مجمع الحوسبة متعددة الآلات(MMVC) - مجمع يضم جهازي كمبيوتر أو أكثر (يحتوي كل منها على معالج وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومجموعة من الأجهزة الطرفية ويقوم بتشغيل نظام التشغيل الخاص به)، وتضمن الاتصالات بينهما أداء الوظائف المخصصة للمجمع.

يمكن أن تكون الأهداف التي يتم تحديدها عند دمج أجهزة الكمبيوتر في المجمع مختلفة، وتحدد طبيعة الاتصالات بين أجهزة الكمبيوتر. في أغلب الأحيان، يكون الهدف الرئيسي من إنشاء MMVK هو إما زيادة الإنتاجية، أو زيادة الموثوقية، أو كليهما في نفس الوقت. ومع ذلك، عند تحقيق نفس الأهداف، يمكن أن تختلف الاتصالات بين أجهزة الكمبيوتر بشكل كبير.

بناءً على طبيعة الاتصالات بين أجهزة الكمبيوتر، يمكن تقسيم المجمعات إلى ثلاثة أنواع: متصلة بشكل غير مباشر أو ضعيف؛ متصلة مباشرة؛ الأقمار الصناعية.

في بشكل غير مباشر-،أو مجمعات ضعيفة الارتباطتتصل أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض فقط من خلال أجهزة التخزين الخارجية (ESD). لضمان مثل هذه الاتصالات، يتم استخدام أجهزة التحكم VCU ذات المدخلين أو أكثر. يظهر الشكل التخطيطي لمثل هذا MMVK في الشكل. 1.5. لاحظ أنه هنا وأدناه، من أجل البساطة، يتم تقديم الرسوم البيانية للأنظمة ذات الجهازين. باستخدام ثلاثة أجهزة كمبيوتر أو أكثر، يتم بناء المجمعات بطريقة مماثلة. في المجمعات المتصلة بشكل غير مباشر، يتم الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر فقط على مستوى المعلومات. ويتم تبادل المعلومات بشكل رئيسي وفق مبدأ "صندوق البريد"، أي أن كل كمبيوتر يضع المعلومات في ذاكرة خارجية مشتركة، مسترشداً ببرنامجه الخاص، وبناء على ذلك، يتلقى الكمبيوتر الآخر هذه المعلومات بناءً على احتياجاته. عادةً ما يتم استخدام تنظيم الاتصالات هذا في الحالات التي يكون فيها الهدف هو زيادة موثوقية المجمع بواسطة أجهزة الكمبيوتر الزائدة عن الحاجة. في هذه الحالة، يقوم الكمبيوتر الرئيسي بحل المشكلات المعطاة، وينتج النتائج ويترك باستمرار في وحدة تخزين الذاكرة العامة جميع المعلومات اللازمة لمواصلة الحل من أي وقت. يمكن أن يكون الكمبيوتر الثاني، وهو كمبيوتر احتياطي، في حالة الاستعداد بحيث في حالة فشل الكمبيوتر الرئيسي، بناءً على إشارة من المشغل، يمكنه البدء في أداء الوظائف باستخدام المعلومات المخزنة في الذاكرة العامة للكمبيوتر الرئيسي.

أرز. 2.2. اتصالات بين أجهزة الكمبيوتر وMMVK

مع مثل هذا الاتصال، قد يكون هناك عدة طرق لتنظيم عمل المجمع.

1. يكون الكمبيوتر الاحتياطي في حالة إيقاف التشغيل (احتياطي غير محمّل) ولا يتم تشغيله إلا عند فشل الكمبيوتر الرئيسي. بطبيعة الحال، لكي يبدأ الكمبيوتر الاحتياطي في إنتاج النتائج بدلاً من النتيجة الرئيسية، سيستغرق الأمر وقتًا معينًا، والذي يتم تحديده من خلال الوقت اللازم لتشغيل الكمبيوتر، ودخوله إلى الوضع، بالإضافة إلى الوقت المخصص لـ التحقق من صلاحيتها للخدمة. هذه المرة يمكن أن تكون طويلة جدًا. مثل هذا التنظيم ممكن عندما لا يكون النظام الذي يعمل فيه الكمبيوتر بالغ الأهمية لبعض الانقطاعات أو التوقف في عملية حل المشكلات. يحدث هذا عادةً في الحالات التي لا يوفر فيها الكمبيوتر معلومات التحكم.

2. الكمبيوتر الاحتياطي في حالة استعداد تام ويمكنه في أي وقت استبدال الكمبيوتر الرئيسي (الاحتياطي المحمل)، وإما أنه لا يحل أي مشاكل، أو يعمل في وضع التحكم الذاتي، ويحل مشاكل التحكم. في هذه الحالة، يمكن إجراء انتقال العمل من الكمبيوتر الرئيسي إلى الكمبيوتر الاحتياطي بسرعة كبيرة، دون أي انقطاع تقريبًا في إخراج النتائج. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الكمبيوتر الرئيسي يقوم بتحديث المعلومات اللازمة في الذاكرة العامة لمواصلة الحل، ليس بشكل مستمر، ولكن بقدر معين من التحفظ، فيبدأ الكمبيوتر الاحتياطي في حل المشكلات، ويعود منذ بعض الوقت. مثل هذا التنظيم مقبول أيضًا في الحالات التي يعمل فيها الكمبيوتر مباشرة في حلقة التحكم، وتكون العملية التي يتم التحكم فيها بطيئة جدًا ولا يكون للعودة في الوقت المناسب تأثير ملحوظ.

عند تنظيم العمل وفقًا للخيارين الأول والثاني، يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر بشكل غير عقلاني: حيث يكون أحد أجهزة الكمبيوتر خاملاً دائمًا. يمكن تجنب التوقف عن طريق تحميل الكمبيوتر بحل بعض المهام المساعدة التي لا تتعلق بالعملية الرئيسية. وهذا يزيد من كفاءة النظام - حيث تتضاعف الإنتاجية تقريبًا.

3. من أجل القضاء التام على الانقطاعات في إخراج النتائج، يقوم كلا الجهازين، الرئيسي والنسخ الاحتياطي، بحل نفس المشكلات في نفس الوقت، ولكن الكمبيوتر الرئيسي فقط هو الذي سينتج النتائج، وإذا فشل، فسيقوم الكمبيوتر الاحتياطي البدء في تحقيق النتائج. في هذه الحالة، يتم استخدام VZU المشترك فقط للتحكم المتبادل. في بعض الأحيان يتم استكمال هذا المجمع بجهاز لمقارنة النتائج لأغراض التحكم. إذا تم استخدام ثلاثة أجهزة كمبيوتر، فمن الممكن استخدام طريقة التصويت، عندما يتم إعطاء النتيجة النهائية فقط في حالة تطابق نتائج حل المشكلة من جهازي كمبيوتر على الأقل. وهذا يزيد من موثوقية المجمع ككل وموثوقية النتائج الناتجة. بالطبع، في هذا الخيار، يتم تحقيق الموثوقية والكفاءة العالية بسعر مرتفع للغاية - زيادة في تكلفة النظام.

تجدر الإشارة إلى أنه مع أي تنظيم للعمل وجهاز كمبيوتر متعدد الوسائط مقترن بشكل غير محكم، يتم تبديل الكمبيوتر إما عن طريق أوامر المشغل، أو بمساعدة وسائل إضافية تراقب إمكانية خدمة الكمبيوتر وتولد الإشارات اللازمة. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن الانتقال السريع للعمل من الكمبيوتر الرئيسي إلى الكمبيوتر الاحتياطي إلا إذا كانت كفاءة استخدام المعدات منخفضة.

تتمتع MMVCs المتصلة مباشرة بمرونة أكبر بكثير. في المجمعات المقترنة مباشرة، هناك ثلاثة أنواع من الاتصالات (الشكل 1.5): ذاكرة الوصول العشوائي المشتركة (GRAM)؛ التحكم المباشر، وإلا فإن المعالج (P) – اتصال المعالج؛ محول قناة القناة (ACC).

يعد الاتصال من خلال ذاكرة الوصول العشوائي المشتركة أقوى بكثير من الاتصال من خلال VPU. على الرغم من أن الاتصال الأول هو أيضًا من طبيعة اتصال المعلومات ويتم تبادل المعلومات وفقًا لمبدأ "صندوق البريد"، إلا أنه نظرًا لحقيقة أن المعالجات تتمتع بإمكانية الوصول المباشر إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، فإنه يمكن متابعة جميع العمليات في النظام بسرعة أعلى بكثير، ويتم تقليل الفجوات في إخراج النتائج أثناء التحولات من الكمبيوتر الرئيسي إلى الكمبيوتر الاحتياطي إلى الحد الأدنى. عيب الاتصال من خلال ذاكرة الوصول العشوائي المشتركة هو أنه في حالة فشل ذاكرة الوصول العشوائي، وهي جهاز إلكتروني معقد، يتم تعطيل تشغيل النظام بأكمله. لتجنب ذلك، عليك إنشاء ذاكرة وصول عشوائي (RAM) مشتركة من عدة وحدات ومعلومات احتياطية. وهذا بدوره يؤدي إلى تعقيد تنظيم عملية الحوسبة ككل، وفي النهاية، إلى تعقيد أنظمة التشغيل. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الاتصالات من خلال ذاكرة الوصول العشوائي المشتركة تكون أكثر تكلفة بكثير من الاتصالات من خلال VRAM.

الاتصال المباشر بين المعالجات - قناة التحكم المباشر - لا يمكن أن يكون إعلاميًا فحسب، بل يمكن أن يكون أيضًا أمرًا، أي أنه من خلال قناة التحكم المباشر، يمكن لمعالج واحد التحكم بشكل مباشر في تصرفات معالج آخر. يؤدي هذا، بطبيعة الحال، إلى تحسين ديناميكيات الانتقال من الكمبيوتر الرئيسي إلى الكمبيوتر الاحتياطي ويسمح لك بالتحكم المتبادل الكامل في الكمبيوتر. وفي الوقت نفسه، فإن نقل أي كميات كبيرة من المعلومات عبر قناة التحكم المباشر أمر غير عملي، لأنه في هذه الحالة يتوقف حل المشكلات: يقوم المعالجون بتبادل المعلومات.

يؤدي الاتصال من خلال محول قناة إلى قناة إلى التخلص إلى حد كبير من عيوب الاتصال من خلال ذاكرة الوصول العشوائي المشتركة وفي نفس الوقت لا يقلل تقريبًا من إمكانيات تبادل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر مقارنة بذاكرة الوصول العشوائي المشتركة. جوهر طريقة الاتصال هذه هو أن قنوات جهازي كمبيوتر تتواصل مع بعضها البعض باستخدام جهاز خاص - محول. عادةً ما يكون هذا الجهاز متصلاً بقنوات التحديد الخاصة بالكمبيوتر. يضمن اتصال المحول هذا تبادلًا سريعًا للمعلومات بين أجهزة الكمبيوتر، ويمكن إجراء التبادل بكميات كبيرة من المعلومات. من حيث سرعة نقل المعلومات، فإن الاتصال من خلال ACC ليس أقل شأنا بكثير من الاتصال من خلال ذاكرة الوصول العشوائي المشتركة، ومن حيث حجم المعلومات المرسلة، فهو أدنى من الاتصال من خلال VSD مشترك. وظائف ACC بسيطة للغاية: يجب أن يضمن هذا الجهاز المزامنة المتبادلة لتشغيل جهازي كمبيوتر والتخزين المؤقت للمعلومات أثناء إرسالها. على الرغم من أن وظائف ACC وهيكلها (الشكل 1.5) بسيطة للغاية، إلا أن التنوع الكبير في أوضاع التشغيل لجهازي كمبيوتر والحاجة إلى تنفيذ هذه الأوضاع يؤدي إلى تعقيد هذا الجهاز بشكل كبير.

تسمح المجمعات المقترنة بشكل مباشر بتنفيذ جميع طرق تنظيم MMVK، التي تتميز بها المجمعات المقترنة بشكل فضفاض. ومع ذلك، من خلال تعقيد الاتصالات قليلا، يمكن زيادة كفاءة المجمعات بشكل كبير. على وجه الخصوص، في المجمعات المتصلة مباشرة، من الممكن الانتقال السريع من الكمبيوتر الرئيسي إلى الكمبيوتر الاحتياطي حتى في الحالات التي يتم فيها تحميل الكمبيوتر الاحتياطي بمهامه الخاصة. وهذا يسمح بالموثوقية العالية والأداء العالي.

في المجمعات الحقيقية، لا يتم استخدام نوع واحد من الاتصالات بين أجهزة الكمبيوتر في وقت واحد، بل يتم استخدام نوعين أو أكثر. بالإضافة إلى ذلك، في كثير من الأحيان في المجمعات المتصلة بشكل مباشر يوجد أيضًا اتصال غير مباشر عبر VZ.

للمجمعات مع أجهزة الكمبيوتر الفضائيةما هو مميز ليس طريقة الاتصال، ولكن مبادئ التفاعل مع الكمبيوتر. لا يختلف هيكل الاتصالات في مجمعات الأقمار الصناعية عن الاتصالات في MMC التقليدية: في أغلب الأحيان، يتم الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر من خلال ACC. تكمن خصوصية هذه المجمعات في أن أجهزة الكمبيوتر الموجودة فيها تختلف بشكل كبير في خصائصها، وثانيًا، هناك تبعية معينة للآلات واختلاف في الوظائف التي يؤديها كل كمبيوتر. أحد أجهزة الكمبيوتر، الجهاز الرئيسي، كقاعدة عامة، عالي الأداء ومخصص لمعالجة المعلومات الأساسية. والثاني، وهو أقل قوة بشكل ملحوظ، يسمى القمر الصناعي أو الكمبيوتر المساعد. والغرض منه هو تنظيم تبادل المعلومات بين الكمبيوتر الرئيسي والأجهزة الطرفية، الوسواس القهري، والمشتركين عن بعد المتصلين من خلال معدات نقل البيانات بالكمبيوتر الرئيسي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لكمبيوتر القمر الصناعي إجراء فرز أولي للمعلومات، وتحويلها إلى نموذج مناسب للمعالجة على الكمبيوتر الرئيسي، وإحضار معلومات الإخراج إلى نموذج مناسب للمستخدم، وما إلى ذلك. وبالتالي، فإن كمبيوتر القمر الصناعي يخفف من الارتفاع الرئيسي - أداء الحاسوب من القيام بالعديد من الإجراءات التي لا تتطلب سعة كبيرة أو عمليات معقدة، أي العمليات التي لا تحتاج إلى حاسوب كبير وقوي. علاوة على ذلك، ومع الأخذ بعين الاعتبار طبيعة العمليات التي تقوم بها آلة القمر الصناعي، يمكن التركيز على أداء هذه الفئة من العمليات بدقة وتوفير إنتاجية أكبر من الكمبيوتر الرئيسي.

تتضمن بعض المجمعات ليس جهاز كمبيوتر واحدًا، بل عدة أجهزة كمبيوتر تعمل بالأقمار الصناعية، ويركز كل منها على أداء وظائف معينة: على سبيل المثال، يقوم أحدهما بتوصيل الكمبيوتر الرئيسي بأجهزة إدخال / إخراج المعلومات، ويتواصل الآخر مع المشتركين عن بعد، والثالث ينظم نظام الملفات و إلخ.

وقد ساهم الظهور الأخير للحواسيب الصغيرة الرخيصة والبسيطة بشكل كبير في تطوير مجمعات الأقمار الصناعية. تحل مجمعات الأقمار الصناعية مشكلة واحدة فقط: فهي تزيد من إنتاجية المجمع دون أن يكون لها تأثير ملحوظ على مؤشرات الموثوقية.

يعد توصيل أجهزة الكمبيوتر عبر الأقمار الصناعية ممكنًا من حيث المبدأ ليس فقط من خلال ACC، ولكن أيضًا بطرق أخرى، ولكن الاتصال من خلال ACC هو الأكثر ملاءمة.

2.2. شبكات الحاسب

تاريخياً ظهر الحاسوب كآلة للحوسبة وكان يسمى بالحاسوب الإلكتروني – COMPUTER. تم وصف هيكل هذا الجهاز من قبل عالم الرياضيات الشهير جون فون نيومان في عام 1945

هيكل الكمبيوتر هو نموذج معين يحدد تكوين وترتيب ومبادئ التفاعل بين مكوناته.

يظهر هيكل الكمبيوتر الشخصي الحديث في الشكل أدناه.

دعونا ننظر في مبدأ التفاعل بين الأجهزة الرئيسية.

تعد اللوحة الأم (النظام) أهم عنصر في جهاز الكمبيوتر. يضم الأجهزة التي تنفذ عملية معالجة المعلومات (الحسابات) بشكل مباشر. كقاعدة عامة، هذا هو المعالج الدقيق، الذاكرة الداخلية، ناقل النظام، وحدة تحكم لوحة المفاتيح، مولد الساعة، وحدة تحكم المقاطعة، الموقت، إلخ. توجد الدوائر التي تتحكم في الأجهزة الخارجية الأخرى للكمبيوتر، كقاعدة عامة، على لوحات منفصلة مدرجة في موحدة الموصلات (الفتحات) على اللوحة الأم. من خلال هذه الموصلات، يتم توصيل وحدات التحكم في الأجهزة مباشرة بخط نقل بيانات النظام في الكمبيوتر - الناقل. في بعض الأحيان قد تكون وحدات التحكم هذه موجودة على لوحة النظام. تسمى الشرائح التي بنيت عليها اللوحات الأم بالشرائح. تختلف اللوحات الأم في نوع المعالجات التي يمكن تركيبها عليها وأسماء الشركات المنتجة لها. توجد على اللوحات الأم وصلات وصل خاصة - وصلات عبور تسمح لك بضبطها حسب نوع المعالج والأجهزة الأخرى المثبتة عليه.

تتفاعل جميع الأجهزة الإضافية مع المعالج وذاكرة الوصول العشوائي من خلال ناقل نقل بيانات النظام - الناقل. تختلف أنواع فتحات التوسعة حسب نوع الناقل. يمكن نقل البيانات بين الأجهزة الخارجية والمعالج، وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والمعالج، والأجهزة الخارجية وذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، أو بين أجهزة الإدخال / الإخراج. وتتميز الحافلة بنوعها وسعتها وترددها وعدد الأجهزة الخارجية المتصلة بها. عند العمل مع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، يبحث الناقل عن منطقة الذاكرة المطلوبة ويتبادل المعلومات مع المنطقة التي تم العثور عليها. يتم تنفيذ هذه المهام بواسطة جزأين من ناقل النظام: ناقل العناوين وناقل البيانات.

تسمى الأجهزة المنطقية للأجهزة المسؤولة عن الأداء المشترك للمكونات المختلفة بالواجهات. الكمبيوتر الحديث مليء بواجهات مختلفة توفر تفاعلاً عالميًا. هناك معايير للواجهات.

تشكل مجموعة الواجهات المنفذة في الكمبيوتر ما يسمى بهندسة الكمبيوتر.

لإضافة جهاز إضافي جديد إلى جهاز الكمبيوتر، تحتاج إلى وحدة تحكم - جهاز يقوم بتنسيق تشغيل النظام والجهاز الإضافي. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج إلى برنامج تشغيل لهذا الجهاز - وهو برنامج يسمح لك بتوصيل هذا الجهاز برمجياً بالنظام ككل.

يجب أن تأخذ وحدة التحكم في الاعتبار ميزات الأجهزة الخاصة بالجهاز المتصل، ويجب أن يسمح برنامج التشغيل لنظام التشغيل، باستخدام مجموعة قياسية من طلبات الأوامر، بالتحكم في جهاز غير قياسي.

يعمل برنامج التشغيل بمثابة "مترجم" من لغة نظام التشغيل إلى لغة جهاز معين، وتعمل وحدة التحكم بمثابة "جسر" للأجهزة بين النظام ككل والجهاز الإضافي.

الجزء المركزي من الكمبيوتر هو وحدة النظام، مع لوحة المفاتيح والشاشة والماوس الملحقة بها. يتم توصيل وحدة النظام والشاشة بشكل مستقل بمصدر الطاقة - مصدر التيار المتردد. في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، يتم أحيانًا تركيب وحدة العرض والنظام في علبة واحدة.

تحتوي وحدة النظام على جميع الأجهزة الرئيسية للكمبيوتر:

المعالج الدقيق - عقل الكمبيوتر، الذي ينفذ الأوامر التي يتم تلقيها عند إدخاله: إجراء العمليات الحسابية والتحكم في تشغيل أجهزة الكمبيوتر الأخرى؛

ذاكرة الوصول العشوائي، المصممة للتخزين المؤقت للبرامج والبيانات؛

وحدات التحكم المصممة للتحكم المستقل عن المعالج في العمليات الفردية في تشغيل الكمبيوتر؛

محركات الأقراص المرنة المستخدمة للقراءة والكتابة على الأقراص المرنة؛

محرك الأقراص المغناطيسية الصلبة المصمم للقراءة والكتابة على القرص المغناطيسي الصلب (القرص الصلب)؛

محركات الأقراص المضغوطة، التي توفر القدرة على قراءة البيانات من الأقراص المضغوطة للكمبيوتر وتشغيل الأقراص الصوتية المضغوطة، بالإضافة إلى كتابة المعلومات على قرص مضغوط؛

مصدر طاقة يحول مصدر طاقة الشبكة إلى تيار مباشر يتم توفيره للدوائر الإلكترونية للكمبيوتر ؛

عداد الوقت الذي يعمل بغض النظر عما إذا كان الكمبيوتر قيد التشغيل أم لا؛

أجهزة أخرى.

يمكن تقسيم جميع مكونات الكمبيوتر حسب علاقتها الوظيفية بالتعامل مع المعلومات إلى:

أجهزة معالجة المعلومات (المعالج المركزي، المعالجات المتخصصة)؛

أجهزة تخزين المعلومات (القرص الصلب، الأقراص المضغوطة، ذاكرة الوصول العشوائي، وما إلى ذلك)؛

أجهزة إدخال المعلومات (لوحة المفاتيح، الماوس، الميكروفون، الماسح الضوئي، إلخ)؛

أجهزة إخراج المعلومات (الشاشة، الطابعة، نظام السماعات، إلخ).

المعالج الدقيق (MP)، أو وحدة المعالجة المركزية (CPU، من وحدة المعالجة المركزية الإنجليزية) هو مكون العمل الرئيسي لجهاز الكمبيوتر الذي يقوم بتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية التي يحددها البرنامج، ويتحكم في عملية الحوسبة وينسق تشغيل جميع أجهزة الكمبيوتر الأجهزة.

مولد الساعة. يولد سلسلة من النبضات الكهربائية. يحدد تردد النبضات المتولدة تردد ساعة الآلة.

يحدد الفاصل الزمني بين النبضات المتجاورة وقت دورة واحدة من تشغيل الماكينة أو ببساطة دورة تشغيل الماكينة.

يعد تردد مولد نبض الساعة أحد الخصائص الرئيسية للكمبيوتر الشخصي ويحدد إلى حد كبير سرعة تشغيله، لأن كل عملية في الجهاز يتم تنفيذها في عدد معين من دورات الساعة.

نظام الحافلات. هذا هو نظام الواجهة الرئيسي للكمبيوتر، مما يضمن اقتران واتصال جميع أجهزته مع بعضها البعض.

جميع الكتل، أو بالأحرى منافذ الإدخال/الإخراج الخاصة بها، متصلة بالناقل بنفس الطريقة من خلال الموصلات الموحدة المقابلة (المفاصل): مباشرة أو من خلال وحدات التحكم (المحولات). يتم التحكم في ناقل النظام بواسطة معالج دقيق إما بشكل مباشر أو، في أغلب الأحيان، من خلال شريحة إضافية - وحدة تحكم الناقل، التي تولد إشارات التحكم الرئيسية. يتم تبادل المعلومات بين الأجهزة الخارجية وناقل النظام باستخدام رموز ASCII.

الذاكرة (الداخلية - النظام، بما في ذلك ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM) والقرص الخارجي). يتم استخدام ROM (من ذاكرة القراءة فقط الإنجليزية، ذاكرة القراءة فقط) لتخزين البرامج والمعلومات المرجعية غير القابلة للتغيير. ذاكرة الوصول العشوائي (من ذاكرة الوصول العشوائي الإنجليزية، ذاكرة الوصول العشوائي - ذاكرة الوصول العشوائي) مخصصة للتسجيل عبر الإنترنت وتخزين وقراءة المعلومات (البرامج والبيانات) المشاركة بشكل مباشر في عملية المعلومات والحوسبة التي يقوم بها الكمبيوتر في الفترة الزمنية الحالية. تشير ذاكرة القرص إلى الأجهزة الخارجية لجهاز الكمبيوتر، وتُستخدم للتخزين طويل المدى لأي معلومات قد تكون مطلوبة لحل المشكلات، وعلى وجه الخصوص، يتم تخزين كافة برامج الكمبيوتر فيها. كأجهزة ذاكرة خارجية موضوعة في وحدة النظام، يتم استخدام محركات الأقراص على الأقراص المغناطيسية الصلبة (HDD) والمرنة (FHD)، ومحركات الأقراص الضوئية (ODD)، وما إلى ذلك؛

الموقت. هذه ساعة إلكترونية مدمجة في الجهاز توفر، إذا لزم الأمر، تسجيلاً تلقائيًا للحظة الحالية من الزمن (السنة والشهر والساعات والدقائق والثواني وكسور الثواني). يتم توصيل المؤقت بمصدر طاقة مستقل - بطارية ويستمر في العمل عند فصل الجهاز عن الشبكة.

الأجهزة الخارجية (ED). هذا هو العنصر الأكثر أهمية في أي مجمع حاسوبي. ويكفي أن نقول أنه من حيث التكلفة، تمثل رأس المال الاستثماري في بعض الأحيان 50-80٪ من إجمالي أجهزة الكمبيوتر. ويعتمد تكوين وخصائص رأس المال الاستثماري إلى حد كبير على إمكانية وفعالية استخدام أجهزة الكمبيوتر في أنظمة التحكم وفي الاقتصاد الوطني. جميع.

تضمن أجهزة الكمبيوتر تفاعل الجهاز مع البيئة: المستخدمين وكائنات التحكم وأجهزة الكمبيوتر الأخرى. VEs متنوعة للغاية ويمكن تصنيفها وفقًا لعدد من الخصائص. وبالتالي، وفقا للغرض المقصود منها، يمكن تمييز الأنواع التالية من الأجهزة:

أجهزة التخزين الخارجية (ESD) أو ذاكرة الكمبيوتر الخارجية؛

أجهزة إدخال المعلومات؛

أجهزة إخراج المعلومات؛

وسائل الاتصال والاتصالات.

الشاشة عبارة عن جهاز لعرض إدخال وإخراج المعلومات من جهاز الكمبيوتر.

تعد أجهزة الإدخال والإخراج الصوتي من بين أدوات الوسائط المتعددة سريعة النمو. أجهزة إدخال الكلام عبارة عن أنظمة صوتية متعددة الميكروفونات، “فئران الصوت” على سبيل المثال، مزودة ببرامج معقدة تسمح لها بالتعرف على الحروف والكلمات التي يتحدث بها الشخص والتعرف عليها وترميزها.

أجهزة إخراج الكلام عبارة عن مُركِّبات صوتية مختلفة تعمل على تحويل الرموز الرقمية إلى أحرف وكلمات يتم إعادة إنتاجها من خلال مكبرات الصوت (مكبرات الصوت) أو مكبرات الصوت المتصلة بجهاز الكمبيوتر.

أجهزة إدخال المعلومات تشمل:

لوحة المفاتيح - جهاز لإدخال المعلومات الرقمية والنصية ومعلومات التحكم يدويًا إلى جهاز الكمبيوتر؛

الأجهزة اللوحية الرسومية (أجهزة التحويل الرقمي) - لإدخال المعلومات والصور الرسومية يدويًا عن طريق تحريك مؤشر خاص (قلم) عبر الجهاز اللوحي؛ عند تحريك القلم، تتم قراءة إحداثيات موقعه تلقائيًا ويتم إدخال هذه الإحداثيات في جهاز الكمبيوتر؛

الماسحات الضوئية (آلات القراءة) - للقراءة التلقائية من الوسائط الورقية وإدخال النصوص المكتوبة والرسوم البيانية والصور والرسومات في جهاز الكمبيوتر؛ في جهاز ترميز الماسح الضوئي في وضع النص، يتم تحويل أحرف القراءة، بعد مقارنتها مع الخطوط المرجعية بواسطة برامج خاصة، إلى رموز ASCII، وفي الوضع الرسومي، يتم تحويل الرسوم البيانية والرسومات المقروءة إلى تسلسلات من الإحداثيات ثنائية الأبعاد؛

المناورات (أجهزة التأشير): عصا التحكم - الذراع، الفأرة، كرة التتبع - الكرة في الإطار، القلم الضوئي، وما إلى ذلك - لإدخال المعلومات الرسومية على شاشة العرض عن طريق التحكم في حركة المؤشر عبر الشاشة، متبوعة بتشفير إحداثيات المؤشر وإدخالها في جهاز الكمبيوتر.

شاشات تعمل باللمس - لإدخال عناصر الصور الفردية أو البرامج أو الأوامر من شاشة عرض مقسمة إلى جهاز كمبيوتر.

تشمل أجهزة إخراج المعلومات ما يلي:

الطابعات - أجهزة طباعة لتسجيل المعلومات على الورق؛

المتآمرون (المتآمرون) - لإخراج المعلومات الرسومية (الرسوم البيانية والرسومات والرسومات) من جهاز الكمبيوتر إلى الورق؛ هناك راسمات متجهة ترسم الصور باستخدام القلم والراسمات النقطية: الحرارية، الكهروستاتيكية، النافثة للحبر والليزر.

تُستخدم أجهزة الاتصالات والاتصالات للتواصل مع الأجهزة ومعدات التشغيل الآلي الأخرى (محولات الواجهة، والمحولات، والمحولات الرقمية إلى التناظرية، والمحولات التناظرية إلى الرقمية، وما إلى ذلك) ولتوصيل جهاز الكمبيوتر بقنوات الاتصال وأجهزة الكمبيوتر الأخرى وأجهزة الكمبيوتر الشبكات (لوحات واجهة الشبكة، "المفاصل"، أجهزة إرسال البيانات المتعددة، أجهزة المودم).

مخططات إضافية. إلى جانب الأجهزة الخارجية القياسية، يمكن توصيل بعض اللوحات الإضافية ذات الدوائر المتكاملة بناقل النظام والكمبيوتر MP، مما يؤدي إلى توسيع وتحسين وظائف المعالج الدقيق: المعالج الرياضي المساعد، والمعالج المساعد للإدخال/الإخراج، ووحدة التحكم في المقاطعة، وما إلى ذلك.

يُستخدم المعالج الرياضي على نطاق واسع لتسريع العمليات على أرقام الفاصلة العائمة الثنائية، وعلى الأرقام العشرية المشفرة ثنائيًا، ولحساب بعض الدوال المتعالية، بما في ذلك الدوال المثلثية. المعالج الرياضي لديه نظام أوامر خاص به ويعمل بالتوازي (في الوقت المناسب) مع MP الرئيسي، ولكن تحت سيطرة الأخير. يتم تسريع العمليات عشرة أضعاف.

يعمل معالج الإدخال/الإخراج، بسبب التشغيل المتوازي مع MP، على تسريع تنفيذ إجراءات الإدخال/الإخراج بشكل كبير عند صيانة العديد من الأجهزة الخارجية (الشاشة، الطابعة، محرك الأقراص الثابتة، محرك الأقراص الثابتة، وما إلى ذلك)؛ يحرر MP من معالجة إجراءات الإدخال/الإخراج، بما في ذلك تنفيذ وضع الوصول المباشر إلى الذاكرة.

تلعب وحدة التحكم بالمقاطعة دورًا حيويًا في جهاز الكمبيوتر.

الانقطاع هو توقف مؤقت في تنفيذ برنامج واحد من أجل تنفيذ برنامج آخر (أولوية) أكثر أهمية حاليًا.

تحدث الانقطاعات باستمرار أثناء تشغيل الكمبيوتر. ويكفي أن نقول أن جميع إجراءات إدخال وإخراج المعلومات يتم تنفيذها باستخدام المقاطعات. تقوم وحدة تحكم المقاطعة بخدمات إجراءات المقاطعة، وتستقبل طلب المقاطعة من الأجهزة الخارجية، وتحدد مستوى الأولوية لهذا الطلب وتصدر إشارة مقاطعة إلى MP. بعد أن يستقبل MP هذه الإشارة، يعلق تنفيذ البرنامج الحالي ويشرع في تنفيذ برنامج خاص لخدمة المقاطعة التي طلبها الجهاز الخارجي. بعد الانتهاء من برنامج الصيانة، يتم استئناف البرنامج المتقطع. وحدة تحكم المقاطعة قابلة للبرمجة.

معلومات عامة وهندسة أجهزة الكمبيوتر.

وصف موجز للمكونات الرئيسية لجهاز الكمبيوتر.

برامج الكمبيوتر.

معلومات عامة عن مايكروسوفت ويندوز. الهيكل والعناصر الأساسية.

5. برنامج "اكسبلورر". الفرص وأساليب العمل.

العمل مع الملفات والمجلدات.

7. مجلد "جهاز الكمبيوتر".

8. مجلد "سلة المهملات".

الاختصارات والقوائم السياقية والرئيسية.

هيكل نافذة معالج النصوص.

أجزاء من النص (حرف، كلمة، سطر، فقرة، صفحة) والعمل معها.

إدخال النص.

تحرير وثيقة.

تنسيق الفقرات.

إعداد النص للطباعة والطباعة.

معلومات عامة عن برنامج الاكسل.

بناء طاولة.

تحرير جدول.

إدخال الصيغ.

معالجة الخلايا.

استخدام الوظائف.

بناء المخططات. تحرير المخططات.

حل مشاكل التحسين في Excel.

استخدام مسجل الماكرو المدمج لحل المشاكل غير القياسية

المهام في Excel.

الخوارزميات والبرمجة في Visual Basic و Visual Basic لـ

التطبيقات. إنشاء تطبيقات ويندوز بسيطة.

قائمة عينة من الأسئلة للاختبار

1. معلومات عامة وهندسة الحاسبات الإلكترونية الشخصية (PCs).

معلومات عامة عن أجهزة الكمبيوتر.

الكمبيوتر الشخصي هو كمبيوتر رقمي صغير عالمي، صغير الحجم والتكلفة، مخصص للاستخدام الفردي.
المقصود من مصطلح "شخصي" هو التأكيد على تلك الحوسبة
الآلة مخصصة للاستخدام الفردي. وترتبط البطولة في إنشاء الحاسوب الشخصي بشركة MITS التي صممت نظام ALTAIR 8800 في عام 1974.
ظهرت أولى أجهزة الكمبيوتر الشخصية في الاتحاد السوفييتي عام 1982

يعود تاريخ أجهزة الكمبيوتر إلى أكثر من قرن ونصف. في أصول تكنولوجيا الحوسبة الإلكترونية كان هناك مهندسون وباحثون مشهورون مثل C. Babbage، A. Lovelace (ابنة C. Byron)، J. Bull، F. M. Slobodskoy، V. Ya Slonimsky، I. Stoffel، Yu M. دياكوف، ب.ل. Chebyshev، G. Hollerith، Atanasov، Aitken، إلخ. أول كمبيوتر يحتوي على جميع مكونات الكمبيوتر الحديث (الذاكرة الداخلية المتوسطة، والبرمجيات، وما إلى ذلك) - نحن نتحدث عن آلة EDSAC، التي اخترعها J. Eckert وJ Mauchly) تم إنشاؤه عام 1947 في جامعة بنسلفانيا (إنجلترا). ومنذ ذلك الحين، ظهرت ثلاثة أجيال من أجهزة الكمبيوتر، يختلف كل منها عن الآخر في مجموعة كاملة من الخصائص التقنية. يسمى:

• قاعدتها العنصرية؛ (1)
• سرعة؛ (2)
• كمية ذاكرة الوصول العشوائي (3)
• برمجة؛
• الأجهزة الخارجية (4)، (5)، الخ.

تعمل معظم أجهزة الكمبيوتر على هذا الأساس نظام الأرقام الثنائية. (7) الثنائيةوهذا ما يسمى نظام الأرقام حيث يوجد رقمين فقط - صفر وواحد.

والحقيقة هي أن الأنظمة الإلكترونية التي يمكن أن يكون فيها التيار الكهربائي في حالتين (سواء كان في الدائرة أم لا) هي الأبسط والأكثر موثوقية. في الوقت نفسه، حتى بمساعدة رقمين - 0 و 1 - يمكنك كتابة أرقام من أي حجم، وإضافتها، وضربها وتقسيمها.

ومع ذلك، فإن المبرمجين المعاصرين، بالطبع، لا يستخدمون الكود الثنائي عند كتابة برامجهم. عادة ما يستخدمون ما يسمى. لغات البرمجة - مجموعة من الأوامر العالمية التي يسهل تعلمها

يعتمد تفاعل مستخدم الكمبيوتر مع أنظمة التشغيل على مبدأ الحوار. في الممارسة العملية، يبدو الأمر كما يلي: يقوم المستخدم بكتابة الأمر المناسب على لوحة المفاتيح - يقوم نظام التشغيل بتنفيذ تعليماته. طريقة "الاتصال" هذه بين المستخدم والكمبيوتر ليست مرئية وليست مريحة بما فيه الكفاية، لأنها ليس لدى المستخدم الفرصة لضبط تصرفاته. لذلك، غالبا ما يدخل المبرمجون إلى جانب أنظمة التشغيل ذاكرة الكمبيوتر وما يسمى. "برامج القشرة". وتتمثل وظيفة هذه البرامج في عرض وصف للإجراءات التي تقوم بها أنظمة التشغيل على شاشة الكمبيوتر. باستخدام "برامج الصدفة" يمكنك عرض أدلة البرامج الموجودة في ذاكرة الكمبيوتر، ونسخ البرامج، وتشغيلها للتنفيذ، وما إلى ذلك (9)

الكمبيوتر الشخصي، مثل أي جهاز كمبيوتر آخر، ليس أكثر من "أعمى" منفذ البرنامج,والتي تعطي الكمبيوتر كل جاذبيته.

تحت برنامجفهم الوصف الذي يتصوره الكمبيوتر والكافي لحل مشكلة معينة عليه. تسمى اللغات الاصطناعية لغات البرمجة.الكمبيوتر، كقاعدة عامة، يتصور وينفذ بشكل مباشر البرامج المكتوبة بلغة واحدة فقط من لغات البرمجة، وهي لغة الآلةلهذا الكمبيوتر.

هندسة الكمبيوتر (هندسة الكمبيوتر، إنجليزي هندسة الكمبيوتر) - الهيكل المفاهيمي للكمبيوتر الذي يحدد معالجة المعلومات ويتضمن طرق تحويل المعلومات إلى بيانات ومبادئ التفاعل بين الأجهزة والبرامج.

لم يطرح فون نيومان المبادئ الأساسية للبنية المنطقية للكمبيوتر فحسب، بل اقترح أيضًا هيكله، والذي تم إعادة إنتاجه خلال الجيلين الأولين من أجهزة الكمبيوتر. الكتل الرئيسية وفقًا لنيومان هي وحدة التحكم (CU) والوحدة الحسابية المنطقية (ALU) (عادةً ما يتم دمجها في معالج مركزي)، والذاكرة، والذاكرة الخارجية، وأجهزة الإدخال والإخراج. يظهر الرسم التخطيطي لتصميم هذا الكمبيوتر في الشكل. 1. تجدر الإشارة إلى أن الذاكرة الخارجية تختلف عن أجهزة الإدخال والإخراج حيث يتم إدخال البيانات فيها بشكل مناسب للكمبيوتر، ولكن لا يمكن للإنسان الوصول إليها. وبالتالي، يشير محرك الأقراص المغناطيسي إلى الذاكرة الخارجية، ولوحة المفاتيح هي جهاز إدخال، والعرض والطباعة هي أجهزة إخراج.

2. وصف موجز للمكونات الرئيسية لجهاز الكمبيوتر.

المكونات الرئيسية للكمبيوتر هي:

وحدة المعالجة المركزية (CPU)

(وحدة المعالجة المركزية) = (CU) + (ALU)

ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)

ذاكرة القراءة فقط (ROM)

الذاكرة الخارجية (VRAM)

أجهزة الإدخال (IDU)

أجهزة الإخراج (OUV)

جميع أجهزة الكمبيوتر متصلة بمعلومات واحدة

تصنف عقد الحاسوب إلى:
1. التوافقي - هذه هي العقد التي يتم تحديد إشارات الخرج الخاصة بها فقط من خلال إشارة الإدخال التي تعمل في الوقت الحالي (وحدة فك التشفير). تعتمد إشارة الخرج لجهاز فك التشفير فقط على الكود الثنائي المطبق على الإدخال في الوقت الحالي. تسمى العقد المركبة أيضًا بالأتمتة بدون ذاكرة.
2. تسلسلي (أجهزة أوتوماتيكية ذات ذاكرة) - هذه هي العقد التي لا تعتمد إشارة خرجها فقط على مجموعة وحدات الإدخال. إشارات تعمل في الوقت الحالي، ولكن أيضًا من الحالة السابقة للعقدة (العداد).
3. تعمل العقد القابلة للبرمجة اعتمادًا على البرنامج المكتوب فيها. على سبيل المثال، مصفوفة منطقية قابلة للبرمجة (PLM)، والتي، اعتمادًا على البرنامج الذي تم حرقه فيها، يمكنها أداء وظائف المُضيف أو وحدة فك التشفير أو ROM. حافلة

3. برامج الكمبيوتر.

تحت بواسطةبالمعنى الضيق يُفهم ببساطة على أنه مجموعة من البرامج. بالمعنى الواسع في بواسطة(جنبًا إلى جنب مع البرامج) تتضمن اللغات والإجراءات والقواعد والوثائق المختلفة اللازمة لاستخدام وتشغيل المنتجات البرمجية.

تنقسم برامج الكمبيوتر تقليديًا إلى نظام وتطبيق بناءً على الوظيفة.

النظاميةيطلق عليه اسم البرنامج المستخدم لتطوير وتنفيذ المنتجات البرمجية، وكذلك لتقديم خدمات معينة لمستخدم الكمبيوتر. إنها إضافة ضرورية لأجهزة الكمبيوتر. بدون SPO، تصبح السيارة بلا حياة.

مُطبَّقيسمى البرنامج المصمم لحل مهمة مستهدفة محددة أو فئة من هذه المهام. تتضمن هذه المهام إجراء العمليات الحسابية وفقًا لخوارزمية معينة، وإعداد مستند نصي معين، وما إلى ذلك.

نظام التشغيلهي إضافة إلزامية متكاملة لجهاز الكمبيوتر الشخصي، وتنظيم تنفيذ البرامج وتفاعل المستخدم مع الكمبيوتر.

مكونات STR الأخرى اختيارية. يتم تحديد تكوينها حسب احتياجات ورغبات المستخدم.

أنظمة الخدمةتوسيع إمكانيات نظام التشغيل، وتزويد المستخدم، وكذلك البرامج التي يتم تنفيذها، بمجموعة من الخدمات الإضافية. تعمل بعض أنظمة الخدمة على تغيير مظهر نظام التشغيل بشكل يتعذر التعرف عليه، وبالتالي تسمى أحيانًا أنظمة التشغيل. ما سبق ينطبق بشكل خاص على أنظمة الواجهة.

توجد مجموعة أقل تجانسًا من أدوات برامج النظام أنظمة مفيدة.القاسم المشترك بينها هو أنها مخصصة لتطوير البرمجيات، على الرغم من أنه يمكن استخدام بعضها أيضًا لحل المشكلات التطبيقية. يتضمن استخدام معظم أنظمة الأدوات البرمجة. ولذلك يمكن اعتبارها أنظمة البرمجة.ومع ذلك، تشتمل أنظمة البرمجة نفسها تقليديًا على أنظمة يمكن استخدامها لبرمجة وحل أي مشكلة يمكن حلها خوارزميًا. بمعنى آخر، أنظمة البرمجة عالمية. الأنواع الأخرى من أنظمة الأدوات متخصصة بمعنى أنها تستخدم لإنشاء برامج لغرض وظيفي محدد. وفي الوقت نفسه، تزداد كفاءة تطوير البرمجيات مقارنة باستخدام الأدوات العالمية لنفس الغرض.

أنظمة الصيانةمصممة لتسهيل اختبار المعدات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها. وهي أداة للمتخصصين في تشغيل أجهزة الكمبيوتر ولم تتم مناقشتها في هذا الكتاب.

4. معلومات عامة عن مايكروسوفت ويندوز. الهيكل والعناصر الأساسية.

Windows الحديث هو نظام تشغيل يتحكم في تشغيل الكمبيوتر الشخصي. يحتوي Windows على واجهة مستخدم رسومية سهلة الاستخدام. على عكس نظام التشغيل DOS القديم المزود بواجهة نصية، لا يتطلب Windows معرفة أوامر نظام التشغيل وإدخالها بدقة من لوحة المفاتيح. يتم تنفيذ الغالبية العظمى من عمليات التحكم في تشغيل الكمبيوتر الشخصي باستخدام الماوس فوق كائنات Windows الرسومية، أو باستخدام مجموعات المفاتيح القصيرة (مفاتيح التشغيل السريع) على لوحة المفاتيح.

اليوم، تحتل أنظمة التشغيل العائلية أحد الأماكن الرئيسية في سوق البرمجيات شبابيك.تركز هذه المنتجات على استخدام أجهزة الكمبيوتر الحديثة وبرامج التطبيقات. أنها توفر للأشخاص من مختلف المهن وسيلة مريحة للتواصل مع جهاز الكمبيوتر.

ومن أهم مميزات أنظمة ويندوز ما يلي:

· واجهة المستخدم الرسومية. على عكس المفاهيم وأساليب الاتصال المقبولة سابقًا (من خلال الأوامر وأسماء الملفات)، يتبع Windows أسلوبًا مختلفًا تمامًا في إدارة البرامج. هنا يعمل المستخدم مع الصور الرسومية على شاشة العرض.

· اتساق الواجهة. تم إنشاء العديد من التطبيقات للعمل في بيئة Windows، وتم تطويرها جميعًا وفقًا لمعيار واحد. جميع التطبيقات متشابهة مع بعضها البعض من حيث الإدارة والتواصل مع المستخدم. يتيح ذلك للمستخدم، بعد أن اكتسب مهارات في العمل مع تطبيق واحد، إتقان العمل مع تطبيق آخر بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استيعاب المنتجات البرمجية التي تم إنشاؤها باستخدام بعض تطبيقات Windows بالكامل بواسطة التطبيقات الأخرى.

· وضع تعدد المهام. عند العمل في Windows، يمكن للمستخدم تشغيل العديد من البرامج (المهام) في وقت واحد، مما يجعل من الممكن، دون الانتهاء من العمل في تطبيق واحد، استخدام خدمات أخرى.

واجهة المستخدم– هذه هي طرق ووسائل التفاعل البشري مع أجهزة وبرامج الكمبيوتر.
شاشة بدء Windows هي كائن نظام يسمى سطح المكتب.

سطح المكتبهي بيئة رسومية تعرض كائنات Windows وعناصر التحكم. على سطح المكتب يمكنك رؤية الأيقونات (الأيقونات)، والاختصارات، وشريط المهام (عنصر التحكم الرئيسي). عند بدء تشغيل Windows، توجد ثلاثة أيقونات على الأقل على سطح المكتب: جهاز الكمبيوتر الخاص بي، أماكن الشبكة، سلة المحذوفات. قد تكون هناك أيقونات أخرى على سطح المكتب. ويمكن استخدامه أيضًا كمخزن مؤقت لملفاتك، ولكن بعد الانتهاء من العمل في الفصل الدراسي، يجب إما حذفها أو نقلها إلى المجلدات الخاصة بها.

شاراتهي تمثيل رسومي للكائنات وتسمح لك بإدارتها. أيقونة - هذا تمثيل رسومي لكائن في نموذج مطوي، يتوافق مع مجلد أو برنامج أو مستند أو جهاز شبكة أو كمبيوتر. الرموز، كقاعدة عامة، لها تسميات - النقوش الموجودة تحتها. يتيح لك النقر بزر الماوس الأيسر على أحد الأيقونة تحديده، ويؤدي النقر عليه نقرًا مزدوجًا إلى فتح (تشغيل) التطبيق المطابق لهذا الرمز.

ملصقهو مؤشر إلى كائن. الاختصار هو ملف خاص يحتوي على رابط للكائن الذي يمثله (معلومات حول موقع الكائن على القرص الصلب). يتيح لك النقر المزدوج فوق الاختصار تشغيل (فتح) الكائن الذي يمثله. ولا يؤدي حذفه إلى مسح الكائن نفسه، على عكس حذف الرمز. تتمثل ميزة الاختصارات في أنها توفر وصولاً سريعًا إلى أي كائن من أي مجلد دون استخدام الذاكرة. يمكنك تمييز الاختصار من الأيقونة عن طريق السهم الصغير الموجود في الزاوية اليسرى السفلية من الأيقونة.

شريط المهامهي أداة للتبديل بين المجلدات أو التطبيقات المفتوحة. على الجانب الأيسر من شريط المهام يوجد زر "ابدأ"؛ على اليمين توجد لوحة العرض. تعرض اللوحة نفسها جميع الكائنات المفتوحة حاليًا.

زر البدءيفتح القائمة الرئيسية. بمساعدتها، يمكنك تشغيل جميع البرامج المسجلة في نظام التشغيل، والوصول إلى جميع أدوات تكوين نظام التشغيل، وأنظمة البحث والمساعدة، والوظائف الأخرى.

المفهوم المركزي لنظام Windows هو النافذة. نافذة او شباك- عنصر هيكلي وتحكمي في واجهة المستخدم، وهي عبارة عن مساحة مستطيلة من الشاشة محدودة بإطار يمكن من خلاله عرض تطبيق أو مستند أو رسالة.

تُظهر الصورة أعلاه سطح مكتب Windows مع فتح القائمة الرئيسية، ونافذة معالج النصوص Word، والأيقونات والاختصارات، وبعض المستندات المصغرة على شريط المهام.

من بين مفاهيم Windows الأخرى، يجب ملاحظة مفاهيم الدليل والمجلد.

فهرس- مجموعة مسماة من الملفات متحدة ببعض الخصائص.

مجلدهو مفهوم يُستخدم في Windows بدلاً من مفهوم الدليل في أنظمة التشغيل السابقة. يتمتع مفهوم المجلد بتفسير موسع، حيث تمثل المجلدات، إلى جانب الدلائل العادية، كائنات مثل جهاز الكمبيوتر، والمستكشف، والطابعة، والمودم، وما إلى ذلك.

5. برنامج "اكسبلورر". الفرص وأساليب العمل.

برنامج موصل– أداة تتيح للمستخدم رؤية بنية المجلدات وموضعها في شكل هرمي والانتقال بسرعة إلى أي كائن (مجلد، ملف، اختصار)، بالإضافة إلى تنفيذ عدد من الإجراءات مع المجلدات والملفات.

يتصل موصليمكنك استخدام الأمر من القائمة الرئيسية ابدأ/البرامج/مستكشف الملفات أو عن طريق الاختيار موصلفي قوائم سياق الزر يبدأأو مجلد جهاز الكمبيوتر. من نافذة المجلد موصليمكن استدعاؤه على النحو التالي: حدد مجلدًا فرعيًا وأعطي الأمر ملف/مستكشف. ستظهر نافذة على الشاشة موصلمع فتح المجلد المحدد.

نافذة او شباك موصليتكون من لوحتين. تعرض اللوحة اليسرى موارد المعلومات المقدمة في شجرة هرمية. يعرض الجزء الأيمن محتويات المجلد الحالي.

تسمى عملية التنقل عبر المجلدات لفتح المجلد الضروري بالتنقل. موصلهي أداة بحث - الملاح. للعمل بفعالية في بيئة موصل، عليك أن تعرف كيفية التنقل فيه.

إذا كان المجلد يحتوي على مجلدات أخرى، فسيتم الإشارة إليه بواسطة أيقونة + في الشجرة الموجودة على اللوحة اليسرى. لعرض هيكل المجلدات الفرعية الخاصة به، تحتاج إلى النقر فوق هذا الرمز. عند فتح المجلد، ستتغير علامة + إلى -. لطي مجلد، انقر على أيقونة -.

لعرض محتويات المجلد، انقر فوق اسم المجلد أو الرمز الموجود في الشجرة. في اللوحة اليسرى سوف يتغير الرمز إلى . سيتم عرض محتويات المجلد في الجزء الأيمن. يمكنك أيضًا فتح مجلد بالنقر المزدوج فوق الرمز الخاص به أو اسمه في الجزء الأيسر. في هذه الحالة، ستظهر محتويات المجلد في اللوحة اليمنى، وفي اللوحة اليسرى ستحل أيقونة هذا المجلد محل أيقونة المجلد المفتوح.

لفتح كائن موجود داخل مجلد، يجب عليك القيام بأحد الإجراءات التالية:

• انقر مرتين على أيقونة الكائن.
• حدد كائنًا بنقرة ماوس وأعطي أمرًا فتح الملف ;
• في قائمة سياق الكائن، حدد يفتح.

إذا كان الكائن عبارة عن برنامج، إذن شبابيكسوف تطلقه. إذا كان الكائن مستندًا، إذن شبابيكسيتم تشغيل البرنامج الذي تم إنشاؤه به وفتح المستند في نافذته. إذا كان الكائن عبارة عن اختصار، فهذا يعادل فتح الكائن الذي تم إنشاء هذا الاختصار من أجله.

موصليسمح لك ليس فقط بعرض الكائنات الموجودة، ولكن أيضًا بإنشاء كائنات جديدة.

في البيئة موصليمكنك تنفيذ إجراءات مختلفة مع الكائنات (النسخ، إعادة التسمية، الحذف، وما إلى ذلك). للقيام بذلك، يجب تحديد الكائنات. يتم تحديد كائن واحد من خلال النقر على اسمه أو الرمز الخاص به.

6. العمل مع الملفات والمجلدات.

ملفهو تسلسل مسمى من البايتات ذات الطول التعسفي.

بعد دراسة هذا الموضوع ستتعلم:

ما هو المخطط التفصيلي للكمبيوتر؟
- ما هو مبدأ التحكم في البرنامج؟
- ما هو الغرض من ناقل النظام؟
- وهو ما يعني مبدأ العمارة المفتوحة المستخدم في بناء الكمبيوتر.

مخطط كتلة الكمبيوتر

تعرفت في المواضيع السابقة على غرض وخصائص أجهزة الكمبيوتر الرئيسية. من الواضح أن كل هذه الأجهزة لا يمكن أن تعمل بشكل منفصل، ولكن فقط كجزء من الكمبيوتر بأكمله. لذلك، لفهم كيفية معالجة الكمبيوتر للمعلومات، من الضروري النظر في هيكل الكمبيوتر والمبادئ الأساسية للتفاعل بين أجهزته.

وفقا لغرض الكمبيوتر كأداة لمعالجة المعلومات، يجب تنظيم تفاعل أجهزته بطريقة تضمن المراحل الرئيسية لمعالجة البيانات.

لشرح ذلك، ضع في اعتبارك الرسم التخطيطي لمعالجة المعلومات بواسطة الكمبيوتر الموضح في الشكل 21.1، والذي يشار إليه في الصف العلوي بالمراحل الرئيسية لهذه العملية، المألوفة لك بالفعل من القسم 1. يتم تحديد تنفيذ كل مرحلة من هذه المراحل من خلال وجود الأجهزة المقابلة في بنية الكمبيوتر. من الواضح أن إدخال وإخراج المعلومات يتم باستخدام أجهزة الإدخال (لوحة المفاتيح والماوس وما إلى ذلك) وأجهزة الإخراج (الشاشة والطابعة وما إلى ذلك). لتخزين المعلومات، يتم استخدام الذاكرة الداخلية والخارجية على الوسائط المختلفة (الأقراص المغناطيسية أو الضوئية، والأشرطة المغناطيسية، وما إلى ذلك).

أرز. 21.1. مخطط كتلة الكمبيوتر

تشير الأسهم الداكنة إلى تبادل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر المختلفة. الخطوط المنقطة مع الأسهم ترمز إلى إشارات التحكم التي تأتي من المعالج. تمثل الأسهم الفارغة الخفيفة تدفق معلومات الإدخال والإخراج، على التوالي.

الكمبيوتر هو نظام من المكونات المترابطة. من الناحية الهيكلية، يتم دمج جميع المكونات الرئيسية للكمبيوتر في وحدة النظام، وهي الجزء الأكثر أهمية في الكمبيوتر الشخصي.

وحدة النظام واللوحة الأم

توجد الأجهزة التالية داخل وحدة النظام:

♦ المعالجات الدقيقة.
♦ ذاكرة الكمبيوتر الداخلية.
♦ محركات الأقراص - أجهزة الذاكرة الخارجية.
♦ ناقل النظام.
♦ الدوائر الإلكترونية التي توفر الاتصال بين مكونات الكمبيوتر المختلفة.
♦ الجزء الكهروميكانيكي للكمبيوتر، بما في ذلك أنظمة إمدادات الطاقة والتهوية والإشارة والحماية.

آي بي إم 286 تخطيط الكمبيوتر

تخطيط جهاز كمبيوتر حديث

يتم وضع كافة الأجهزة المدرجة التي تعد جزءًا من وحدة النظام في علبة، وهناك أنواع مختلفة من الحالات. يعتمد نوع حالة وحدة النظام على نوع الكمبيوتر الشخصي ويحدد حجم المكونات المثبتة لوحدة النظام وموضعها وعددها. بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية الثابتة، فإن الحالات الأكثر شيوعًا هي الحالات الأفقية أو المكتبية (سطح المكتب) أو على شكل برج (برج). في أجهزة الكمبيوتر المحمولة، يتم دمج وحدة النظام مع الشاشة ويتم تصنيعها وفقًا لمعايير حجم الكتاب، أي بحجم الكتاب.

الأساس الفني (الأجهزة) للكمبيوتر الشخصي هو النظام، أو اللوحة الأم.

لوحة النظام هي اللوحة الرئيسية في وحدة نظام الكمبيوتر. يحتوي على أهم الدوائر الدقيقة - المعالج والذاكرة. تقوم اللوحة الأم بتوصيل الأجهزة المختلفة في جهاز واحد، وتوفر ظروف التشغيل والتواصل بين المكونات الرئيسية لجهاز الكمبيوتر الشخصي. لا يوفر المعالج تحويل المعلومات فحسب، بل يتحكم أيضًا في تشغيل جميع أجهزة الكمبيوتر الأخرى.

يعتمد تشغيل الكمبيوتر على ما يسمى بمبدأ التحكم في البرنامج. وفقا لذلك، يتم تخزين أوامر البرنامج والبيانات في شكل مشفر في ذاكرة الوصول العشوائي. عند تشغيل جهاز كمبيوتر، تتم قراءة الأوامر التي سيتم تنفيذها والبيانات التي تتطلبها واحدًا تلو الآخر من الذاكرة وإرسالها إلى المعالج، حيث يتم فك تشفيرها ثم تنفيذها. يمكن كتابة نتائج تنفيذ الأوامر المختلفة في الذاكرة أو نقلها إلى أجهزة الإخراج المختلفة. تعد السرعة التي يقوم بها المعالج بعمليات معالجة المعلومات عاملاً حاسماً في تحديد أدائه. الحقيقة هي أن أي معلومات (الأرقام والنصوص والرسومات والموسيقى وما إلى ذلك) يتم تخزينها ومعالجتها على جهاز كمبيوتر فقط في شكل رقمي. ولذلك، فإن معالجتها ترجع إلى قيام المعالج بتنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية المختلفة التي يوفرها نظام التعليمات الخاص به.

نظام الحافلات

ولضمان تبادل المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر المختلفة، يجب أن يكون لديها نوع من الطرق السريعة لنقل تدفقات المعلومات. دعونا نوضح هذه الفكرة بمثال صغير.

أنت تعلم أن الحياة في مدينة كبيرة عبارة عن تدفق مستمر من الأشخاص والمركبات التي تتحرك في اتجاهات مختلفة. في كثير من الأحيان، لا تعتمد سرعة حركة المرور أو التدفق البشري على سرعة السيارة أو الدراجة أو المشاة، بل على قدرة شبكة النقل في المدينة، على طرقاتها السريعة تحت الأرض والسطحية.

في الكمبيوتر، لا تحدث تدفقات النقل، بل تتدفق المعلومات على طول الطريق السريع للمعلومات المقابلة. يتم تنفيذ دور طريق المعلومات السريع الذي يربط جميع أجهزة الكمبيوتر ببعضها البعض بواسطة ناقل النظام الموجود داخل وحدة النظام. بشكل مبسط، يمكن اعتبار ناقل النظام بمثابة مجموعة من الكابلات والخطوط الكهربائية (الحاملة للتيار) الموجودة على لوحة النظام.

جميع الكتل الرئيسية للكمبيوتر الشخصي متصلة بناقل النظام (الشكل 21.2). وتتمثل مهمتها الرئيسية في ضمان التفاعل بين المعالج والمكونات الإلكترونية الأخرى للكمبيوتر. ينقل هذا الناقل البيانات وعناوين الذاكرة ومعلومات التحكم.

أرز. 21.2. الغرض من ناقل النظام

يحدد نوع ناقل النظام، وكذلك نوع المعالج، سرعة معالجة المعلومات بواسطة جهاز كمبيوتر شخصي. تشمل الخصائص الرئيسية لحافلة النظام قدرة قناة الاتصال وأدائها.

عرض الحافلة يحدد عدد بتات المعلومات المنقولة في وقت واحد من جهاز إلى آخر.

يمكن لحافلات النظام الخاصة بالحواسيب الشخصية الأولى أن تنقل 8 بتات فقط من المعلومات، وذلك باستخدام 8 خطوط بيانات على شكل 8 موصلات متوازية. أدى التطوير الإضافي لأجهزة الكمبيوتر إلى إنشاء ناقل نظام 16 بت، ثم زادت سعته إلى 32 بت ثم إلى 64 بت. أدت زيادة عرض ناقل البيانات إلى زيادة سرعة تبادل المعلومات، كما أدت زيادة عرض ناقل العناوين إلى توفير كمية أكبر من ذاكرة الوصول العشوائي.

أداء الحافلة يتم تحديده من خلال كمية المعلومات التي يمكن نقلها عبره في ثانية واحدة.

مثل الطرق السريعة، التي تعتمد سعتها على عدد الممرات الموجودة على الطريق، فإن أداء ناقل النظام يتحدد إلى حد كبير من خلال سعته. كلما زاد عرض الناقل، زاد عدد وحدات بت المعلومات التي يمكن نقلها في نفس الوقت، على سبيل المثال، من المعالج إلى الذاكرة. يؤدي هذا إلى نقل أسرع للبيانات ويحرر المعالج للقيام بمهام أخرى.

ومع ذلك، فإن ناقل النظام باعتباره الطريق السريع الرئيسي للمعلومات لا يمكنه توفير الأداء الكافي للأجهزة الخارجية. ولحل هذه المشكلة، بدأت أجهزة الكمبيوتر في استخدام الناقلات المحلية التي تربط المعالج الدقيق بمختلف أجهزة الذاكرة والإدخال والإخراج. الغرض من الحافلات المحلية مشابه للغرض من الطرق الإقليمية أو الدائرية حول مدينة كبيرة، مما يخفف الازدحام على الطرق السريعة الرئيسية.

الموانئ

يتصل الكمبيوتر مع أجهزة الإدخال والإخراج المختلفة من خلال المنافذ. توفر بعض الأجهزة اتصالات خارجية للمنافذ من خلال الموصلات، والتي يطلق عليها أيضًا اسم المنافذ. توجد هذه الموصلات في الجزء الخلفي من وحدة النظام. يتم تثبيت محركات الأقراص المرنة والصلبة والليزر وتوصيلها داخل وحدة النظام. يوجد سلكي ( تسلسلي ومتوازي، USB، سلك النار) واللاسلكية ( الأشعة تحت الحمراء، بلوتوث) الموانئ.

المنافذ المتوازية

يستخدم هذا النوع من المنافذ لتوصيل الأجهزة الخارجية التي تحتاج إلى نقل كمية كبيرة من المعلومات عبر مسافة قصيرة. ينقل المنفذ المتوازي عادةً 8 ​​بتات من البيانات في وقت واحد عبر 8 أسلاك متوازية. يتم توصيل الطابعة والماسح الضوئي بالمنفذ المتوازي. لا يتجاوز عدد المنافذ المتوازية على جهاز الكمبيوتر ثلاثة، ولها الأسماء المنطقية المقابلة LPT1، LPT2، LPT3 (من الخط الإنجليزي PrinTer - خط الطابعة).

المنافذ التسلسلية

يُستخدم هذا النوع من المنافذ لتوصيل أجهزة الماوس وأجهزة المودم والعديد من الأجهزة الأخرى بوحدة النظام. من خلال هذا المنفذ يوجد دفق بيانات تسلسلي يبلغ 1 بت. ويمكن مقارنة ذلك بكيفية تحرك حركة المرور على طريق ذي حارة واحدة. يتم استخدام نقل البيانات التسلسلية عبر مسافات طويلة. لذلك، تسمى المنافذ التسلسلية غالبًا منافذ الاتصال. لا يزيد عدد منافذ الاتصال عن أربعة، ويتم تخصيص أسماء لها من COM1 إلى COM4 (منفذ اتصال باللغة الإنجليزية - منفذ اتصال).

منفذ USB

يعد منفذ USB (الناقل التسلسلي العالمي) حاليًا الوسيلة الأكثر شيوعًا لتوصيل الأجهزة الطرفية المتوسطة والمنخفضة السرعة بالكمبيوتر. يستخدم منفذ USB طريقة نقل البيانات التسلسلية. المنفذ عالي السرعة الأكثر استخدامًا هو USB 2.0. إذا لم يكن جهاز الكمبيوتر الخاص بك يحتوي على منافذ USB كافية، فيمكن التخلص من هذا النقص عن طريق شراء محور USB يحتوي على العديد من هذه المنافذ.

بفضل خطوط الطاقة المدمجة، يتيح لك USB غالبًا استخدام الأجهزة دون مصدر الطاقة الخاص بها.

منفذ فاير واير

FireWire (IEEE 1394) - حرفيًا - سلك النار (يُنطق "سلك النار") هو منفذ تسلسلي يدعم معدلات نقل البيانات البالغة 400 ميجابت في الثانية. يستخدم هذا المنفذ لتوصيل أجهزة الفيديو بالكمبيوتر، مثل جهاز VCR، بالإضافة إلى الأجهزة الأخرى التي تتطلب نقلًا سريعًا لكميات كبيرة من المعلومات، مثل محركات الأقراص الثابتة الخارجية.

تدعم منافذ FireWire التوصيل والتشغيل وإمكانية التوصيل السريع.

تأتي منافذ FireWire في نوعين. تستخدم معظم أجهزة الكمبيوتر المكتبية منافذ ذات 6 أسنان، بينما تستخدم أجهزة الكمبيوتر المحمولة منافذ ذات 4 أسنان.

منفذ لاسلكي بالأشعة تحت الحمراء

يتم نقل البيانات عبر قناة بصرية في نطاق الأشعة تحت الحمراء. تعمل أجهزة التحكم عن بعد للأجهزة المنزلية بطريقة مماثلة - أجهزة التلفاز، وأجهزة الفيديو، وما إلى ذلك. ويبلغ نطاق منفذ الأشعة تحت الحمراء عدة أمتار، ومن الضروري ضمان الرؤية المباشرة بين جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال.

يُستخدم منفذ الأشعة تحت الحمراء عادةً للاتصال بهاتف محمول له نفس المنفذ. يتيح لك ذلك الوصول إلى الإنترنت باستخدام الهاتف المحمول، وهو الأمر الأكثر أهمية بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة المحمولة في الظروف غير الثابتة.

وحدة بلوتوث اللاسلكية

يتيح لك محول Bluetooth واحد توصيل حوالي 100 جهاز لاسلكيًا على مسافة تصل إلى 10 أمتار، وفي الوقت نفسه، يمكن توصيل أنواع مختلفة من الأجهزة اللاسلكية بجهاز كمبيوتر مزود بمثل هذا المحول: الهواتف المحمولة والطابعات والفئران. لوحات المفاتيح، إلخ. يتم نقل البيانات عبر قناة راديو في نطاق التردد 2.2-2.4 جيجا هرتز. الميزة الرئيسية هي الاتصال المستقر بغض النظر عن الموقع النسبي للمستقبل والمرسل. إذا لم يكن جهاز الكمبيوتر الخاص بك يحتوي على وحدة Bluetooth مدمجة، فيمكنك شراؤها بشكل منفصل وتوصيله عبر منفذ USB.

مكونات اللوحة الأم الأخرى

تحتوي اللوحة الأم، بالإضافة إلى أهم مكونات الكمبيوتر المذكورة أعلاه، على شرائح ومفاتيح وصلات وصل إضافية. كل هذه الأجهزة ضرورية لضمان تفاعل أجهزة الكمبيوتر المختلفة وضبط أوضاع التشغيل الخاصة بها. على سبيل المثال، قد تحتوي اللوحة الأم على شرائح تتطلب جهدًا كهربائيًا مختلفًا. يتم تعيين معلمات تشغيل الجهاز عن طريق المفاتيح الموجودة على لوحة النظام.

تحتوي أي وحدة نظام على المكونات المطلوبة التي تضمن تشغيل الكمبيوتر - مصدر طاقة وساعة نظام وبطارية ومؤشرات إشارة على الجانب الأمامي من وحدة النظام.

تحدد ساعة النظام مدى سرعة قيام الكمبيوتر بإجراء العمليات، والتي ترتبط بسرعة الساعة، مقاسة بالميغاهرتز (1 ميجاهرتز تساوي مليون دورة ساعة في الثانية).

تحدد ساعة النظام إيقاع الكمبيوتر بأكمله وتقوم بمزامنة تشغيل معظم مكونات اللوحة الأم.

تضمن بطاقات وفتحات التوسيع تنفيذ ما يسمى بمبدأ الهندسة المفتوحة لبناء جهاز كمبيوتر شخصي حديث. الفتحة هي الموصل الذي يتم فيه إدخال اللوحة. يتيح لك وجود فتحات التوسعة على اللوحة الأم اعتبار الكمبيوتر الشخصي جهازًا يمكن تعديله. يتم توسيع قدرات الكمبيوتر عن طريق تركيب بطاقة توسيع في الفتحة. يتم توصيل الجهاز الموجود خارج وحدة النظام بموصل هذه اللوحة باستخدام كابل.

بدلاً من مصطلح "بطاقة التوسعة"، غالبًا ما يتم استخدام الأسماء "بطاقة" و"محول". تتضمن بطاقات التوسعة الأكثر شيوعًا بطاقات الفيديو وبطاقات الصوت وأجهزة المودم الداخلية.

فهم بنية الكمبيوتر المفتوحة

تتطور تكنولوجيا تصنيع الكمبيوتر بسرعة، مما يضمن النمو المستمر في أدائها وسعة الذاكرة، ونتيجة لذلك، القدرة على حل المشكلات المعقدة بشكل متزايد. يتم تحسين بعض الأجهزة بسرعة، ويتم إنشاء أجهزة أخرى، جديدة بشكل أساسي. مع هذا التطور السريع للتكنولوجيا، من الضروري توفير مبدأ لبناء جهاز كمبيوتر يسمح باستخدام الأجهزة (الكتل) الموجودة فيه بالفعل، وكذلك استبدالها بأجهزة جديدة أكثر تقدما دون تغيير التصميم. فكما تُبنى المدن وفقًا لقوانين الهندسة المعمارية، كذلك يجب أن يتطور تصميم الكمبيوتر وفقًا لقوانين معينة. المبدأ الرئيسي لبناء جهاز كمبيوتر شخصي حديث هو مبدأ الهندسة المعمارية المفتوحة: يجب أن تكون كل وحدة جديدة عبارة عن برامج وأجهزة متوافقة مع الوحدات التي تم إنشاؤها مسبقًا. وهذا يعني أنه يمكن تمثيل الكمبيوتر الشخصي الحديث ببساطة على أنه مجموعة بناء مألوفة للأطفال مصنوعة من الكتل. في جهاز الكمبيوتر، يمكنك بسهولة استبدال المكعبات القديمة (الكتل) بمكعبات جديدة، أينما كانت، ونتيجة لذلك لا يتم تعطيل تشغيل الكمبيوتر فحسب، بل يصبح أكثر إنتاجية. إنه مبدأ الهندسة المعمارية المفتوحة الذي يسمح لك بعدم التخلص من جهاز كمبيوتر تم شراؤه مسبقًا، ولكن تحديثه، واستبدال الوحدات القديمة فيه بسهولة بوحدات أكثر تقدمًا وملاءمة، بالإضافة إلى شراء وتركيب وحدات ومكونات جديدة. علاوة على ذلك، فإن أماكن تركيبها (الموصلات) في جميع أجهزة الكمبيوتر قياسية ولا تتطلب أي تغييرات في تصميم الكمبيوتر نفسه.

مبدأ البنية المفتوحة هو قواعد بناء الكمبيوتر، والتي بموجبها يجب أن تكون كل عقدة (كتلة) جديدة متوافقة مع العقدة القديمة ويمكن تثبيتها بسهولة في نفس المكان في الكمبيوتر. 

أسئلة التحكم

1. ما هي الكتل الأساسية التي تشكل بنية الكمبيوتر وكيف ترتبط بمراحل معالجة المعلومات؟

2. ما هو دور معالج الكمبيوتر الشخصي في معالجة المعلومات؟

3. ما هو مبدأ التحكم في البرنامج؟

4. ما هو الغرض والمكونات الرئيسية لوحدة النظام؟

5. ما هي أنواع حالات وحدة النظام التي تعرفها؟

6. ما هي اللوحة الأم؟

7. ما هو الغرض من ناقل النظام في الكمبيوتر الشخصي؟

8. ما هو التشابه بين نظام الحافلات وطرق النقل السريعة؟

9. ما هي خصائص ناقل النظام التي تعرفها؟

10. ما هو منفذ الكمبيوتر؟ ما هي أنواع المنافذ الموجودة وما الفرق بينها؟

11. لماذا نحتاج إلى بطاقات التوسعة؟

12. لماذا من الضروري وجود فتحات توسعة؟

13. ما هو مبدأ العمارة المفتوحة؟

14. ماذا تعرف من الخيال والمطبوعات العلمية الشعبية والبرامج التلفزيونية والأفلام عن قدرات واستخدامات أجهزة الكمبيوتر في المستقبل؟

المكونات الرئيسية لهندسة الكمبيوتر:

وحدة المعالجة المركزية،

الذاكرة الداخلية (الرئيسية)،

ذاكرة خارجية،

أجهزة الإدخال، أجهزة الإخراج.

تشتمل الذاكرة الداخلية لجهاز الكمبيوتر على ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM). تقوم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بتخزين البرنامج الذي يتم تنفيذه حاليًا والبيانات التي يعمل بها مباشرةً. ROM هي ذاكرة للقراءة فقط. يقوم ROM بتخزين المعلومات المطلوبة باستمرار على الكمبيوتر. تتكون الذاكرة الرئيسية من السجلات. السجل هو جهاز لتخزين المعلومات بشكل مؤقت في شكل رقمي (ثنائي). عنصر التخزين في السجل هو مشغل - جهاز يمكن أن يكون في إحدى الحالتين (0،1). يُطلق على عدد التقلبات في السجل اسم عمق البت للكمبيوتر (8 و16 و32 و64). المعالج هو الجهاز المركزي للكمبيوتر.

غرض المعالج:

1. التحكم في تشغيل الكمبيوتر وفق برنامج معين؛

2. إجراء عمليات معالجة المعلومات.

تسمى الدائرة الدقيقة التي تنفذ وظائف المعالج المركزي للكمبيوتر الشخصي بالمعالج الدقيق. تم تصميم المعالج الدقيق كدائرة متكاملة كبيرة جدًا. كلما زاد عدد المكونات التي يحتوي عليها المعالج الدقيق، زاد أداء الكمبيوتر.

تكوين المعالج:

جهاز التحكم (CU)،

وحدة المنطق الحسابي (ALU)،

سجلات ذاكرة المعالج.

تتحكم وحدة التحكم في تشغيل كافة أجهزة الكمبيوتر وفق برنامج معين. ALU - أداة الحوسبة المعالج؛ يقوم هذا الجهاز بإجراء العمليات الحسابية والمنطقية على أوامر البرنامج. أهم ما يميز المعالج هو تردد الساعة - عدد العمليات التي يقوم بها في ثانية واحدة (هرتز). يتم إجراء اتصالات المعلومات بين أجهزة الكمبيوتر من خلال طريق المعلومات السريع (اسم آخر هو الحافلة العامة). الأجهزة الطرفية هي الأجهزة التي يتم من خلالها إدخال المعلومات إلى الكمبيوتر أو إخراجها منه. وتسمى أيضًا الأجهزة الخارجية أو أجهزة الإدخال/الإخراج (لوحة المفاتيح، الشاشة، محرك الأقراص).

السؤال 12: الفريق وشكله. العلاقة بين تنسيق الأمر والمعلمات الرئيسية للكمبيوتر.

أمر الكمبيوتر هو رمز يحدد تشغيل الكمبيوتر والبيانات المشاركة في العملية.

لا يحتوي الأمر، كقاعدة عامة، على المعاملات نفسها، ولكن على معلومات حول عناوين كائنات خلايا الذاكرة أو السجلات التي توجد بها. يمكن تمثيل رمز الأمر على أنه يتكون من عدة حقول، لكل منها غرض وظيفي خاص به.

وبشكل عام يتكون الفريق من:

¨ الجزء التشغيلي (يحتوي على رمز التشغيل)؛

¨ جزء العنوان (يحتوي على معلومات العنوان حول موقع البيانات المعالجة وموقع تخزين النتائج).

يتم تحديد بنية الأمر من خلال تكوين الحقول الموجودة في الكود والغرض منها وموقعها.

تنسيق الأمر عبارة عن بنية محددة مسبقًا لحقول الكود الخاص به مع تحديد أرقام رقمية (بتات) تحدد حدود حقول الأوامر الفردية، أو الإشارة إلى عدد الأرقام (بتات) في حقول معينة، مما يسمح للكمبيوتر بالتعرف على الأجزاء المكونة للكود.

الترابط بين تنسيق الأوامر ومعلمات الكمبيوتر الأساسية

من الخصائص المهمة للأمر هو طوله، وهو مجموع طول حقل كود التشغيل ومجموع أطوال حقول العنوان.

الحد الأقصى لعدد العمليات التي يمكن ترميزها في حقل رمز العملية بطول nkop هو 2^nkop. بعد ذلك، باستخدام عدد معروف من الأوامر التي تشكل نظام الأوامر لجهاز كمبيوتر معين، من الممكن تحديد الطول المطلوب لمجال التشغيل.

وبطبيعة الحال، يجب أن تكون هذه القيمة أصغر عدد صحيح ممكن. لذلك، بالنسبة للكمبيوتر الذي يحتوي على نظام تعليمات مكون من 100 أمر، سيكون طول حقل رمز التشغيل 7 بت.

تحتوي أجهزة الكمبيوتر الحديثة، كقاعدة عامة، على أجهزة تخزين بحد أدنى من الوحدات القابلة للعنونة يبلغ 1 بايت (1 بايت = 8 بت). لذلك، على سبيل المثال، تتطلب معالجة ذاكرة بسعة 1 ميجابايت (1M بايت = 220 بايت) 20 بت من حقل العنوان.

إحدى الطرق لتقليل طول حقل العنوان هي إدخال كتلة ذاكرة صغيرة خاصة إضافية في الكمبيوتر - ذاكرة التسجيل (RM). يتمتع جهاز التخزين هذا بأداء عالٍ ويستخدم لتخزين المعلومات المستخدمة بشكل متكرر: نتائج الحساب الوسيطة، وعدادات الدورة، ومكونات العناوين في بعض أوضاع العنونة، وما إلى ذلك. نظرًا لأن حجم RP صغير، فإن معالجة عناصره تتطلب حقل عنوان قصير نسبيًا . على سبيل المثال، تتطلب ذاكرة التسجيل المكونة من 8 سجلات حقل عنوان مكون من 3 بتات فقط.