كيف يعمل الحاسوب؟

ان جون فون نيومان أول مَن قام بدراسة التركيب الوظيفي للإنسان عن طريق ملاحظة كيفية حله للمشكلات، ووجد أن الإنسان لكي يحل مشكلة معينة فإنه يقوم بتوظيف حواسه في جمع عناصر المشكلة ومعلوماتها، ثم يلي ذلك تخزين هذه المعلومات في الذاكرة، ثم يقوم العقل بتحليل المشكلة، ومن ثَمَّ إيجاد الحل المناسب من واقع خبرته التي تعلَّمها، وينتهي الأمر باتخاذ قرار معين؛ حيث تصدر الأوامر إلى العضلات المختلفة في عضو من الأعضاء للتنفيذ، وتقوم الأعصاب بدور الناقل في جميع مراحل هذه العملية.
ومن واقع دراسة نيومان نجد أن الإنسان ينقسم وظيفياً إلى الوحدات الأساسية التالية: وحدات لإدخال واستقبال المعلومات والبيانات، وتتمثل في الحواس الخمس؛ السمع والبصر والتذوق والشم واللمس، ووحدة لتخزين البيانات تتمثل في الذاكرة، ووحدة لمعالجة البيانات وهي العقل، ووحدة إخراج وتنفيذ البيانات وتتمثل في العضلات، والناقلات بين الوحدات وهي الأعصاب.
ولمَّا كانت ذاكرة الإنسان عاجزة عن استيعاب المعلومات والبيانات إلى ما لا نهاية؛ فقد استعان الإنسان بوسائط مساعدة يقوم بتخزين المعلومات عليها ثم استدعائها في أي وقت، وذلك عن طريق أيٍّ من وحدات الإدخال الخاصة به؛ لذلك فقد اختُرع الكتاب المقروء والصوتُ المسجَّل والفيديو المرئي وغيرها من وسائل حفظ البيانات والمعلومات.
ولبيان كيفية تمثيل ما سبق شرحه نضرب مثالاً بعملية بسيطة، كأن يقوم إنسان بتوجيه سؤال إلى إنسان آخر، ولتكن عملية ضرب رقم في رقم.
فيقوم الأول بتوجيه السؤال صوتياً، وتقوم وحدة الإدخال في الثاني وهي الأذن باستقبال السؤال الذي تنقله الأعصاب إلى وحدة المعالجة المركزية وهي العقل الذي يستدعي ما يخزِّنه في الذاكرة عن كيفية إجراء العمليات الحسابية قسم جدول الضرب، ويتولى حساب النتيجة ويبث الناتج عبر الأعصاب إلى عضلات الفم واللسان الذي يترجمه إلى جواب صوتي يسمعه السائل.
إن ما لاحظه جون فون نيومان هو ما تم تطبيقه عملياً عند تصميم جهاز الحاسب؛ فوحدات إدخال تؤدي للحاسب ما تؤديه الحواس الخمس، فنجد أن هناك عدة أنواع من أجهـزة أو وحدات الإدخال، مثل لوحة المفاتيح KEYBOARD والفأرة (MOUSE) والماسح الضوئي (SCANNER)، وقلم القراءة الضوئي، وهكذا.
ويحتاج الحاسب، مثله مثل الإنسان، إلى ذاكرة أساسية داخلية MAIN MEMORY، ولا يمكن للجهاز أن يعمل بدونها، وهي دائمة الاتصال بوحدة المعالجة المركزية. والتقسيم المنطقي للذاكرة مكوَّن من مجموعة من الحجرات تسع كل منها لثمانية بتّات BITS، والبت هو أساس العمل في الحاسب، وكل ثمانية بتات BITS تمثلBYTE بايت واحد، الذي يمثل بدوره حرفاً هجائياً أو رقمياً واحداً.
والذاكرة الأساسية المرتبطة بوحدة المعالجة المركزية محدودة في قدرتها التخزينية؛ لذلك تمَّ استحداث عدد من وسائل التخزين المساعدة تماماً مثل الوضع في حالة الإنسان، فنجد مثل الوسائط الممغنطة مثل الأسطوانات المرنة (FLOPPY DISKS)، والأسطوانات الصلبة (HARD DISKS (، والشرائط الممغنطة MAGNETIC TAP، وكذلك الأسطوانات الضوئية OPTICAL DISKS، ثم الأسطوانات المدمجة على اختلاف أنواعها.
وحدة المعالجة المركزية (C.P.U) CENTRAL PROCESSING UNIT
تقوم هذه الوحدة بالدور الذي يؤديه العقل للإنسان، وتتكون من عدد من الوحدات المساعدة، لكل منها دوره المكمل للآخر، فنجد أن وحدة الحساب والمنطق أو ARINTMATIC AND LOGICAL UNIT وهي مسئولة عن عمليات الحساب وإصدار القرارات، ثم وحدة التحكم أو CONTROL UNIT، وهي مسئولة بدورها عن استلام الأوامر من وحدات الإدخال عبر النواقل ثم تنفيذها عبر وحدة الحساب والمنطق.

..... .....

:bounce: شكرا لك صديقي المبدع فعلا إنك مبدع :bounce: