الحاسوب Computer



























أهمية الحاسوب


حل المسائل الرقمية


تخزين و استرجاع المعلومات


إنشاء الوثائق و الصور و عرضها


استخدامات أخرى


المبادىء الأساسية للحاسوب


كيف يعمل الحاسوب


أجهزة الحاسوب البرمجيه


أنواع الحواسيب


المعالج الصغير


الحواسيب المدمجة


الحواسيب الشخصية و محطات العمل


الحواسيب الكبيرة


كيف يعمل الحاسوب


إدخال و ترميز البيانات و التعليمات


معالجة البيانات


حل ترميز النتائج و إصدار المخرج


تخزين المعلومات


برمجة الحاسوب


إعداد البرامج


استخدام لغات البرمجة


صناعة الحاسوب


التصنيع


البحث و التطوير


المبيعات


الصيانة و الإصلاح


المهن


تطور الحاسوب


الاّلات الحاسبة الأولى


الجيل الأول من أجهزة البطاقات المثقبة الحاسبة


أول حاسوب ناجح


أول حاسوب قياسي


أول حواسيب إلكترونية


تصغير أجزاء الحاسوب المركبة


الحاسوب الشخصي


مشكلات عصر الحاسوب


الحواسيب و السرية


الحواسيب و الأمن


مشكلات أخرى


أسئلة


________________________________________


الحواسيب تأتي في سلسلة واسعة من الأحجام ربما يملأ نظام حاسوب كبير حجرة كبيرة.
الحاسوب. آلة تقوم بإجراء العمليات الحسابية ومعالجة البيانات بدقة وسرعة مذهلة. ويستطيع الحاسوب (الكمبيوتر) التعامل مع كم هائل من المعلومات، وحل المسائل الرياضية المعقدة. كما يستطيع استيعاب آلاف البيانات الفردية الصغيرة، وتحويلها لمعلومات أكثر فائدة، بسرعة متناهية ودقة تكاد لاتخفق أبداً. وفي استطاعة الحواسيب القوية إجراء بلايين العمليات الحسابية في الثانية الواحدة.
وقد غــيرت الحواسيب الطريقة التي يؤدي بها الناس أعمالهم، حيث تضطلع بمهام عدة في مجال الأعمال التجارية، والتعليم، والصناعة، والمواصلات، والمجالات الأخــرى. وتقـوم الآن بأداء العديد من الأعمال الكتابية المضنـية في المكاتب التي كان يقــوم بها عــادة عدد كبير من الموظفــين المكـتبيين. وتـــزود العلماء والباحــثين بفهم أوضح للطبيعة، وتعطي الأشخاص الذين يتعاملون مع الكلمة طريقة فعالة لإعداد الوثائق، وتمكن المصممين والفنانين من رؤية أشياء لم تكن لترى من قبل.
تقدم الحواسيب معلومات جديدة بسرعة ودقة أدت إلى تغيير نظرة الناس إلى العالم. كما يستطيع الناس الاتصال بقواعد البيانات الإلكترونية عن بعد. لذا يعتبر الحاسوب من أكثر الآلات أهمية وإثارة للانتباه من بين الآلات التي تم اختراعها.


الحاسوب المتفوق يمكن أن يحل مسائل رقمية معقدة بسرعة مدهشة.
وأكثر الحواسيب شيوعا، الحاسوب الرقمي. و رقمي تعني أن له علاقة بالأرقام. تؤدي الحواسيب الرقمية عملها، بتغيير مجموعة من الأرقام إلى مجموعة أخرى. ويترجم الحاسوب كل البيانات ـ سواء كانت أرقاماً، أم صوراً، أم أصواتًا، أم علامات أم كلمات ـ إلى أرقام بداخله. وكل مايستطيع الحاسوب أداءه يعتمد على مقدرته على القيام بعمليات وإجراءات بسيطة على الأرقام كالجمع والطرح، ومقارنة رقمين لمعرفة أيهما أكبر. وقد انتشرت الحواسيب الرقمية انتشاراً واسعاً حتى أصبحت كلمة حاسوب بمفردها تعني في الغالب حاسوبًا رقميًا. وأكبر الحواسيب الرقمية هي أجزاء من أنظمة تملأ غرفة كبيرة. أما الحواسيب متناهية الصغر ـ بعضها صغير لدرجة إمكانية تمريره خلال ثقب إبرة ـ فهي توجد بداخل ساعات المعصم، وحواسيب الجيب وغيرها من الأجهزة.
تتكون جميع الحواسيب الرقمية من جزءين أساسيين، الذاكرة والمعالج. تستقبل الذاكرة البيانات وتحتفظ بها لحين الحاجة إليها. وتتكون الذاكرة من مجموعة كبيرة من المفاتيح. ويقوم المعالج بتغيير البيانات، إلى معلومات مفيدة، بتحويل الأرقام إلى أرقام أخرى، حيث يقرأ الأرقام من الذاكرة، ثم يعالجها معالجات رياضية أساسية؛ كالجمع أو الطرح، ويضع الجواب في الذاكرة. ويكرر المعالج هذا العمل مرة بعد أخرى حتى يتم الحصول على النتيجة المطلوبة. وتعمل كل من الذاكرة والمعالج إلكترونيًا، بمعنى أنهما يعملان، عن طريق إرسال الإشارات الكهربائية خلال الأسلاك.


الحواسيب تتيح للمهندسين التنبؤ بكيفية عمل الآلة. هذه الصورة توضح وصف الحاسـوب لسـيارة يتم اخـتبارها لمقاومة الرياح.
يتكون أصغر الحواسيب الرقمية من الذاكرة والمعالج فقط؛ في حين تشتمل أنظمة الحواسيب الرقمية الكبيرة على أجهزة إدخال وإخراج، إضافة إلى المعالج والذاكرة. ويستخدم مشغِّل الحاسوب جهاز الإدخال، مثل لوحة المفاتيح، لإدخال التعليمات والبيانات إلى الحاسوب. وبعد المعالجة، يقوم جهاز الإخراج بترجمة البيانات المعالجَة، إلى هيئة مفهومة لدى المستخدم ـ كلمات، أو رسومات ـ على سبيل المثال. ومن أمثلة أجهزة الإخراج شائعة الاستخدام الطابعات، والنهايات الطرفية التي تشبه شاشاتها شاشات التلفاز.
ويستطيع الناس التفكير في المعضلات وإيجاد طريقة لحلها، لكن لاتستطيع الحواسيب التفكير. فلابد أن يعطي الشخص أوامر مبسطة ومحدَّدة للحاسوب لتوضيح المطلوب عمله في البيانات التي يستقبلها. وتعرف قائمة الأوامر التي يتلقاها الحاسوب باسم البرنامج.
استخدم الناس النبائط الحاسبة منذ وقت طويل، وتمت صناعة أول حاسوب رقمي إلكتروني عام 1946م، وكان يملأ غرفة كبيرة. ومنذ ذلك التاريخ أتاحت التطورات المتلاحقة في مجال تقنية الحواسيب، تطوير حواسيب أصغر حجماً، وأكثر قوة، وأقل تكلفة.
وإضافة إلى الحواسيب الرقمية، يوجد كذلك نوعان آخران من الحواسيب العامة: الحواسيب القياسية والحواسيب الهجينة. وتتعامل الحواسيب القياسية مباشرة مع قيمة مادية محسوسة، كالوزن والسرعة، بدلا عن الأرقام التي تمثل هذه القيمة. ويقوم هذا النوع من الحواسيب بحل المعضلات عن طريق قياس قيمة ما، مثل درجة الحرارة والتعبير عنها بقيمة أخرى، مثل طول عمود رفيع من سائل في جهاز مقياس الحرارة (ترمومتر). تجمع الحواسيب الهجينة بين خصائص الحواسيب الرقمية والقياسية. وتحتوي على العديد من الأجزاء، كتلك الموجودة بالحواسيب القياسية، ولكنها مثل الحواسيب الرقمية، تعالج البيانات عن طريق معالجة الأرقام. وهذه المقالة تركز على الحواسيب الرقمية. لمزيد من المعلومات عن الحواسيب القياسية، انظر: الحاسوب القياسي.
أهمية الحاسوب
تكتسب الحواسيب أهمية قصوى من عدة طرق. فهي تبسط، لدرجة كبيرة، الكثير من الأعمال الصعبة أو التي تأخذ وقتاً طويلاً لإنجازها. وتتيح للأعمال التجارية، والإدارات الحكومية، والأفراد، والمعاهد، وسيلة ذات كفاءة عالية لإدارة كم هائل من المعلومات. كما تساعد الحواسيب الناس في فهم الأشياء بطريقة أفضل؛ وذلك بتمكينهم من عمل النماذج واختبار النظريات.
وتكمن قيمة الحواسيب في مقدرتها على القيام بأعمال أســاسية معينة، بســـرعة هائلة ودقــة متناهية. وتشمل هذه المهام: 1- حل المســائل الرقمية 2- تخزين واسترجاع المعلومات 3- إنشاء الوثائق والصور وعرضها.


محاكاة الحاسوب توضح الصور الثلاث الأولى أعلاه أوصافًا مستنتجة لمقدمة القنبلة المخروطية عند اصطدامها بمسطح حديدي. الصورة الرابعة ـ هي مقدمة القنبلة المخروطية بعد الاختبار - تكشف الدقة الكبيرة المحاكاة الحاسوب.
حل المسائل الرقمية. من أهم وأصعب المهام التي تقوم بها الحواسيب حل المسائل الرياضية المعقدة التي تشتمل على الأرقام. وتستطيع الحواسيب حل هذه المسائل بسرعة هائلة. وفي أحوال كثيرة يوضِّح الحل كيف تعمل أشياء معينة أو تتصرف أو تحدُث.
في الهندسة والعلوم. يُعبَّر عن كيفية عمل شيء معين في الغالب، في شكل معادلة. والمعادلة جملة رياضية تتكون من جزءين متساويين. يستخدم المهندسون والعلماء هذه المعادلات أو مجموعات منها، لتوضيح علاقة الأشياء بعضها ببعض. ويستخدمون الحلول لهذه المعادلات لتوقُّع ما يمكن أن يحدث في حالة تغيير بعض العناصر المكونة لوضع أو لتجربة ما. ويعتمد المهندسون والعلماء على هذه الحواسيب في حل المجموعات المعقدة من المعادلات التي يستخدمونها في حساب توقعاتهم.
ويستطيع المهندس على سبيل المثال، بمساعدة الحاسوب، توقع مستوى جودة طيران طائرة؛ حيث تُعبِّر مجموعة كبيرة معقدة من المعادلات عن العلاقات بين أجزاء الطائرة المختلفة، وما يحدث عند طيرانها. يُدخِل المهندس أرقاماً تعبِّر عن حجم ووزن أجزاء معينة من الطائرة؛ وعندئذ يقوم الحاسوب بإيجاد الحل لمعادلات هذه الطائرة؛ وبناء على حلول المعادلات يستطيع المهندس توقع مدى إجادة الطائرة للطيران. وربما يقرر المهندس عند ذلك، تعديل حجم ووزن أحد أجزاء الطائرة، لتعديل الطريقة التي تطير بها. وبذلك يساعد الحاسوب المهندس في محاكاة أو تقليد الأحوال المختلفة.
تساعد الحواسيب الناس في تطوير واختبار النظريات العلمية. والنظرية هي تفسير مقترح لماهية شيء ما وكيفية حدوثه. والنظريات، كالعلاقات المعروفة، تُعبِّر عنها المعادلات في أغلب الأحيان. وتكون بعض هذه المعادلات معقدة لدرجة كبيرة، أو تحتاج لوقت طويل جداً لحلها بحيث يستحيل تطوير نظرية بخصوصها، بدون مساعدة الحواسيب. وتُفيد الحواسيب، على وجه الخصوص، في تطوير وتقويم النظريات التي تخص أشياء تصعب ملاحظتها وقياسها. فعلى سبيل المثال، يستخدم الفلكي مقدرة الحاسوب في حل المعضلات من أجل تطوير نظريات عن كيفية تكوين المجرَّات، فيقترح مجموعة من المعادلات تخص مجموعة من النجوم، ويقوم الحاسوب بإجراء الحسابات المطلوبة لحل هذه المعادلات. وعندئذ يستطيع الفلكي استخدام حلول هذه المعادلات لتوقع شكل المجرة التي يجب أن تكونها النجوم إذا كانت نظريته صحيحة. ولاختبار نظريته، يقوم الفلكي بمراقبة مجرَّة حقيقية ليرى إن كان لها الشكل المتوقع. فإذا كان شكل المجرة يماثل الشكل المتوقع نظرياً، كان الفلكي أكثر يقيناً بصدق نظريته. أما إذا كان شكل المجرة الحقيقية لايماثل الشكل المتوقع نظرياً فتكون النظرية خاطئة. وهنا يجب تعديل المعادلات وإجراء حسابات جديدة.
في الاقتصاد والتمويل . تقوم الحواسيب بحل المعادلات للقيام بتوقعات مالية. وكثير من المعادلات التي يستخدمها الاقتصاديون ورجال المال للقيام بتوقعات بعيدة المدى تكون معقدة للغاية. ولكن بعضًا من برامج الحاسوب المستخدمة بكثرة لهذا الغرض تعتمد على معادلات بسيطة لحد ما. وتساعد هذه البرامج الأشخاص والأعمال التجارية لمعرفة الضرائب المستحقة وعمل الميزانيات وحساب قيمة استثماراتهم.


المصارف تعتمد على الحواسيب لتنفيذ العمليات المصرفية ولمتابعة الأسعار في أسواق الأوراق المالية والسندات والعملات.
تخزين واسترجاع المعلومات. يستخدم الناس الحواســيب لتخـــزين كــم هائل لايصدق من المعلومات. يطلــق أحـياناً مصطلح قاعــدة بيـانات عــلى المعـلومات المخزنة في الحاسوب. ويمكن أن تكون قواعد البيانات ضخمة للغاية، كأن تشتمل قاعدة البيانات الواحدة على كل بيانات تعداد سكاني لقطر بكامله. ويستطيع الحاسـوب البحـث عن معلومة معينة في قاعدة بيانات ضخمة بسرعة فائقة للحصول على المعلومة. وإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل المعلومة بسهولة وسرعة ـ غالبًا في أقل من ثانية واحدة.
إن الكفاءة التي تتسم بها الحواسيب في تخزين واسترجاع المعلومات تجعلها ذات فائدة كبيرة للعديد من المهن. على سبيل المثال، يستخدم العلماء الحواسيب، للتخزين والاسترجاع السريع لنتائج تجاربهم، وتستخدم المكتبات فهارس الحاسوب لتخزين المعلومات عن مقتنياتها، وتُوظِّف المستشفيات الحواسيب لمتابعة سجلات المرضى، كما تُخزِّن الحكومات نتائج الانتخابات والتعداد السكاني على الحواسيب.


برامج التصميم بمساعدة الحاسوب لها أهمية في مجالات عديدة. يستخدم المهندس الحاسوب في التصميمات
تعتمد كل أنواع الشركات أو الأعمال التجارية على الحواسيب في تخزين كم هائل من المعلومات عن منسوبيها، وعملائها، ومنتجاتها. وتتيح الحواسيب لأسواق الأسهم والسندات، والعملات، وأنواع الاستثمار الأخرى متابعة الأسعار السائدة حول العالم. أما المصارف فإنها تستخدم الحواسيب لمتابعة أنواع عديدة من السجلات، مثل تفصيل وموازنات حسابات العملاء، وغيرها من الحسابات، ومعلومات بطاقات الائتمان. وكل من يستخدم جهاز الصرف الآلي فهو في الحقيقة يستخدم طرفًا للحاسوب. وعند إدخال بطاقة الائتمان والرقم السري يمكن أن يزود جهاز الصرف الآلي صاحب البطاقة بمعلومات عن الحساب، والأوراق النقدية، وتحويل الأرصدة بين الحسابات.
إنشاء الوثائق والصور وعرضها.


يساعد الحاسوب علماء الأرصاد الجوية في التنبؤ بأحوال الطقس بحل المعادلات التي تصف التغيرات المناخية.
بإمكان الحواسيب تخزين عدد كبير جدا ًمن الكلمات بطريقة تجعل معالجتها سهلة جدًا. لهذا السبب فإن معالجة النصوص هي إحدى أهم الاستخدامات وأوسعها انتشارًا من بين استخدامات الحاسوب. يتيح برنامج معالجة النصــوص للنـاس طباعة النصوص في الحاسوب عند كتابة المقالات والكتب والخطابات والأنواع الأخرى من الوثائق.
وتسهِّل برامج معالجة النصوص تعديل النص المدخل على الحاسوب، فيمكنك أن تقوم بتصحيح أخطاء النسخ بسرعة، إضافة إلى تصحيح الأخطاء الإملائية. كما يمكن إضافة، أو حذف، أو إعادة ترتيب كلمات أو جمل أو أجزاء بكاملها من الوثيقة. وبالإمكان طبع الوثيقة على الورق في أي وقت بعد توصيل جهاز الحاسوب بالطابعة. ويُعدُّ رجال الأعمال، والصحفيون، والمحامون والعلماء والسكرتيرون، والطلاب، ضمن أولئك المستفيدين من برامج معالجة النصوص.


الحاسوب يستخدم بيانات الأشعة السينية لعمل صور ثلاثية الأبعاد لأجزاء من الجسم ؛ كالعمود الفقري للإنسان، أعلاه. تساعد هذه الصور الأطباء في معرفة العلل دون إجراء الجراحة.
كما أن للحاسوب أهمية في مجال النشر. فعلى سبيل المثال، تجهِّز الحواسيب للطباعة معظم الكتب والمجلات والجرائد. وإضافة إلى ذلك فإن الناشر المكتبي والناشر الصحفي أتاحا لمستخدمي الحواسيب الشخصية تصميم وإنتاج الرسائل الإخبارية وغيرها من الوثائق. وتبدو الوثائق المنشأة بهذه الطريقة كما لو أنها قد تم تنفيذها مهنياً.
رسوم الحاسوب ـ استخدام الحاسوب للرسم ـ يمثل إحدى التطبيقات الأخاذة سريعة الانتشار. فبإمكان الحاسوب عمل صــور تبــدو وكأنها صــور ضوئية. وفي البــداية يقــوم الحاسوب بحل معادلات تتوقع الشكل المطلوب. ومن ثم يُستخدم هذا التوقع لعرض الصورة على النهاية الطرفية أو طباعتها على الورق.
تكتسب برامج التصميم بمساعدة الحاسوب أهمية في عدة مجالات؛ خاصة مجالي الهندسة والمعمار. تنشئ برامج التصميم بمساعدة الحاسوب صورة أو رسمًا تخطيطيًا للموضوع الجديد، ومن ثم تقوم بحل المعادلات التي تـتوقع كيفية عمل هذا الموضوع. ويستخدم المهندسون والمعماريون برامج التصميم بمساعدة الحاسوب لتصميم الطائرات، والجسور، والمباني، والسيارات، والآلات الإلكترونية، والعديد من الآلات والهياكل الأخرى.


ألعاب الحاسوب تُسلِّي الكبار والأطفال تعرض كثير من هذه الألعاب صورًا متحركة مفصَّلة على الشاشة.
بإمكان الحاسوب كذلك إنتاج الرسوم والصور عن طريق تحويل المعلومات إلى أشكال مصورة. وهذه الرسوم البيانية يمكنها أن تخدم عدة أغراض. فعلى سبيل المثال، يتيح الحاسوب لرجال الأعمال، والاقتصاديين، والعلماء عمل رسوم بيانية من قوائم الأرقام. وفي طريقة التصوير المقطعي الحاسوبي. يستخدم الحاسوب بيانات الأشعة السينية لتركيب صورة لجزء من الجسم على الشاشة. ويستخدم الأطباء هذه الصور لتشخيص الأمراض والاضطرابات. انظر: التصوير المقطعي الحاسوبي. وتستخدم أنظمة الرادار المعقدة الحواسيب لإنتاج صور دقيقة غالباً للاستخدامات العسكرية.
كما تُستخدم الحواسيب لإنتاج ألعاب الفيديو. وتقوم شاشات النهايات الطرفية أو التلفاز بعرض الألعاب والصور المتحركة. ويستعمل اللاعب لوحة المفاتيح أو جهازا آخر كالفأرة أو عصا التحكم في هذه الألعاب.


المدارس تستخدم الحواسيب
يجري مصممو الحواسيب تجارب حول استخدام رسوم الحاسوب لخلق الواقع الافتراضي ـ وهو عالم اصطناعي يبدو فيه المستخدم وكأن باستطاعته تحريك الأشياء والتحكم فيها. يتميز أحد أنظمة الواقع الافتراضي بسماعة للرأس مزودة بشاشتي عرض متناهيتي الصغر، واحدة لكل عين. وتنتج الصور المعروضة على الشاشتين، مشهدًا ثلاثي الأبعاد. بينما تقوم أجهزة إحساس مركبة في قفاز خاص، بإخطار الحاسوب، عندما يحرك المستخدم أصابعه أو يده. ومن ثم يغير الحاسوب الصورة ليعطي، على سبيل المثال، انطباعًا خادعًا بفتح باب.
ولاتعطي الصور المعروضة كل التفاصيل التي نراها في الواقع الفعلي. بالإضافة إلى ذلك هنالك فترة تأخير ينتج عنها عدم تطابق حركة اليد مع التغييرات المصاحبة لها في الصورة المعروضة. ولكن على الرغم من ذلك، فإن لتقنية الواقع الافتراضي العديد من التطبيقات. وتتراوح هذه التطبيقات بين مجموعات الألعاب البسيطة، والأجهزة المتطورة المستخدمة في التحكم في الروبوتات.
________________________________________
مصطلحات الحاسوب
________________________________________
الأجهزة تشير إلى الأجزاء المادية من نظام الحاسوب.
الأجهزة الطرفية تتكون من أجهزة الإدخال، وأجهزة الإخراج، وأجهزة تخزين الملفات.
البايت مجموعة بتات تمثل وحدة واحدة من المعلومات، كحرف أو رقم.
بت اختصار للمصطلح خانة ثنائية، يمكن أن تكون إما (0) أو (1).
البرنامج مجموعة من الأوامر يقوم الحاسوب بتنفيذها، مكتوبة بإحدى لغات الحاسوب.
البرمجيات تشير إلى البرامج المستخدمة بوساطة الحاسوب لأداء الأعمال المطلوبة.
الترميز الثنائي تستخدمه الحواسيب لتمثيل المعلومات. ويتكون من
الأصفـار (0) والآحاد (1) لنظام الترقيم الثنائي
جهاز تخزين الملفات أيُّ جهاز يُستخدم لحفظ المعلومات لحين الحاجة إليها مرة أخرى.
الحاسوب الشخصي حاسوب يوضع على المنضدة أو يُحمل على الكف مصمم للاستخدامات العامة.
الحاسوب الكبير حاسوب ضخم وقوي ويستطيع العديد من الأشخاص استخدامه في الوقت نفسه ويمكنه تخزين كم هائل من المعلومات.
الذاكرة الجزء الذي يخزن المعلومات بالحاسوب. الشبكة نظام يتكون من اثنين أو أكثر من الحواسيب متصلة بعضها مع بعض عن طريق خطوط اتصالات سريعة.
قاعدة البيانات مجموعة منظمة من المعلومات مُخزَّنة على أسطوانة مغنطيسية أو جهاز تخزين آخر ذي إمكانية ولوج مباشر.
المحاكاة تمثيل أو محاكاة على الحاسوب لموقف أو نظام، عادة بنموذج رياضي. والغرض هو توقع وتحليل مايمكن أن يحدث في الظروف والأحوال المختلفة.
المخرج أي نتيجة يعطيها الحاسوب.
المدخل أي معلومة يدخلها المستخدم في الحاسوب.
المعالج الدقيق جهاز إلكتروني صغير يتكون من آلاف الترانزستورات، والدوائر ذات العلاقة على شريحة من السليكون، ويحتوي الجهاز على المعالج وبعض الذاكرة.
الـمودم (محول الرموز) جهاز يتيح لمستخدمي الحاسوب الاتصال بعضهم ببعض عبر خطوط الهاتف.
نظام التشـغيل نوع من البرامــج يتحـكم في عمليات الحاسوب.

استخدامات أخرى. تحتاج العديد من الآلات المعقدة لضبطها من وقت لآخر لكي تعمل بكفاءة. ويمكن تركيب حواسيب صغيرة، داخل هذه الآلات، وبرمجتها لتقوم بعملية الضبط هذه. وفي السيارات الحديثة، تتحكم هذه الحواسيب المدمجة في أوجه معينة من التشغيل، كخليط الوقود والهواء الداخل للمحرك. وفي هذه الأيام تحمل الطائرات التجارية والحربية الحواسيب على متنها للمساعدة في التحكم في مسار الطائرة. وتتحكم الحواسيب المدمجة أيضًا في الروبوت الصناعي كما تُستخدم لتوجيه نظم الأسلحة الحديثة، كالصواريخ ومدفعية الميدان، لأهدافها.
ويمكن للحواسيب حل العديد من المشكلات المعقدة التي لاتشتمل على معادلات رقمية؛ فالأطباء، على سبيل المثال، يتحرون عن المرض، ويتخذون قرارهم عند التشخيص، ويصفون العلاج. وهم يحلون هذه المشكلات من خلال معرفتهم وخبرتهم، وليس عن طريق حل المعادلات. ويَستخدم حقل من حقول الحاسوب يسمى الذكاء الاصطناعي برامج تساعد في حل المشكلات، باستخدام المعرفة والخبرة الإنسانية. وتمكن نظم الذكاء الاصطناعي، التي يطلق عليها النظم الخبيرة، الحواسيب المبرمجة بكمية هائلة من البيانات، من التفكير في احتمالات عديدة ـ كالأمراض التي تدل عليها أعراض معينة ـ واتخاذ قرار أو تشخيص بناء على ذلك.
كما يمكن استخدام الحواسيب في إرسال المعلومات لمسافات طويلة، إذ في استطاعتها إرسال المعلومات فيما بينها باستخدام خطوط الهاتف. ونتيجة لهذه الخاصية تُزوِّد الحواسيب المصارف ودور الصحف والمؤسسات الأخرى بأحدث المعلومات حتى آخر دقيقة. وتتكون شبكة الحواسيب من عدة حاسبات في مواقع جغرافية مختلفة: حجرات، ومبان، ومدن، وأقطار مختلفة. وكل هذه المواقع متصلة بعضهـا ببعض. وتتيـح شـبكات الحواسيب الاتصال بين الناس باســتخدام البريد الإلكتروني، حــيث يتــم نســخ وثيقة في حاسوب و تُسلَّم إلى حاسوب آخر. يستغرق إرسال هذه الوثائق دقائق معدودة، حتى لو كانت مرسلة من مسافة بعيدة.
وتُستخدم الحواسيب كذلك في التعليم. تساعد البرامج المصممة للتعليم بمساعدة الحواسيب الطلاب في مختلف المستويات، من المستوى الابتدائي وحتى المستوى الجامعي. يجلس الطالب أمام نهاية طرفية متصلة بحاسوب، وتعرض شاشة النهاية الطرفية سؤالا على الطالب للإجابة عنه. وإذا كانت الإجابة غير صحيحة أو ناقصة، ربما يطلب الحاسوب من الطالب محاولة الإجابة مرة أخرى. وبعدئذ ربما يعطي الحاسوب الإجابة الصحيحة مع تفسير لها. ويستخدم أسلوب الأوامر بمساعدة الحاسوب أيضًا في برامج تعليم الكبار، وكجزء من برامج تدريب العاملين ببعض الشركات والمؤسسات.
المبادئ الأساسية للحاسوب
يتلقى الحاسوب أجزاءً من البيانات، ويقوم بتحويلها إلى معلومة أكثر فائدة، ومن ثم يطَّلع مشغِّل الحاسوب على كنْه هذه المعلومة. فالشخص الذي يود معرفة حاصل جمع أربعة أرقام، على سبيل المثال، يدخل هذه الأرقام في الحاسوب. وخلال جزء من الثانية، تتغير الإشارات التي ترمز إلى الأرقام إلى الإشارات التي ترمز إلى حاصل الجمع. بعدئذ يقوم الحاسوب بعرض حاصل الجمع على المستخدم



كيف يعمل الحاسوب؟
كيف يعمل الحاسوب. يستخدم الناس أجهزة الإدخال لإدخال البيانات في الحواسيب. ومن أكثر أجهزة الإدخال شيوعًا النهاية الطرفية التي تشبه لوحة مفاتيح مدمجة مع شاشة تلفاز. تظهر البيانات التي تطبع بوساطة لوحة المفاتيح على الشاشة. وفي الوقت نفسه تذهب البيانات إلى الذاكرة. وتحتفظ الذاكرة كذلك بالبرنامج الذي هو مجموعة من الأوامر المتتابعة للحاسوب ليتبعها. ويتناول المعالج هذه البيانات على هدي تعليمات البرنامج.
ُترسَل المعلومات المعالجة إلى جهاز إخراج يقوم بعرضها على المستخدم. وفي حالات كثيرة تكون النهاية الطرفية التي هي بمثابة جهاز الإدخال، هي نفسها جهاز الإخراج، حيث تعرض شاشته النتائج. وتمثل الطابعات نوعاً آخر مهماً من أجهزة الإخراج. وتُستخَدم أجهزة تخزين الملفات لحفظ المعلومات والبرامج لاستخدامها في المستقبل.
تدخل كل البيانات التي يتعامل معها الحاسوب، بما في ذلك الكلمات، في شكل أرقام. وتستخدم الحواسيب عادة أرقام نظام الترقيم الثنائي انظر: أنظمة الأعداد. وخلافًا لنظام الترقيم العشري، الذي يستخدم عشرة أرقام. انظر: أنظمة الأعداد. يستخدم نظام الترقيم الثنائي رقمين ثنائيين: (0 و 1). ويطلق على هذين الرقمين لفظ بت. وتمثل التوليفات المختلفة للأرقام الثنائية، الحروف والرموز والأعداد العشرية، وكل توليفة تسمى بايت، فالتمثيل الثنائي للحرف ، على سبيل المثال، هو (1000001)، في حين أن تمثيل الحرف هو (1011010)، وذلك استنادًا لأحد أنظمة الترميز القياسية. وكل رمز وحرف رقمي يمثل توليفة خاصة من الأصفار والآحاد.
وكل واحدة من آلاف الدوائر الإلكترونية الدقيقة بالحاسوب، تعمل بطريقة مماثلة لعمل المحوِّل الضوئي. عندما تكون الدائرة غير موصلة فهي تماثل الرقم الثنائي (0)، وعندما تكون موصلة تماثل الرقم الثنائي (1). والأرقام الثنائية، مثل الأرقام العشرية، يمكن جمعها، وطرحها، وضربها، وقسمتها. وعلى هذا، يمكن للحاسوب القيام بكل العمليات الحسابية الأساسي.
أجهزة الحاسوب وبرمجياته. المعدات التي تكوِّن الحاسوب تسمى أجهزة. وهذه الأجهزة تشمل معدات الإدخال والإخراج، ومعدات تخزين الملفات التي تسمى كذلك الأجهزة الطرفية.
تتكون برمجيات الحاسوب من برامج يستخدمها الحاسوب للقيام بمهمة ما. يطور الناس هذه البرامج أو يشترونها. وتتمتع الحواسيب بمقدرات واسعة ومتعددة بفضل وجود كم هائل من هذه البرامج.
أنواع الحواسيب
تختلف الحواسيب اختلافاً كبيراً حسب الحجم وسرعة الأداء والإمكانية. ويحدد حجم الحاسوب جزئياً أنواع وعدد الوظائف التي يمكن أن يؤديها. ولكن حتى الحاسوب من الحجم الصغير يستطيع القيام بمهام معقدة. فالحاسوب المكتبي الحديث، مثلاً، له من قوة المعالجة، مايفوق الحواسيب الضخمة من جيل الستينيات من القرن العشرين الميلادي، التي تملأ غرفاً بكاملها.


المعالج الدقيق، هو شريحة يمكن أن تلج من خلال ثقب الإبرة.
المعالج الصغير. جهاز إلكتروني يتكون من آلاف الترانزستورات والدوائر الإلكترونية ذات العلاقة، على شريحة من مادة السليكون، ويؤدي دوراً بارزاً في كل الحواسيب الحديثة تقريباً. والمعالج الصغير الواحد له من قوة المعالجة مايعادل حاسوباً كبيراً، وتكلفته عموماً أقل بكثير من تكلفة الحاسوب الكبير. والحجم الصغير والقيمة الزهيدة للمعالجات الصغيرة جعلها مكوِّنات قيمة في أنظمة الحواسيب.
ويمكن تصنيف الحواسيب الرقمية إلى مجموعات: 1- الحواسيب المدمجة 2- الحواسيب الشخصية ومحطات العمل 3- الحواسيب الكبيرة. وتتغير الحدود بين هذه المجموعات باستمرار، مع التطوير المستمر لحواسيب صغيرة أقوى.
الحواسيب المدمجة. تتحكم في عمليات أنواع مختلفة من الآلات تقريبًا. وكل الحواسيب المدمجة ليست سوى معالجات صغيرة. ومن أمثلة الآلات ذات الحواسيب المدمجة: السيارات، وساعات المعصم الرقمية، وأجهزة الهاتف ومسجلات الفيديو.


حاسوب شخصي
الحواسيب الشخصية ومحطات العمل. حواسيب يستخدمها شخص واحد في كل مرة. ويمكن وضع الحاسوب من هذا النوع على المنضدة كما يمكن وضع بعضها الآخر على الفخذ أو حمله في اليد.
ويستخدم الناس الحواسيب الشخصية في نشاطات مختلفة مثل معالجة النصوص، وتخزين وتحديث المعلومات، والقيام بالعمليات الحسابية البسيطة، وألعاب الحاسوب. وهذه الحواسيب مهمة للأشخاص العاملين في مجال الأعمال التجارية، حيث يستخدمونها لإدارة المعلومات بخصوص المخزون، وأرقام المبيعات، والعملاء، والموظفين.
وتحتوي الحواسيب الشخصية على واحد أو أكثر من المعالجات الصغيرة. واستناداً إلى المقاييس الحديثة لسرعة وسعة الحاسوب، فإن الحواسيب الشخصية تنفذ البرامج. وهي ذات ذاكرة وسعة محدودتين لتخزين الملفات.
ومحطات العمل أقوى من الحواسيب الشخصية، ومناسبة أكثر لحل المسائل الهندسية والبيانية والعلمية الصعبة. وتوصل هذه المحطات، عمومًا، بعضها ببعض، لتكوِّن شبكات الحاسوب. وتتيح هذه الشبكات للمشغلين تبادل المعلومات بسرعة، وتتيح أيضاً لمحطات العمل المشاركة في استخدام الطابعات وأجهزة تخزين الملفات. وتعد شبكة المنطقة المحلية إحدى أهم شبكات الحاسوب، وتربط بين محطات عمل تقع في المبنى نفسه أو في مبان متجاورة، بينما تربط شبكة المنطقة الواسعة محطات عمل تقع في مناطق واسعة.
الحواسيب الكبيرة. وهي سريعة ولها ذاكرة وأنظمة تخزين ملفات كبيرة. وهي حواسيب قوية، تحل المسائل بالغة التعقيد، وتدير كماً هائلاً من المعلومات. ومعظم هذه الحواسيب تودع في خــزانات كبيرة. وبعض الحواسيب الكبيرة تؤدي وظيفة واحدة، مثل نسخ وتخزين المعلومات الناتجة عن تجربة معملية. ويؤدي بعضها الآخر وظائف متعددة. أما الحواسيب المتوسطة وفوق المتوسطة فهي تتمتع بمقدرات الحواسيب الكبيرة، لكنها أقل حجماً وتكلفة.
وفي الحواسيب الكبيرة، يمكن لمئات الأشخاص أن يكونوا على صلة وهم ينفذون برامج في وقت واحد. وتُطلق مقاسمة الوقت على استخدام عدة مستخدمين في الوقت نفسه لحاسوب كبير وقوي. وهنا يبدو الحاسوب الكبير وكأنه ينفذ العديد من البرامج في الوقت نفسه. ولكنه في الواقع يتحول بسرعة من تنفيذ برنامج إلى تنفيذ برنامج آخر، ينفِّذ قليلاً من العمل أولا، ثم يتحول بسرعة ليعمل في الآخر.
وتسمى الحواسيب الكبيرة الأسرع بـالحواسيب العملاقة. وهي تقوم بحل المسائل الرقمية بأقصى سرعة تتيحها التقنية الحالية. وتُستخدم الحواسيب العملاقة في بناء أجهزة الطقس، وتصميم السيارات والطائرات، وفي عدة استخدامات أخرى. ولكنها نادرة، بسبب ثمنها الباهظ. وأحيانًا ينفذ المستخدمون الأفراد ـ وهم في الغالب علماء ومهندسون بالمرافق العلمية الكبيرة ـ برامجهم على الحواسيب المتفوقة عن بعد، بوساطة شبكات الحاسوب.
وفي الأعوام الأخيرة، حققت الحواسيب الكبيرة المعروفة بالحواسيب المتوازية، إضافات كبيرة في السرعة مقارنة بغيرها من الحواسيب. لكن هذه الحواسيب المتوازية لديها عدة معالجات تعمل جميعها في وقت واحد. ويمكن لكل معالج أن يعمل في جزء من البرنامج. ونتيجة لذلك، يمكن تنفيذ البرنامج بسرعة أكبر كثيرًا مقارنة بتنفيذه على حاسوب ذي معالج واحد. وأسرع الحواسيب العملاقة هي الحواسيب المتوازية. ولكن، يمكن أن تعمل الحواسيب المتوازية أيضًا، كمحطات عمل خاصة سريعة
كيف يعمل الحاسوب
تؤدي الحواسيب نشاطات عديدة ومتنوعة لأنها تستطيع تخزين قوائم ضخمة من الأرقام، والقيام بالعمليات الحسابية بسرعة خارقة، وتعمل كلها أساسًا بطرق مماثلة. ويُرمِّز الحاسوب ـ يترجم ـ الأعداد والكلمات والصور والأصوات وأشكال أخرى من البيانات إلى أصفار وآحاد (0، 1) عن طريق استخدام نظام الترقيم الثنائي. ويقوم معالج الحاسوب بمعالجة الأرقام الثنائية بموجب تعليمات معينة. ويتم الحصول على كل التغييرات المطلوبة على البيانات، بإجراء العمليات الحسابية على هذه الأرقام الثنائية. وبذلك يتم تحويل الأرقام الثنائية التي تمثل البيانات إلى أرقام ثنائية أخرى تمثل المعلومات المطلوبة. ثم تتم عملية فك الترميز (إعادة الترجمة) للنتائج من أرقام ثنائية إلى أرقام عشرية، وإلى كلمات، وصور وأشكال أخرى.
ويمكننــا تجزئة عمل الحاسوب إلى ثلاث خطوات، وهي: 1- إدخال وترميز البيانات والتعليمات 2- معالجة البيانات 3- حل ترميز النتائج وإصدار المخرج. وتتم عملية تخزين المعلومات خلال المراحل الثلاث لعمل الحاسوب
إدخال وترميز البيانات والتعليمات. تستخدم أجهزة الإدخال في هذه الخطوة. ويشرح هذا الفصل كيف يُرمِّز الحاسوب البيانات المدخلة خلال نهاية طرفية، كذلك يشرح الفصل عدداً من معدات الإدخال.
النهــايات الطرفية. تتيــح لمستخدمي الحاسوب طباعة الرموز (الحروف والأرقام) مباشرة على الحاسوب. وتتكون النهاية الطرفية من لوحة مفاتيح و مرقاب. ويتكون المرقاب عادة من أنبوب أشعة الكاثود (سـي. آر. تـي). والمرقاب أنبوب صمام مُفرَّغ من الهواء وشاشة مثل شاشة التلفاز. انظر: الصمام المفرغ. يتيح عرضُ البيانات على المرقاب للمستخدم إمكانية مراجعة البيانات المدخلة وتصحيحها إذا دعت الحاجة.
عند طباعة الرمز، تقوم الدوائر الإلكترونية داخل النهاية الطرفية بتخزينه مؤقتاً في موقع تخزين يسمى المخزن الوسيط. وحالما يظهر الرمز على المخزن الوسيط، ينفِّذ المعالج إحدى التعليمات التي تقوم بتحويله من المخزن الوسيط إلى ذاكرة الحاسوب. وللمرقاب كذلك مخزن وسيط. وكلما أرسل المعالج رمزاً ثنائياً لهذا المخزن الوسيط ظهر الرمز المقابل على الشاشة.
تُستخدم كذلك معدات إدخال أخرى مع المراقيب. فعلى سبيل المثال، تتيح بعض النهايات الطرفية لمستخدميها إمكانية التخاطب مع الحاسوب عن طريق رسم الصور أو الرسم التخطيطي على الشاشة باستخدام قلم ضوئي. وتقوم مثل هذه الوحدات بترميز الرسومات مباشرة من المرقاب. وهناك جهاز يسمى الفأرة يمكن استخدامه لإعطاء أوامر مباشرة للحاسوب. فعند تحريك هذا الجهاز الممسوك باليد على سطح مسطح، فإنه يجعل مؤشراً يؤشر بأمر معين، أو بجزء من بيانات معروضة على المرقاب. يتسبب الضغط على زر بالفأرة، في تنفيذ الأمر، أو تحريك، أو تبديل جزء من البيانات.
المودمات (محولات الرموز). أجهزة تتيح للحواسيب الاتصال بالحواسيب الأخرى باستخدام خطوط الهاتف. يترجم المودم الرموز الثنائية إلى نغمات. ويقوم مودم في النهاية الأخرى من الخط، بترجمة هذه النغمات إلى رموز ثنائية وبيانات رقمية.
وحدة القرص ووحدة الشريط .لها عدة وظائف في عمل الحاسوب. إحدى هذه الوظائف توفير المدخل في شكل ثنائي. ووحدة القرص جهاز يقوم، بجانب أشياء أخرى، بقراءة الأصفار والآحاد التي تم ترميزها مغنطيسيا على الأقراص. وعندئذ تذهب هذه المعلومات للمخزن الوسيط والذاكرة. ويتيح نظام القرص الوصول السريع والمباشر لمعلومة معينة موضوعة بأي مكان على القرص. والأقراص الممغنطة التي تسمى الأقراص المرنة شائعة الاستخدام لتوفير المدخل للحواسيب الشخصية، في حين تُستخدم الأقراص الصلبة مع الحواسيب الكبيرة وبعض الحواسيب الشخصية.
تعمل وحدات الأقراص والأشرطة الممغنطة بالطريقة نفسها تقريبا. ولكن هنا لابد من إعادة الشريط للموقع الذي يحتوي على المعلومة المطلوبة. لهذا السبب تأخذ قراءة معلومة من الشريط وقتاً أطول من قراءتها من القرص.
الماسحات الضوئية .وهي تقرأ البيانات والأوامر أيضًا. وتستشعر بعض الماسحات ضوئيًا شفرات القضبان والعلامات الأخرى المطبوعة على بطاقات التعريف وبطاقات المكتبات، والبضائع في المحال التجارية، والوثائق. ومن ثَم تقوم بتحويلها إلى إشارات كهربائية. وتقرأ بعض الماسحات المعلومات من الأقراص المضغوطة (الأسطوانة المدمجة) أو الأقراص الضوئية. وتحتوي هذه الأقراص على معلومـات مــرمَّزة رقميا ً، يمكــن قراءتها بوساطة شعاع من الليزر.
أجهزة الإدخال الأخرى .وتشتمل على عمود الإدارة لتحريك الأشكال على الشاشة، ولوحة الرسومات التي تتكون من وسادة رقيقة، وقلم خاص لعمل التوضيحات. وتستخدم بعض هذه الأجهزة مع الحواسيب الشخصية. ويُمكِّن جهاز الصوت الحواسيب من فهم الكلمات المنطوقة. كما تحصل بعض الحواسيب الكبيرة على المدخل بوساطة قارئات البطاقات التي تقرأ المعلومات من البطاقات المثقَّبة. ويمثل نمط الثقوب الأحرف، والأرقام، والرموز الأخرى. وكانت قارئات البطاقات مستخدمة على نطاق واسع في وقت من الأوقات، ولكنها أصبحت اليوم أقل استخداماً.


دائرة متكاملة تحتوي على كل الأجهزة الدقيقة المكوِّنة للمعالج على شريحة صغيرة واحدة. هذه الصورة مأخوذة من خلال مجهر، وتوضح جزءاً من هذه الشريحة.
معالجة البيانات. يمثل المعالج الذي يُسمَّى كذلك وحدة المعالجة المركزية أو (سي بي يو)، قلب الحاسوب النابض. فهو يقوم بمعالجة الأرقام الثنائية التي تمثل المدخل على هدي من البـرنامج، ثم يقـوم بتحويلها إلى أرقام ثنائية تمثل النتيجة المطلوبة.
ومنذ تطوير الدائرة المتكاملة في الستينيات من القرن العشرين، أصبح المعالج في كثير من الحواسيب محتويًا ـ في معالج دقيق واحد ـ شريحة سليكونية ليست أكبر حجماً من الظفر. انظر: الدوائر المتكاملة. وكل المعدات والأسلاك المكونة للمعالج موجودة على سطح الشريحة. والسليكون هو أحد مجموعة من المواد يطلق عليها اسم أشباه الموصلات. انظر: شبه الموصل. وتحتوي الدوائر الإلكترونية بالشريحة، على عدد كبير من الأجهزة الصغيرة، تسمى ترانزستورات. والترانزستور إما أن يوقف تدفق التيار الكهربائي أو يدعه يتدفق. انظر: الترانزستور. ويتكون معالج الحاسوب من جزءين: 1- وحدة التحكم. 2- وحدة المنطق الرقمية.
وحدة التحكم. وهي توجه وتنسق العمليات في كل الحاسوب بموجب الأوامر المخزنة في الذاكرة. وعلى وحدة التحكم أن تخــتار الأوامر بالتسلسل الصحيح حيث إن هذا التسلسل يحــدد كل خطوة في العمليات. ويكون التعبير عن مجموعة من الأوامر بوساطة رمز عملية ثنائي يصنِّف مايجب عمله للقيــام بوظيفــة معينة. كما يعطــي رمز العملية معلومات توضــح أيــن توجد بيانات عملية المعالجة من الذاكرة. وتقوم وحــدة التحكــم بترجمة الأوامــر وإرسالها إلى وحدة المنطق. كذلك تقوم بتنظيم انسياب البيانات بين الذاكرة ووحدة المنطق، وتوجيه المعلومات المعالجة للمُخْرَج، أو أجهزة تخزين الملفات.
وحدة المنطق الرقمية. وتعرف أحيانًا باسم وحدة الحساب/المنطق أو (إيه، إل، يو)؛ وهي تعالج البيانات الواردة من الذاكرة، وتقوم بكل الوظائف والعمليات المنطقية المطلوبة لحل المشكلة. وتستخدم الحواسيب المنطق في تنفيذ العمليات الحسابية: الجمع، والطرح، والضرب، والقسمة.
تخزن المسجِّلات، وهي مخازن مؤقتة بوحدة المنطق الرقمية، البيانات الآتية من الذاكرة. وتتكون هذه البيانات من إشارات كهربائية تمثل الأرقام الثنائية، فتمثل الإشارة ذات الضغط الكهربائي المنخفض الرقم الثنائي (0)، بينما تمثل الإشارة ذات الضغط الكهربائي المرتفع الرقم الثنائي (1).
ولتنفيذ عملية حسابية، تنتقل الإشارة الكهربائية على سلك لدائرة أخرى، وذلك لكل مدخل. وتأتي الإجابة على سلك من الناحية الأخرى من الدائرة الإلكترونية. وهناك عدد من الدوائر الأساسية: ثلاث منها هي: البوابة ¸و• والبوابة ¸أو• والبوابة ¸لا• أو العاكس.
وتُفصل هذه الدوائر الأساسية، وتُدْمج مع بعضها، بمختلف الطرق لتنفيذ شتى العمليات الحسابية والمنطقية على الإشارات الكهربائية التي تمثل الأرقام الثنائية. فعلى سبيل المثال، تقوم مجموعة من الدوائر المنطقية بعملية الجمع. وتقوم مجموعة أخرى بمقارنة عددين، ثم تقوم بعمل محدد بناء على نتيجة المقارنة.
وبعد إتمام العملية، يمكن إرسال النتيجة إلى الذاكرة لحين الحاجة إليها. وفي أحيان كثيرة ترسل النتيجة لجهاز إخراج أو جهاز تخزين ملفات.
حل ترميز النتائج وإصدار المُخْرَج. يستعمل الناس أجهزة الإخراج للحصول على معلومة من الحاسوب. وتترجم أجهزة الإخراج الإشارات الكهربائية التي تمثل أرقاماً ثنائية إلى شكل يستطيع المستخدم أن يفهمه. كما أنها في أحيان كثيرة، تعمل كأجهزة إدخال. وهناك أنواع عديدة من أجهزة الإخراج، مثل النهايات الطرفية، والطابعات، والمودمات، ووحدات الأقراص والأشرطة.
النهايات الطرفية. بجانب عملها كجهاز إدخال، تقوم النهايات الطرفية بعرض المخرج على الشاشة. وعندما تنتقل المعلومات من المعالج إلى النهاية الطرفية، تمر من خلال المخزن الوسيط الذي استخدم في وظيفة الإدخال. ويمكن للمستخدم أن يتلقى البيانات على النهاية الطرفية في شكل كلمات، أو أرقام، أو رسوم بيانية، أو صور.
الطابعات. وهي تنتج المخرج على الورق ولها مخازن وسيطة مثل النهايات الطرفية. ولطباعة حرف ما، يضع المعالج الرمز الثنائي لذلك الحرف في المخزن الوسيط بالطابعة. وعندها تقوم الطابعة بطباعة الحرف المقابل للرمز. وبعض الطابعات تعمل بطريقة مماثلة للآلة الطابعة. ويستعمل بعضها الآخر الحرارة، أو كيميائيات خاصة، أو الليزر أو مجموعة من هذه الوسائل لوضع الحروف على الورق.
المودمــات. وتقـــوم بترجـمة الأصوات إلى أرقام ثنائية خلال وظيفة الإدخال، كما يمكنها أن تزود المخرج بترجمة الأرقام الثنائية إلى أصوات. ونتيجة لذلك، توفر للمستخدم إمكانية الحصول على المعلومات عن بُعْد من الحواسيب.
وحدات الأقراص ووحدات الأشرطة. وهي تعمل كأجهزة إدخـــال وإخراج. تتلقــى الأقـــراص والأشــرطة الممغنطة المخرج في شكل ثنائي. وتقوم الوحدات بترجمة المعلومات الثنائية من الأقراص والأشرطة وعرضها على المستخدم، في الغالب، على المرقاب. يمكن استرجاع البيانات المخرجة والمحفوظة على الأقراص والأشرطة بسهولة إلى الحاسوب وقت اللزوم.
أجهزة إخراج أخرى. يشمل ذلك الراسمات، وآلات مفاتيح التثقيب، والأجهزة الصوتية. وتستخدم الراسمات الأقلام لعمل المخططات، والرسومات التخطيطية، والرسومات البيانية على الورق، أو البلاستيك الشفاف. وتسجل آلات التثقيب البيانات بتثقيب البطاقات (الكروت)، أو الأشرطة الورقية وعمل ثقوب بها. وتخرج الأجهزة الصوتية كلمات صوتية من خلال جهاز هاتف خاص أو مكبر صوت. وتزداد أهمية مثل هذه الأجهزة باستمرار.
تخزين المعلومات. في استطاعة الحواسيب أن تخزن المعلومات في نوعين من المواقع أثناء معالجتها ـ في الذاكرة وأجهزة تخزين الملفات. والذاكرة جزء لايتجزأ من الحاسوب، وهي تحتفظ بالأوامر والبيانات خلال المعالجة. في حين توفر أجهزة تخزين الملفات مستودعاً طويل الأمد لكميات كبيرة من المعلومات.
الذاكرة. وتسمى كذلك الذاكرة الداخلية، أو الذاكرة الرئيسية، وتقوم بتخزين المعلومات والبرامج داخل الحاسوب. وتستقبل الذاكرة البيانات والأوامر، من جهاز إدخال أو جهاز تخزين ملفات، كما تستقبل المعلومات من المعالج. وبعد أن ينتهي المعالج من العمل على البيانات، تُحوَّل هذه البيانات إلى أجهزة تخزين الملفات للتخزين الدائم، أو تُرسَل مباشرة لجهاز إخراج لاستخدامها في الحال.
ويمكن بناء المعدات والأسلاك التي تكوِّن الذاكرة، من دوائر متكاملة في شريحة واحدة أو أكثر. وتؤلف الدوائر، والأسلاك، والترانزستورات خلايا ذاكرة كثيرة، في استطاعتها تخزين الأرقام الثنائية. وهذه الخلايا منظمة في مجموعات كل مجموعة لها عنوان؛ رقم يمكن بوساطته تحديد موقع أجزاء معينة من المعلومات بسرعة أجهزة تخزين الملفات. وتسمى كذلك وحدات التخزين المساعدة، وتستطيع تخزين كميات هائلة من المعلومات لفترات طويلة من الزمن. هذه الوحدات أبطأ من الذاكرة المبنية داخل جهاز الحاسوب ـ الذاكرة الرئيسية. لكنها تمتاز بمقدرتها على تخزين معلومات أكثر كما أنها أقل تكلفة. ولهذا السبب، تُستخدم أجهزة تخزين الملفات لتخزين كميات كبيرة من البيانات، والبرامج، والمعلومات المعالجة.
وأهم أجهزة تخزين الملفات هي الأسطوانات المغنطيسية والأشرطة المغنطيسية. وتشغَّل الأسطوانات والأجهزة بوساطة محرك أسطوانات ومحرك أشرطة. وتُستخدم هذه أيضًا كمعدات لإدخال المعلومات وإخراجها. تحول هذه الوحدات المعلومات إلى رموز على سطح الأسطوانات والأشرطة بتحويل الإشارات الكهربائية التي تمثل الأصفار والرقم واحد (1) من رمز مزدوج إلى مغنطيس. وكل صفر يمثَّل في الأسطوانة أو الشريط بوساطة مغنطيس صغير موجه إلى جهة معينة، وكل الأرقام (1) بوساطة مغنطيس موجه إلى الجهة الأخرى المضادة. ولقراءة المعلومات من الأسطوانة أو الشريط يترجم جهاز المحرك الإشارات المغنطيسية إلى إشارات كهربائية، ويرسلها إلى الذاكرة. ويقال إن الأسطوانات المغنطيسية هي أجهزة توصيل عفوية لأن أي جزء من المعلومات فيها يمكن أن يُعايَن أو، يُستبدل بسهولة.
تحتوي أنواع أخرى من أجهزة تخزين الملفات على ذاكرة القراءة فقط ـ أي معلومات لايستطيع الحاسوب تغييرها، وتحتوي وحدات ذاكرة القراءة فقط على قرص مضغوط، أو خرطوشة، أو شريحة سليكون، وتُستخدم لتخزين قواعد المعلومات الضخمة، وبرامج ألعاب الحاسوب.
برمجة الحاسوب


مبرمجو الحاسوب يكتبون الأوامر للحواسيب لاتِّباعها. هذا المبرمج يدخل البرنامج في الحاسوب.
تتضمن البرمجة إعداد وكتابة أوامر مفصلة للحاسوب. وتوجه هذه التعليمات الحاسوب بدقة إلى البيانات المطلوب استخدامها وتسلسل العمليات المطلوب تنفيذها على هذه البيانات. وبدون البرامج لايستطيع الحاسوب إيجاد الحل للمشكلات أو إعطاء أية نتائج أخرى مرغوبة. ويقوم البعض بتطوير برامجهم بأنفسهم. ولكن في معظم الحالات، يقوم علماء الحاسوب والمتخصصون، الذين يُطلق عليهم لفظ المبرمجين، بكتابة الأوامر للحاسوب. ويستخدمون في ذلك لغات البرمجة المكونة من حروف، وكلمات، ورموز، إضافة إلى القواعد لدمج هذه العناصر.
ولايستطيع الحاسوب تنفيذ البرامج المكتوبة بلغة برمجة مباشرة، بل يجب قبل ذلك ترجمة الأوامر إلى لغة الآلة المكونة من أرقام ثنائية. وتمثل هذه الأرقام الثنائية رموز العمليات، وعناوين الذاكرة، والرموز الأخرى المختلفة، كعلامة الجمع وعلامة الطرح. وتعرف لغة الآلة أيضاً باللغة المتدنية المستوى.
وتترجم برامج خاصة تسمى البرامج المترجمة والبرامج المجمعة لغات البرمجة إلى لغة الآلة. كما يوجد برنامج من نوع خاص يسمى نظام التشغيل يحتوي على أوامر لتشغيل الحاسوب، ويتحكم في أجهزة الإدخال والإخراج،