تعريف الحاسب الآلي
✍تعريف الحاسب الآلي لغةً: الحاسب هو اسم مشتق من الحساب وهو علم الأعداد، وهو أيضاً اسم الفاعل للفعل (حَسب) بتصريفاته الثلاث: حسب، يحسب، حساباً. وقد أضيفت كلمة آلي ليتم التمييز بينه وبين الشخص الذي يقوم بالحساب، ويقابل مصطلح (الحاسب الآلي) في اللغة الإنجليزية كلمة (computer)، ويقابلها في اللغة الفرنسية كلمة (ordinateur)، كما يوجد مصطلحات أخرى للحاسب الآلي في اللغة العربية، مثل: الحاسوب، الحاسب الإلكتروني
✍تعريف الحاسب الآلي اصطلاحاً: هو عبارة عن منظومة سريعة ودقيقة لها القابلية على التعامل مع المعلومات، ومرتبة بصورة يمكنها قبول، وخزن، ومعالجة البيانات، وإخراج النتائج بدون تدخل يذكر من قبل الإنسان بموجب أوامر تُقدم لها مسبقاً، كما ذكر القانون الأمريكي تعريفاً شاملاً للحاسب الآلي وهو (جهاز إلكتروني بصري كيميائي كهربائي، أو جهاز إعداد معلومات ذات سرعة عالية ويؤدي وظائف منطقية حسابية أو تخزينية ويشتمل على أي تسهيل لتخزين المعلومات أو تسهيل اتصالات مباشرة مقترنة أو تعمل بالاقتران مع هذا الجهاز)، وجهاز الحاسب الآلي هو بطبيعة الحال آلة، وهذه الآلة تقوم بإنجاز مهامها بناءً على تلقّي مجموعة أوامر من المبرمج، كما أنها تقوم بمجموعة من العمليات الحسابية والمنطقية والتي تشمل عمليات الضرب والطرح والجمع والقسمة، بالإضافة إلى اتخاذ قرارات منطقية بناءً على التعليمات التي تزوده بها برامج الحاسب الآلي عن طريق الإشارات الكهربائية التي يفهمها الحاسب الآلي.[١] Volume 0%
الحاسوب هو
✍الحاسوب (بالإنجليزيّة: Computer) هو عبارة عن جهاز يستقبل المعلومات على هيئة بيانات رقميّة، ومن ثمَّ يقوم بالتعديل عليها على أساس برنامج معيَّن -أي مجموعة من الأوامر- يحدِّد بدوره كيفيّة مُعالَجة هذه البيانات؛ لإعطاء النتيجة المَطلوبة على هيئة مُخرَجات. يتكوَّن الحاسوب بشكل أساسيّ من وحدة إدخال، بالإضافة إلى ذاكرة أو وسيلة أخرى للتخزين، ووحدة الحساب والمنطق (بالإنجليزيّة: ALU)، ووحدة إخراج، ووحدة تحكُّم، حيث تُعَدُّ الأخيرة الأكثر تعقيداً بالمقارنة مع المكوِّنات الأخرى، وعادةً ما تكون أحد مكوّنات وحدة المعالجة المركزيّة (بالإنجليزيّة: CPU).
تاريخ اختراع الحاسوب
✍يمكن اعتبار مُحرِّك التحليل (بالإنجليزيّة: Analytical Engine)، والذي تمَّ اختراعه من قِبَل عالم الرياضيّات البريطانيّ تشارلز بابيج (بالإنجليزيّة: Charles Babbage) في الفترة ما بين عامي 1833م و1871م، أوّل جهاز حاسوب يُمثِّل أجهزة الحاسوب الحديثة؛ إذ كان مُصطلح "الحاسوب" قبل ذلك يُطلَق على الأشخاص الذين يقومون بالعمليّات الحسابيّة المختلفة، وتسجيل النتائج في جداول. إنَّ مُحرِّك التحليل هو نتاج تطوير جهاز آخر من اختراع بابيج ذاته، حيث كان يُطلَق عليه اسم مُحرِّك التفاضُل (بالإنجليزيّة: Difference Engine)، وهو يعتمد على مبدأ التفاضُلات المَحدودة لإجراء العمليّات الحسابيّة المعقّدة، عن طريق تكرار عمليّة الجمع دون اللجوء للضرب، أو القسمة. وقد كان مُحرِّك التحليل يحتوي على مكوِّنات شبيهة بتلك الموجودة في أجهزة الحاسوب الحديثة، مثل وحدة المعالجة المركزيّة، بالإضافة إلى الذاكرة، إلّا أنّ هذه الأجزاء لم تكُن تحمل هذه المُسمَّيات؛ فقد كان بابيج يُسمِّي المُعالِج بالطّاحونة (بالإنجليزيّة: Mill)، أمّا الذاكرة، فقد كان يُطلِق عليها اسم المَخزَن (بالإنجليزيّة: Store)؛ ونظراً لقلّة الموارد الماديّة، ظلَّ اختراع تشارلز بابيج حِبراً على ورق فقط دون أن يتمّ بناء أيّة آلة منه حتّى عام 1910م، وذلك عندما قام ابن تشارلز الأصغر هنري بابيج (بالإنجليزيّة: Henry Babbage) باستكمال بناء جزء من الآلة، بحيث أصبحت قادرةً على القيام ببعض العمليّات الحسابيّة البسيطة.توالت الاختراعات الحاسوبيّة بعد ذلك، ففي الفترة ما بين عام 1936م و1938م، قام الألمانيّ كونراد زوس (بالإنجليزيّة: Konrad Zuse) ببناء أوّل جهاز حاسوب قابل للبرمجة في غرفة المعيشة الخاصّة بوالديه، وقد سُمِّي اختراعه بزي وَن (بالإنجليزيّة: Z1)، وفي عام 1936م، تمَّ اختراع ما يُسمّى بآلة تورنغ (بالإنجليزيّة: Turing machine) من قِبَل آلان تورنغ(بالإنجليزيّة: Alan Turing)، وقد كانت هذه الآلة تَستخدم بعض المبادئ الشبيهة بتلك المُستخدَمة في أجهزة الحاسوب الحديثة؛ إذ كانت تقوم بطباعة رموز معيّنة على ورق تِبعاً لمجموعة من الأوامر المَنطقيّة.في عام 1943م، قام تومي فلاورز (بالإنجليزيّة: Tommy Flowers) باختراع أوّل جهاز حاسوب إلكترونيّ قابل للبرمجة تحت مُسمَّى كولوسَس (بالإنجليزيّة: Colossus)، وكان الهدف من هذا الجهاز مساعدة الجيش البريطانيّ على فكّ رسائل الجيش الألمانيّ المُشفَّرة. ابتداءً من عام 1937م وانتهاءً بعام 1942م، وقد تمَّ اختراع أوّل جهاز حاسوب رقميّ تحت مُسمَّى حاسوب أتاناسوف-بيري (بالإنجليزيّة: Astanasoff-Berry Computer) الذي يُمثِّل اسمي مُخترِعَيه في جامعة ولاية آيوا. وكان هذا الجهاز يضمّ أكثر من 300 صمّام مُفرغ (بالإنجليزيّة: Vacuum tube) لإجراء الحسابات الرقميّة، مثل نظام العدّ الثنائيّ، والحسابات الرياضيّة والمنطقيّة. وقد تفوَّق جهاز حاسوب إنياك (بالإنجليزيّة: ENIAC) على جهاز حاسوب أتاناسوف-بيري؛ لقدرته على العمل بالشكل المَطلوب بخلاف الأخير؛ لذا تمّ اعتباره أوّل جهاز حاسوب رقميّ. وامتدَّت فترة بناء حاسوب إنياك من عام 1943م وحتّى عام 1946م، وفي عام 1949م، قام إيكرت (بالإنجليزيّة: Eckert)، وجون ماوكلي (بالإنجليزيّة: John Mauchly)، مخترعا جهاز إنياك، بتأسيس أوّل شركة مُتخصِّصة بصناعة أجهزة الحاسوب، والتي سُمِّيت باسم "Electronic Controls Company".
آلات الحوسبة القديمة
✍بدأ الإنسان في اختراع العديد من الوسائل قديماً والتي كانت الأساس الذي بني عليه اختراع الحاسوب اليوم، هي كالآتي:
اخترع الأنسان المعداد (بالإنجليزية: Abacus) في عام 2400 قبل الميلاد. قدمت المخترعة (Pingala) نظام الأرقام الثنائية الذي شكّل في وقت لاحق جوهر نظم الحوسبة. اخترع هيرون من الإسكندرية آلات يمكنها تتبّع التعليمات في عام 60 ميلادي. طُوّر في القرن السابع عشر نظام الشرائح التي بنيت على أساس اللوغاريتمات لإجراء الحسابات الرياضية الأساسية، وفي نفس الوقت اخترعت الالآت الميكانيكية التي كانت أساساً للآلات المحسوبة الحديثة.
فكرة نشوء الحاسوب
✍لم تكن فكرة نشوء الحاسوب للتسلية أو البريد الإلكتروني كما هي اليوم، بل نشأت في عام 1880م بسبب تزايد عدد سكان الولايات المتحدة، مما استوجب تعداد وجدولة عدد السكان، فاستغرق هذا العمل مدة سبع سنوات، ممّا أجبر الحكومة على إيجاد آلية تُسرّع من إنجاز المهمة، فطُوّر أول حاسوب كان يعتمد على ما يسمى البطاقات المثقبة (بالإنجليزية:punch card)، وكان حجمه آنذاك يحتل غرفاً عدّة.
تطور الحاسب الآلي
✍بدأ ظهور مفهوم الحاسب الآلي لأول مرة قبل الميلاد حينما استخدم الصينيون آلة العد التي عرفت باسم آلة الأباكس (بالإنجليزية: Abacus)، ويعود أساس المفهوم الحديث للحاسبات الآلية إلى فترة أواخر القرن السابع عشر بظهور آلة باسكال (بالإنجليزية: Pascal)، وفي القرن التاسع عشر تم ابتكار الآلة الإحصائية التي تعتمد على البطاقات المثقّبة ميكانيكياً وكانت تستخدم في التعداد السكاني بالولايات المتحدة الأمريكية. وفي القرن العشرين ظهرت الحاسبات الآلية التناظرية (بالإنجليزية: Analog computers) التي قام بتطويرها الدكتور فاينفر بوش في الفترة ما بين 1925 - 1935، واستطاع الأستاذ هوارد أكين في جامعة هارفارد من ابتكار أول حاسب آلي كامل التكوين وقد أطلق عليه اسم (Mark 1)، واستمرت الجهود إلى أن تم اختراع أول حاسب آلي لتخزين البرامج واحتكرت صناعته شركة (I.B.M) والتي أطلقت عليه اسم (UNIVAC)، وتم تسويقه على نطاق تجاري لإدارة التعداد السكاني في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1951م.
✍ظهر أوّل حاسب آلي في الأربعينيّات من قرن العشرين، وكان هذا الكمبيوتر لهُ صفات تختلف عمّا تراهُ الآن، فقد كان هذا الحاسب ضخم جدّاً وبطيء ويحتاج إلى مكان كبير لكي يوضع فيه وكان أيضاً يحتاج إلى متخصّصين للتعامل معهُ. ✍توالت من بعدها خلال الخمسين السنة بعد اختراع اوّل جهاز في الأربعينيّات حدثت طفرات كبيرة وتطوّرات يشهدها العالم على الاختراعات والتحديثات التي تمّت على أجهزة الكمبيوتر، وكانت أوّلها الصمامات الزجاجيّة ومن بعدها الترانزيستور والتي اخترعتها شركة بل، ومن بعد هذه التطوّرات أصبح الكمبيوتر أرخص بكثير وسهل الاقتناء.
✍أتت اختراعات جديدة أضيفت على جهاز الكمبيوتر وهي المعالجات الدقيقة Processor (وهي المعالجة المركزيّة والتي توجد على شكل لوحة)، وقد قام باختراعها شركة Intel وهي شركة معروفة وتشتهر بصناعة الكمبيوترات بمواصفات خياليّة.
✍قامت في عام 1981م قامت شركة IBM بصناعة أول جهاز كمبيوتر شخصي منزلي كما هو موجود في الوقت الحالي ولكن كان بمواصفات قليلة جدّاً بحيث كانت الشاشة الرئيسيّة للكمبيوتر هي اللوحة السوداء وهي start->run->cmd بحيث الشخص إذا أراد استرجاع معلومات وتخزينها يستخدم هذه الشاشة.
✍أنتجت في عام 1989م معالجات تحتوي على ما يقارب مليون ترانزيستر والتي كانت قادرة على معالجة ما يقارب 15 مليون عمليّة في الثانية ، وقام بالتطوير عليها شركة Intel. بدأ في1993م والذي بدأ عهد استخدام الكمبيوترات والتي من قوتها أصبحت تعرف باسم بينتوم Pentium بمواصفات وطرازات جديدة تقترب من 300 مليون ذبذبة في الثانية، وفي نفس التاريخ كان الكمبيوتر عبارة عن شاشة سوداء كانت تعرف ب DOS وممكن أن تراها عن طريق Start->run->cmd وكانت شاشة الحاسوب قبل 1993م إلى أن أتت شركة مايكروسوفت بإدارة بيل كيتس وقامت باختراع واجهة للمستخدم يستطيع من خلالها استخدام الحاسوب كما تعرفها الآن.
✍بعد ذلك بدأت مرحلة تطور جديدة للحاسب الآلي استمرت إلى وقتنا الحالي وظهر ما يعرف بأجيال الحاسبات الآلية، حيث قسمت إلى خمسة أجيال لكل منها ميزات مختلفة، وفيما يأتي شرح لكل مرحلة من هذه المراحل:-
✍الجيل الأول: 1950-1959 بدأ الجيل الأول في فترة ما بين (1951-1959) وتميز هذا الجيل باستخدام دائرة الأنبوبة المفرغة والصمامات الكهربائية، كما تميزت الحاسبات الآلية بحجمها الكبير والقدرة المحدودة على التخزين واستخدام لغة برمجة عددية فقط، واستخدمت هذه الحاسبات الآلية في الإجراءات الإدارية الروتينية وإعداد الحسابات والتطبيقات، وتبلغ سرعة الحاسب الآلي في هذا الجيل 0.0001 من الثانية.
✍الجيل الثاني: 159-1964 بدأ الجيل الثاني في فترة ما بين (1959-1963)، وتميز باستخدام الترانزيستور بدلاً من الأنابيب المفرغة التي كانت تستخدم في الجيل الأول، كما تم استخدام الحلقات الممغنطة للتخزين الداخلي، حيث بلغت سرعة الاستخدام 0.0000001 من الثانية، ومقارنة بالجيل السابق فقد تم زيادة سعة التخزين وتقليل طاقة، وحجم، وتكلفة الحاسب الآلي، واستخدام لغات برمجة عامة مثل لغات الكوبول والفورتران، كما انتشر استخدام هذا الجيل من الحاسبات الآلية في التطبيقات التجارية، والصناعية، والأعمال الإدارية المتتابعة.
✍الجيل الثالث: 1964-1972 بدأ الجيل الثالث في فترة ما بين (1964-1969)، وتميز باستخدام الدوائر المتكاملة متناهية الصغر ووسائل التخزين ذات السعة الكبيرة، وتم إضافة لغات البرمجة ذات المستوى العالي مما ساهم في ربط التطبيقات المتتابعة مع التطبيقات الإدارية؛ لإنشاء نظم المعلومات الإدارية، وبلغت سرعة هذا الجيل من الحاسبات الآلية 109/1 من الثانية.
✍الجيل الرابع: 1972-1980 بدأ ظهور هذا الجيل في عام 1970م، وتميز باستخدام نظم الاتصالات عن بعد وقواعد البيانات ونظم المعلومات الإدارية المتكاملة، واستمر استخدام هذا الجيل خلال فترة الثمانينيات، حيث انتشر الميكرو كومبيوتر الذي يحتوي على ذاكرة تخزين ذات حجم متناهٍ في الصغر بسعات تخزينية كبيرة جداً.
✍الجيل الخامس: 1985 ويعد هذا الجيل هو الجيل المستقبلي للحاسبات الآلية، حيث تم تطويرها عن طريق زيادة إمكانياتها وقدرتها وتطوير البرمجيات فيها حيث تقوم بتشغيل الوسائط المتعددة؛ وتم إضافة لغات البرمجة الشيئية واللغات الطبيعية التي تتيح الاتصال بين الحاسبات والتفكير بما يشبه التفكير البشري.
مكونات الحاسب الآلي
يتكون جهاز الحاسب الآلي من جزأين أساسيين هما الجزء المادي والجزء المعنوي، وفيما يأتي يتم شرح مكونات كل منها:
✍الجزء المادي: (يعني بالإنجليزية: Hardware)، ويمثل الأجزاء والقطع الملموسة المكوّنة لجهاز الحاسب الآلي مثل الفأرة، ولوحة المفاتيح، وشاشة العرض، ويتكون هذا الجزء من عدة وحدات رئيسية، وهي: وحدة المعالجة المركزية (بالإنجليزية: CPU). وحدة الذاكرة (بالإنجليزية: Memory Unit). وحدة الإدخال (بالإنجليزية: Input Unit). وحدة الإخراج (بالإنجليزية: Output Unit). وحدة التخزين (بالإنجليزية: Storage Unit).
✍الجزء المعنوي: (يعني بالإنجليزية: Software)، ويمثل مجموعة الأوامر، والبرامج، والتطبيقات اللازمة لتشغيل الحاسب الآلي والاستفادة منه لأداء الأعمال المختلفة، ويتكون هذا الجزء بشكل أساسي من عدة أنظمة، وهي: برامج الإدخال والإخراج الرئيسية (بالإنجليزية: BIOS). برامج التعريفات أو القيادة (بالإنجليزية: Drivers). أنظمة التشغيل (بالإنجليزية: Operating Systems). البرامج التطبيقية (بالإنجليزية: Applications) وتمثل برامج معالجة النصوص وبرامج الوسائط المتعددة.
