام شبكات الحاسب المكونات الأساسية لشبكة الحاسب تصنيف شبكات الحاسب تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب وسائط نقل البيانات خلال شبكة الحاسب شبكة الإنترنت 19 19

أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات
الجزء الثاني التعريف بالحاسب الآلي أ.د. مصطفى نوفل أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات 20

أهداف الجزء الثاني بنهاية هذا الجزء سيكون الطالب قادرا على أن:
يفرق بين البيانات والمعلومات. يعرف جهاز الحاسب الآلي. يعدد أنواع أجهزة الحاسبات وفقا لمعايير متعددة. يحدد إمكانيات وقدرات الحاسب. يعدد مجالات استخدام الحاسب.

البيانات Data البيانات هي مجموعة من الحقائق أو المشاهدات أو القياسات الأولية التي تشير إلى مسألة معينة. تمثل البيانات الحد الأدنى من الحقائق للحصول على معلومة معينة. قد تصف البيانات فكرة أو موضوعا أو حدثا أو حقيقة لكنها لا تعطي دلالة مفيدة لأنها قد تكون غير مترابطة أو غير محددة. قد تكون البيانات في صورة عددية أو إحصائية أو وصفية. من أمثلتها أسماء العملاء بالمؤسسة أو قيم مرتبات العاملين بها. تتم على البيانات عمليات النقل والتنظيم والتحليل والترتيب والفرز والتصنيف (عمليات المعالجة) لكي تنتج معلومات محددة.

المعلومات Information
البيانات هي المادة الخام التي تصنع منها المعلومات كمنتج نهائي. المعلومات هي بيانات تم تشغيلها ومعالجتها وإعدادها لتوضع في سياق ذو دلالة مفيدة للمستخدم. قد تقدم المعلومات في صورة جدول أو رسم بياني ومنحنيات أو مؤشرات تجمع أكثر من بيان. تتحدد جودة المعلومات وتقيم بمدى مساهمتها في زيادة مستوى المعرفة لدى المستخدم وتحفيز متخذ القرار ليتخذ موقفا معينا.

تعريف الحاسب الحاسب هو جهاز مصمم لاستقبال البيانات ومعالجتها بسرعة ودقة للحصول على نتائج مطلوبة. إذن يقوم الحاسب بما يلي: استقبال البيانات ويسمى حينئذ مخلات Input. تخزين البيانات في ذاكرته Memory. يجري عليها عمليات حسابية (جمع .. طرح .. ضرب ..) أو عمليات منطقية ( مقارنة < ..> ... = ≠ ...). يتم ذلك وفق مجموعة من التعليمات تسمى برنامج Program. إخراج النتائج على شكل معلومات وتسمى حينئذ مخرجات Output.

إذن الحاسب آلة لا تستطيع التفكير وإنما ينفذ فقط التعليمات الموجودة بالبرنامج. الحاسب يحاكي المنهجية التي يعمل بها الكائن البشري. الحاسب هو معالج بيانات يعمل وفقا لبرنامج أي Programmable Data Processor. البرنامج هو مجموعة تعليمات Set Instructions تخبر الحاسب بما ينبغي عليه عمله وإجراؤه على البيانات المدخلة.

الحاسب هو معالج بيانات وفقا لبرنامج
عملية المعالجة أجهزة إدخال لإدخال البيانات أجهزة إخراج لإخراج المعلومات ذاكرة

يعتمد خرج الحاسب على عاملين
البيانات المدخلة (فإذا تغيرت تغير الخرج حتى لو طبقنا نفس البرنامج). البرنامج المنفذ (فإذا تغير فإن الخرج يتغير حتى لو أدخلنا نفس البيانات). إذا اختلف أي من البرنامج أو البيانات أو اختلفا جميعا تغير الخرج. Computer Input data Output data Program 3, 12, 8, 22 3, 8, 12, 22 Sort رتب 14, 6, 8, 12 6, 8, 12, 14 45 Add اجمع

نموذج فون نيومن للحاسب الآلي
طرح فون نيومن Von Neuumann فكرة تطوير الحاسب بحيث يمكن تمثيل البرنامج في شكل مناسب للتخزين في الذاكرة مع البيانات. تسمى هذه الفكرة بفكرة البرنامج المخزن Stored Program. كل الحاسبات اليوم تعتمد على النموذج الذي طرحه V.N في يتكون حاسب V.N من أربعة نظم فرعية: ذاكرة رئيسية يخزن فيها كلا من البرنامج والبيانات وحدة الحاسب والمنطق تتم فيها العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات. وحدة تحكم تقوم بتفسير التعليمات الموجودة في الذاكرة وتشرف على تنفيذها. تجهيزات إدخال وإخراج تقوم باستقبال البيانات والبرامج من خارج الحاسب وإرسال النتائج إلى خارج الحاسب.

نموذج فون نيومن للحاسب الآلي
Input data بيانات مدخلة برنامج Program ALU CU M E O R y Input/Output إدخال/إخراج Output data بيانات مخرجة

متى يسمى الجهاز حاسبا؟ يمكن اعتبار الجهاز حاسبا إذا كان قادرا على أداء ما يلي: استقبال البيانات كمدخلات بهدف المعالجةInput تخزين البيانات للرجوع إليها Storage معالجة البيانات Processing استخراج النتائج Output

أجيال الحاسب Computer Generations
1- الجيل الأول ( ): الأنابيب المفرغة تميز هذا الجيل باعتماده تقنية الصمامات المفرغة Vacuum Tubes. استخدمت هذه الأنابيب في بناء حاسب Electronic Numerical Integrator & Computer (ENIAC) في جامعة بنسلفانيا كأول حاسب رقمي استخدم لأغراض عامة في 1946 م. كان يزن 30 طنا ويشغل مساحة قدما مربعا كان يستهلك 140 kW من الطاقة الكهربية. كان قادرا على إنجاز 5000 عملية في الثانية. الأنابيب المفرغة

1- الجيل الأول ( ): الأنابيب المفرغة كان ENIAC مصمما لتطوير جداول حساب مجال ومسار أسلحة المدفعية للجيش الأمريكي. عندما تم تصميمه كانت الحرب قد انتهت لكنه استخدم في صناعة القنبلة الهيدروجينية. استمر استخدامه من قبل الجيش الأمريكي حتى عام 1955. كانت عمليات إدخال وتبديل البرامج وبناء البرمجة صعبة. بدأ فون نيومن في تصميم حاسب جديد يعتمد فكرة البرنامج المخزن في 1946 وتم العمل به في 1952 وسمى حاسب IAS.

خصائص الجيل الأول ضخامة الحجم. الاستهلاك المرتفع للطاقة. الحاجة إلى وسائل تبريد كافية. ENIAC

2- الجيل الثاني ( ): الترانزستور Transistor تم اكتشاف الترانزستور في معامل شركة Bell في عام 1947. بدئ في استخدام الترانزستور في الخمسينيات. استبدل هذا الجيل الصمام المفرغ بالترانزستور. أدى ذلك إلى تصغير حجم الحاسب وتقليل الطاقة وتحسين الأداء. قامت شركة NCR و RCA باستخدام الترانزستور في صناعة الحاسب. قامت شركة IBM بإنتاج سلسلة حاسب 7000 ثم إنتاج وحدات حساب ومنطق ووحدات تحكم متقدمة. ظهر مع هذا الجيل استخدام لغات برمجة عالية المستوى. الترانزستور

3- الجيل الثالث ( ): الدوائر المتكاملة في بداية الستينات قامت DEC بتجميع عدد كبير من المكونات مثل الترانزستور والمقاومات والمكثفات على بطاقة واحدة سميت بالدائرة المتكاملة IC واستخدمت في تكوين الحاسب. تم في البداية تجميع عدد صغير من البوابات وخلايا التخزين Small-Scale Integrated IC. مع مرور الزمن وتقدم الصناعة تم تجميع عدد أكبر سمى Medium-Scale Integrated IC.

4- الأجيال اللاحقة الأجيال اللاحقة اعتمدت استخدام تقنية الدوائر المتكاملة مع زيادة الكثافة حتى وصلت إلىVLSI بتجميع أكثر من عنصر في شريحة واحدة. الجيل الرابع والجيل الخامس بكثافة أعلى LSI , VLSI .

هناك عدة معايير يمكن أن تصنف الحاسبات الآلية بناء عليها
تصنيف الحاسبات هناك عدة معايير يمكن أن تصنف الحاسبات الآلية بناء عليها حسب الحجم والإمكانيات حسب النوع وطريقة الأداء حسب الغاية من الاستخدام حاسبات عملاقة حاسبات تناظرية حاسبات ذات أغراض خاصة حاسبات مركزية حاسبات رقمية حاسبات ذات أغراض عامة حاسبات صغيرة حاسبات دقيقة

حاسبات ذات أغراض خاصة الحاسبات ذات الأغراض الخاصة Special Propose Computers مصممة لمهمة محددة. مثل الأجهزة المصممة للأغراض العسكرية في توجيه الصواريخ والرادار أو الأجهزة المصممة للأغراض الهندسية مثل تصميم الطائرات والسفن أو الأجهزة الطبية. حاسب ذو تطبيق طبي

حاسبات ذات أغراض عامة تقوم الحاسبات ذات الأغراض العامة General Propose Computers بأعمال متعددة وفقا للبرنامج المستخدم. يتعامل مع كم كبير من المعلومات بدقة وسرعة. يستعمل في تطبيقات عديدة مثل بناء قاعدة بيانات ومعالجة نصوص.

الحاسبات الرقمية تقوم الحاسبات الرقمية Digital Computers بتحويل البيانات المدخلة إلى إشارات رقمية 0,1 ثم تجري عليها العمليات الحسابية والمنطقية. هذه الحاسبات هي عادة حاسبات ذات أغراض عامة. هي الأكثر انتشارا.

الحاسبات التماثلية تستقبل الحاسبات التماثلية Analog Computers البيانات عن طريق مجسات خاصة. تقوم بتمييز البيانات في صورة متغيرات فيزيائية تماثلية ذات قيم مستمرة مع الزمن. خرجها يكون على صورة قراءة على مؤشر أو رسم بياني. كمثال على هذا النوع هناك الحاسب الذي يستقبل بيانات مثل درجة الحرارة أو الضغط أو سرعة الرياح . هذه الحاسبات تعتبر من النوعية محدودة الغرض ويعيبها أن دقتها أقل من الحاسبات الرقمية ويصعب تغيير برامجها بسهولة.

الحاسبات العملاقة الحاسبات العملاقة Super-Computers هي حاسبات سريعة جدا تنفذ بلايين العمليات في الثانية بدقة متناهية. تعتبر ذات طاقة تخزينية هائلة. تستخدم أكثر من معالج ولذا فهي ذات كفاءة عالية. تستخدم في مؤسسات البحث العلمي الكبيرة مثل الأبحاث النووية والعسكرية والفضائية. حاسب عملاق

الحاسبات المركزية الحاسبات الكبيرة المركزيةMainframes تتميز بسرعتها العالية وقدرتها على خدمة مئات المستخدمين في نفس الوقت. وهي تملك سعة تخزينية عالية وترتبط بطرفيات عديدة. من أمثلتها الأجهزة المستخدمة في شركات الطيران وهيئات الدفاع والمؤسسات الكبرى والجامعات حاسب مركزي

الحاسبات الصغيرة الحاسبات الصغيرةMinicomputers تكون عادة متوسطة الحجم وتدعم عدة مستخدمين عن طريق الوحدات الطرفية. وهي حاسبات سريعة نسبيا ولها قدرات تخزينية عالية. تسمى أحيانا الحاسبات الخادمة. تنتجها شركات مثل: شركةHP وشركةIBM وشركةDEC حاسب صغير

الحاسبات الدقيقة الحاسبات المصغرة الدقيقةMicrocomputers مصممة لمستخدم واحد فقط لكل جهاز. وهي أصغر حجما وأقل تكلفة وأكثر انتشارا. مع تقدم التقنية أصبحت هذه الحاسبات ذات إمكانيات عالية من حيث سرعة المعالجة والطاقة التخزينية. يطلق عليها الحاسبات الشخصية Personal Computer (PC).

الحاسبات الدقيقة تتخذ أشكالا متعددة.
منها الحاسب المكتبي Desktop الذي يستخدم في الأعمال المكتبية مثل معالجة النصوص وتخزين بيانات المكتب وقواعد البيانات وقد أنتجت شركة IBM منه عدة موديلات بدأت في 1981. الحاسب المحمول Portable Computer ويطلق عليه الآن Laptop or Notebook وهو يتميز بصغر حجمه وقلة وزنه وإمكانية تنقله. حاسب محمول حاسب كفي

إمكانيات وقدرات الحاسب ومميزاته
يتميز الحاسب بالسرعة الفائقة في تنفيذ العمليات. يتميز الحاسب بالدقة المتناهية في معالجة البيانات. تتوقف الدقة على صحة البيانات المدخلة والبرنامج المنفذ. الحاسب لا يعتريه القصور الذي يطرأ على البشر. يتكون الحاسب من دوائر الكترونية تعمل بدون أخطاء. يتميز الحاسب بالقدرة على العمل لفترة طويلة دون أعطال. فالحاسب يتكون من دوائر الكترونية ليست عرضة للتآكل مثل الأجزاء الميكانيكية. مكونات الحاسب لا يعتريها التعب أو الإجهاد أو نقص التركيز.

إمكانيات وقدرات الحاسب ومميزاته
يتميز الحاسب بآلية تنفيذ العمليات المطلوبة دون تدخل خارجي أو انتظار إصدار التوجيهات. يتميز الحاسب بالقدرة العالية على إدارة البيانات واستقبالها وتخزينها ومعالجتها واسترجاعها . يتميز الحاسب بتعدد الاستعمالات وفقا للبرنامج المستخدم.

جوانب القصور في إمكانيات الحاسب
انعدام الذكاء فهو آلة تنفذ ما يملى عليها عبر البرنامج الذي يضعه الإنسان. ضرورة توفير البرامج المطلوبة بدقة عالية. درجة المرونة محدودة. احتياج من يستعمله إلى خبرة.

مجالات تطبيق الحاسب 1- المجال التعليمي
في حفظ البيانات وإدارتها وتنظيمها وسهولة الحصول عليها. في مجال التدريب والتدريس ووضع الامتحان ورصد الدرجات . في مجال الأبحاث والتحليلات الإحصائية. كوسيلة تعليمية كالتعليم الالكتروني والتعليم عن بعد. 2- مجال الاتصالات يعد الحاسب الآن وسيلة اتصال عبر الانترنت كالبريد الالكتروني وبرمجيات المحادثة.

مجالات تطبيق الحاسب 3- مجال الأعمال البنكية
يستخدم الحاسب في أعمال المحاسبة والميزانيات وأجهزة الصرف الآلي وإدارة سجلات العملاء والسحب والإيداع والتحويل بين الحسابات. 4- مجال الطب يستخدم الحاسب للمساعدة في تشخيص الأمراض وعمل التحليلات ومتابعة شئون المرضى وتصنيع الأجهزة الطبية. 5- مجال الأعمال الإدارية يعد استخدام الحاسب اليوم في مجال إدارة الأعمال المكتبية وإدارة المخازن من التطبيقات الشائعة.

مجالات تطبيق الحاسب 6- مجال الصناعة والزراعة
أصبحت الآلات المعتمدة على الحاسب هي المتحكم الأول في عمليات الإنتاج الصناعي والزراعي وحلت محل الأيدي العاملة. 7- المجال العسكري والأمني يستخدم الحاسب في الحرب الالكترونية وأنظمة الإنذار المبكر والطائرات بدون طيار وأنظمة المراقبة وتخزين المعلومات عن الجرائم.

مجالات عمل المتخصصين في الحاسب
1-مجال الدعم الفني في مجال بنية الحاسب المادية 2- مجال الرسوم والتصميم (الجرافيكسGraphics ) 3-مجال الوسائط المتعددةMultimedia 4- مجال البرمجةProgramming 5- مجال تصميم وبرمجة المواقعWeb Design and Development 6- مجال قواعد البياناتDatabase 7- مجال الشبكاتNetworking

الجزء الثالث مكونات الحاسب المادية أ.د. مصطفى نوفل أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات 54

أهداف الجزء الثالث بنهاية هذا الجزء سيكون الطالب قادرا على أن:
يميز بين مكونات الحاسب المادية والبرمجية. يعدد مكونات الحاسب المادية ويحدد وظائفها. يميز بين أنواع الذاكرة. يعدد وحدات الإدخال والإخراج للحاسب. يميز بين أنواع وحدات التخزين الخارجية. يميز بين أنواع الموانئ الموجودة بالحاسب.

محتويات الجزء الثالث وحدة المعالجة المركزية الذاكرة الرئيسية
وحدات الإدخال والإخراج وحدات التخزين الخارجية اللوحة الأم دورة الآلة

مكونات الحاسب مكونات الحاسب مكونات برمجية مكونات مادية Software
Hardware تتولى توجيه هذه الأجهزة والمعدات لتؤدي مهمتها. هي كل ما تراه العين وتلمسه اليد. تشمل كل الأجزاء المعدنية أو البلاستيكية أو الزجاجية أو الأسلاك. تقوم بتنفيذ التعليمات على البيانات المدخلة. 57

مكونات الحاسب المادية Hardware
وحدة التخزين الخارجية External Storage وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit (CPU} وحدة الذاكرة الرئيسية Memory وحدات الإدخال والإخراج I/O Units

وحدة المعالجة المركزية
هي الوحدة التي تقوم بإجراء عمليات المعالجة على البيانات. كانت CPU تتكون في الماضي من أكثر من قطعة إلكترونية. أواخر 1970 تم انتاج أول CPU في دائرة متكاملة بواسطة Intel سمت Intel هذه الدائرة بالمعالج الدقيق Microprocessor . وحدة المعالجة المركزية مجموعة من المسجلات Registers وحدة الحساب والمنطق ALU وحدة التحكم CU

وحدة الحساب والمنطق ALU
تقوم بإجراء العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات الواردة إليها من الذاكرة أبسط العمليات الحسابية الأحادية التي تقوم بها هي إضافة 1 أو طرح 1. أبسط العمليات الحسابية الثنائية هي الجمع والطرح والضرب والقسمة. أبسط العمليات المنطقية الأحادية هي عملية النفي Not أبسط العمليات المنطقية الثنائية هي XOR , OR , AND

وحدة التحكم Control Unit
تقوم CU بالإشراف على الأجزاء الأخرى والتحكم في إدارتها والتنسيق فيما بينها.. فهي تتولى الآتي: جلب أوامر البرنامج بالتتابع من الذاكرة وتفسيرها. تشرف على تنفيذ الأوامر عن طريق ارسال رسائل عبر خطوط النقل موجهة إلى مختلف وحدات المعالج لإجراء العمليات كل فيما يخصه.. هذه الأسلاك يمكن أن تأخذا الوضع on (1) أو off (0) التحكم في تدفق البيانات والبرامج من وإلى الذاكرة الرئيسية وكذلك عبر وحدات الإدخال والإخراج.

Instruction Registers
هي أماكن تخزين سريعة قائمة بذاتها تخزن بها البيانات مؤقتا أثناء إجراء العمليات عليها. عادة ما يحتاج الحاسب إلى مجموعة من السجلات. لتسهيل وتسريع العمليات التشغيلية التي تقوم بها CPU . المسجلات عداد البرنامج Program Counter مسجل بيانات Data Registers مسجل التعليمات Instruction Registers

مكونات CPU ALU CU R1 R2 R3 I PC مسجل بيانات مسجل التعليمات
عداد البرنامج PC

مسجلات البيانات قديما كانت الحواسب تحتوي على مسجل واحد فقط يحتفظ إما بأحد البيانات المدخلة بينما تأتي الأخرى من الذاكرة مباشرة أو يحتوي على النتيجة النهائية للعملية. اليوم أصبح الحاسب يحتوي على العديد من المسجلات داخل CPU لتسريع عملية التشغيل والمعالجة لأن تنفيذ الكثير من العمليات المعقدة تنفذ باستخدام المكونات المادية بدلا عن المكونات البرمجية وبالتالي أصبحت هناك حاجة إلى العديد من المسجلات للاحتفاظ بالنتائج الوسيطة Intermediate result.

مسجلات التعليمات تقوم CPU بجلب التعليمات واحدة تلو الأخرى من الذاكرة وتسجيلها في مسجل التعليمات ثم تفسر هذه التعليمات وتقوم بتنفيذها.

عداد البرنامج هو مسجل يتابع التعليمات التي يتم تنفيذها حاليا فيحتفظ بعنوانها في الذاكرة. بعد تنفيذ التعليمات تتم زيادة العداد ليشير إلى عنوان التعليمات التالية.

الذاكرة الرئيسية محتويات الجزء الثالث وحدة المعالجة المركزية
وحدات الإدخال والإخراج وحدات التخزين الخارجية اللوحة الأم دورة الآلة

الذاكرة الرئيسية Main memory
تسمى الذاكرة الرئيسية تمييزا لها عن الذاكرة المساعدة. تسمى أيضا الذاكرة الداخلية Internal memory تمييزا لها عن الذاكرة الخارجية. هي عبارة عن مجموعة من أماكن التخزين التي يحدد كل منها بمعرف وحيد Unique intensifier يسمى العنوان address تنتقل البيانات من الذاكرة وإليها في مجموعات من البتات تدعي كلمات. الكلمة تكون مجموعة من 8 bit أو 16 bit أو 32 bit أو 64 bit

العناوين محتوى الذاكرة 1 1 1 1 خلية الذاكرة تختزن 0 أو 1

لابد أن ينتقل البرنامج الذي يتم تنفيذه والبيانات التي تم تشغيلها إلى ذاكرة الحاسب طوال فترة التنفيذ. أصغر وحدة تخزين في الحاسب هي البت 0 أو 1 كل ثمانية بتات 8 bit تسمى 1 Byte 1 KB = 210 (1024)B = 103 B 1 MB = 220 = 106 B GB= 230 =109 B

الذاكرة الافتراضية Virtual Memory ذاكرة الوصول العشوائي Random Access Memory (RAM) ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory (ROM) الذاكرة المخبأة Cache Memory

ذاكرة الوصول العشوائي RAM
هذه الذاكرة تمثل معظم ذاكرة الحاسب وهي ذاكرة مؤقتة. يمكن للمستخدم أن تكتب عليها أو يقرأ منها أو يمسحها بإعادة الكتابة عليها. يتم تحميل البرنامج الذي يتم تنفيذه فيها. هي ذاكرة طيارة Volatile تفقد محتوياتها بمجرد انقطاع التيار الكهربي أو إغلاق الحاسب. يمكن الوصول إلى محتوياتها بطريقة عشوائية مباشرة.

ذاكرة الوصول العشوائي RAM
Dynamic RAM (DRAM) ذاكرة RAM الاستاتيكية Static RAM (SRAM) تستخدم المكثفات للاحتفاظ بالبيانات. عندما نشحن المكثف يخزن 1 وإذا لم يشحن يخزن 0. عادة ما يفقد المكثف شحنته بمرور الوقت وبالتالي يحتاج لعملية انعاش دوري لخلايا الذاكرة ليحتفظ بشحنته وحالته. تعد بطيئة لكنها غير مكلفة. تستخدم هذه الذاكرة بوابات Flip-flop هذه البوابات ذات حالين 0,1 للاحتفاظ بالبيانات وتخزينها. تحتفظ البوابات بحالتها 0) أو (1 طالما كان التيار الكهربي موجودا. ليست هناك حاجة لعملية الإنعاش refreshing للإبقاء على الحالة. تعتبر سريعة لكنها غالية التكاليف.

ذاكرة القراءة فقط ROM يسمح للمستخدم فقط بقراءة محتواها دون القدرة على تغييره. محتوى هذه الذاكرة يتم وضعه عن طريق الشركة المصنعة. أحد مميزاتها أنها غير طيارة بل هي ذاكرة دائمة لا تفقد محتوياتها بانقطاع التيار. تخزن عليها البيانات والبرامج التي لا ينبغي أن تمحى أو تزال حتى ولو أغلق الجهاز مثل برامج إقلاع الحاسب التي تحتوي تعليمات لازمة لتشغيل الحاسب.

ذاكرة القراءة فقط ROM ذاكرة ROM
Electronically EPROM (EEPROM) ذاكرة ROM القابلة للبرمجة Programmable ROM (PROM) ذاكرة ROMالقابلة للبرمجة والمسح Erasable PROM (EPROM)

ذاكرة PROM يكون محتوى هذه الذاكرة خاليا عندما يصنع الحاسب.
يقوم المستخدم باستخدام معدات خاصة لتخزين برامجه عليها. عندما تتم عملية التخزين يصبح من غير الممكن إزالة محتواها. يسمح ذلك للمستخدم بتخزين برامجه الخاصة.

ذاكرة EPROM يمكن أن يقوم المستخدم ببرمجتها لكنه يستطيع أيضا مسح محتوياتها عبر أجهزة خاصة يستخدم أشعة فوق بنفسجية Ultraviolet للقيام بعملية مسح الذاكرة ينبغي إزالة الذاكرة من الحاسب ثم إعادة تثبيتها مرة أخرى.

ذاكرة EEPROM هذه الذاكرة يمكن برمجتها ومسح محتواها باستخدام نبضات إلكترونية دون إزالتها من موضعها في الحاسب.

الذاكرة المخبأة Cache memory
الذاكرة المخبأة أسرع من الذاكرة الرئيسية لكنها أيضا أبطأ من وحدة CPU والسجلات الموجودة بداخلها. الذاكرة المخبأة عادة ما تكون صغيرة الحجم للغاية وتوضع بين وحدة CPU والذاكرة الرئيسية . عند أي لحظة ما تحتوي Cache على نسخة من محتوى جزء من الذاكرة الرئيسية. بهذا يتم تسريع عملية التشغيل التي تقوم بها CPU لأنها في المرة القادمة ستجد الكلمة المطلوبة موجودة في ذاكرة Cache

وحدة المعالجة المركزية الذاكرة الرئيسية ذاكرة الكاش المخبأة

عندما تكون CPU في حاجة إلى الوصول إلى كلمة ما في الذاكرة الرئيسية فإنها تتبع الخطوات التالية: تقوم CPU باختبار ذاكرة Cache بحثا عن الكلمة. إذا كانت الكلمة موجودة فإنها تقوم بنسخها عندها. إذا لم تجدها تقوم CPU بالدخول إلى الذاكرة الرئيسية ونسخ جزء من محتواها يبدأ بالكلمة المطلوبة ثم تخزن هذا الجزء في ذاكرة Cache ليحل محل الجزء السابق فيها. تقوم CPU بالدخول على ذاكرة Cache وأخذ نسخة من الكلمة المطلوبة.

الذاكرة التخيلية Virtual memory
هذه الذاكرة غير حقيقة بل هي جزء من وحدة التخزين الخارجية (Hard disk) وليست شريحة إلكترونية مثل الذواكر الأخرى. يقوم نظام التشغيل باقتطاع جزء من وحدة التخزين ويتعامل معها بنفس الطريقة التي يتعامل بها مع الذاكرة الرئيسية. ينقل نظام التشغيل إليها البرامج التي يريد تشغيلها وكذلك البيانات التي سيتعامل معها ويقوم بتنفيذ البرامج والتعامل مع البيانات بنفس طريقة ذاكرة RAM التقليدية.

يتم اللجوء إلى الذاكرة التخيلية في حالة عدم استيعاب الذاكرة الرئيسية للحاسب (RAM) ذات السعة المحدودة للبرامج الحديثة ذات الأحجام الكبيرة والتي يتعامل معها الحاسب في نفس الوقت. تتميز برخص سعرها مقارنة بالذاكرة الرئيسية. أيضا تسمح بتشغيل عدد أكبر من البرامج بعد أن تعجز الذاكرة الرئيسية عن تلبية الاحتياجات .

الذاكرة الرئيسية الذاكرة الافتراضية

من أهم عيوبها بطؤها عن ذاكرة الحاسب الرئيسية نظرا لبعدها عن المعالج . لا يمكن استخدام وحدات الاسطوانة المرنة أو المدمجة أو الفلاش كذاكرة تخيلية. يمكن للمستخدم أن يقوم بزيادة سعتها أو تخفيضها وفقا لاحتياجاته.

البناء الهرمي للذاكرة ومستوياتها
يحتاج مستخدم الحاسب إلى كم كبير من الذاكرة خاصة تلك الذاكرة السريعة والغير مكلفة. هذا المطلب يستحيل تحقيقه فالذاكرة السريعة غير رخيصة. نحتاج حينئذ إلى عملية مواءمة بعمل مستويات هرمية من الذاكرة. Registers (Fastest) Cache memory (Faster) Main memory (Fast) Virtual memory (Slow)

وحدات الإدخال والإخراج
محتويات الجزء الثاني وحدة المعالجة المركزية الذاكرة الرئيسية وحدات الإدخال والإخراج وحدات التخزين الخارجية نظام الإدخال والإخراج الأساسي دورة الآلة

وحدات الإدخال والإخراج
هذه الوحدات تسمح للحاسب بالاتصال بالعالم الخارجي. تختلف حسب الصور المختلفة للبيانات المراد معالجتها والحصول منها على معلومات. أنواع البيانات بيانات مرئية متحركة Video بيانات نصية Text بيانات مرئية ثابتة Image وسائط متعددة Multimedia بيانات صوتية Audio

وحدات الإدخال هي حلقة الربط بين المستخدم والحاسب.
تقوم بتحويل البيانات إلى أشكال يستطيع الحاسب فهمها والتعامل معها. وحدات الإدخال كاميرا رقمية بيانات مرئية متحركة لوحة المفاتيح بيانات نصية ماسح ضوئي بيانات مرئية ثابتة وسائط متعددة ميكروفون بيانات صوتية

لوحة المفاتيح وحدة الإدخال الرئيسية للبيانات النصية وكذلك إدخال التعليمات. تتكون من: مجموعة مفاتيح معالج دقيق ذاكرة داخلية

كيف تعمل لوحة المفاتيح E F A M

كيف تعمل لوحة المفاتيح 10110101 E F A M جدول كشفي Look-up table A
B F E جدول كشفي Look-up table F A M

الفارة Mouse تعد الآن من أهم وحدات الإدخال.
تستخدم مع الواجهة الرسومية مثل Windows لإدخال حركة اليد الفيزيائية وتحويلها إلى إشارات يتم نقلها للحاسب. يظهر تأثيرها علي شكل حركة لمؤشر الفأرة Curser علي الشاشة

الفارة Mouse ظهرت في البداية الفارة الميكانيكية التقليدية التي تعتمد على الكرة الدوارة لكنها اختفت الآن نظرا لأنها تعاني من مشكلة دخول الأتربة. في نهاية عام 1999 ظهرت الفأرة الضوئية (Optical Mouse). تحتوي الفارة الضوئية من الداخل على المكونات التالية: نظام كاميرا رقمية صغيرة مصدر ضوء أشعة حمراء (LED) حيث يرتد هذا الشعاع من السطح الذي تتحرك عليه الفأرة. معالج الإشارة الرقمي (DSP) يقوم بفحص الصورة الملتقطة ومقارنتها مع الصورة السابقة لها لتحديد المسافة التي تحركتها الفأرة.

الفارة Mouse تتكون الفارة خارجيا من العناصر التالية: زر أيمن زر أيسر
زر أيمن عند النقر عليه تظهر قائمة مختصرة للأوامر. زر أيسر يستعمل في انتقاء البرامج وتشغيلها عند النقر عليه. عجلة تمرير تستخدم للتنقل داخل المستند. زر أيمن زر أيسر بكرة

الفارة Mouse تتميز الفأرة الضوئية عن الفأرة الميكانيكية التقليدية في عدة نقاط : عدم وجود أجزاء متحركة مثل الكرة الدوارة يقلل من المشاكل التي يمكن أن تحدث أثناء الاستخدام. لا يحدث انتقال للأتربة من السطح الذي تتحرك عليه الفأرة إلي المكونات الداخلية لها. حركة شعاع الليزر أكثر دقة من حركة الكرة الدوارة. لا تحتاج هذه الفارة إلي سطح مستوي أو إلي لوحة خاصة تتحرك عليها.

الماسح الضوئي Scanner الماسحات هي عيون الحاسب التي تتيح له تحويل صورة فوتوغرافية أو رسم أو نص مكتوب إلى شفرة يمكن تخزينها في ملف ومعالجتها على الحاسب.

الماسح الضوئي Scanner يستخدم في تصوير المستندات ونقلها في صورة إلكترونية إلى الحاسب لمعالجتها وتخزينها في ملفات. تسلط حزمة ضوئية متحركة على المستند ومن خلال شدة الضوء المنعكس يقوم الحاسب بالتعرف على محتويات المستند. من أهم المواصفات الفنية هي دقة المسح Resolution وتحسب بعدد النقاط الضوئية Pixels في البوصة المربعة. كلما زادت دقة المسح كلما أمكن نقل تفاصيل أدق للمستند .. وكلما زاد أيضا حجم الملف.

قارئ التشفير العمودي Bar Code Reader
هو جهاز ماسح يقرأ الشفرات المكونة من مجموعة من الأعمدة السوداء المتفاوتة في السمك والمسافة بينها والملصوقة على المنتجات التجارية. يقوم بترجمتها إلى أرقام وبيانات تدخل الحاسب للتعرف علي هوية المنتج. يستخدم في المحلات التجارية وكذلك في المكتبات للتعرف على الكتب.

الميكروفون Microphone
يستخدم في إدخال الصوت إلى الحاسب لمعالجته وتخزينه في ملفات بمساعدة بطاقة الصوت.

ملف رقمي يمثل الموجة الصوتية
كيف يعمل الميكروفون الموجة الصوتية موجة كهربية كارت الصوت بتات تمثل الصوت الميكروفون ملف رقمي يمثل الموجة الصوتية

الكاميرا الرقمية Digital Camera
تستخدم في إدخال الصور والأفلام لمعالجتها وتخزينها في ملفات رقمية بمساعدة كارت الفيديو .

وحدات الإخراج الشاشة الطابعة السماعات
بعد أن يتم معالجة البيانات في الحاسب تقوم هذه الوحدات بترجمة عناصر الخرج 0, 1 إلى شئ يمكن للمستخدم أن يفهمه أشهر وحدات الإخراج: الشاشة الطابعة السماعات

الشاشة Display Monitor/Screen

تعد أهم وحدات الإخراج على الإطلاق تسمح بالإخراج وتعرض أيضا ما تم إدخاله عبر لوحة المفاتيح تشمل كل شاشة بطاقة مواءمة Display Adapter مهمتها إرسال المعلومات من وحدة الجهاز إلى الشاشة تظهر الحروف على شكل نقاط مضيئة متراصة Pixels أو Dots كلما زاد عدد النقاط فى البوصة الواحدة كلما زادت درجة الدقة Resolution . هناك كابلان للشاشة: الأول للتيار الكهربي ويتصل الثاني بكارت الشاشة المركب على اللوحة الأم.

المواصفات الفنية للشاشة
درجة الوضوح Resolution معدل الإنعاش Refresh rate حجم الشاشة Viewable area (15, 17, 21 inch) يقاس حجم الشاشة بالبوصة بطول قطر الشاشة. مواصفات بطاقة المواءمة (CGA, EGA, VGA, Super VGA) الخواص الانعكاسية للشاشة Reflection Properties

أنواع الشاشات شاشة أنبوب الكاثود CRT شاشة الكريستال السائل LCD
شاشة اللمس Touch Screen

الطابعة Printer طابعة ليزر

الطابعة Printer هي وحدة إخراج تنشئ نسخة مطبوعة دائمة من النتائج Hard Copy تحتوى على: معالج دقيق Micro-processor ذاكرة قراءة فقط ROM ذاكرة مؤقتة للقراءة والكتابة RAM نظام كهرو-ميكانيكى للطباعة بكفاءة ودقة وسرعة لكل طابعة برنامج قيادة Driver يحمل في وحدة التخزين ويستدعى في RAM

الخصائص الفنية للطابعة
سرعة الطباعة Printing speed جودة الطباعة ودقتها Printing resolution تقنية الطباعة Printing technology طابعات تصادمية نقطية (الأرخص-الأقل جودة-الأكثر ضجيجا) طابعات غير تصادمية ليزرية (الأفضل-الأسرع-الأدق) سعة ذاكرة التخزين Storage capacity

وحدات التخزين الخارجية
محتويات الجزء الثاني وحدة المعالجة المركزية الذاكرة الرئيسية وحدات الإدخال والإخراج وحدات التخزين الخارجية نظام الإدخال والإخراج الأساسي دورة الآلة

وحدات التخزين الخارجية
ذاكرة الحاسب main memory هي عنصر تخزين مؤقت Temporary نحتاج إلى تخزين دائم .. غير طيار .. غير مرتبط بوجود الطاقة. تستخدم وحدة التخزين الخارجية لتخزين البرامج والبيانات التى لا يحتاجها الحاسب في الوقت الحالى ونريد الاحتفاظ بها واسترجاعها. تسمى ذاكرة إضافية مساعدة Auxiliary أو ثانوية Secondary تعد أرخص من الذاكرة الرئيسية. لا تسجل البيانات عليها بطريقة كهربية كما في RAM ولكن بطرق مغناطيسية أو ضوئية

وحدة التخزين الخارجية وحدة التخزين الخارجية أجهزة التخزين الضوئية
Optical Storage Devices أجهزة التخزين المغناطيسى Magnetic Storage Devices CD-RW CD-ROM أقراص صلبة Hard Disks أقراص مرنة Floppy Disks DVD CD-R

أجهزة التخزين المغناطيسى
من أشهر وسائط التخزين التى تستخدم أكثر من مرة للتسجيل والحذف وإعادة التسجيل. طريقة التسجيل مشابهة لشريط الكاسيت إلا أن طريقة التسجيل في الكاسيت تناظرية analog تترجم إلى مادة مسموعة وفي الأقراص رقميةDigital تترجم إلى 0, 1 إذا كانت البقعة ممغنطة فإنها تمثل 1 وإلا فإنها تمثل 0 تغطى الأقراص بشريط مغناطيسى رقيق. تخزن المعلومات وتسترجع من سطح القرص باستخدام رأس قراءة وكتابة لكل سطح.

يقسم سطح القرص إلى مسارات tracks ويقسم كل مسار إلى قطاعات Sectors Sector Track

يعتمد أداء القرص على: زمن البحث اللازم لتحريك الرأس إلى المسار الموجود به البيانات سرعة دوران القرص زمن نقل البيانات من القرص إلى وحدة الذاكرة و CPU

أجهزة التخزين الضوئية

أجهزة التخزين الضوئية تستخدم شعاع ليزر لتخزين واسترجاع البيانات
قرص ذاكرة القراءة فقط المضغوط CD-ROM تستعمل شعاع ليزر قوى لعمل سلسلة من الحفر (0) وعدم الحفر 1 يأتى معبأ من المصنع القرص المضغوط القابل للتسجيل CD-R يأتى خاليا من المصنع ويسجل عليه مرة واحدة ويقرأ مرارا يسمى Write Once, Read Many (WORM) يسلط شعاع ليزر على البقعة فيغير التركيب الكيماوى للمادة فيمثل (0) والتى لا يصيبها تمثل (1)

أجهزة التخزين الضوئية القرص المضغوط القابل لإعادة الكتابة CD-RW
يستعمل مادة تأخذ حالتين: بللورية أو غير بللورية عن طريق تسليط شعاع ليزر تتم عملية المسح عن طريق شعاع ليزر يغير حالة المادة القرص الرقمى المتعدد DVD طاقته التخزينية هى الأعلى يسمى Digital Versatile Disk (DVD) يستخدم شعاع ليزر أحمر بدلا من الأشعة فوق الحمراء يستخدم تقنية MPEG لضغط البيانات

محتويات الجزء الثاني اللوحة الأم وحدة المعالجة المركزية
الذاكرة الرئيسية وحدات الإدخال والإخراج وحدات التخزين الخارجية اللوحة الأم دورة الآلة

اللوحة الأم (الرئيسية)Motherboard
لا يوضع المعالج منعزلا.. لكنه يوضع مع الذاكرة وبعض الدوائر الإلكترونية على لوحة واحدة تسمى اللوحة الأم. اللوحة الأم تزود الحاسب بالمسارات والتوصيلات الكهربية التى تصل المعالج بطرفياته كالذاكرة والمداخل والمخارج. تضم اللوحة الأم المكونات التالية: المعالج الدقيق Microprocessor شرائح الذاكرة RAM+ROM دوائر إلكترونية تعالج المداخل والمخارج شقوق Slots وفتحات تركب عليها كروت إضافية مثل كارت الفاكس.

شرائح الذاكرة منافذ الاتصال الخارجى شقوق التوسعة المعالج مصدر الطاقة بطارية منفذ الأقراص المرنة منفذ القرص الصلب

وحدة المعالجة المركزية
نظام الربط البينى يلعب دورا مهما في تبادل المعلومات بين مكونات الحاسب. ناقل العناوين CPU وحدة المعالجة المركزية R A M R O M وحدة إخراج وحدة إدخال ناقل البيانات ناقل إشارات التحكم

1- ربط وحدة CPU مع الذاكرة
يتم ربطها من خلال ثلاثة نواقل. Data Bus CPU Memory Address Bus Control Bus

ناقل البيانات Data Bus يصنع من عدة أسلاك كل منها يحمل بت واحد فى لحظة ما. عدد الأسلاك التى يتكون منها تعتمد على طول الكلمة. إذا كان حجم الكلمة 32 bits فإنها تحتاج إلى 32 سلكا لنقل الكلمة ككل مرة واحدة في نفس الوقت. Data Bus CPU Memory Address Bus Control Bus

ناقل العناوين Address Bus
يسمح بالوصول إلى كلمة محددة فى الذاكرة عن طريق تحديد عنوانها في الذاكرة من قبل المعالج ووضعه عليه. عدد الأسلاك يعتمد على عدد العناوين الموجودة بالذاكرة. إشارات ناقل العناوين ذو اتجاه واحد من المعالج نحو الوحدات الأخرى. Data Bus CPU Memory Address Bus Control Bus

ناقل إشارات التحكم Control Bus
يحمل إشارات الاتصالات بين وحدة المعالجة والذاكرة والوحدات الأخرى. لابد من إرسال شفرة من CPU إلى الذاكرة لتحديد عملية القراءة والكتابة. عدد الأسلاك يعتمد على العدد الكلى لأوامر التحكم التى يحتاجها الحاسب. Data Bus CPU Memory Address Bus Control Bus

2- توصيل أجهزة الإدخال والإخراج
لا يمكن توصيل أجهزة الإدخال والإخراج مباشرة بالنواقل Bus التى تربط CPU بالذاكرة. وحدة CPU بطبيعتها إلكترونية ذات سرعة عالية. أجهزة الإدخال والإخراج units I/O هى أجهزة إلكتروميكانيكية أو مغناطيسية أو ضوئية أبطأ بكثير من CPU والذاكرة. نحتاج إلى وسيط لمعالجة الفرق فى السرعة. وصل أجهزة I/O إلى النواقل عبر أجهزة متحكمات الإدخال والإخراج. يوجد متحكم مخصص لكل جهاز إدخال وإخراج.

توصيل أجهزة الإدخال والإخراج
Data Bus CPU Memory Address Bus Control Bus Keyboard Controller Monitor Controller Keyboard Monitor

نظام الإدخال والإخراج الأساسى BIOS
يسمى Basic Input Output System (BIOS) هو برنامج تتم كتابته بلغة برمجة متدنية المستوى مخزن في ذاكرة ROM. يتم بيع هذه الذاكرة عادة مدمجة مع اللوحة الأم للحاسب. عندما يشغل الحاسب ويبدأ المعالج بالعمل لا يجد بيانات في ذاكرة RAM فينفذ تعليمات برنامج BIOS في كل مرة يتم فيها تشغيل الحاسب.

مهمة BIOS 1- عملية الفحص الأولى للجهاز Power On Self Test (POST) الذى يشمل أجزاء النظام وأجهزة الإدخال والإخراج. 2- عملية الإقلاع من الأقراص. 3- عملية بدء تشغيل نظام التشغيل فيبحث عن نظام التشغيل ويسلمه مهمة التحكم بالجهاز. 4- عمليات الإدخال والإخراج الأساسية.

موانى المداخل والمخارجI/O Ports
تتصل اللوحة الأم بوحدات الإدخال والإخراج عن طريق موانىء. لكى تصل عنصر خارجى بالحاسب لابد أن يوصل كابل التوصيل الخاص به بالتجويف المناسب في ظهر الحاسب (أى الموانىء). تحتوى اللوحة الأم على مجموعة من موانى التوصيل القياسية تناسب معظم الطرفيات .. هي: الموانى المتتابعة الموانى المتوازية موانى USB موانى الأشعة تحت الحمراء

الموانى Ports

الموانى Ports الموانى المتتابعة Serial Ports
تننقل البيانات بت وراء الآخر فينقل الحرف المشفر على ثمانى دفعات. الموانى المتوازية Parallel Ports تسمح بنقل البيانات على شكل مجموعات دفعة واحدة على التوازى. تستخدم مع ملحقات الحاسب ذات السرعات العالية كالطابعة. موانى (USB) Universal Serial Bus تناسب الملحقات السريعة مثل الكاميرا الرقمية والماسح. موانى الأشعة تحت الحمراءInfrared Ports تستقبل البيانات عبر موجات الأشعة تحت الحمراء لاسلكيا.

كيف يعمل المعالج يتم تطوير معالجات أجهزة IBM من خلال شركات عديدة أشهرها شركة Intel بدأت Intel بالمعالج 8086 ثم طورته إلى و و 80486 ثم أطلقت أول شريحة لمعالج Pentium عام 1993 بخط نقل 64 b وتطورت العائلة حتى وصلت Pentium 4 عام 2000 إلى 2005 الآن يوجد I7

يختلف معالج عن آخر في ثلاثة أمور
1- سرعة المعالج Processor Speed تقاس بعدد ملايين العمليات التى يمكن أن ينفذها في الثانية Million Instructions per second (MIPS) أو تردد الساعة أو دورة الآلة Machine cycle 2- سعة الذاكرة Memory Size تقاس بعدد البايتات التى يمكن تخزينها فيها. 3- طول الكلمة Word Length تقاس بعدد البتات التى يتعامل معها الحاسب كوحدة واحدة. تحدد بسعة ناقل البيانات الداخلى ( bits)

محتويات الجزء الثاني دورة الآلة وحدة المعالجة المركزية
الذاكرة الرئيسية وحدات الإدخال والإخراج وحدات التخزين الخارجية اللوحة الأم دورة الآلة

تنفيذ البرنامج Program Execution
تستخدم أجهزة الحاسب مجموعة من التعليمات تسمى البرنامج لمعالجة البيانات. يقوم الحاسب بتنفيذ البرنامج لتوليد المخرجات من المدخلات. يخزن كلا من البرنامج والبيانات في ذاكرة الحاسب. لشرح كيفية تنفيذ البرنامج سنتعرض لدورة الآلة.

دورة الآلة Machine Cycle
تقوم CPU بتنفيذ التعليمات واحدة واحدة من البداية حتى النهاية. الدورة المبسطة تتكون من ثلاث خطوات: جلب التعليمة تفسير التعليمة تنفيذ التعليمة Start More instructions No yes Fetch Decode Execute Stop

مكونات الحاسب البرمجية
الجزء الرابع مكونات الحاسب البرمجية أ.د. مصطفى نوفل أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات 146

أهداف الجزء الرابع بنهاية هذا الجزء سيكون الطالب قادرا على أن:
يفرق بين أنواع برمجيات الحاسب. يعرف مفهوم نظام التشغيل للحاسب. يعدد مهام نظام تشغيل الحاسب. يعدد أشكال الواجهة لنظم تشغيل الحاسب.

محتويات الجزء الرابع أنواع البرمجيات نظام التشغيل لغات البرمجة
بناء البرنامج تنفيذ البرنامج

جهاز الحاسب ذاته آلة صماء العتاد وحده لا يشكل جهاز الحاسب البرمجيات هي التي تجعل الحياة تدب في أوصال الحاسب Program Data Processing Information

جودة نظام الحاسب تعتمد على البرمجيات التي تشغله. البرمجيات تدير وتوجه موارد نظام الحاسب ومكوناته المادية. البرمجيات هي الجزء الفكري أو البرمجي للحاسب والمكمل للشق المادي. كلمة برنامج تعني مجموعة أوامر وتعليمات مكتوبة بإحدى لغات البرمجة مرتبة وفق تسلسل معين ليقوم الحاسب بتنفيذها لأداء وظيفة محددة. تشمل البرمجيات جميع البرامج المستخدمة في تشغيل الحاسب.

برمجيات الحاسب Computer Software
أنواع البرمجيات برمجيات الحاسب Computer Software برمجيات تطبيقية Application Software برمجيات النظام System Software مترجمات لغات البرمجة Language Translators نظم التشغيل Operating Systems حزم البرمجيات الجاهزة Software Packages برمجيات المستخدم User Software برمجيات تشغيل مساعدة Utilities Programs

1- برمجيات النظام ليست هدفا في حد ذاتها.
1- برمجيات النظام ليست هدفا في حد ذاتها. هي وسيلة لمساعدة المستخدم في تشغيل برامج التطبيقات. تساعد الحاسب على إدارة نفسه وخلق وسيلة اتصال بينه وبين المستخدم. هذه البرامج يمكن تقسيمها إلى: أ- برمجيات نظم التشغيل ب- برمجيات مترجمات لغات البرمجة ج- برامج التشغيل المساعدة

أ- نظام التشغيل أهم البرمجيات المستخدمة في تشغيل الحاسب.
تمثل وسيطا بين المستخدم وأجزاء الحاسب. هي مجموعة من البرامج توجه وتراقب وتدير جميع الأنشطة والموارد الخاصة بالحاسب. لابد من تشغيل نظام التشغيل مع بداية تشغيل جهاز الحاسب.

ب- مترجمات اللغة هي برمجيات خاصة تحول برامج المستخدم المكتوبة بأحد لغات البرمجة عالية المستوى إلى برامج مكتوبة بلغة الآلة. تنقسم إلى ثلاثة أنواع: المجمع Assembler المفسر Interpreter المترجم Compiler

ج- برمجيات التشغيل المساعدة
برمجيات تقوم بعمليات دورية يحتاج لها مستخدم الحاسب بدون ضرورة معرفة خطوات تنفيذ تلك العمليات. تمكن المستخدم من أداء مهام لا يقدمها نظام التشغيل مباشرة. أهم هذه المهام: استعادة نظام التشغيل إلى ما كان عليه قبل تعطله تكوين النسخ الاحتياطية بسرعة ودقة وسهولة إعادة تقسيم القرص الصلب وتهيئته لاستقبال البيانات استعادة البيانات والبرامج المخزنة بالقرص حفظ وتأمين البيانات بضغطها أو إخفائها

2- برمجيات تطبيقية هي البرمجيات التي يقوم الحاسب بأدائها للمستخدم ويشتريه من أجلها. تقوم بوظائف وأعمال محددة لحل مشاكل المستخدم. هذه البرامج تقسم بدورها إلى: أ- حزم البرمجيات الجاهزة مثل معالجة النصوص والجداول وقواعد البيانات ب- برمجيات خاصة بالمستخدم مثل نظام الموظفين والمستودعات

أ- البرامج الجاهزة هي برامج تطورها شركات الحاسب المتخصصة مثل ميكروسوفت لكي تساعد المستخدم في انجاز أعمال مثل: برامج المكتب Microsoft Office مثل برامج معالجة النصوص (Word) و برامج الجداول الإلكترونية (Excel) وبرنامج عارض الشرائح (Power point) وبرامج نظم إدارة قواعد البيانات DBMS برمجيات تقوم بإنشاء وتشغيل وإدارة تطبيقات قواعد البيانات ومعالجتها وتنظيم ملفاتها مثل : أوراكل Oracle وأكسس Access

ب- برمجيات المستخدم هي برمجيات مطورة من قبل مبرمجين موجهة لإنجاز مهمات معينة مثل نظم تشئون الموظفين ونظام المستودعات.

محتويات الجزء الرابع نظام التشغيل أنواع البرمجيات لغات البرمجة

نظام التشغيلOperating System
أشهر وأهم برمجيات النظام. المعالج يمثل نواة أو مركز نظام الحاسب. نظام التشغيل يمثل نواة أو مركز البرمجيات. هو برنامج وسيط بين المستخدم ومكونات الحاسب المختلفة. يتكون من مجموعة برامج تسيطر على عمليات وحدة المعالجة المركزية والتحكم في موارد الحاسب وملحقاته مثل أجهزة الإدخال والإخراج والذاكرة. نظام التشغيل يقلل مقدرا التدخل البشري أثناء التشغيل إلى الحد الأدنى.

نظام التشغيل OS is an interface between hardware of a computer and the user that facilitates the execution of other programs and the access to hardware and software resources. أحد برامج نظام التشغيل الهامة يسمى النواة Kernel تقوم بتحميل بقية نظام التشغيل والبرمجيات في الذاكرة عند الحاجة عند تشغيل الحاسب في البداية تحمل هذه النواة أتوماتيكيا في الذاكرة وتستقر هناك طوال فترة التشغيل.

أهداف تراعى عند تصميم نظام التشغيل
الاستخدام الأمثل للمكونات المادية. تسهيل استخدام موارد الحاسب.

مهام نظام التشغيل 1- واجهة التخاطب مع المستخدم
ينظم أسلوب المواجهة مع المستخدم بسهولة ويسر. يهيئ بيئة تشغيل متكاملة تسهل عملية التفاعل والتبادل بين المستخدم والحاسب. 2- التحكم في مسار البيانات يقوم بنقل البيانات داخل الحاسب من وحدة إلى أخرى. ينظم عمليات حفظ البيانات والبرامج. يحتفظ بمعلومات عن حجم البيانات وأماكن حفظها.

مهام نظام التشغيل 3- تحميل البرامج التطبيقية
يقوم بنقل البرامج التطبيقية من وسائط التخزين إلى الذاكرة الرئيسية ثم إلى وحدة المعالجة لتنفيذها. يقوم بإزالة البرامج من الذاكرة الرئيسية لتحميل برامج أخرى. 4- التحكم في وحدة الذاكرة الرئيسية يقوم بتوزيع الذاكرة الرئيسية على أكثر من برنامج أو أكثر من مستخدم.

مهام نظام التشغيل 5- التحكم في وحدات الإدخال والإخراج
التحكم في إدخال البيانات عن طريق وحدات الإدخال. التحكم في عرض المعلومات عن طريق وحدات الإخراج. 6- اكتشاف الأعطال يقوم النظام بتشغيل سلسلة من البرامج الخاصة باكتشاف الأعطال عند حدوث عطل. يخبر المستخدم بأي خطأ يطرأ إثناء التشغيل. 7- تنفيذ العمليات وضع الأولويات لتنفيذ المهام. تقليل زمن التنفيذ للأوامر.

كيف يعمل نظام تشغيل الحاسب
1- قراءة وتنفيذ التعليمات والأوامر المختزنة في ذاكرة ROM 2- فحص وحدات الحاسب للتأكد من سلامتها. CPU ROM RAM HD Keyboard

3- تحميل نظام التشغيل من القرص اللين أو الضوئي أو الثابت. 4- استلام أوامر مستخدم الجهاز وتنفيذها. CPU ROM RAM OS HD Keyboard

5- تحميل البرامج التطبيقية وتنفيذ تعليماتها. 6- العودة إلى نظام التشغيل وانتظار أوامر المستخدم. 7- تكرار الخطوات بدءا من 4.

تطور برمجيات نظم التشغيل
1- نظام التشغيل الدفعي Batch Systems لا يملك المستخدم أي سيطرة أو تدخل مع هذا النظام فالكروت المثقبة يتم تشغيلها عن طريق المشغل Operator إذا تم تنفيذ البرامج بنجاح ترسل النتائج إلى المبرمج وإلا فإن قائمة بالأخطاء تطبع وترسل إليه. كانت نظم التشغيل خلال هذه الفترة بسيطة للغاية .. كل ما كانت تقوم به هو أن تطمئن إلى أن كل الموارد تنقل من تشغيلة إلى التشغيلة التي تليها .

2- نظام التشغيل بالمشاركة الزمنية Time Sharing Systems من أجل الاستغلال الأمثل لموارد النظام ثم اقتراح البرمجة المتعددة. تقوم الفكرة على أساس الاحتفاظ بعدة تشغيلات في الذاكرة وتخصص الموارد للتشغيلة التي تحتاجها في حالة توفر الموارد. على سبيل المثال: عندما يستخدم برنامج ما وحدة إخراج/إدخال تكون وحدة المعالجة حرة ويمكن أن تستخدم من قبل برنامج آخر. قامت البرمجة المتعددة على فكرة المشاركة الزمنية. يمكن مشاركة الموارد بين العديد من التشغيلات بأن يخصص لكل مهمة جزء من الزمن تستخدم فيه الموارد.

2- نظام التشغيل بالمشاركة الزمنية Time Sharing Systems نظرا لأن الحاسب أسرع كثيرا من الإنسان فإن نظام المشاركة الزمنية لا يشعر به المستخدم بل يبدد كما لو كان يستخدم الحاسب بمفرده. أدى ذلك إلى تحسين كفاءة النظام ولكنه في الوقت نفسه تطلب نظام تشغيل أكثر تعقيدا. لقد صار من الأمور المطلوب أن يقوم بها نظام التشغيل عملية الجدولة أي تخصيص الموارد لبرامج متعددة وتحديد أي البرامج سيستخدم أي الموارد ومتى. خلال هذه الفترة تغيرت العلاقة بين المستخدم والحاسب.

2- نظام التشغيل بالمشاركة الزمنية Time Sharing Systems لقد أصبح المستخدم الآن يتعامل مع الحاسب بشكل مباشر وبدون وسيط كالمشغل سابقا وظهر مصطلح جديد هو العملية Process التشغيلة Job هي برنامج سيتم تنفيذه. والعملية Process هي برنامج موجود في الذاكرة بالفعل وينتظر الموارد.

3- نظم التشغيل الشخصية Personal Operating Systems عندما ظهرت الحواسب الشخصية كانت هناك حاجة إلى نظم تشغيل لها. ظهرت نظم التشغيل أحادية المستخدم Single-user OS مثل DOS

4- نظم التشغيل المتوازية Parallel Systems أدت الحاجة إلى مزيد من السرعة والكفاءة في الأداء إلى ظهور النظم المتوازنة . هي عبارة عن مجموعة CPU في نفس الآلة. كل CPU يمكن أن يستخدم لتشغيل برنامج واحد أو جزء من برنامج. هذا يعني أن عدة مهام يمكن أن تنجز بالتوازي بدلا من انتظارها على التوالي.

5- النظم الموزعة Distributed Systems أوجد ظهور الشبكات بعدا آخر في نظم التشغيل. التشغيلة التي كانت تنفذ سابقا كلها على حاسب واحد يمكن الآن أن يشارك في تنفيذها مجموعة حاسبات قد تبتعد عن بعضها آلاف الأميال. قد يتم تنفيذ جزء من البرنامج على جهاز بينما ينفذ الجزء الآخر على جهاز مرتبط معه بشبكة مثل الانترنت. بالإضافة إلى ذلك فإن الموارد أيضا قد توزع. فالبرنامج يمكن أن يحتاج إلى ملفات موجودة في أماكن متعددة.

أشكال واجهة التخاطب لنظم التشغيل
أشكال واجهة التخاطب User Interface واجهة التخاطب الرسومية Graphic user Interface واجهة التخاطب بالقوائم Menu Interface واجهة التخاطب الخطية Line Command يستخدم الفارة. يعرض رموز Icons مثال Windows يستخدم مع PCs لا يحتاج إلى حفظ الأوامر. يستخدم مفاتيح الأسهم. يختار من قائمة على الشاشة. مثال Unix يستخدم مع الأجهزة المركزية. تستخدم لوحة المفاتيح في إدخال الأوامر. بدأ مع بداية الحاسب مثال DOS يستخدم مع PCs يعيبه ضرورة حفظ الأوامر.

واجهة التخاطب الخطية DOS
يتم كتابة الأمر المطلوب هنا ثم الضغط على Enter

واجهة التخاطب الرسومية Windows

أنواع نظم التشغيل نظم التشغيل Operating Systems
من حيث عمل أكثر من مستخدم من حيث العمل على أكثر من برنامج أنظمة متعددة المهام Multi-tasking أنظمة وحيدة المهام Single-tasking أنظمة وحيدة المستخدم Single-user أنظمة متعددة المستخدمين Multi-user

نظم التشغيل Operating Systems
أمثلة لنظم التشغيل نظم التشغيل Operating Systems DOS MAC-OS Linux Unix Windows OS/2

نظام DOS للحاسب الشخصى يسمى نظام تشغيل الاسطوانة Disk Operating System (DOS) ذو مواجهة خطية من إنتاج Microsoft في 1981 ارتبط بمعالجات Intel للحاسب الشخصى نظام وحيد الاستخدام يتكون من أوامر داخلية وأوامر خارجية تحمل الأوامر الداخلية مباشرة في ذاكرة الحاسب ليكون جاهزا تحمل الأوامر الخارجية فقط عند التخزين

نظام التشغيل OS/2 صمم خصيصا للحاسبات من نوع PS/2
من إنتاج IBM وشركة Microsoft لم يلق القبول الكافي يتميز بأنه من النوعية متعددة المهام Multi–tasking

نظام النوافذ Windows أنتجته ميكروسوفت لتسهيل استخدام نظام DOS
من أهم نظم تشغيل الحاسبات وأكثرها انتشارا ذو واجهة رسومية من خلال نافذة عرض تحول البرمجيات إلى رسوم icons يمكنه عرض أكثر من برنامج والتعامل معها في الوقت نفسه في عام 1987 ظهر الإصدار الأول وكان يعمل في إطار DOS ويسمى Windows 3.1 في عام 1995 ظهر Win 95 لتسهيل التعامل مع الملفات والاتصال بالانترنت

نظام النوافذ Windows في عام 1998 ظهر Win 98 احتوى متصفح لبرامج الويب من خلال احتوائها على Explorer .. يوفر الطاقة الكهربائية ويقصر زمن تحميل البرامج .. ويتعامل مع الشبكات المتطورة والأجهزة والملحقات الجديدة في عام 2000 ظهر Win ME ليشغل تطبيقات الوسائط المتعددة والألعاب .. ويسهل إنشاء شبكات منزلية .. واحتوى على تقنية نقل الصور بين الحاسب والماسح والكاميرا في عام ظهر Win XP بواجهة استخدام جديدة ومبسطة تمكن عدد من المستخدمين من التشارك على جهاز واحد

نظام النوافذ Windows في عام ظهر نظام Windows Vista بواجهة جديدة ومزايا لم تكن مطروحة في الإصدارات السابقة. إلا أنه لم يستمر طويلا إذ لحقه نظام Windows 7 بفترة وجيزة ليحل محله.

مميزات نظام النوافذ Windows
1- التشغيل المتعدد للبرامج والتطبيقات أي متعدد المهام 2- التشغيل باستخدام الفارة من خلال واجهة رسومية 3- إدارة الملفات بكفاءة (إظهارها ونسخها ونقلها وتغيير أسمائها) 4- توفر برامج مكتبية accessories مثل الآلة الحاسبة – المفكرة-الرسم – التقويم - الساعة – محرر النصوص يعيبه بطء التشغيل ما لم تكن الذاكرة الرئيسية للجهاز كبيرة

نظام التشغيل Unix أقوى نظم التشغيل وأقربها إلى المثالية.
أنتجته شركة AT&T عام 1969 لاستخدامه في الحاسبات المتوسطة. يتميز بتعدد المستخدمين والمهام Multi–tasking & Multi–user. يعتمد في تصميمه على تجزئة البرنامج إلى برامج جزئية منفصلة. هذا يسهل فصل أي برنامج فرعي واستبداله بآخر. يتميز بالاتي: 1- يمكن استخدامه مع جميع أنواع الحاسبات. 2- مكتوب بلغة C وهي لغة برمجة قوية. 3- يعمل على أنواع مختلفة من المعالجات.

نظام التشغيل Linux يشبه إلى حد ما نظام Unix
من البرامج مفتوحة المصدر بحيث يمكن التعديل فيه وإضافة تعليمات أخرى

نظام التشغيل أبل ماكنتوش MAC-OS
مطور من قبل شركة أبل ماكنتوش Apple Macintosh ومخصص لأجهزتها. أول نظام تشغيل يستخدم بيئة رسومية للتخاطب مع المستخدم بالفارة. تفضل أجهزة ماكنتوش في تطبيقات الطباعة والنشر للأسباب الآتية: 1- سهولة التعامل مع النظام. 2- مواءمة النظام للعديد من التطبيقات. 3- وجود تعريب متكامل للنظام وسهولة.

محتويات الجزء الرابع لغات البرمجة أنواع البرمجيات نظام التشغيل

لغات البرمجة لغة البرمجة هي همزة الوصل بين الإنسان والحاسب.
يقوم الانسان بتغذية الحاسب بمجموعة من التعليمات المتسلسلة التي تسمى برنامجا لتوجيهه للقيام بالأعمال التي يريدها. تستخدم لغات البرمجة في كتابة هذه البرامج. الحاسب لا يفهم إلا اللغة الثنائية (1,0) وهو ما يسمى بلغة الآلة. تصنف اللغات بناء على قربها من لغة الآلة وبالتالي بعدها عن لغة الإنسان.

تصنيف لغات البرمجة لغات البرمجة اللغات ذات المستوى العالى
High-level Languages اللغات ذات المستوى المتدني Low-level Languages لغات كائنية المنحى C++, Java لغات إجرائية Fortran, C لغة التجميع Assembly Language لغة الآلة Machine Language

لغة الآلة Machine Language
تسمى اللغة الثنائية حيث أنها تتكون من سلسلة من 0,1 هي اللغة الوحيدة التي يفهمها الحاسب وكل حاسب له لغته الخاصة. التعليمات في لغة الآلة لابد أن تكون سلسلة من 0, 1 لأن الدوائر الإلكترونية الداخلية للحاسب مصنعة من عناصر إلكترونية عادة ما تكون في حالة من اثنين (Off 0) أو .(On 1) تحول جميع اللغات إلى لغة الآلة حتى تتمكن معدات الحاسب من التفاهم معها. تتميز بسرعة التنفيذ لأنها تخاطب CPU مباشرة دون وسيط.

عيوب لغة الآلة 1- لغة غير مرنة لصعوبة كتابتها وتعديلها وتصحيحها.
يجب على المبرمج معرفة تركيب الحاسب وعناوينه الداخلية. 2- لغة غير عمومية خاصة بكل جهاز على حدة لأنها مرتبطة بالمعالج نفسه. لا تصلح لجهاز أخر.

لغة التجميع Assembly Language
في أوائل الخمسينات قام عالم الرياضيات Grace Hopper مع فريق من البحرية الأمريكية بتطوير لغة تمثل التعليمات المختلفة في لغة الآلة باستخدام رموز symbolic وسميت اللغة الرمزية Symbolic Language تستخدم مختصرات ورموز يسهل حفظها وكتابتها لكل تعليمة من لغة الآلة. مثال تستخدم LA A,D لتحميل المسجل A بمحتوي المسجل D يتم تحويل البرنامج المكتوب بها إلى لغة الآلة عن طريق المجمع Assembler وهو برنامج خارجي.

عيوب لغة التجميع مازالت لغة غير عمومية تصمم للعمل على جهاز معين.
لغة مملة.

اللغات ذات المستوى العالى
سميت بهذا الاسم لبعدها عن لغة الآلة وقربها من اللغة الطبيعية للإنسان. لا ترتبط بجهاز معين بل تنفذ على أكثر من جهاز. تحتاج لبرنامج وسيط يقوم بتحويل البرنامج المصدر Source Code المكتوب بها إلى البرنامج الهدف Object Code المكتوب بلغة الآلة. Compiling Program Source Code Object Code

اللغات ذات المستوى العالى
البرنامج الوسيط المترجم Compiler المفسر Interpreter يترجم البرنامج المصدري ويحوله دفعة واحدة إلى برنامج هدف. إذا وجد خطأ خرج وبين الخطأ يترجم كل تعليمة في البرنامج المصدر على حدة وينفذها. لا يترجم البرنامج دفعة واحدة. إذا وجد خطأ توقف عند السطر

مميزات وعيوب لغات المستوى العالي
1- المرونة نظرا للأتي: سهولة كتابة وتعديل البرامج المكتوبة بهذه اللغات سهولة اكتشاف الأخطاء وتعديلها وتصحيحها 2- العمومية نظرا لاستقلالها عن نوع وتفاصيل الجهاز الذي تعمل عليه. العيوب يعيبها البطء مقارنة بلغة الآلة.

محتويات الجزء الرابع بناء البرنامج أنواع البرمجيات نظام التشغيل
لغات البرمجة بناء البرنامج تنفيذ البرنامج

بناء البرنامج Building a program
الحاسب يفهم البرنامج إذا ترجم إلى لغة الآلة لكن كيف يتم ذلك؟ يقوم المبرمج بكتابة البرنامج ثم يحوله إلى ملف تنفيذي Executable file بلغة الآلة. تتم هذه العملية في خطوات ثلاث: كتابة البرنامج Writing and editing the program ترجمة البرنامج Compiling the program ربط البرنامج مع مكتبة البرامج الفرعية المطلوبة Linking the program with the required library modules

بناء البرنامج Building a program
Text Editor If ….. Then … End Source Code 1- كتابة البرنامج تستخدم Text editor لكتابة البرنامج. بعد الانتهاء يخزن الملف على القرص. هذا الملف يقدم كمدخل Input الى المترجم. ويسمى الملف المصدر Source file

بناء البرنامج Text Editor 2- ترجمة البرنامج Compiling
لابد من ترجمة محتوى الملف المصدر إلى لغة الآلة. يستخدم مترجم Compiler ليقوم بهذا الدور. برنامج Compiler هو في الحقيقة برنامجان منفصلان: Preprocessor و Translator يقوم Preprocessor بقراءة برنامج المصدر وتجهيزه للمترجم وينتج Preprocessor ما يسمى بوحدة الترجمة translation Unit. يقوم Translator بتحويل وحدة الترجمة إلى لغة الآلة لإنشاء برنامج الهدف Object module . بالرغم من أن خرج Compiler هو شفرة بلغة الآلة إلا أنه مازال غير جاهز للتشغيل Run وما زال غير قابل للتنفيذ لأنه لا يحتوي على كل الأجزاء المطلوبة لذلك. If ….. Then … End Source Code Compiler Pre-processor Translator 1000…. 0101…. 1010…. Object Code

بناء البرنامج Text Editor 3- ربط البرنامج بالبرامج الفرعية
تحتوي اللغات عالية المستوى على برمجيات فرعية Subprograms عديدة مثل التعامل مع عملية الإدخال والإخراج والمكتبة الرياضية. ينبغي أن تلحق هذه البرامج الفرعية مع البرنامج. يقوم الرابط Linker بتجميع كل هذه الوظائف لينشئ البرنامج التنفيذي النهائي Final Executable Program. If ….. Then … End Source Code Compiler Pre-processor Translator System Libraries 1000…. 0101…. 1010…. Object Code Linker 1101…. 1110…. Executable Code

محتويات الجزء الرابع تنفيذ البرنامج أنواع البرمجيات نظام التشغيل
لغات البرمجة بناء البرنامج تنفيذ البرنامج

تنفيذ البرنامج بمجرد ربط البرنامج فإنه يكون قابلا للتشغيل وجاهزا للتنفيذ لتنفيذ البرنامج فإنه ينبغي استخدام أحد أوامر برنامج التشغيل مثل Run لتحميل البرنامج إلى الذاكرة الرئيسية لتنفيذه. تحميل البرنامج في الذاكرة هو وظيفة أحد برامج نظام التشغيل ويدعي المحمل Loader يقوم Loader بتحديد مكان البرنامج التنفيذي وتحميله في الذاكرة عندما يصبح كل شيء جاهزا تسلم عملية التحكم في الحاسب إلى البرنامج ويبدأ التنفيذ الفعلي

التنفيذ الفعلي للبرنامج
يقرأ البرنامج المنفذ البيانات لمعالجتها إما من خلال إدخال المستخدم لها أو يقرأها من ملف. بعد معالجة البيانات يقوم البرنامج بإخراج النتائج إما على شاشة المستخدم أو كتابتها في ملف. بعد انتهاء البرنامج يقوم بإخبار نظام التشغيل ليقوم بإزالة البرنامج من الذاكرة.

العمليات الحسابية والمنطقية
الجزء الخامس العمليات الحسابية والمنطقية أ.د. مصطفى نوفل أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات 208

أهداف الجزء الخامس بنهاية هذا الجزء سيكون الطالب قادرا على أن:
يميز بين الأنظمة العددية وبعضها. يعدد المبادئ الأساسية التي بنيت عليها الأنظمة العددية. يجري العمليات الحسابية على الأنظمة العددية. يجيد عملية التحويل بين الأنظمة العددية. يميز بين أنواع البوابات المنطقية المستخدمة في بناء الحاسب. يحدد جدول الصواب لكل نوع من البوابات المنطقية.

محتويات الجزء الخامس الأنظمة العددية
العمليات الحسابية على الأنظمة العددية التحويلات بين الأنظمة العددية تمثيل الأعداد الصحيحة فـي الحاسب البوابات المنطقية

العمليات التى تتم على البتات
العمليات على البتات Bit Operations عمليات منطقية Logic Operations عمليات حسابية Arithmetic Operations

العمليات الحسابية تتضمن عمليات الجمع الطرح والضرب والقسمة على الأعداد الصحيحة والحقيقية. عمليات الضرب يمكن أن تتم برمجيا Software in على أنها عملية جمع متكررة وتجمع كذلك بطرق أخرى in hardware. عملية القسمة يمكن أن تتم برمجيا على أنها عملية طرح متكررة وعتاديا بطرق أخرى.

العمليات الحسابية يراجع الكتاب في الباب الخامس.

محتويات الجزء الخامس البوابات المنطقية الأنظمة العددية
العمليات الحسابية على الأنظمة العددية التحويلات بين الأنظمة العددية تمثيل الأعداد الصحيحة فـي الحاسب البوابات المنطقية

العمليات المنطقية البت الواحد إما أن يكون 0 أو 1.
يمكن أن يفسر 0بأنه قيمة منطقية تمثل الخطأ Logical Value false بهذه الطريقة يخزن البت في ذاكرة الحاسب ليمثل قيمة منطقية إما أن تكون True أو false. إذا فسرنا البت كقيمة منطقية يمكن أن يطبق عليها إذن عمليات منطقية. العملية المنطقية يمكن أن تقبل بت واحد أو اثنين لتنشئ Create بت واحد فقط.

العمليات المنطقية إذا طبقت هذه العملية على بت واحد فقط تسمى عملية أحادية Unary Operation إذا طبقت هذه العملية على 2 بت تسمى عملية ثنائية Binary Operation input Output Unary input Output Binary input

عمليات البتات Bit Operations
العمليات المنطقية سنناقش فيما يلي عملية أحادية واحدة وثلاث عمليات ثنائية العمليات المنطقية تتم في بوابات منطقية Logic gates عمليات البتات Bit Operations عمليات ثنائية Binary Operations عمليات أحادية Unary operations Not XOR OR AND

جدول الحقيقة Truth Table
أحد السبل لإظهار نتيجة العملية المنطقية هو استعمال جدول الحقيقة. جدول الحقيقة يضم قائمة بكل تجميعات المداخل الممكنة Possible input Combinations مع الخرج المناظر. في حالة العملية الأحادية مثل عملية النفي Not يوجد احتمالان للخرج في حالة العملية الثنائية مثل XOR , OR , AND توجد أربعة احتمالات للخرج.

المعامل الأحادى Unary Operator
المعامل الأحادي يمثل بعملية النفي Not. معامل النفي له دخل واحد يقوم بتغييره. فمثلا يغير 0 إلى 1 والعكس. يطبق جدول الحقيقة على كل بت بشكل منفرد. 1 x Not x 1 1

بوابة العطف AND Gate تستقبل مدخلين Two inputs وتخرج خرجا واحدا.
يطبق جدول الحقيقة على زوج من البتات واحد من كل مدخل. يكون الخرج فقط 1 إذا كان كلا من البتات المدخلة 1. يكون الخرج فيما عدا ذلك. A B A.B 1 1 1 1 1

-------------------------------------
بوابة العطف AND Gate مثال: طبق معامل العطف على التشكيل الآتي قاعدة لازمة لمعامل العطف: إذا كان أحد البتات الداخلة 0 لا داعي لاختبار البت الآخر فالناتج سيكون دائما 0

بوابة الجمع OR Gate تستقبل مدخلين وتنشئ خرجا واحد.
يطبق جدول الحقيقة على زوج من البتات واحد من كل مدخل. يكون الخرج فقط 0 إذا كان كلا من البتات الداخلة 0. يكون الخرج 1 فيما عدا ذلك. A B A+B 1 1 1 1 1 1

-----------------------------------
بوابة الجمع OR Gate مثال: طبق معامل الجمع OR على التشكيل الآتي قاعدة لازمة لمعامل الجمع: إذا كان أحد البتات الداخلة 1 لا داعي لاختبار البت الآخر فالناتج سيكون دائما 1

بوابة XOR Gate تستقبل مدخلين وتنشئ خرجا واحدا.
يطبق جدول الحقيقة على زوج من البتات واحدا من كل مدخل. تكون النتيجة 0 إذا تساوى الدخلان وتكون 1 فيما عدا ذلك. A B AB 1 1 1 1 1

-----------------------------------
بوابة XOR Gate مثال: طبق معامل XOR على التشكيل الآتي: قاعدة لازمة لبوابة XOR: إذا كان أحد الدخلين 1 فإن النتيجة تكون عكس البت الآخر

الجزء السادس مبادئ تقنية المعلومات أ.د. مصطفى نوفل أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات 226

أهداف الجزء السادس بنهاية هذا الجزء سيكون الطالب قادرا على أن:
يحدد سمات المعلومات كسلعة ومعايير جودتها. يوضح كيفية تمثيل البيانات المتعددة في الحاسب. يذكر مكونان نظام إدارة قواعد البيانات. يحدد مفهوم جرائم الحاسب وأخلاقيات التعامل معه. يحدد خطوات الصيانة الوقائية لتأمين الحاسب. يدرك خطورة فيروسات الحاسب ويحدد سبل الوقاية منها.

تمثيل البيانات فـي الحاسب
محتويات الجزء السادس جودة المعلومات تمثيل البيانات فـي الحاسب قواعد البيانات جرائم الحاسب أخلاقيات الحاسب صيانة الحاسب فيروسات الحاسب

المعرفة هي رصيد متراكم من المعلومات والدراسات والخبرة في مجال معين.
هي عملية تحويل الأفكار إلى أفعال وتصرفات تتعدى مفهوم المعلومات. هي معلومات مجمعة ومنظمة تؤدي إلى سلوك متخذ بالفعل لتحقيق أهداف المنظمة. المعرفة إذن تسمو فوق المعلومات. نسعى للحصول على المعلومات لكي نعرف.

التقنية هي الأدوات Tools والأساليب Techniques والأنشطة Activities والمعرفة Knowledge المستخدمة في تحويل المدخلات إلى مخرجات.

تقنية المعلوماتInformation Technology (IT)
تتعلق بتجميع وتخزين وتحليل واستعادة المعلومات. تقوم على الربط بين تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة وصناعة المعلومات. هي الأدوات والأساليب والمعرفة المستخدمة في إنتاج المعلومات وبناء نظم المعلومات. IT تقنية الاتصالات Communications Technology مكونات مادية Computer Hardware تقنية تخزين Storage Technology مكونات برمجية Computer Software

سمات المعلومات كسلعة 1- لا تكتسب قيمتها من شكلها المادي الملموس مثل الذهب ولكن بما تعبر عنه وبما تمثله. 2- لها سوقها الواسع محليا وعالميا. في أمريكا بلغت حصة قطاع المعلومات 52% في 1980م. 3- يمكن بيعها إلى أكثر من مشتر في نفس الوقت دون أن ينقص ذلك من رصيد صاحبها أو مشتريها. 4- لا تخضع تماما لأساليب التسويق. من أجل أن يتحدد لها ثمن لابد أن يتعرف المشتري على جوهرها وبالتالي يحصل على قدر منها يفقدها جزءا من قيمتها بالنسبة للبائع فتتدهور قيمتها من السوق.

سمات المعلومات كسلعة 5- لا يمكن حجبها كلياً عن السوق.
6- تتدهور قيمتها بمرور الزمن مما يدعو إلى الإسراع في بيعها.

جودة المعلومات جودة المعلومة البعد الشكلي بعد المحتوى البعد الزمني
Form dimension بعد المحتوى Content dimension البعد الزمني Time dimension

1- البعد الزمني أ- التوقيت Timeliness
المعلومة الجيدة هي التي تتوافر لمتخذ القرار في التوقيت المناسب. أي تأخير للمعلومة يخفض من منفعتها بالنسبة لمستخدمها وقد يؤخر عملية اتخاذ القرار مما قد يؤثر سلبا على المنظمة. ب- الحداثة Up to date المعلومة الجيدة هي التي تعبر عن الأحداث الجارية وفقا للتطور. قد تستجد متغيرات تجعل المعلومة المتاحة في فترة زمنية معينة متقادمة ولا تعبر عن حقيقة الموقف الراهن.

1- البعد الزمني ج- التكرار أو الدورية Frequency
المعلومة الجيدة هي التي يتاح تقديمها باستمرار كلما دعت الحاجة إليها. مثلا قد يحتاج المحاسب إلى معرفة المعلومة المتعلقة بالضرائب مثل المرتبات كلما قام بذلك. د-الفترة الزمنية Time Period المعلومة الجيدة يجب أن تتضمن بيانات عن فترات زمنية حالية ماضية ومستقبلية متى احتاج ذلك متخذ القرار.

2- بعد المحتوى أ- الدقة Accuracy
المعلومة الجيدة هي التي تعبر عن الحدث كما هو في حقيقته مع خلوها من الخطأ لأن ذلك يوثر في عملية اتخاذ القرار. هناك ارتباط زمني بين دقة المعلومة والمدى الزمني الذي تغطية هذه المعلومة . إذا كانت المعلومة عبارة عن تنبؤات مستقبلية فإن درجة دقتها تقل كلما زادت فترة التنبؤ ... والعكس صحيح.

2- بعد المحتوى ب- الارتباط والدلالة Relevance
المعلومة الجيدة هي المرتبطة بالموضوع المطلوب. تسمى هذه الخاصية أيضا بالملاءمة appropriateness المعلومات التي كانت مرتبطة في فترة زمنية معينة قد لا تكون مرتبطة بالضرورة حاليا إذا لم يتم الاحتياج إليها. ج- الاكتمال والشمولية Completeness المعلومة الجيدة هي التي توفر لمستخدمها كل ما يحتاج معرفته عن الموضوع بحيث تكون هناك رؤية متكاملة.

2- بعد المحتوى د- الإيجاز Conciseness
المعلومة الجيدة هي التي تقدم لمستخدمها ما يحتاجه فقط دون الاسترسال في إضافات تؤدي إلى تشتت ذهن متخذ القرار. هـ- المدى والنطاق Scope المعلومة الجيدة هي التي يكون مداها متفقا مع متطلبات مستخدمها بحيث لا يكون أضيق مما يريد. هناك مدى يغطي نطاقا معينا من الأحداث والأشياء والأماكن والأفراد. قد يكون هذا المدى ضيقا أو متسعا. قد يكون هذا المدى داخليا/خارجياً (أحداث داخل/خارج المنظمة).

3- البعد الشكلي أ- الوضوح Clarity
المعلومة الجيدة هي التي تصاغ في شكل يسهل فهمه بالنسبة للمستخدم على أن تكون خالية من الغموض.

3- البعد الشكلي ب- التفاصيل Details
المعلومة الجيدة هي التي تعرض بالتفاصيل أو الإيجاز وفقا لمتطلبات المستخدم. هناك معلومات يجب أن تقدم بشكل موجز حتى يمكن استخدامها. بينما هناك بعض المعلومات تتطلب ان يكون بها بعض التفاصيل لأغراض الاستخدام. كذلك تختلف درجة الإيجاز أو التفصيل تبعا للمستوى التنظيمي المستخدم للمعلومة. المستويات العليا تحتاج معلومات موجزة والتشغيلية تحتاج مفصلة.

3- البعد الشكلي ج- التقديم Presentation
المعلومة الجيدة هي التي يمكن تقديمها لمستخدمها في أكثر من شكل مثل: الشكل الوصفي Narrative الشكل الرقمي Digital الشكل البياني Graphical الشكل الرياضي Mathematical

3- البعد الشكلي د- الترتيب Order
المعلومة الجيدة هي التي تعرض بصورة مرتبة ومتتابعة وفقا لاحتياجات المستخدم. ه- الوسائط Media المعلومة الجيدة هي التي يمكن تقديمها باستخدام أكثر من وسيط كتقديمها من خلال تقارير مطبوعة أو معروضة على الشاشة.

تمثيل البيانات في الحاسب
محتويات الجزء السادس جودة المعلومات تمثيل البيانات في الحاسب قواعد البيانات جرائم الحاسب أخلاقيات الحاسب صيانة الحاسب فيروسات الحاسب

البيانات Computer Data
أنواع البيانات يعرف الحاسب بأنه آلة لمعالجة البيانات. لكن ما هي طبيعة البيانات وكيف يتم التعامل معها داخل الحاسب. تأخذ البيانات أشكالا مختلفة كالأعداد والنصوص والصور والصوت والفيديو. البيانات Computer Data فيديو Video صور Images صوت Audio أعداد Numbers نصوص Text

أنواع البيانات البرنامج الهندسي Engineering Program يستعمل الحاسب لمعالجة الأرقام مثل العمليات الحسابية لحل معادلات جبرية مثلا. برنامج معالجة النصوص Word Processing يستعمل الحاسب لمعالجة النصوص كتحريك النص وضبطه وحذفه. برنامج معالجة الصور يستخدم الحاسب للتعامل مع الصور كإنشاء الصور وتصغيرها وتدويرها. أيضا يقوم الحاسب بالتعامل مع البيانات الصوتية audio. يقوم الحاسب بعرض الأفلام وعمل تأثيرات مختلفة عليها.

الوسائط المتعددة يأتي مصطلح الوسائط المتعددة multimedia ليشتمل ذلك كله
Multimedia define information that contains numbers, text, images, audio and Video.

البيانات داخل الحاسب كيف يتم التعامل مع كل هذه الأنواع من البيانات.
لا يمكن أن يكون هناك حاسب يتعامل مع كل نوع من هذه الأنواع لأن هذا ليس عمليا ولا اقتصاديا. البنك مثلا يتعامل عادة مع أرقام إلا أنه يحتاج إلى تخزين بيانات العملاء كنصوص. الحل الأمثل هو أن نستخدم تمثيلا منسقا ومنتظما للبيانات كل بيانات من خارج الحاسب ينبغي أن تنقل إلى داخل الحاسب بهذا التمثيل المنسق عندما تخزن في الحاسب وكذلك عندما يعاد إخراجها من الحاسب يسمى هذا الأمر Bit pattern

البت Bit البت (bit) Binary digit هو أصغر وحدة بيانات يمكن أن تخزن في الحاسب وهو عادة إما 0 أو 1. يمثل البت حالة جهاز يأخذ وضعين إما أن يكون شغال (1) on أو متوقف (0) off كمفتاح مغلق أو مفتوح.

النسق الثنائي Bit Pattern
البت الواحد لا يحل مشكلة تمثيل البيانات. لتمثيل الأنواع المختلفة من البيانات تستعمل سلسلة أو تتابع من البتات Sequence or Stream of bits يمكن أن تكون 1 أو 0. إذا كانت مجموعة البتات الممثلة للبيانات هي n فانه يمكن تمثيل عدد 2n من البيانات المختلفة. لكن السؤال الآن هو كيف تستطيع ذاكرة الحاسب أن تعرف أي نوع من البيانات يتم تخزينه بها.

النسق الثنائي Bit Pattern
الجواب أنه في الحقيقة هي لا تدري.. فهي فقط تقوم بتخزين البيانات كسلسلة بتات وتعد مسألة تفسير البتات كبيانات مسئولية وحدات الإدخال والإخراج أو البرنامج. ترمز البيانات وتشفر Coded عندما تدخل إلى الحاسب ويفك الترميز decoded عندما تقدم للمستخدم. Text Memory Text Coded 101…11 001…10 Decoded Image Image Coded 111…01 100…11 Decoded

البايت Byte جرى العرف على تسمية كل 8-bit بالبايت.
البايت هو وحدة قياس حجم ذاكرة الحاسب أو وحدة التخزين الخارجية. البايت يكفى لتمثيل حرف واحد Character أو رقم. مثلا عندما أكتب أنا أحب الحاسب. هذا يعد 12 حرفا + فراغين = 14 character. يحتاج ذلك سعة تخزين قدرها 14 B= .

النصText أي جزء من النص في أي لغة هو سلسلة من الرموز Sequence of symbols التي تعبر عن فكرة في هذه اللغة. الإنجليزية مثلا تحتوي علي 26 symbols كحروف كبيرة ومثلها حروف صغيرة ومجموعة أرقام. يمكن أن يمثل كل رمز منها بسلسلة بتات bit pattern. إذا كان عدد الرموز هو N فإن عدد البتات اللازمة لتمثيلها هو N = log2 n

نظم الترميز والتشفيرEncoding Systems
لكن كيف يميز الحاسب بين الرموز المختلفة وكلها سلاسل ثنائية. تم تصميم مجموعة نظم قياسية عالمية للترميز لتمثيل رموز البيانات. نظم الترميز Encoding Systems شفرة EBCDIC شفرة ASCII الموسعة شفرة ASCII

الشفرة الأمريكية القياسية لتبادل البيانات
تسمى American Standard Code for Information Interchange (ASCII) قام معهد المعايرة الوطني الأمريكي ANSI بوضع شفرة ASCII تستخدم ASCII لتمثيل الرمز 7-bits. هذا يعني أنها قادرة على ترميز 27=128رمزا مختلفا. أول نسق ثنائي bit pattern هو يمثل null character. أخر نسق ثنائي bit pattern هو يمثل Delete character. يستخدم هذا الترميز مع microcomputer.

شفرة ASCII الموسعة لجعل كل رمز يمثل داخل Byte وسعت شفرة ASCII بإضافة 0 إلى اليسار. يصبح بذلك أول تشكيل هو وآخر تشكيل هو

النظام العشري الموسع في الشفرة الثنائية
في بدايات عصر الحاسبات قامت شركة IBM بتصميم شفرة EBCDI أي EXTENDED BINERY CODED DECIMAL INTERCHARGE CODE يستخدم هذا النظام 8 bits لتمثيل الحرف. يمكن أن يميز بين 28 = 256 رمزا. لا يستعمل إلا في حاسبات IBM فقط .

أنظمة التشفير والترميز
EBCDIC ASCII Character Binary Decimal A 193 65 B 194 66 a 129 97 b 130 98 240 48 1 241 49 < 76 60

تمثيل الصور Image Representation
الصور Images تمثيل الصور Image Representation خريطة البتات Bit map التخطيط المتجهي Vector Graphic

خريطة البتات Bitmap تقسم الصورة إلى مصفوفة من النقاط الصغيرة Dots تسمى نقاط مضيئة Pixels. تعتمد مساحة النقطة على درجة الوضوح والدقة Resolution. يخصص لكل نقطة تشكيل ثنائي Bit pattern. إذا كانت الصورة غير ملونة (أبيض/ أسود فقط) يكفي 1-bit لتمثيل النقطة فيكون White(1) و Black(0). يتم تسجيل التشكيلات الثنائية للنقطة واحدة تلو الأخرى وتخزن بالحاسب.

خريطة البتات إذا كانت الصورة تحتوي على تدرج من اللون الرمادي أيضا فيمكن أن تمثل النقطة بـ 2-bit فيكون مثلا White(11) ويكون light gray(10) ويكونdark gray(01) لتمثيل الصور الملونة تستخدم ثلاثة ألوان R,G,B تقاس شدة كل لون بدلالة هذه الألوان الثلاثة تمثل كل نقطة بثلاثة تشكيلات ثنائية كل تشكيل يمثل لونا إما Green أو Red أوBlue

التخطيط المتجهي Vector Graphic
يعيب bit map أنه إذا أعيد تغيير حجم الصورة rescale فإنه لابد من إعادة تعيين حجم pixels هنا تقسم الصورة إلى مجموعة من المنحنيات Curves والخطوط Lines تمثل كل منها بمعادلة رياضية mathematical formula

الصوت Audio الصوت بطبيعته هو إشارة تماثلية متصلة زمنيا.
لابد من تحويله إلى إشارة رقمية حتى يمكن تخزينه في الحاسب. يتم ذلك عبر العمليات الآتية: تؤخذ عينات من الصوت على فترات زمنية متقاربة ومتساوية. تحدد قيمة العينات وتخصص لها قيمة Value من مجموعة قيم معدة سلفا. تحول القيمة التي تم تحديدها إلى تشكيل ثنائي bit pattern . يخزن هذا التشكيل الثنائي في الحاسب.

الفيديو Video الفيديو هو تمثيل للصور (تسمى الصورة frame إطار) في الزمن. الفيلم movie هو تسلسل من الإطارات الواحد تلو الآخر. كل صورة أو إطار تحول إلى تشكيل ثنائي وتخزن في الحاسب. مجموعة الصور المتتابعة تمثل الفيديو.

الأعداد Numbers تمثيل الأعداد يختلف عن تمثيل البيانات غير العددية Non-number data. هناك عدة أسباب لهذا الأمر: نظم الترميز مثل ASCII ليست الوسيلة الكفء لتمثيل الأعداد فشفرة ASCII يمكنها تمثيل 128 رمز لكن النظام العشري يحتاج فقط 10. العمليات التي تتم على الأعداد كالجمع والطرح معقدة للغاية إذا مثلت الأعداد بشفرات الحرف Character Code.

قواعد البيانات Database
إدارة البيانات هي عملية وضع هياكل البيانات وتحديد إجراءات التعامل مع هذه البيانات ثم تنفيذ هذه الجوانب على أساس منظم. تشمل نمذجة البيانات .. وبيانات الحركة.. وإنشاء قواعد البيانات. قواعد البيانات Database (DB) هي مجموعة متكاملة من البيانات المرتبطة ببعضها منطقيا والمخزنة بطريقة نموذجية تخفض من تكرارها وتسهل من معالجتها.

نظام إدارة قواعد البيانات DBMS
تسمى Database Management System (DBMS) هي مجموعة برامج تدير عمليات إنشاء وتخزين وفرز وتبويب وحذف واسترجاع البيانات بطريقة سهلة ونموذجية. يسمح هذا النظام للمستخدمين بالدخول المنضبط إلى البيانات في قواعد البيانات.

1- مكونات مادية Hardware تشمل نظام الحاسب المادي الذي يسمح بالدخول على البيانات. تتمثل في طرفيات المستخدم والأقراص والجهاز الرئيسي ومحطات العمل. Procedures Hardware Data Users Software 2- مكونات برمجية Software هي البرامج الفعلية التي تسمح للمستخدمين بالدخول على البيانات والتعامل معها وتحديدها. تقوم بعملية التحكم فيمن يحق له الدخول وإلى أي جزء من البيانات. 3- البيانات Data تخزن البيانات في قواعد البيانات تعد البيانات نفسها كيانات مستقلة ومنفصلة عن البرامج التي تتحكم في الوصول إليها. هذا الفصل يسمح للمؤسسة بتغيير البرامج دون أن يمس هذا التغيير البيانات نفسها أو طريقة تخزينها..

4- الإجراءات Procedures هي مجموعة القواعد المحددة بدقة والتي ينبغي اتباعها من أجل الاستغلال الأمثل. Procedures Hardware Data Users Software 5- المستخدمون Users أ- المستخدم النهائي End User هو المستخدم الذي يستطيع الوصول مباشرة إلى قواعد البيانات للحصول على المعلومات ويوجد نوعان:مدير قواعد البيانات و المستخدم العادي. ب- البرامج التطبيقية Application Program تحتاج التطبيقات إلى الدخول على البيانات ومعالجتها.

فوائد قواعد البيانات تقليل ازدواج البيانات المسجلة بالحاسب لأقل حجم ممكن. إسراع عملية الاستفسارات بدرجة كبيرة. توليد معلومات متنوعة من كمية البيانات المتاحة. إسراع عملية عرض وتخزين البيانات المختلفة. شغل حيز تخزيني أقل للبيانات. زيادة فاعلية إدارة البيانات.

إدارة المعلومات هي العملية التي تتضمن استخدام تقنية المعلومات لتوفير استخدام أكثر فاعلية وكفاءة لكل المعلومات المتاحة لمساعدة المجتمع والمنظمة والأفراد في تحقيق أهدافهم. تهتم بضمان عدة أمور ترتبط بالمعلومات مثل: المداخل التي توصل إلى المعلومات. توفير الأمان والسرية للمعومات. نقل المعلومات وإيصالها إلى ممن يحتاجها بسرعة ودقة وفاعلية. تخزين المعلومات وتحديثها واسترجاعها عند الطلب.

جرائم الحاسب Computer Crimes
الجريمة في القانون هي فعل غير مشروع صادر عن إرادة جنائية يقرر له القانون عقوبة أو تدبيرا احترازيا. جرائم الحاسب هي الجرائم التي تلعب فيها البيانات الحاسوبية والبرامج المعلوماتية دورا رئيسيا. هي كل أشكال السلوك غير المشروع الذي يرتكب باستخدام الحاسب كأن تكون المعلوماتية وسيلة للغش والتحايل والاعتداء أو أن تكون المعلوماتية نفسها محلاً للاعتداء.

دور الحاسب في الجريمة دور الحاسب في الجريمة
قد يكون الحاسب بيئة للجريمة قد يكون الحاسب أداة للجريمة قد يكون الحاسب هدفا للجريمة تخزين البرامج المقرصنة وهي جريمة متعلقة بحقوق الملكية الفكرية للمبرمج. استخدام الحاسب لنشر المواد غير القانونية. استغلال الحاسب للاستيلاء على الأموال بإجراء تحويلات غير مشروعة أو تزييف أو تزوير. جرائم القتل بالدخول إلى قواعد البيانات الصحية أو برمجيات التحكم في الطائرة الدخول غير المصرح به إلى النظام. زراعة الفيروسات لتدمير البيانات والملفات أو تعديلها. المساس بالسرية أو السلامة أو المحتوى أو التكاملية. التجسس على البيانات وانتهاك خصوصيات الغير.

الحاسب والجريمة دور الحاسب في مجال اكتشاف الجريمة
إنجاز المطابقات وتحليل المعلومات التي تساعد على اكتشاف الجريمة. السمات المميزة لجرائم الحاسب تستهدف معنويات وليست ماديات محسوسة. تتسم بالخطورة البالغة نظرا لأغراضها المتعددة وحجم الخسائر الناجمة عنها. لها سمة قانونية تتعلق بملاحقة الجناة وسهولة إتلاف الأدلة من قبل الجناة الذين يتميزون بأنهم ذوي مهارات تقنية عالية.

أخلاقيات الحاسب هي أخلاقيات مستخدمي الحاسب وغير مرتبطة بالحاسب أو البرمجيات. تتناول كيف يمكن لمستخدمي الحاسب أن يتخذوا القرارات المتعلقة بالمهنة والسلوك الاجتماعي. لا تبحث في الأنظمة التي تقنن استخدام الحاسب بقدر ما تتحدث عن الخلق الذي يضبط تصرفاتنا حتى في الحالة التي لا يكون هناك نظام مفروض على المستخدم. تنقسم أخلاقيات الحاسب الآلي إلى ثلاثة أنواع رئيسية: 1-أخلاقيات استخدام الحاسب بين الشخص ونفسه 2-أخلاقيات استخدام الحاسب بين الشخص وغيره. 3-أخلاقيات بين المستخدم والجهاز.

1- أخلاقيات بين الشخص ونفسه
احترام الذات وعدم تعريضها للأخطار. عدم النظر إلى مالا فائدة فيه أو النظر إلى المحرمات. عدم الإطلاع على عورات الغير أو خصوصياتهم حتى لو كانت متاحة ويسهل الوصول إليها. عدم الإضرار بالجسم وخاصة الظهر والعينين نتيجة طول الجلوس أمام شاشة الحاسب.

2- أخلاقيات بين الشخص وغيره
1-احترام الملكية الفكريةIntellectual Property ينبغي الإشارة إلى مصادر الأفكار المقتبسة وعدم سرقة الأعمال. يجب عدم نسخ عمل الغير كالبرامج مثلاِ واستخدامها بالمجان. ب- الحفاظ على خصوصية وأسرار الآخرين ينبغي عدم الإضرار بالآخرين والإطلاع على ملفاتهم بالتجسس أو صنع وإرسال الفيروسات والبرامج التخريبية. ج- عدم التجني على الغير ينبغي عدم الإساءة إلى الآخرين بسبب لونهم أو عرقهم أو دينهم أو مستواهم الاجتماعي أو المساس بسمعتهم أو الانتقام منهم.

3- أخلاقيات بين المستخدم والجهاز
عدم إساءة استعمال الحاسب computer Abuse خصوصا أجهزة المؤسسات العامة مثل أجهزة المدارس والجامعات والمكتبات العامة. الحرص على سلامة أجزاء الجهاز وبرامجه ومحتوياته سواء من تحميل برامج تثقل أو تسبب تلف الأجهزة. الحفاظ على الالتزام بالقوانين التي وضعت لتنظيم عملية الاستفادة من الحاسب كالحفاظ على اسم المستخدم وكلمة السر وعدم إعطائها للآخرين من غير المصرح لهم استخدام الأجهزة.

ملخص أخلاقيات الحاسب 1-عدم استخدام الحاسب لإيذاء الغير.
2-عدم التدخل في عمل الآخرين أو استعمال أجهزتهم أو فتح ملفاتهم بدون إذن منهم. 3-عدم استخدام الحاسب في السرقة الإلكترونية أو التزوير. 4-عدم استخدام برمجيات الآخرين دون دفع ثمن هذه البرمجيات. 5-عدم إفشاء معلومات تتعلق بالآخرين أو ابتزازهم بسببها أو التربح من ورائها.

صيانة الحاسب تتأثر أجهزة الحاسب بالغبار وغيره من الأوساخ.
أحد أهم جوانب الصيانة العادية هو المحافظة على نظافة الحاسب بوضعه في بيئة تتصف بالأتي: جو خال من الدخان والغبار. إبعاد الجهاز عن مصادر الحرارة (ليس بقرب المدفأة ولا تحت أشعة الشمس). التأكد من عمل المروحة بشكل صحيح. وضع صندوق الحاسب والشاشة في مكان مفتوح للتهوية.

الصيانة الوقائية للحاسب
تنظيف الجهاز من الغبار والأوساخ المترسبة على القطع الخارجية والداخلية. عمل نسخة احتياطية للبيانات والملفات الأساسية لنظام التشغيل. من الممكن عمل صورة Image للقسم الذي يحوي نظام التشغيل عن طريق Norton Ghost. تأمين تبريد كاف للجهاز. تنظيف القرص بحذف البرامج غير الضرورية وملفات الإنترنت المؤقتة. إلغاء التجزئة Defragmentation بشكل دوري متباعد لتحسين الأداء. تحميل مضاد فيروسات قوي وحديث الإصدار.

تعريف الفيروس هو برنامج حاسب تم تصميمه بهدف إلحاق الضرر بنظام الحاسب.
يهدف الى التدخل في مكونات وأعمال البرامج المتوفرة على الحاسب من خلال ربط نفسه بالبرامج الأخرى ثم تضاعفه وانتشاره دون الشعور بوجوده. بدأ ظهور أول فيروس في سنة 1978 ثم انتشر مع استخدام شبكة الانترنت.

لماذا سمي بهذا الاسم كلمة فيروس تطلق على كائنات دقيقة تنقل الأمراض للإنسان وتنتشر بسرعة مرعبة. بمجرد دخول الفيروس إلى جسم الإنسان تتكاثر وتفرز سمومها حتى تسبب دمار الأجهزة العضوية للجسم. فيروس الحاسب عندما يدخل إلى الحاسب يتكاثر ويربط نفسه بالبرامج حتى يسبب دمار الكمبيوتر.

أوجه الشبه بين الفيروس الحيوي والإلكتروني
الفيروس العضوي يغير خصائص ووظائف بعض خلايا الجسم. الفيروس الإلكتروني يقوم بتغيير خصائص ووظائف البرامج والملفات. الفيروس العضوي يتكاثر ويقوم بإنتاج فيروسات جديدة. الفيروس الإلكتروني يقوم بإعادة إنشاء نفسه منتجا كميات جديدة. الجسم المصاب بالفيروس يظل مدة بدون ظهور أي أعراض (فترة حضانة). البرامج المصابة قد تظل تعمل مدة طويلة بدون ظهور أي أعراض. الفيروس العضوي يغير نفسه حتى يصعب اكتشافه. الفيروس الإلكتروني يتشبه بالبرامج حتى لا يقوم أي مضاد للفيروسات باكتشافه.

شروط الفيروس ومهامه شروط الفيروس
أن يكون ذا حجم صغير لكي لا يتم الانتباه إليه. يعتمد على نفسه في التشغيل أو على البرامج الأساسية أو عن طريق الارتباط بأحد الملفات. مهام الفيروس مسح البيانات الموجودة على القرص الصلب. إضافة بيانات إلى الملفات الموجودة سابقا وإيقافها. تدمير ملفات معينة في الحاسب.

كيف يعمل الفيروس يقوم الفيروس بالانتقال من برنامج إلى آخر ونسخ الشفرة إلى الذاكرة في الذاكرة تحاول الشفرة البرمجية نسخ نفسها إلى أي برنامج موجود بالفعل قيد التشغيل في توقيت معين أو بعد تنفيذ أمر معين. تحاول الشفرة كذلك أن تغير من محتويات الملفات ومن أسمائها أيضا دون أن تعلم نظام التشغيل بالتغيير الذي حدث مما يتسبب في فشل البرامج في العمل. تعرض أيضا رسائل مزعجة عن امتلاء الذاكرة أو تستخف بالمستخدم. تخفض من أداء النظام أو حتى تدمر النظام كاملا.

مصادر الفيروسات هواة الحاسب.
الذين يتم فصلهم من عملهم في بعض الشركات كانتقام منهم. الشركات التي ترغب في إحداث خسائر في شركات منافسة.

العوامل التي أدت إلى انتشار الفيروسات
شبكة الانترنت ووسائل الاتصالات الحديثة. وسائط التخزين مثل الأقراص المرنة والمضغوطة إذا كانت صادرة عن جهاز مصاب. البرامج المقرصنة التي تعمل على حاسبات مختلفة وأنواع نظم تشغيل مختلفة ونسخها من أقراص ليست أصلية. مرفقات البريد الالكتروني التي تضاف كملفات ملحقة للرسالة.

خصائص الفيروسات القدرة على التخفي عن طريق الارتباط ببرامج أخرى، بعض الفيروسات تتخفى في أماكن خاصة مثل ساعة الحاسب تنتظر وقت التنفيذ. الانتشار سواء من ناحية السرعة أو الإمكانية. القدرة التدميرية للبيانات بمجرد تشغيله في تاريخ معين أو زمن معين. التنقل داخل الذاكرة من مكان لأخر فيصعب الاستدلال عليه وإزالته. البصمة وهي العبارة التي تضيفها داخل البرنامج المصاب يمكن التعرف عليه من خلالها.

أنواع الفيروسات 1- فيروسات قطاع التشغيل Boot Sector
هي الأكثر انتشارا في العالم. تتواجد في الجزء المخصص لتشغيل الحاسب الذي يشتمل أوامر تحميل النظام. يدمر ملفات النظام. 2- فيروسات الملفات تلصق نفسها مع ملفات البرامج التنفيذية مثل Com . exe .

أعراض الفيروسات عدم تحميل نظام التشغيل أو التعامل معه بشكل ملائم.
توقف النظام عن العمل أثناء التشغيل بدون سبب واضح. زيادة أو نقصان حجم ملف بدرجة ملحوظة. نقص شديد في سعة الذاكرة نتيجة نسخ الفيروس نفسه مما يبطئ العمل. عدم ظهور أسماء الملفات أثناء استعراض محتويات القرص. بطء تشغيل النظام بصورة ملحوظة. عدم قدرة بعض التطبيقات على التشغيل.

أعراض الفيروسات تناقص مستمر في المساحة الخالية على القرص الصلب مع عدم إضافة برامج. ظهور ملفات جديدة لها أسماء وامتدادات غريبة وبدون حجم. عدم القدرة على التعامل مع وحادات الحاسب مثل مشغل الأقراص أو الطابعة بدون سبب. عدم السيطرة على لوحدة المفاتيح وكذلك الفأرة.

الوقاية من الفيروسات استخدام برامج أصلية أو مرخصة.
استخدام عدة برامج مضادة للفيروسات وتحديثها بشكل دائم. استخدام كلمة سر لمنع الآخرين من العبث بالحاسب. عدم تنفيذ أي برامج مأخوذة من الشبكة قبل فحصها.

الجزء السابع شبكات الحاسب أ.د. مصطفى نوفل أستاذ بكلية الحاسبات وتقنية المعلومات 299

أهداف الجزء السابع بنهاية هذا الجزء سيكون الطالب قادرا على أن:
يذكر تعريفا محددا لشبكة الحاسب. يعدد المكونات الأساسية لشبكة الحاسب ويحدد وظائف كل منها. يميز بين أنواع شبكات الحاسب. يذكر توصيفا لتدفق البيانات في شبكة الحاسب. يميز بين أنواع وسائط نقل البيانات في شبكات الحاسب. يدرك تطور شبكة الإنترنت ويحدد الخدمات المتاحة عليه.

أغراض استخدام شبكات الحاسب
محتويات الجزء السابع أغراض استخدام شبكات الحاسب المكونات الأساسية لشبكة الحاسب تصنيف شبكات الحاسب تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب وسائط نقل البيانات خلال شبكة الحاسب شبكة الإنترنت

النموذج القديم: الحاسب المركزي
حاسب مركزي أجهزة طرفية صماء

الحاسب الشخصي ونشأة مفهوم الشبكات

تعريف شبكات الحاسب هي مجموعة من أجهزة الحاسب المستقلة Autonomous والأجهزة الطرفية Peripherals التي تتصل ببعضها بحيث تتيح لمستخدِميها أن يتشاركوا الموارد Resources والأجهزة المتصلة بالشبكة. يعتبر جهازي حاسب متصلين إذا كانا قادرين على تبادل المعلومات فيما بينهما. يعتبر جهاز الحاسب مستقلا إذا كان كل جهاز قادرا على أن يعمل منفردا كجهاز حاسب إذا تعطلت الشبكة عن العمل. ليس هناك جهاز يتحكم في الشبكة بحيث أنه إذا تعطل تعطلت كل إمكانات الأجهزة الأخرى.

نموذج لشبكات الحاسب

1- توفر الشبكة لمستخدميها المشاركة في الموارد المتباعدة مثل قواعد البيانات وأجهزة التخزين والطابعات والبرمجيات. 2-تحقق الشبكة اعتمادية عالية high reliability من خلال تحميل الملفات على أكثر من جهاز فإذا تعطل واحد يقوم آخر بالدور. 3-توفر الشبكة وسيلة اتصال سرعة ورخيصة بين مستخدمي الشبكة في الأماكن المتباعدة بمرونة وفاعلية. 4-تمكن الشبكة المؤسسة من زيادة إمكاناتها الحاسوبية تدريجيا وذلك بإضافة أجهزة أحدث وأكفأ كلما دعت الحاجة إلى ذلك. 5-تخفض الشبكة التكلفة الفعلية لحوسبة المؤسسة.

6-تمثل الشبكة وسيلة تحكم ومراقبة مركزية جيدة للمؤسسات ذات المساحات الشاسعة وتضمن وصول التعليمات إلى الجميع. 7-يمكن من خلال الشبكة إجراء عملية التحكم في مستويات أمن وحماية البيانات من العبث والضياع.

محتويات الجزء السابع المكونات الأساسية لشبكة الحاسب
أغراض استخدام الشبكات المكونات الأساسية لشبكة الحاسب تصنيف شبكات الحاسب تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب وسائط نقل البيانات خلال شبكة الحاسب شبكة الإنترنت

البنية الأساسية لشبكات الحاسب
جهاز مضيف عقدة اتصال خطوط اتصال شبكة الاتصال Terminal Controller شبكة المستخدم Terminals

المكونات الأساسية لشبكات الحاسب
modem NOS Printer NIC NIC

1-جهاز الخدمة الرئيسي Main Server يقوم بإدارة الشبكة ويعمل على تنظيم مشاركة الموارد بها. يمتلك قدرات معالجة وتخزين عالية مع ذاكرة RAM كبيرة. يحتوي على برامج نظم تشغيل الشبكة للتحكم في عمليات الشبكة. يحتوي أيضا على البرامج التطبيقية والبرامج المساعدة. 2- محطات العمل Work Stations هي حاسبات المستخدم الشخصية وهي ذات قدرات محدودة. تخصص كل محطة لمستخدم معين من خلال عنوان وحيد حسب عنوان كارت الشبكة NIC.

3- موارد الشبكة Network Resources هي الأجهزة الملحقة Peripherals التي تتصل بجهاز الخدمة الرئيسي أو محطات العمل لأداء خدمة معينة. تشمل الطابعات بأنواعها والراسمات Plotters وأجهزة التخزين Storage devices والمودمات Modems. 4- وسائط الإرسال Transmission media عبارة عن قنوات تنقل من خلالها الإشارات بين مكونات الشبكة. منها وسائط مادية ملموسة ووسائط غير ملموسة لاسلكية.

6- أجهزة الربط بين مكونات الشبكة Connecting Devices تربط مكونات الشبكة بهدف توسيع نطاقها الجغرافي. تشمل المجمعات Hub والمكررات (المقويات) Repeaters والجسور Bridges والموجهات Routers والبوابات Gateways. 7- برمجيات الشبكة Network Software برنامج تشغيل الشبكة NOS داخل جهاز الخدمة الرئيسي ويتولى مهمة إدارة الشبكة. برمجيات تشغيل الأجهزة الملحقة. البرامج التطبيقية والبرامج المساعدة.

محتويات الجزء السابع تصنيف شبكات الحاسب أغراض استخدام الشبكات
المكونات الأساسية لشبكة الحاسب تصنيف شبكات الحاسب تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب وسائط نقل البيانات خلال شبكة الحاسب شبكة الإنترنت

معايير تصنيف شبكات الحاسب
حسب مركز السيطرة والتحكم في الشبكة. حسب أسلوب الوصول للموارد وعلاقة الأجهزة ببعضها. حسب النطاق الجغرافـي للشبكة. حسب بنية الهيكلية الفيزيائية للشبكة. حسب الملكية ونوع الاستخدام. حسب وسط الاتصال الذي يربط بين أجزاء الشبكة. حسب الغرض من استخدام الشبكة. حسب التقنية المستخدمة في بناء الشبكة.

التصنيف حسب مركز السيطرة
أ- شبكة مركزية Centralized Network تحتوي حاسب مركزي كبير يسمي الجهاز المضيف Host. هذا الجهاز يعد هو المسئول عن معظم عمليات المعالجة والسيطرة على موارد الشبكة. بقية الأجهزة تعتبر محطات عمل صغيرة أو نهايات طرفية صماء. Host Computer

التصنيف حسب مركز السيطرة
ب- شبكة موزعةDistributed Network مجموعة من أجهزة الحاسب تتصل ببعضها وتشترك في كل شيء. تتناوب الأجهزة في هذه النوعية من الشبكات عملية التحكم في موارد الشبكة فيما بينها.

التصنيف حسب الوصول للموارد
أ- شبكة عامة Public Network مخصصة للاستخدام العام وتقدم خدمات عامة مثل الإنترنت. يملكها ويديرها شركة عامة أو هيئات متعددة تنسق فيما بينها. ب- شبكة خاصةPrivate Network هي شبكة محلية داخلية خاصة بمؤسسة معينة تملكها وتديرها. لا يمكن أن يتصل بها شخص آخر خارج هذه المؤسسة إلا من تسمح له المؤسسة بذلك وتحدد له نطاق الخدمات.

التصنيف حسب النطاق الجغرافـي
أ- شبكات الحاسب المحلية Local Area Networks LANs هي شبكة خاصة بمؤسسة معينة تخدم مساحة جغرافية محدودة (في مبنى واحد مثلا أو عدة مبان متقاربة أو حرم جامعي). ملكيتها تؤول إلى جهة واحدة مما يزيد من مرونة اتخاذ أي قرار بشأنها. تستخدم نوعية جيدة من وسائط النقل. معدل نقل البيانات في هذه الشبكات يكون عادة عاليا. يكون معدل حدوث الخطأ في نقل البيانات قليلا للغاية. من الأمثلة لهذه النوعية من الشبكات شبكة الإثرنت.

أ- شبكات الحاسب المحلية Local Area Networks LANs

ب- الشبكة الواسعة Wide Area Network WAN يمتد نطاق التغطية إلى منطقة جغرافية كبيرة جدا. قد تشمل أقطارا متعددة أو العالم أجمع. تحصل على وسائط النقل الخاصة بها من شبكات التليفونات. يكون معدل نقل البيانات فيها منخفضا. يكون معدل حدوث الخطأ في نقل البيانات عاليا للغاية. تحتاج إلى منهجية لتحديد مسار البيانات من جهاز إلى آخر عبر العالم. تحتاج إلى طريقة لضبط تدفق البيانات بين الأجهزة وبعضها. تعد الإنترنت مثالا جيدا عليها فهي أكبر الشبكات الواسعة حتى الآن.

ب- الشبكة الواسعة Wide Area Network WAN

ج- شبكة المناطق السكنية Metropolitan Area Network MAN تتعدى حدودها إلى مساحة أكبر من مساحة الشبكة المحلية ولكنها أقل من الشبكة الواسعة. قد تشمل مدينة كاملة أو تربط بين مجموعة شبكات محلية ولكنها تحافظ على هيكلة الشبكة المحلية نفسها. مساحتها الجغرافية من كيلومتر مربع. تقدم خدمات نقل البيانات والخدمة الصوتية وخدمة الفيديو. معدل نقل البيانات فيها عال نسبيا (1 Mb/s). يكون معدل حدوث الخطأ في نقل البيانات منخفضا عادة.

ج- شبكة المناطق السكنية Metropolitan Area Network MAN

التصنيف حسب تعامل الأجهزة
أ- شبكة الند للند Peer-to-Peer تحتوي على أجهزة متوازية القدرات فكلها أنداد لبعضها. لا يستلزم تخصيص أجهزة معينة لإدارة الشبكة كجهاز خادم الملفات. يقوم كل جهاز حاسب داخل الشبكة بدور الجهاز الخادم Server الذي يتيح موارده لغيره كما يقوم بدور الجهاز العميل Client الذي يستفيد من موارد الشبكة.

أ- شبكة الند للند Peer-to-Peer

ب- شبكة الخادم/ العميل Client/Server Network تتركز خدمات الشبكة في الجهاز الخادم. يقوم الجهاز الخادم Server بالآتي: إدارة موارد الشبكة بالكامل مركزيا تحديد مستوي السرية مركزيا. استضافة إحدى أو بعض أو كل خدمات الشبكة وإتاحتها للعملاء. يفضل هذا النوع من التصميم في الشبكات الكبيرة. مستوى السرية في هذه الشبكة عال مقارنة بشبكة الند للند. تعد هذه الشبكة أعلى تكلفة من نظيرتها شبكة الند للند.

ب- شبكة الخادم/ العميل Client/Server Network جهاز خادم جهاز عميل

التصنيف حسب الهيكلية الطبوغرافية
أ- شبكة ذات هيكلية نجمية Star topology Network تتصل الأجهزة بنقطة مركزية واحدة. هذه النقطة هي جهاز موزع (أو مفرع) شبكي Hub أو جهاز مبدل Switch . Hub موزع (مجمع)

مميزات الشبكة النجمية سهولة تعديل طريقة التوصيل ومرونة تحريك الأجهزة. يمكن بسهولة تحديد العطل وفصله دون التأثير على باقي الشبكة. لا توجد فرصة لتصادم البيانات المرسلة من عدة أجهزة. يمكن إضافة أجهزة جديدة بسهولة دون توقف الشبكة.

عيوب الشبكة النجمية تستخدم هذه الشبكة كمية كبيرة من الأسلاك التي تزيد من التكلفة. هذه الشبكة ليست مناسبة للاتصال المباشر بين الأجهزة وبعضها. تعتمد الشبكة كليا على المحطة المركزية التي يؤدى تعطلها إلى توقف الشبكة عن العمل كلية.

ب- شبكة ذات هيكلية حلقية Ring topology Network في هذه الهيكلية يكون وسط النقل على شكل حلقة تتكون من اتصال كل جهاز بالجهاز المجاور له مع وصل الجهاز الأخير بالأول.

مميزات الشبكة الحلقية تستخدم هذه الشبكة كمية قليلة من الأسلاك التي تقلل من التكلفة. تناسب استخدام كابلات الألياف الضوئية نظرا لمرور الإشارة في اتجاه واحد. يمكن بسهولة ترتيب أولوية للأجهزة في دخولها على الشبكة.

عيوب الشبكة الحلقية عملية اكتشاف وتشخيص العطل ليست سهلة وكذلك علاجه. لا يمكن إضافة أجهزة جديدة للشبكة دون توقفها عن العمل. تعطل أي محطة يؤدى إلى توقف الشبكة كليا عن العمل.

ج- شبكة ذات هيكلية خطية Bus topology Network يتكون العمود الفقري لهذه الهيكلية وهو وسط النقل من قطعة واحدة من السلك تتصل به مباشرة جميع الأجهزة المكونة للشبكة. Terminator Terminator Segment

مميزات شبكة الناقل العام تستخدم الشبكة أقل كمية من الأسلاك مما يقلل من التكلفة. تعتبر هذه النوعية هي الأرخص بين الشبكات. يمكن بسهولة مد نطاق الشبكة إلى مناطق جديدة دون توقف الشبكة. تعطل أحد الأجهزة لا يؤثر على بقية أجهزة الشبكة.

عيوب شبكة الناقل العام عملية اكتشاف وتشخيص العطل ليست سهلة وكذلك علاجه. ليس من الممكن ترتيب أولوية إرسال للأجهزة في دخولها على الشبكة. لا تتحمل الشبكة زيادة عدد الأجهزة عن حد معين فهذا يقلل من كفاءتها ويزيد من التأخير. ينبغي أن يكون كل جهاز به من الذكاء ما يستطيع به أن يتحسس الشبكة قبل استخدام مواردها وأن يتخلص من عملية التصادم مع الأجهزة الأخرى في حال وقوعها.

د- شبكة ذات هيكلية مختلطة Hybrid topology Network

محتويات الجزء السابع تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب

تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب
جهاز حاسب كمصدر بيانات تكوين حزم معلومات Protocol engine NIC تحويل البيانات إلى إشارة للنقل على الخط Transmitter وسط النقل تحويل إشارة النقل إلى بيانات Receiver NIC اختبار صحة البيانات .. رسالة شكر تجميع حزم المعلومات Protocol engine بيانات جهاز حاسب كمستقبل

تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب
جهاز حاسب كمصدر للبيانات المرسلة يبدأ دورة الإرسال. كارت الشبكة عند الجهاز المرسل يقوم بإعداد البيانات في حزم وتجهيزها للإرسال المناسب على وسط الانتقال. وسط ناقل للاتصال بين عناصر الشبكة مثل الكابلات أو الألياف الضوئية. بروتوكول اتصال يحدد طريقة تخاطب مكونات الشبكة والمواصفات التقنية الواجب توفرها. نظام تشغيل شبكي ينظم صلاحيات وحقوق المستخدمين. كارت شبكة عند الجهاز المستقبل يستقبل البيانات من خط النقل ويختبر صحة البيانات ويعيد تجميع حزم البيانات. جهاز حاسب مستقبل تنتهي عنده دورة نقل البيانات.

محتويات الجزء السابع وسائط نقل البيانات خلال شبكة الحاسب

وسائط نقل البيانات في شبكات الحاسب
سلك معزول (أ) الكابل المزدوج المجدول سلك معزول غلاف خارجي واقي سلك نحاسي مجدول طبقة عازلة (ب) الكابل المحوري الموصل الداخلي غلاف خارجي واقي غلاف زجاجي كاسر للضوء (ج) كابل الألياف الضوئية موصل ألياف ضوئية غلاف خارجي واقي

مزايا كابلات الألياف البصرية
هذه الكابلات تعتبر منيعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي وكذلك التداخل من الأسلاك المجاورة. معدلات التضعيف في هذه الكابلات منخفضة جداً. سرعة إرسال البيانات مرتفعة جدا بدأت بـ 100 ميجابت في الثانية ووصلت حالياً إلى 200 ألف ميجابت في الثانية. في الألياف البصرية يتم تحويل البيانات الرقمية إلى نبضات من الضوء .. وحيث أنه لا يمر بهذه الألياف أي إشارات كهربية فإن مستوى الأمن الذي تقدمه ضد التنصت يكون مرتفعاً.

عيوب كابلات الألياف البصرية
تركيبها وصيانتها أصعب من غيرها نظرا لأن أي كسر أو انحناء سيؤدي إلى عطبها. تعتبر الألياف البصرية ذات القلب المصنوع من البلاستيك أسهل تركيبا وأقل عرضة للكسر ولكنها لا تستطيع حمل نبضات الضوء إلى مسافات شاسعة كتلك الكابلات المزودة بقلب زجاجي. الألياف البصرية بشكل عام تكلفتها مرتفعة كثيرا قياسا بالأسلاك النحاسية.

وسط الإرسال اللاسلكي Wireless
انتشرت للأسباب التالية: 1-التطورات المتلاحقة في التقنيات والمنتجات اللاسلكية. 2-الانخفاض المتواصل في الأسعار نظرا للتنافس المتزايد بين المصنعين. 3-الطلب المتزايد على هذه الشبكات بسبب الحرية الكبيرة التي توفرها للمستخدمين في التنقل دون أن يؤثر ذلك على عملهم.

وسط الإرسال اللاسلكي Wireless
تعتبر مفيدة في الحالات التالية: توفير اتصالات في الأماكن المزدحمة. توفير اتصالات للمستخدمين كثيري التنقل. بناء شبكات في الأماكن المعزولة التي يصعب توصيلها بأسلاك.

محتويات الجزء السابع شبكة الإنترنت أغراض استخدام الشبكات
المكونات الأساسية لشبكة الحاسب تصنيف شبكات الحاسب تدفق البيانات خلال شبكة الحاسب وسائط نقل البيانات خلال شبكة الحاسب شبكة الإنترنت

شبكة الإنترنت يعبر مصطلح الإنترنت internet (بتصغير حرف i) عن شبكتين أو أكثر يمكنها الاتصال ببعضهما. مصطلح الإنترنت Internet (بتكبير حرف I) أصبح علما علي تجمع أكثر من ملايين الشبكات وأجهزة الحاسب المختلفة الأنواع والأحجام المتصلة ببعضها علي مستوى العالم فيما يسمى الآن بالشبكة العالمية. كيف نشأت الإنترنت؟

من يمتلك الإنترنت ومن يديرها
لا أحد. لا يستطيع أي شخص أو مؤسسة (حكومية أو غير حكومية) أن يدعي مِلكِية الإنترنت أو يدعي السيطرة الكاملة عليها. لا يمكن لأي جهة أن تعطل الإنترنت على مستوى العالم بأكمله إذ ليس هناك عقدة واحدة أو حاسب واحد يتحكم بالإنترنت.

الهيئات التي تطور الإنترنت
1-The Internet Engineering Task Force ( IETF) 2-The Internet Engineering Steering Group (IESG) 3- The World Wide Web Consortium (W3C) 4-Internet Architecture Board (IAB) 5-Internet Society (ISOC) 6-Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) 7-Information Center (InterNIC) Internet Network

خدمات الإنترنت أ- البريد الإلكتروني ب- المجموعات النقاشية
ج- الولوج إلى أجهزة بعيدة ج- خدمة نقل الملفات د- الاستعراض والبحث عن المعلومات

العنونة على الإنترنت لابد أن يتم تعريف كل جهاز علي الإنترنت بطريقة فريدة غير متكررة. يتم استخدام معرف في طبقة الشبكة لتعريف كل جهاز يطلق عليه عنوان الإنترنت IP Address . يتكون هذا العنوان من 32-Bit هذا العنوان عالمي أي أنه مقبول من قبل أي جهاز يتصل بالإنترنت. توجد طريقتان لإظهار عنوان IP هما: الشكل الثنائي Binary Notation. الشكل العشري المنقوط Dotted Decimal Notation.

أ- الشكل الثنائي Binary Notation
يظهر هذا العنوان على هيئة 32 Bit. لجعل هذا العنوان مقروءا يتم ترك فراغات بين كل بايت والآخر. يشار إلى هذا العنوان أحيانا بعنوان 23 بت 32 Bit أو عنوان 4بايت4Byte أو عنوان 4-octet address. كمثال لهذا العنوان:

ب- الشكل العشري Dotted Decimal Notation
يستخدم هذا النوع لجعل العنوان محدودا وسهل القراءة حيث أنه يكتب في شكل عشري بينما يفصل كل بايت عن الآخر بنقطة. كمثال: يمكن تحويل العنوان من صورة إلي أخري. فمثلا العنوان الثنائي: يمكن تحويله إلى الشكـل العشري: وكذلك العنوان العشري يمكن تحويله إلى الثنائي:

شجر الجنة: سبحان الله والحمد لله ولا إله إلا الله والله أكبر

الجزء السابع الجزء السادس الجزء الخامس الجزء الرابع الجزء الثالث الجزء

Similar presentations

Presentation on theme: "الجزء السابع الجزء السادس الجزء الخامس الجزء الرابع الجزء الثالث الجزء"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

Feedback

Log in

Auth with social network:

الجزء السابع الجزء السادس الجزء الخامس الجزء الرابع الجزء الثالث الجزء

Similar presentations

Presentation on theme: "الجزء السابع الجزء السادس الجزء الخامس الجزء الرابع الجزء الثالث الجزء"— Presentation transcript:

Similar presentations

About project

Feedback