نقاش المستخدم:أبو قصي

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

مكونات الحاسوب

'''حاسوب''' أو حاسب، أو كمبيوتر، هو جهاز يقوم بمعالجة المعلومات وفق إجراء محدد. صرفيـًا، يرجع أصل الكلمة باللغة العربية إلى الجذر "حَسَبَ" بمعني "أجري العمليات على الأرقام". فكلمة "حاسوب" هي صيغة مبالغة غير قياسية على الوزن "فاعول" من هذا الجذر. يتكون الحاسوب من عتاد وبرمجيات يقومان معا في تأدية وظيفة محددة جدا.

الحاسب أو الكمبيوتر هو عبارة عن جهاز مصمم لمعالجة البيانات و ذلك طبقا لمجموعة كبيرة من التعليمات و الاوامر و التي تسمى برنامج.

فهرست

1 مقدمة
2 تاريخ الحاسبات
3 كيف تعمل الحاسبات : بنية البرنامج المخزن
4 الدوائر الرقمية
5 اجهزة الادخال و الاخراج
6 البرامج
7 المكتبات و انظمة التشغيل
8 أنواع الحاسبات
9 مكونات الحاسب
10 انظر أيضا

[تحرير] مقدمة

الحاسبات متنوعة. في الواقع انها آلات معالجة بيانات عالمية . طبقا لفرض Church–Turing فإن حاسب له قدرة ذات حد أدنى معين يكون ببساطة قادر على انجاز المهام الخاصة باي حاسب آخر ، بدءا من المساعد الرقمي الشخصي إلى السوبر كمبيوتر ، طالما أن الوقت و سعة الذاكرة ليست في الاعتبار. لذلك فإن التصميمات المتماثلة من الحاسب من الممكن أن تضبط من أجل مهام تتراوح بين معالجة حسابات موظفي الشركات و التحكم في الطائرات الفضائية بدون طيار. و بسبب التطور التكنولوجي فإن الحاسبات الاليكترونية الحديثة بشكل جبري تكون اكثر قدرة من تلك التي من الاجيال السابقة (ظاهرة موصوفة و مشروحة جزئيا بقانون مور).

تأخذ الحاسبات اشكالا ملموسة (فيزيائية) متعددة . لقد كانت الحاسبات الاليكترونية البدائية في حجم حجرة كبيرة وهذه الحاسبات الضخمة ما زالت موجودة و ذلك لاداء الحسابات العلمية المتخصصة - السوبر كمبيوتر - و كذلك من اجل متطلبات اجراء المعالجة الخاصة بالشركات الكبيرة و غالبا ما يطلق عليها حواسيب الإطار الرئيسي mainframes. إن الحاسبات الاصغر و المستخدمة شخصيا و التي يطلق عليها الحاسبات الشخصية، و المعادل المتنقل لها و الذي يسمى بالحاسب المحمول تعد ادوات معالجة معلومات و اتصالات كاملة و هي أيضا ما يعتقده الغالبية العظمى من غير الخبراء لما يعرف بالحاسب. و مع ذلك فإن أكثر اشكال الحاسب شيوعا و استخداما هذه الايام هي الحاسبات المدمجة و هي حاسبات صغيرة تستخدم للتحكم بجهاز آخر. تستطيع الحاسبات المدمجة التحكم في اجهزة تبدأ من الطائرة المقاتلة إلى الكاميرات الرقمية.

[تحرير] تاريخ الحاسبات

اساسا يعبر مصطلح "حاسب" عن الشخص الذي يقوم بالحسابات الرقمية و غالبا ما يكون ذلك بمساعدة جهاز حساب ميكانيكي. يوجد امثلة على اجهزة الحساب البدائية تلك و التي تمثل الاسلاف الاوائل للكمبيوتر ، منها abacus أو المعداد (اداة تستخدم الان في تعليم الاطفال العد) و Antikythera mechanism وهو جهاز يوناني قديم كان يستخدم لحساب حركات الكواكب و التأريخ من سنة 87 قبل الميلاد تقريبا. شهدت نهاية العصور الوسطى نشاطا اوربيا في علمي الرياضيات والهندسة وكان Wilhelm Schickard (1623) الاول من عدد من العلماء الاوربيين الذي انشاء آله حاسبة ميكانيكية. تم تدوين abacus (المعداد) على أنه حاسب بدائي وذلك لانها كانت تشبه الالة الحاسبة في الماضي. في سنة 1801 قام Joseph Marie Jacquard بعمل تحسين للاشكال النولية الموجودة و التي تستخدم مجموعة متتالية من الكروت الورقية المثقبة و كأنها برنامج لنسج اشكال معقدة. والنتيجة كانت أن نول Jacquard لم يتم اعتباره وكأنه حاسب حقيقي ولكنه كان خطوة هامة في تطوير الحاسبات الرقمية الحديثة. كان Charles Babbage أول من فكر و صمم حاسب مبرمج بالكامل و ذلك في بدايات سنة 1820 ولكن بسبب مجموعة من الحدود التكنولوجية في ذلك الوقت والمحدودية المالية و كذلك عدم القدرة على حل مشكلة الاصلاح غير الجيد في تصميمه فإن الجهاز لم يتم بناءه فعليا في حياته. عدد من التكنولوجيات و التي اثبتت فائدتها لاحقا في الحوسبة، مثل الكارت المثقب و انبوبة الصمام ظهرت بنهاية القرن التاسع عشر، و معالجة البيانات اوتوماتيكيا ذات التدرج الكبير باستخدام الكروت المثقبة تم صنعها باستخدام آلات جدولة و التي تم تصميمها على يد Hermann Hollerith.

خلال النصف الاول من القرن العشرين، العديد من احتياجات الحسابات العلمية تزداد سوفسطائيا، الحاسبات التماثلية ذات الغرض المخصص والتي استخدمت نسخة ميكانيكية او كهربية مباشرة من المسألة كقاعدة في الحساب. اصبحت تلك الحاسبا غاية في الندرة بعد التطوير الذي طرأ على الحاسب الرقمي المبرمج.

إن نجاح اجهزة الحاسب القوية و المريحة بدأ في الثلاثينيات و الاربعينات من القرن العشرين، و بالتدريج اضافة المميزات الرئيسية في الحاسبات الحديثة مثل استخدام الاليكترونيات الرقمية (تم اختراع معظمها على يد Claude Shannon سنة 1937) و القدرة على البرمجة بطريقة اكثر سلاسة. إن تحديد نقطة واحدة خلال هذا المشوار على انها "أول حاسب اليكتروني رقمي" أمر صعب جدا. من الانجازات الاساسية، حاسب Atanasoff-Berry (1937) ، و هي آلة ذات غرض مخصص و التي كانت تستخدم الحوسبة المقادة بالصمامات (انبوبة الصمام) و الارقام الثنائية و الذاكرة المجددة. حاسب Colossus البريطاني السري (1944) و الذي كان يملك قدرة محدودة على البرمجة و لكنه قدم أن جهازا يستخدم الالاف من الصمامات من الممكن أن يكون موثوقا و إعادة برمجته اليكترونيا. Harvard Mark I حاسب اليكتروميكانيكي ذو التدرج الكبير لديه قدرة محدودة على البرمجة (1944). الحاسب الامريكي المني على نظام العد العشري ENIAC (1946) و كان اول حاسب اليكتروني ذو اغراض عامة و لكن في الاساس فإن بنيته غير سلسة و الذي يعني أن أعادة برمجته اساسيا تتطلب أعادة توصيله. و آلات Z الخاصة بـ Konrad Zuse، مع الاليكتروميكانيكي Z3 (1941) يكون اول اله عاملة تقدم ميزة الحساب الاوتوماتيكي للارقام الثنائية و القدرة على البرمجة بطريقة عملية و ملائمة.

إن فريق العمل الذي قام بتطوير ENIAC أدرك عيوب جهازه و جاء بتصميم اكثر مرونة و روعة و الذي صار يعرف ببنية Von Neumann (أو "بنية البرنامج المخزن"). اصبحت بنية البرنامج المخزن افتراضيا القاعدة لكل الحاسبات الحديثة. بدأ عدد من المشاريع لتطوير حاسب يعتمد على بنية البرنامج المخزن في منتصف إلى اخر الاربعينات من القرن العشرين. إن أول حاسب من هولاء تم الانتهاء منه في بريطانيا. أول هولاء الذي يعتبر أفضل و عامل كان ما يعرف بآلة التدرج الصغير التجريبية (Small-Scale Experimental Machine) و لكن EDSAC ربما كان أول نسخة عملية تم تطويرها.

إن تصميمات الحاسب المقاد بأنبوبة الصمام أصبحت قيد الاستخدام خلال الخمسينات من القرن العشرين، و لكن مع الوقت تم استبدالها بالحاسبات الترانزستورية حيث أنها اصغر و اسرع و ارخص و اكثر معولية (وثوقية)، كل ذلك اتاح لها أن يتم انتاجها على المستوي التجاري و ذلك في الستينات من القرن العشرين. في سبعينات القرن العشرين، ساعد اختيار تكنولوجيا الدائرة المتكاملة في أنتاج الحاسبات بتكلفة قليلة كافية لان تسمح للافراد بامتلاك حاسب شخصي من الانواع المعروفة حاليا.

[تحرير] كيف تعمل الحاسبات : بنية البرنامج المخزن

بينما تغيرت التقنيات المستخدمة في الحاسبات بصورة مثيرة منذ ظهور اوائل الحاسبات الاليكترونية متعددة الاغراض من اربعينات القرن العشرين ، ما زال معظمها يستخدم بنية البرنامج المخزن (يطلق عليها في بعض الاحيان بنية von Neumann). استطاع التصميم جعل الحاسب العالمي حقيقيا جزئيا.

تصف البنية حاسب ذو اربع اقسام رئيسية: وحدة الحساب و المنطق (ALU) و دائرة التحكم و الذاكرة و اجهزة الادخال و الاخراج (يعبر عنها بمصطلح I/O). هذه الاجزاء تتصل ببعضها عن طريق حزم من الاسلاك (تسمى "النواقل" عندما تكون نفس الحزمة تدعم أكثر من مسار بيانات) و تكون في العادة مساقة بمؤقت أو ساعة (مع أن الاحداث الاخرى تستطيع أن تقود دائرة التحكم).

فكريا، من الممكن رؤية ذاكرة الحاسب كأنها قائمة من الخلايا. كل خلية لها عنوان مرقم و تستطيع الخلية تخزين كمية قليلة و ثابتة من المعلومات. هذه المعلومات من الممكن ان تكون إما تعليمة (أمر) و التي تخبر الحاسب بما يجب ان يفعله و إما ان تكون بيانات و هي المعلومات التي يقوم الحاسب بمعالجتها باستخدام الاوامر التي تم وضعها على الذاكرة. عموما، يمكن استخدام اي خلية لتخزين أما اوامر او بيانات.

إن وحدة الحساب و المنطق بالعديد من المعانى هي قلب الحاسب. إنها قادرة على تنفيذ نوعين من العمليات الاساسية. الاولى هي العمليات الحسابية، جمع أو طرح رقمين سويا. إن مجموعة العمليات الحسابية قد تكون محدودة جدا، في الواقع، بعض التصميمات لا تدعم عمليتي الضرب و القسمة بطريقة مباشرة (عوضا عن الدعم المباشر، يستطيع المستخدمون دعم عمليتي الضرب و القسمة و ذلك من خلال برامج تقوم بمعالجات متعددة للجمع و الطرح و الارقام الاخرى). القسم الثاني من عمليات وحدة الحساب و المنطق هي عمليات المقارنة: بادخال رقمين، تقوم هذه الوحدة بالتحقق من تساوي او عدم تساوي الرقمين و تحديد اي الرقمين هو الاكبر.

إن انظمة الادخال و الاخراج هي الوسائل التي تجعل الحاسب يستقبل المعلومات من العالم الخارجي و يقرر النتائج ثانية الى العالم. في الحاسب الشخصي العادي تتضمن اجهزة الادخال مكونات مثل لوحة المفاتيح و الفأرة و تتضمن اجهزة الاخراج الشاشات و الطابعات و ما يشابهها، و لكن كما سنناقش لاحقا فإن من الممكن توصيل مجموعة ضخمة و متنوعة من الاجهزة إلى الحاسب و تعمل كاجهزة ادخال و اخراج.

إن نظام التحكم يجمع كل ذلك. إن وظيفته هي قراءة الاوامر و البيانات من الذاكرة او من اجهزة الادخال و الاخراج، و كذلك فك شفرة الاوامر، تغذي وحدة الحساب و المنطق بالمدخلات الصحيحة طبقا للاوامر، تخبر وحدة الحساب و المنطق بالعملية الواجب تنفيذها على تلك المدخلات و تعيد ارسال النتائج الى الذاكرة او الى اجهزة الادخال و الاخراج. يعتبر العداد من المكونات الرئيسية في نظام التحكم و الذي يقوم بمتابعة عنوان الامر الحالي، في العادة يزداد قيمة العنوان في كل مرة يتم فيها تنفيذ الامر الا اذا اشار الامر نفسه الى ان الامر التالي يجب ان يكون في عنوان اخر (ذلك يسمح للحاسب بتنفيذ نفس الاوامر بطريقة متكررة).

بدءا من ثمانينات القرن العشرين، صار كل من وحدة الحساب و المنطق و وحدة التحكم (يسميان مجتمعان بوحدة المعالجة المركزية CPU) في المعتاد موجودين في دائرة متكاملة واحدة تسمى المعالج الدقيق (المايكروبروسيسور)

إن آلية عمل اي حاسب في الاساس تكون واضحة تماما. في المعتاد، في كل دورة زمنية يقوم الحاسب بجلب الاوامر و البيانات من الذاكرة الخاصة به. يتم تنفيذ الاوامر، يتم تخزين النتائج، ثم يتم جلب الامر التالي. هذا الاجراء يتكرر حتى تتم مقابلة امر التوقف.

إن الاوامر التي تقوم وحدة التحكم بتفسيرها و تقوم وحدة الحساب و المنطق بتنفيذها يكون عددها محدود، و محددة بدقة و تكون عمليات بسيطة جدا. بصفة عامة، فإنها تندرج ضمن واحد أو اكثر من اربعة اقسام: 1) نقل بيانات من مكان لاخر (مثال على ذلك امر "يخبر" وحدة المعالجة المركزية أن "تنسخ محتويات الخلية 5 من الذاكرة و وضع النسخة في الخلية 10") : 2) تنفيذ العمليات الحسابية و المنطقية على بيانات (على سبيل المثال "قم باضافة محتويات الخلية 7 إلى محتويات الخلية 13 و ضع الناتج في الخلية 20") : 3) اختبار حالة البيانات ("لو أن محتويات الخلية 999 هي 0 فإن الامر التالي يكون موجود في الخلية 30") 4) تغيير تسلسل العمليات (يغير المثال السابق تسلسل العمليات و لكن الاوامر مثل "الامر التالي يوجد في الخلية 100" تكون ايضا قياسية).

إن الاوامر تكون ممثلة مثل البيانات في صورة شفرة ثنائية (نظام للعد قاعدته الرقم 2). على سبيل المثال، الشفرة لنوع من انواع عملية "نسخ" في المعالجات الدقيقة من نوع Intel x86 هي 10110000. إن الامر الجزئي يكون معد بحيث أن حاسب معين يدعم ما يعرف بلغة آلة الحاسب. إن استخدام لغة الالة سابقة التبسيط جعلها اكثر سهولة لتشغيل برامج موجودة على آلة جديدة: و هكذا في الاسواق حيثما تكون اتاحة البرامج التجارية امر ضروري فإن المزودين يتفقون على واحد أو عدد صغير جدا من لغات الالة البارزة.

إن الحاسبات الاكبر مثل (minicomputers و mainframe computers و servers) تختلف عن الانواع السابقة في امر هام هو ان بدلا من وجود وحدة معالجة مركزية واحدة فإنه في الغالب يوجد اكثر من وحدة. غالبا ما تمتلك الحاسبات السوبر بنيات غير عادية بدرجة كبيرة و هذه البنيات مختلفة بشكل ملحوظ عن بنية البرنامج المخزن الاساسية و في بعض الاحيان تحتوي على الالاف من وحدة المعالجة المركزية، و لكن مثل هذه التصميمات تصبح ذات فائدة فقط لاغراض مخصصة.

[تحرير] الدوائر الرقمية

إن التصميم الفكري اعلاه من الممكن ان يطبق باستخدام تشكيلة من التقنيات المختلفة. كما ذكرنا سابقا، إن حاسب البرنامج المخزن يمكن تصميمه كليا من مكونات ميكانيكية مثل الحاسب الذي صممه Babbage. على الرغم من ذلك، تسمح الدوائر الرقمية بتطبيق منطق Boolean و الحساب باستخدام الارقام الثنائية باستخدام الحاكمات (relays) بصورة اساسية و مفاتيح يتم التحكم فيها كهربيا. لقد بين لنا فرض Shannon الشهير كيف يمكن ترتيب الحاكمات (relays) لتشكيل و حدات تسمى بالبوابات المنطقية (logic gates) و تنفيذ العمليات البولينية البسيطة. و بعد ذلك، قرر الاخرون ان الانابيب الصمامية (اجهزة اليكترونية) من الممكن ان تستخدم عوضا عن الحاكمات. تستخدم الانابيب الصمامية اساسا كمكبر اشارة في الراديو و التطبيقات الاخرى، و لكنها استخدمت في الاليكترونيات الرقمية كمفتاح سريع جدا: فعندما يتم توصيل الكهرباء لطرف من اطرافه يستطيع التيار المرور بين الطرفين الاخرين.

يمكن انشاء دوائر رقمية لعمل مهام اكثر تعقيدا و ذلك باستخدام ترتيبات معينة للبوابات المنطقية، على سبيل المثال الجامع، و الذي يطبق في الاليكترونيات نفس الطريقة الفنية المستخدمة في الحاسبات

[تحرير] اجهزة الادخال و الاخراج

I/O (اختصارا لـ Input/Output) هو مصطلح عام يطلق على الاجهزة التي ترسل المعلومات من العالم الخارجي و تلك التي تعيد نتائج الحسابات. هذه النتائج يمكن إما أن تظهر مباشرة للمستخدم أو أن يتم ارسالها الى اله اخرى و التي يكون تحكمها مخصص للحاسب. على سبيل المثال في الانسان الالى (robot) يكون جهاز الاخراج الرئيسي لتحكم الحاسب هو الروبوت ذاته.

إن الجيل الاول من الحاسبات كان مجهزا بمدى محدود جدا من اجهزة الادخال. إن قارئ الكروت المثقبة أو الاشياء المماثلة كانت تستخدم لادخال الاوامر و البيانات في ذاكرة الحاسب، و كذلك استخدم بعض انواع الطابعات و هو في العادة عبارة عن teletype معدل لتسجيل النتائج. و على مر السنين، اجهزة اخرى تم اضافتها. بالنسبة الى الحاسبات الشخصية على سبيل المثال، فان لوحة المفاتيح و الفأرة هما الطريقتين الرئيسيتين المستخدمتين من الناس لادخال المعلومات مباشرة الى الحاسب، و الشاشة هي الطريقة الرئيسية لاعادة اظهار المعلومات للمستخدم و ذلك بالرغم من أن الطابعات و السماعات منتشرة ايضا. يوجد تشكيلة ضخمة من اجهزة الادخال الاخرى لادخال انواع اخرى من المدخلات. مثال على ذلك هو الكاميرا الرقمية حيث تستخدم لادخال معلومات مرئية. يوجد نوعين بارزين من اجهزة الادخال و الاخراج. النوع الاول هي اجهزة التخزين الثانوية مثل الاقراص الصلبة (hard disks) و وحدات الاسطوانات (CD-ROM) و key drives و ما يماثلها و التي تتميز بالبطء نسبيا و لكنها ذات سعات تخزينية عالية، حيث يمكن تخزين المعلومات لاستعادتها لاحقا: النوع الثاني هي الاجهزة المستخدمة للاتصال بشبكات الحاسب. إن القدرة على نقل البيانات بين الحاسبات فتح مدي واسع من القدرات للحاسب. شبكة الانترنت العالمية تسمح لملايين الحاسبات بنقل المعلومات من جميع الانواع بينها و بعضها.

[تحرير] البرامج

إن برامج الحاسب ببساطة هي عبارة عن قائمة من الاوامر يقوم الحاسب بتنفيذها. تتراوح هذه الاوامر (التعليمات) ابتداء من بعض الاوامر القليلة التي تؤدي مهمة بسيطة الى قائمة اوامر اكثر تعقيدا و التي من الممكن ان تحتوي جداول من البيانات. العديد من برامج الحاسب تحتوي الملايين من الاوامر و العديد من هذه الاوامر يتم تنفيذها بصورة متكررة. إن حاسب شخصي حديث نموذجي (في عام 2005) يمكنه تنفيذ حوالي 3 مليار امر في الثانية. إن الحاسبات لم تكتسب قدراتها غير العادية من خلال قدرتها على تنفيذ الاوامر المعقدة. و لكن بالاحرى فإنها تقوم بالملايين من الاوامر المرتبة عن طريق اشخاص يعرفون بالمبرمجين.

عادة، فإن الناس -في العادة- لا يكتبون الاوامر الى الحاسب مباشرة بلغة الالة.إن البرمجة بهذه اللغة عملية مملة جدا و تميل للخطا بصورة كبيرة مما يجعل المبرمجين غير قادرين على الانتاج بصورة كبيرة. و عوضا عن ذلك، يقوم المبرمجين بوصف العملية المرادة في لغة برمجة "عالية المستوى" و التي يتم ترجمتها اوتوماتيكيا بعد ذلك الى لغة الالة عن طريق برامج حاسب مخصصة (مفسرات و مجمعات). بعض لغات البرمجة ترسم خريطة قريبة جدا من لغة الالة مثل لغة التجميع Assembly (لغات برمجة منخفضة المستوى): و على الجانب الاخر فإن لغات البرمجة مثل البرولوج Prolog مبنية على قواعد مجردة و مفصولة عن تفصيلات العملية الحقيقية للالة (لغات برمجة عالية المستوى). إن اللغة المختارة لمهمة جزئية تعتمد على طبيعة هذه المهمة و المهارة التي يمتلكها المبرمجين و توافر الادوات و عادة احتياجات المستهلكين (على سبيل المثال، فإن المشاريع الخاصة بالاستخدامات الحربية الامريكية في الغالب يجب ان تكون مبرمجة بلغة Ada).

إن Computer software (الاجزاء غير الملموسة بالحاسب) هو مصطلح بديل لبرامج الحاسب (computer programs): إنها عبارة اكثر شمولية و تحتوي كل المواد الهامة المصاحبة للبرنامج و التي يحتاجها لاداء المهام المهمة على سبيل المثال فإن لعبة الفيديو لا تحتوي فقط على البرنامج نفسه و لكن تحتوي ايضا على بيانات تمثل الصور و الاصوات و المواد الاخرى المطلوبة لعمل البيئة التخيلية للعبة. تطبيق الحاسب هو قطعة من برامج الحاسب التي تقدم للعديد من المستخدمين غالبا في سوق تجزئة. من الامثلة الحديثة المطبقة تماما هي الادوات المكتبية office suite و هي عبارة عن برامج ذات صفات مشتركة لاداء مهام المكتب الشائعة.

بالذهاب من القدرات شديدة البساطة الخاصة بأمر لغة الة واحد إلى القدرات الضخمة للبرامج التطبيقية يعني أن الكثير من برامج الحاسب تكون كبيرة جدا و معقدة للغاية. من الامثلة المنطبقة على ذلك هو Windows XP و الذي يتكون من حوالي 40 مليون سطر من شفرة الحاسب في لغة برمجة C++: يوجد العديد من المشاريع التي تكون اكبر هدفا، يقوم بانشائه فرق كبيرة من المبرمجين. إن ادارة هذه المشاريع شديدة التعقيد هو مفتاح امكانية تنفيذ هذه المشاريع: لغات البرمجة و تطبيقات البرمجة تسمح بتقسيم المهمة الى مهام فرعية اصغر فاصغر حتى تصبح في قدرات مبرمج واحد و في وقت مناسب.

على اي حال، فان عملية تطوير البرامج لا زالت بطيئة و لا يمكن التنبؤ بها و تميل للخطأ: إن نظام هندسة البرامج حاولت و قد نجحت جزئيا في جعل العملية اكثر سرعة و انتاجية و تحسين جودة المنتج النهائي.

[تحرير] المكتبات و انظمة التشغيل

بعد فترة وجيزة من تطوير الحاسب، تم اكتشاف ان هناك مهام معينة تكون مطلوبة في برامج مختلفة؛ إن مثالا قديما على ذلك كان حساب بعض الدوال الرياضية الاساسية. و من اجل الفعالية، فقد تم جمع نسخ نموذجية من تلك الدوال و وضعها في مكتبات تكون متاحة لمن يحتاجها. إن مجموعة المهام الشائعة بعض الشئ و التي تتعلق بمعالجة كتل البيانات الخاصة "بالتحدث" الى اجهزة الادخال و الاخراج المختلفة، و لذلك تم تطوير مكتبات لها سريعا.

بانتهاء الستينات من القرن العشرين، و مع الاستخدام الصناعي الواسع للحاسب في العديد من الاغراض، اصبح من الشائع استخدامها لانجاز العديد من الوظائف في مؤسسة. بعد ذلك بفترة وجيزة اصبح متاحا وجود برامج خاصة لتوقيت و تنفيذ تلك المهام العديدة. إن مجموع كل من ادارة "الاجزاء الصلبة" و توقيت المهام اصبح معروفا باسم "نظام التشغيل"؛ من الامثلة القديمة على هذا النوع من انظمة التشغيل القديمة كان OS/360 الخاص بـ IBM.

إن التطوير الرئيسي التالي في انظمة التشغيل كان timesharing - و فكرته تعتمد على ان عدد من المستخدمين بامكانهم استخدام الالة في وقت واحد و ذلك عن طريق الاحتفاظ بكل برامجهم في الذاكرة و تنفيذ برنامج كل مستخدم لمدة قصيرة و بذلك يصبح و كأن كل مستخدم يملك كل منهم حاسبا خاصا به. إن مثل هذا التطوير يتطلب من نظام التشغيل بأن يقدم لكل برامج المستخدمين "الة تخيلية" و ذلك لمنع برنامج المستخدم الواحد من التداخل مع البرامج الاخرى (بالصدفة أو التصميم). إن مدى الاجهزة التي يجب ان تتعامل معها نظم التشغيل قد تمدد؛ من الامثلة الملاحظة كان القرص الصلب؛ إن فكرة الملفات الفردية و الترتيب البنائي المنظم للادلة "directories" (حاليا يطلق عليها في الغالب مجلدات "folder") قد سهلت و بشكل كبير استخدام هذه الاجهزة للتخزين الدائم. من الامثلة الحديثة المطبقة تماما هي الادوات المكتبية office suite و هي عبارة عن برامج ذات صفات مشتركة لاداء مهام المكتب الشائعة. إن متحكمات الوصول الامن سمحت لمستخدمي الحاسب بالوصول فقط الى الملفات و الادلة و البرامج التي لديهم تصريح باستخدامها كانت ايضا شائعة.

ربما تكون اخر اضافة لنظام التشغيل كانت عبارة عن ادوات تزود المستخدم بواجهة مستخدم رسومية معيارية. بينما كانت هناك بعض الاسباب التقنية لضرورة ربط واجهة المستخدم الرسومية (GUI) لباقي اجزاء نظام التشغيل، فقد سمح ذلك لبائع نظام التشغيل بجعل كل البرامج الموجهة لنظام تشغيلهم تمتلك نفس الواجهة.

خارج هذه المهام الداخلية "core"، فإن نظام التشغيل غالبا ما يكون مزودا بمجموعة من الادوات الاخرى، بعض منها ربما يملك اتصال ضئيل بهذه المهام الداخلية الاصلية و لكن وجد انها مفيدة لعدد كافي من المستهلكين مما جعل المنتجين باضافتها. على سبيل المثال فإن Apple's Mac OS X يتم تقديمها مع تطبيق لتحرير الفيديو الرقمي.

نظم تشغيل الحاسبات الاصغر ربما لا تقدم كل هذه المهام. نظم التشغيل للمايكروكمبيوتر القديم ذو الذاكرة و قدرات المعالجة المحدودتين كانت لا تقدم كل المهام، و الحاسبات المدمجة دائما إما تملك نظم تشغيل متخصصة أو لا تملك نظام تشغيل بالكلية، مع برامجه التطبيقية المتخصصة و التي تؤدي المهام التي من الممكن ان تعود بطريقة اخرى الى نظام التشغيل.

[تحرير] أنواع الحاسبات

يمكن تقسيم الحواسيب إلى:

حواسيب الإطار الرئيسي: وهي الحواسيب ذات السعات التخزينية الضخمة والكفاءة العالية في المعالجة والتي تستخدم في المنشآت الكبيرة كالدوائر الحكومية والجامعات والشركات الكبرى، حيث يتم ربط الجهاز الرئيسي بمجموعة من الأجهزة الفرعية تسمى نهايات طرفية.
حواسيب شخصية: وهي الحواسيب التي نراها في المنازل والمكاتب. ويستعمل مصطلح الحاسوب أو كمبيوتر بشكل عام في الإشارة إلى الحواسيب الشخصية.
حواسيب كفيـّة: وهي أجهزة صغيرة لا يتجاوز حجمها كف اليد، تستخدم في إجراء بعض المهام الحاسوبية البسيطة كحفظ البيانات الضرورية والمواعيد، وقد توسع استخدامها مؤخراً حتى أصبحت تضاهي باستخداماتها الحواسيب الأخرى، حيث تستخدم بعضها في الدخول إلى الانترنت أو الاستدلال في الطرق من خلال أنظمة الابحار.
حواسب مدمجة: وهي الحواسيب الموجودة في العديد من الأجهزة الإلكترونية والكهربائية في هذه الأيام. إذ أن العديد من الأجهزة تحتوي حواسيب لأغراض خاصة. فمثلاً توجد الحواسيب في الهواتف السيارات وأجهزة الفيديو والطائرات وغيرها.

والحواسيب المدمجة او ما يضلق عليها اسم المتحكم الصغير وهي عبارة عن microcontroler هكذا تسمى باللغة الإنجليزية لأنه عدة اجزاء كمبيوتر موضوعة في رقاقة الكترونية واحدة وهي الchip التي تبرمج كيفما تريد نعم تستطيع عمل برمجة لهذه الرقاقت وتستطيع محيها اكثر من 1000 مرة واعادة برمجتها من اهم القطع المستعملة الا و هي pic16f84 الشهيرة من شكرة microship العالمية وهناك نسخ افضل من هذه الرقاقة لكن اذا كنت تريد عمل مشروع يبيتي يمكنك البدء بهذه . يمكنك عمل الآف التطبيقات بواسطة برمجة هذه الرقاقة اي تسيرها حسبما تريد ان تسيرها .

[تحرير] مكونات الحاسب

يقصد بمكونات الحاسوب المكونات الصلبة أو العتاد Hardware فقط. من الممكن القول أن أي نظام حاسوبي يحتوي على الأجزاء التالية بأشكاله المختلفة:

وحدة المعالجة المركزية -و يطلق عليه اختصارًا "المعالج"- و هو المسئول عن معالجة العمليات الحسابية و تنفيذها
اللوحة الام Motherboard
ذاكرة الوصول العشوائي RAM
وحدات إدخال وإخراج البيانات مثل لوحة المفاتيح والفأرة والشاشة.

و هناك مكونات أخرى تعتبر مكملة لعمل الحاسوب مثل:

الطابعة
الماسح الضوئي
الاجهزة الصوتية و المرئية أو الوسائط المتعددة

بالإضافة إلى المكونات الصلبة فإن الحاسوب يحتاج إلى:

نظام تشغيل ليس من مكونات الحاسوب و يعتبر من المكملات
البرامج ليست من مكونات الحاسوب و تعتبر من المكملات، و يشبه البعض العلاقة بين البرامج و الحاسوب بالعلاقة بين الروح و الجسد.