التكنولوجيا والعلوم التطبيقية

كيفية تطوير أجهزة الكمبيوتر

2008 كتاب المعرفة – العلم والتكنولوجيا

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

التكنولوجيا والعلوم التطبيقية الحواسيب، الانترنت والأنظمة

في قلب كل جهاز كمبيوتر هناك رقاقة صغيرة قوية تسمى وحدة المعالجة المركزية (سي بي يو)، وتقوم هذه الوحدة بالتحكم بالعمليات ضمن إطار المبادئ التوجيهية التي وضعها نظام التشغيل للكمبيوتر (تعليمات العمل الأساسية).

وقد بدأت أجهزة الكمبيوتر منذ عام 1823 عندما اخترع عالم الرياضيات الإنجليزي تشارلز باباج أول نوع من الكمبيوتر (محرك الفرق)، وثبت أنه معقد للغاية بحيث لم يستطع إكماله.

وفي عام 1834 بدأ باباج ببناء المحرك التحليلي والذي كان يتم تغذيته بالبيانات بواسطة البطاقات المثقوبة، وقد صممت النتائج لكي يتم طباعتها، مع أن هذا المحرك لم يتم بناؤه بالكامل، وكان من الممكن أن يكون كحجم قطار صغير ،فقد ساعدت فكرة باباج الآخرين على ابتكار أول أجهزة الكمبيوتر العملية.

الرقاقة الصغيرة (مايكروتشيب) هي شريحة من مادة شبه موصلة مثل السيليكون، كما أن (مايكرو) تعني أن جميع المكونات وارتباطات الدائرة التكاملية تكون على رقاقة مجهرية الحجم.

 

تغذى المعلومات في وحدة المعالجة المركزية (سي بي يو) كأنماط من ملايين الإشارات الكهربائية الصغيرة جداً في الثانية.

الدوائر الدقيقة في وحدة المعالجة المركزية تحلل أو تعالج الإشارات وتقرر ما يجب القيام به وفقاً لمجموعة قواعد في تصميم الدوائر. ويتم تغذية هذه النتائج على نحو إشارات كهربائية لأجزاء أخرى مختلفة من جهاز الكمبيوتر.

تتكون آر أي أم (ذاكرة الوصول العشوائي) من رقائق تتلقى بيانات جديدة وتعليمات عند الحاجة.

يمكن للدائرة أن تتكون من آلاف من المكونات الفردية، وهذه المكونات مثل: مفاتيح ومقاومات ومكثفات وترانزستورات مرتبطة بواسطة أسلاك أو شرائط معدنية على لوحة الدائرة.

 

يمكن لأجهزة الكمبيوتر أن تخدعنا أحياناً في التفكير في شيء غير حقيقي باستخدام نظم الواقع الافتراضي (في آر)، الواقع الافتراضي يرسل البيانات (المعلومات) لحواسنا بحيث تحاكي بشكل وثيق مشاهد أو أحداث حقيقية.

ففي لعبة التنس في آر في الأسفل، إن ضغط وعطف (انحناء) المحسسات في القفاز تكشف حركات الرسغ واليد والإصبع وترسل إشارات إلى جهاز الكمبيوتر، ويحلل جهاز الكمبيوتر هذه الحركات لتحديد ما إذا كان قد انتقل اللاعب في الطريق الصحيح لضرب الكرة الإفتراضية، والتي لا يمكن النظر إليها إلا من خلال النظارات.

 

تمتاز أحدث أجهزة الكمبيوترالشخصية (بي سي) بأنها مسطحة الشاشات، فأي عرض بلوري سائل (إل سي دي) ينتج صوراً على شاشة مسطحة باسخدام تيار كهربائي للتحكم بمسار الضوء عبر البلورات السائلة والمرشحات الملونة، كما إن الفأرة ولوحة المفاتيح مرتبطة بواسطة نظام لاسلكي قصير المدى (بلوتوث).

 

تخزن أجهزة الكمبيوترمعلومات في شكل جزيئات (أرقام ثنائية) إما كـ (0) أو (1)،

تعـــــادل الجزيئــــــــــات (0) و (1) OFF

(0) وON (1) لتدفق التيار الكهربائي، وكل ثمانية جزيئات تساوي بايت واحد.

بشكل عام، تتضاعف قدرة الكمبيوتر في السرعة والقوة كل 18 شهراً، ويدعى هذا القانون بقانون مور، نسبة إلى غوردن مور الذي اقترح بأن ذلك سوف يحدث في عام 1965 .

بعض المعالجات الدقيقة يمكن أن تعالج بلايين جزيئات البيانات كل ثانية.       

الترنزستورات هي مفاتيح إلكترونية، وهي مصنوعة من مواد تسمى أشباه الموصلات والتي تغير قدراتها لتوصيل الكهرباء، وفي أوائل السبعينيات، احتوى ال سي بي يو أو رقائق المعالجات الدقيقة داخل أول أجهزة الكمبيوتر المنزلية على 8000 ترانزستور لكل منها.

وفي أوائل القرن الحادي والعشرين، يمكن أن يوجد أكثر من 40 مليون ترنزستور في رقاقة بنفس الحجم وتعمل بسرعة تفوق بألف مرة الرقائق الأولى.

 

– إختصارات الكمبيوتر

 آي آي سي AAC         مقدمة ترميز الصوت

آي جي بي AGP          منفذ الرسومات المعجلة

آي آي AI                    ذكاء اصطناعي

آي أم دي AMD            أجهزة صغيرة متقدمة

آي بي أي API            واجهة التطبيقات المبرمجة

بي آي أس آي سي (بيسيك) BASIC  رمز التعليمات لجميع أهداف المبتدئين

بي بي أس BBS              نظام لوحة الاعلانات

سي آي دي (كاد) CAD     تدعيم تصميم الحاسوب

سي بي يو CPU              وحدة المعالجة المركزية

دي أو أس (دوس) DOS       نظام التشغيل

أف آي كيو FAQ               الاسئلة المتكررة

جي آي جي أو GIGO       داخل سلة المخذوفات خارج سلة المحذوفات

أتش تي أم أل HTML         لغة أعداد النص

أتش تي تي بي HTTP       لغة نقل النص

أي سي تي ICT             تكنولوجيا الاتصالات

أل آي أن (لان) LAN       شبكة المنطقة المحلية

أم أم يو MMU              وحدة التحكم بالذاكرة

بي سي PC                  كمبيوتر شخصي

أر آي أم (رام) RAM        الذاكرة العشوائية

أر أو أم (روم) ROM        ذاكرة للقراءة

دبليو آي أم (وان) WAN   شبكة عالمية واسعة

دبليو آي بي WAP       خيارات الشبكة اللاسلكية

دبليو واي أس أي          ما تراه ما تحصل عليه

دبليو واي جي WYSIWYG

دبليو دبليو دبليو WWW      الشبكة العالمية العنكبوتية

 

– نظافة الكمبيوتر: يجب أن تصنع المكونات الإلكترونية في ظروف نظيفة جداً، فبضع نقاط من الغبار يمكن أن تدخل داخل المكونات وتتلف صناعة الرقائق والبطاقات الإلكترونية الكهربائية.

 

– الرقاقات الصغيرة: الرقاقة والمكونات الأخرى مرتبطة مع بعضها عن طريق تداخل “سيقانها” المعدنية في المقابس.

 

– مدهش: إن أكثر أجهزة الكمبيوتر قوة في العالم هو بلو جين / أل لشركة (آي بي إم)، وقد تم تركيبه في مختبر لورنس ليفرمور الوطني في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية، وقد صمم ليكون قادراً على تنفيذ 270 تريليون عملية حسابية في الثانية.

التقدم العلمي
‫‪اللقاحات القابلة للأكل..
اللقاحات القابلة للأكل تعد بديلا مناسبا للحصول على لقاحات آمنة وفعالة، وهي لقاحات تحتوي على مولد ضد صالح للتناول دول عدة تراهن على الطحالب الدقيقة المعدلة وراثيًا لتطوير لقاح لمرض كوفيد-19 صالح للأكل مستخدمة الهندسة الوراثية د. طارق قابيل أستاذ في كلية العلوم - جامعة القاهرة مصر
     منذ استشراء جائحة فيروس كورونا المستجد المسبب لجائحة كوفيد-19، هرعت كثير من المؤسسات الطبية وحكومات بعض الدول إلى تكثيف البحوث ودعم الدراسات الهادفة ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪إنشاء مستشفيات جديدة في ووهان
ع إبلاغ المستشفيات القائمة عن نقص في الأسرّة بسبب زيادة الطلب الناجم عن انتشار فيروس كورونا السريع، قررت الصين في 24 يناير البدء ببناء مستشفيات جديدة. بعد أقل من أسبوعين، فتحت أبواب المرافق الطبية الجديدة لاستقبال أول المرضى.
أنشئ مستشفيان جديدان في ووهان، عاصمة مقاطعة هوبي، في الأسبوع الأول من شهر فبراير. واستغرق الأمر أقل من أسبوعين للانتقال من وضع حجر الأساس في الموقع إلى البدء باستقبال أول المرضى. والمستشفيان الجديدان - مستشفى ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا تُسبب السمنةُ تفاقمَ مرض كوفيد-19؟
غطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر ومؤسسة هيسينغ-سيمونز Pulitzer Center.
بقلم:     ميريديث وادمان
ترجمة:  مي بورسلي
 
في ربيع هذا العام، بعد أيام من ظهور أعراض تشبه أعراض الإنفلونزا والحمى، وصل رجل إلى غرفة الطوارئ في المركز الطبي بجامعة فيرمونت Vermont Medical Center. كان شابا، في أواخر الثلاثينات من عمره، وكان يعشق زوجته وأطفاله الصغار. وكان يتمتع بصحة جيدة، وقد كرّس ساعات لا نهاية لها في إدارة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪الفيروس التاجي يثير التخمينات حول موسم الإنفلونزا
قلم:    كيلي سيرفيك
ترجمة: مي بورسلي
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر  Pulitzer Center ومؤسسة هايسنغ-سيمونز  Heising-Simons Foundation.
في شهر مارس 2020، بينما كان نصف الكرة الجنوبي يستعد لموسم الإنفلونزا الشتوي أثناء محاربة مرض كوفيد-19 COVID-19، وضعت شيريل كوهين Cheryl Cohen -عالمة الأوبئة، وزملاؤها في المعهد الوطني للأمراض المعدية National Institute for Communicable Diseases بجنوب إفريقيا اختصار: ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تقاوم العدوى باستعادة شباب جهازك المناعي
قلم:    غرايام لاوتون
ترجمة: محمد الرفاعي
اغسل يديك بعنايةٍ لعشرين ثانية، غطّ عطستك بمرفقك، تجنب ملامسة وجهك، ابقَ على مسافة مترٍ عن الآخرين، وكملجأ أخير ٍ، اعزل نفسك بعيداً عن الجميع لمدة أسبوعٍ مع ما تحتاج إليه من أغراض. وإذا أردت أن تتجنب فيروس كورونا المستجد، فكل هذه أفكارٌ جيدةٌ. لكن، في نهاية المطاف، خطُ الدفاع الذي يقف بينك وبين الإصابة بكوفيد 19 Covid-19 هو جهازك المناعي.
نعلم أن الجهاز المناعي يَضْعُفُ عندما نتقدم في ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لقاح أكسفورد آمن ويحفز على الاستجابة المناعية
قلم:    كلير ويلسون، جيسيكا هامزيلو، آدم فوغان، كونارد كويلتي-هاربر، ليلى ليفربول
ترجمة: مي منصور بورسلي
آخر أخبار فيروس كورونا حتى 20 يوليو 2020 الساعة 5 مساء
 
لقاح أكسفورد المرشح للتطعيم ضد الفيروس التاجي يبدو آمنًا ويحفز على الاستجابة المناعية
اللقاح ضد الفيروس التاجي Coronavirus الذي طورته جامعة أكسفورد University of Oxford بالتعاون مع شركة الأدوية آسترازينيكا AstraZeneca آمنٌ وينشط الاستجابة المناعية لدى الأشخاص، ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪أشـــيــاء عــــلـــمـــــــني إيـاهـا العِلمُ
ندما تُعلّم أجهزة الحاسوب حل المعادلات المعقدة أو تشغيل الخوارزميات، تحاكي عملياتها الطرق التي يعمل بها العقل البشري. ومن ثم، يمكننا أن نتعلم مزيداً عن أنفسنا من الآلات. تتحدث الدكتورة كاميلا بانغ Camilla Pang مع إيمي باريت Amy Barrett عن الكيفية التي تستخدم بها العلم لفهم العالم من حولها ...
تصوير: ستيف سايرز Steve Sayers
شُخِّص اضطراب طيف التوحد Autism spectrum disorder لدى الدكتورة كاميلا بانغ عندما كانت في الثامنة من عمرها. وقد ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪لماذا يتملكنا الغضب ؟
ي كل مرة نلقي فيها نظرة على هواتفنا أو نتحقق من مواقع وسائل التواصل الاجتماعي تقابلنا تغريدات غاضبة وعناوين تثير الغضب. لماذا يتملكنا الغضب جميعاً، وهل ثقافة الاتصال المستمر بالشبكة هي التي تستثير غضبنا؟
إيمي فليمنغ Amy Fleming
لقد صار الغضب العاطفة التي تميز القرن الحادي والعشرين، مثل شارة رُسم عليها إصبع يوجه الاتهام ونتباهى بحملها. من ردة الفعل المتهجم على شاي يوركشير تي Yorkshire Tea، عندما نُشرت صورة للسياسي المحافظ ريشي سوناك ... (قراءة المقال)