شرح الهاردوير (Hardware)



26 أكتوبر، 2021 | تيتو 4 تك


  • الهارد وير هي الجزء الأكثر وضوحًا في أي نظام معلومات: الأجهزة مثل أجهزة الكمبيوتر والماسحات الضوئية والطابعات المستخدمة لالتقاط البيانات وتحويلها وتقديمها للمستخدم كمخرجات. على الرغم من أننا سنركز بشكل أساسي على الكمبيوتر الشخصي (PC) والأجهزة الطرفية التي يتم استخدامها بشكل شائع معه ، فإن نفس المبادئ تنطبق على مجموعة كاملة من أجهزة الكمبيوتر:
     
    yes  أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، مصطلح يستخدم للإشارة إلى أسرع محركات الحوسبة المتاحة في أي وقت ، والتي تُستخدم لتشغيل التطبيقات العلمية شديدة المتطلبات.
    yes  أجهزة الكمبيوتر المركزية ، التي توفر مرافق معالجة وتخزين بيانات عالية السعة لمئات أو حتى آلاف المستخدمين الذين يعملون من محطات طرفية.
    yes  الخوادم ، التي تتمتع بسعات تخزين بيانات كبيرة تمكن المستخدمين من مشاركة الملفات وبرامج التطبيقات ، على الرغم من أن المعالجة ستتم عادةً على جهاز المستخدم.
    yes  محطات العمل ، التي توفر أداءً عالي المستوى للمستخدمين الفرديين في مجالات حسابية مكثفة مثل الهندسة.
    yes  تحتوي أجهزة الكمبيوتر الشخصية (بما في ذلك laptop/ notebook) على شاشة متصلة ولوحة مفاتيح ووحدة معالجة مركزية ، وقد تطورت لتصبح أداة عمل مريحة ومرنة قادرة على العمل بشكل مستقل أو كجزء من شبكة تنظيمية.
    yes  توفر أجهزة الموبايل مثل المساعدين الرقميين الشخصيين أو أحدث جيل من الهواتف الخلوية إمكانية نقل قصوى بالإضافة إلى اتصال لاسلكي بالإنترنت ، على الرغم من أنها لا توفر الوظائف الكاملة لجهاز الكمبيوتر.
     
    ونحن ننتقل بالفعل إلى عصر أجهزة الكمبيوتر القابلة للدمج بالتطبيقات الطبية أو الأمنية ، وأجهزة الكمبيوتر المدمجة في الأجهزة التي تتراوح من السيارات إلى الغسالات ، والبطاقة الذكية التي ستوفر الهوية والتسهيلات المصرفية والسجلات الطبية والمزيد.
     
     
     
     

    enlightened  أجهزة الإدخال

     

    قد تدخل البيانات إلى نظام معلومات بعدة طرق مختلفة ، وسيعتمد جهاز الإدخال الأنسب عادةً على نوع البيانات التي يتم إدخالها في النظام ، ومدى تكرار ذلك ، والمسؤول عن النشاط. على سبيل المثال ، سيكون من الأكثر فاعلية مسح صفحة من نص مكتوب في نظام معلومات بدلاً من إعادة كتابتها ، ولكن إذا كان هذا نادرًا جدًا ، وإذا كان طاقم الطباعة متاحًا بسهولة ، فقد لا تكون تكلفة الماسح الضوئي مبررة. ومع ذلك ، فإن جميع أجهزة الإدخال الموضحة في هذا الفصل تشترك في شيء واحد على الأقل: القدرة على ترجمة أنواع البيانات غير الرقمية مثل النص أو الصوت أو الرسومات إلى تنسيق رقمي (أي ثنائي) للمعالجة بواسطة الكمبيوتر.
     
    لوحة المفاتيح

     

    لا يزال هناك الكثير من المدخلات عن طريق لوحة المفاتيح. عادة ، يتم عرض المعلومات التي يتم إدخالها عن طريق لوحة المفاتيح على الشاشة. يتشابه تخطيط معظم لوحات المفاتيح مع تصميم الآلة الكاتبة الأصلية التي تم تصميمها عليها. ومن المفارقات ، أن تخطيط لوحة المفاتيح "QWERTY" هذا قد تم تصميمه في الأصل لإبطاء عامل التشغيل ، بحيث لا تتعثر مفاتيح الآلة الكاتبة مع بعضها البعض. يعمل هذا التخطيط الآن بشكل عكسي حيث يمكن للكمبيوتر معالجة إدخال لوحة المفاتيح عدة مرات أسرع مما يمكن أن يقوم به حتى أسرع كاتب. تم إجراء عدد من المحاولات لتصميم تخطيطات بديلة عن طريق إعادة ترتيب المفاتيح (لوحة مفاتيح Dvorak) أو عن طريق تقليل عدد المفاتيح. لم ينتشر أي من هذه التصاميم البديلة حقًا. كما تم تصميم لوحات المفاتيح الخاصة للبلدان التي تستخدم الأبجدية غير الرومانية ، وكذلك للأشخاص ذوي الإعاقة.
     
    أجهزة التأشير
     
    يعد الماوس الإلكتروني الآن في كل مكان أداة إدخال أساسية للاستخدام مع أي واجهة مستخدم رسومية. يتكون من غلاف بلاستيكي ، مصمم ليلائم راحة اليد بشكل مريح ، مع كرة صغيرة في أسفله. سيؤدي تحريك الماوس عبر سطح مستوٍ إلى تحويل الحركات إلى حركة متدحرجة للكرة. يُترجم هذا إلى إشارات إلكترونية توجه الحركة المقابلة لمؤشر على شاشة الكمبيوتر. يمكن بعد ذلك استخدام الأزرار الموجودة على الماوس لتحديد الرموز أو عناصر القائمة ، أو يمكن استخدام المؤشر لتتبع الرسومات على الشاشة.
    تعمل كرة التتبع الأقل شيوعًا تمامًا مثل الماوس "المقلوب" فيما عدا أن الكرة أكبر بكثير ، وبدلاً من تحريك الماوس فوق سطح ما ، يتلاعب المستخدم بالكرة مباشرةً. نظرًا لأنه يمكن دمج كرة التتبع في جانب لوحة المفاتيح ، فإنها تغني عن الحاجة إلى مساحة سطح خالية وبالتالي فهي سهلة الاستخدام في المواقف التي تكون فيها مساحة سطح المكتب مرتفعة أو غير متوفرة. أصبحت كرات المسار مشهورة في الأصل في إعدادات المختبرات التعليمية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، وهي الآن محصورة بشكل أساسي في شاشات العرض والمحطات الطرفية العامة الأخرى.
     
    الشاشات التي تعمل باللمس
     
    الشاشات التي تعمل باللمس هي شاشات كمبيوتر تتضمن مستشعرات على لوحة الشاشة نفسها أو جوانبها. يمكن للمستخدم تحديد أو تحديد منطقة أو موقع على الشاشة عن طريق الضغط بإصبعه على الشاشة. تعمل الأقلام المضيئة والتي تعمل باللمس على مبدأ مماثل ، باستثناء استخدام القلم ، مما يسمح بتحكم أكثر دقة. تستخدم أقلام اللمس بشكل أكثر شيوعًا مع أجهزة الكمبيوتر المحمولة مثل المنظمات الشخصية أو المساعدين الرقميين. لديهم واجهة تعتمد على القلم حيث يتم استخدام قلم (قلم بدون حبر) على الشاشة الصغيرة الحساسة للمس للكمبيوتر المحمول ، بشكل أساسي عن طريق تحديد الخيارات المحددة مسبقًا ، على الرغم من أن نماذج مربو الحيوانات تدعم إدخال البيانات إما عن طريق هي وسيلة لأبجدية مبسطة ، والتي تشبه نوعًا من الاختزال ، أو واجهة أخرى أكثر تعقيدًا للتعرف على خط اليد.
     
    أقراص التحويل الرقمي
     
    تستخدم أقراص التحويل الرقمي أيضًا منطقة حساسة للضغط مع قلم. يمكن استخدام هذا لتتبع الرسومات. يتم استخدام نهج مفاهيمي مشابه للوحة اللمس التي يمكن العثور عليها في غالبية أجهزة الكمبيوتر الدفتري الجديدة ، لتحل محل عصا التحكم أو كرة التتبع الأكثر صعوبة. يتحكم المستخدم في المؤشر عن طريق تحريك إصبعه عبر منطقة حساسة للمس مستطيلة صغيرة إلى حد ما أسفل لوحة المفاتيح ، وعادة ما تكون حوالي 5 سم في 7 سم.
    تم تطوير عدد كبير من واجهات الألعاب لتوفير واجهة أكثر واقعية وطبيعية في مختلف مواقف ومحاكاة الألعاب: عصا التحكم وعجلة القيادة ودواسة القدم وأجهزة الألعاب الأخرى. تؤدي جميعها وظائف مشابهة للماوس من حيث أنها تسمح للمستخدم بالتحكم في المؤشر أو محاكاة التحكم في الحركة في الوقت الفعلي بشكل عام. اتصل بأقرب صالة ألعاب للحصول على التفاصيل.
    على الرغم من أن قفاز البيانات يناسب أيضًا الفئة السابقة ، إلا أنه أكثر تعقيدًا من الناحية الفنية. يبدو وكأنه قفاز يدوي ولكنه يحتوي على عدد كبير من أجهزة الاستشعار ومرفق به كابل بيانات ؛ على الرغم من أنه يتم استبدال الأخير بوسائل نقل البيانات اللاسلكية بالأشعة تحت الحمراء. لا يسمح قفاز البيانات بالحركة الكاملة ثلاثية الأبعاد فحسب ، بل إنه يستشعر أيضًا موضع الأصابع الفردية ، ويترجم ذلك إلى قبضة. يتم استخدام القفاز حاليًا في محاكيات الواقع الافتراضي حيث يتحرك المستخدم في بيئة مصطنعة معروضة على شاشات LCD صغيرة مثبتة في نظارات الرؤية. يقوم الكمبيوتر بتوليد العديد من الأشياء التخيلية ، والتي يمكن للمستخدم "التقاطها" والتعامل معها عن طريق القفاز. حتى أن الطرازات المتقدمة تسمح بردود الفعل اللمسية عن طريق جيوب ضغط صغيرة مدمجة في القفاز.
     
    الماسحات الضوئية والقارئات
     
    هناك عدد من تقنيات الماسح الضوئي المختلفة في السوق, مثل :

     

    yes  تستخدم الماسحات الضوئية الأجهزة الباعثة للضوء لإلقاء الضوء على الطباعة على الورق. اعتمادًا على مقدار الضوء المنعكس ، يحدد مستشعر الضوء موضع وظلام (أو لون) العلامات على الورق. تستخدم الخدمات البريدية الماسحات الضوئية ذات الأغراض الخاصة لقراءة و / تفسير الرموز البريدية المكتوبة بخط اليد. تُستخدم الماسحات الضوئية للأغراض العامة مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية لمسح الصور أو النصوص. هذه تختلف من الأجهزة المحمولة (انظر الصورة) إلى الماسحات الضوئية المسطحة التي تغذي مستندات الإدخال ورقة واحدة في كل مرة. الاستخدام الشائع للماسحات الضوئية هو مسح الصور بالأبيض والأسود أو الصور الملونة. عند مسح النص ضوئيًا ، من الضروري تحميل برنامج التعرف الضوئي على الأحرف (OCR) الإضافي الذي يحول الصورة النقطية الممسوحة ضوئيًا للنص إلى رموز الأحرف المكافئة ، بحيث يمكن تحريرها باستخدام برنامج معالجة الكلمات.

    yes  تكتشف ماسحات الباركود تسلسل الخطوط الرأسية ذات العروض المختلفة ، والباركود الموجود في كل مكان كما هو موجود أيضًا في الجزء الخلفي من هذا الكتاب. أصبحت هذه الماسحات الضوئية شائعة جدًا لدى تجار التجزئة نظرًا لحقيقة أن جميع المنتجات المعبأة مسبقًا مطلوبة الآن للحصول على رمز شريطي للمنتج على عبواتها ، وفقًا للمعيار الذي وضعته جمعية ترقيم المقالات في جنوب إفريقيا (SAANA). تستخدم المكتبات ومحلات الفيديو الآن بشكل شائع أيضًا ماسحات الرموز الشريطية. يتم استخدامها بشكل عام لتتبع وتوجيه أعداد كبيرة من العناصر المادية مثل أغراض جرد الأصول في العديد من المؤسسات الكبيرة ، أو العناصر البريدية عن طريق الخدمات البريدية وخدمات البريد السريع ، أو لمناولة الأمتعة من قبل شركات الطيران.

    yes  يمكن لقارئات العلامات الضوئية قراءة العلامات الداكنة على أشكال مصممة خصيصًا. تعد أوراق الإجابة ذات الاختيار من متعدد باللون الأحمر المستخدمة في العديد من المؤسسات التعليمية والاختبارية مثالاً جيدًا.

     

    أجهزة الإدخال الأخرى
     
    ـــ يقرأ قارئ البطاقة الممغنطة الشريط الممغنط الموجود على ظهر البطاقات البلاستيكية بحجم بطاقة الائتمان. يجب تسجيل هذه البطاقات مسبقًا وفقًا لمعايير معينة. على الرغم من أن البطاقات لا تحتوي إلا على قدر ضئيل من المعلومات ، إلا أنها تحظى بشعبية كبيرة للتحكم في الوصول (الباب) والمعاملات المالية (أجهزة الصراف الآلي ومحطات نقاط البيع).
    ـــ يستخدم التعرف على أحرف الحبر المغناطيسي (MICR) حبرًا خاصًا (يحتوي على عناصر قابلة للمغنطة) ونوع خط مميزًا. يتم استخدامه بشكل أساسي في القطاع المصرفي لتجهيز الشيكات.
    ـــ يمكن للأجهزة التي تعمل باللمس استخدام هاتف صوتي للاتصال بلوحات التبديل القائمة على الكمبيوتر أو إدخال المعلومات مباشرة في أجهزة الكمبيوتر البعيدة. تعتمد العديد من خطوط المساعدة الهاتفية للشركات على قيام العميل بالضغط على أزرار الهاتف التي تعمل باللمس لتوجيه مكالمته إلى المشغل الصحيح من خلال الاختيار من خلال قائمة الخيارات الممكنة. كما تمكن بنوك جنوب إفريقيا عملائها من إجراء عدد من المعاملات المصرفية عبر الهاتف.
    ـــ  تسمح لك الكاميرات الرقمية بعمل صور لأشياء مادية مباشرة بتنسيق رقمي ، أي يمكن قراءته بواسطة الكمبيوتر. تتوفر الآن كاميرات الصور الثابتة الرقمية منخفضة التكلفة نسبيًا والتي تلتقط الصور مباشرة على القرص الإلكتروني أو وسائط ذاكرة الوصول العشوائي بدلاً من الفيلم التقليدي. بصرف النظر عن كونها مضغوطة للغاية ، يمكن أيضًا أن تتفاعل معظم هذه الكاميرات الرقمية مباشرة مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، وبالتالي أصبحت أداة شائعة لالتقاط الصور لإرسالها بالبريد الإلكتروني أو تحميلها على شبكة الويب العالمية.
    ـــ  تُستخدم الأجهزة البيومترية للتحقق من الهوية الشخصية بناءً على بصمات الأصابع وقزحية العين أو شبكية العين وهندسة اليد وخصائص الوجه وما إلى ذلك. يتم استخدام جهاز مسح لالتقاط القياسات الرئيسية ومقارنتها بقاعدة بيانات للمعلومات المخزنة مسبقًا. هذا النوع من المصادقة أصبح ذا أهمية متزايدة في التحكم في الوصول المادي.
    ـــ أخيرًا ، أصبحت أجهزة الإدخال الصوتي في طريقها إلى النضج. حققت ميزة التعرف على الصوت مؤخرًا دخولًا قويًا إلى السوق مع توفر أنظمة منخفضة التكلفة تعمل بشكل جيد بشكل مدهش مع أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحالية. تسمح هذه الأنظمة بالتحكم الصوتي لمعظم التطبيقات القياسية (بما في ذلك نظام التشغيل). باستخدام التحكم الصوتي ، يتعرف الكمبيوتر على عدد محدود جدًا (50 أو أقل) من أوامر النظام القابلة للبرمجة والمستخدمة بشكل متكرر ("حفظ" ، "خروج" ، "طباعة" ...) من مجموعة متنوعة من المستخدمين. في الواقع ، لا تستخدم هذه الأنظمة فقط لواجهة برامج الكمبيوتر ؛ كما أنها تظهر ببطء في الأجهزة الاستهلاكية والمواد الجديدة وحتى السيارات.
    الأكثر صعوبة لتحقيقه من التحكم الصوتي ، هو الإملاء الحقيقي بالصوت المستخدم للإملاء على سبيل المثال رسالة إلى معالج النصوص الخاص بك. تكمن الصعوبة في أن الكمبيوتر لا يجب أن يميز فقط بين عشرات الآلاف من الكلمات المحتملة ، ولكن يجب أن يتعرف أيضًا على الفواصل غير الملحوظة تقريبًا بين الكلمات ، واللهجات المختلفة ، والنغمات. لذلك ، يتطلب الإملاء الصوتي عادةً أن يقوم المستخدم بتدريب برنامج التعرف على الصوت من خلال قراءة النصوص القياسية بصوت عالٍ. ومع ذلك ، للأغراض الشخصية وكتاب الطباعة البطيئين ، أصبح التعرف على الصوت سريعًا بديلاً قابلاً للتطبيق للوحة المفاتيح.
     
     

    enlightened  وحدة المعالجة المركزية (CPU)

     

    بمجرد إدخال البيانات في الكمبيوتر ، يتم تشغيلها بواسطة وحدة المعالجة المركزية (CPU) ، وهي العقل الحقيقي للكمبيوتر. تأخذ وحدة المعالجة المركزية تعليمات برنامج محددة (عادة واحدة تلو الأخرى) ، وتطبقها على بيانات الإدخال وتحول المدخلات إلى مخرجات.

     

    yes  مكونات وحدة المعالجة المركزية
     
    تحتوي وحدة المعالجة المركزية على مكونين رئيسيين وهما :
    ـــ  تقوم وحدة الحساب والمنطق (ALU) بتنفيذ التعليمات الفعلية. يعرف كيفية إضافة أو مضاعفة الأرقام أو مقارنة البيانات أو تحويل البيانات إلى تنسيقات داخلية مختلفة.
    ـــ  تقوم وحدة التحكم بما فيما معناه "بالتدبير المنزلي" ، أي تضمن معالجة التعليمات في الوقت المحدد ، بالتسلسل الصحيح ، وتعمل على البيانات الصحيحة.
     
    yes  أنواع وحدات المعالجة المركزية
     
    وحدة المعالجة المركزية عبارة عن جهاز إلكتروني يعتمد على تقنية الرقائق الدقيقة ، ومن ثم يُطلق عليه أيضًا اسم المعالج الدقيق. إنها حقًا واجهة عرض وتتويج لأحدث ما توصلت إليه صناعة الإلكترونيات: شريحة صغيرة من السيليكون تشغل أقل من 1 سم مربع تحتوي على عدة ملايين من عناصر الترانزستور ، ويبلغ عرضها أقل من جزء من ألف من المليمتر. إنها تعمل بسرعات تفوق قدرتنا على الفهم: يمكن لوحدة المعالجة المركزية النموذجية أن تضاعف عددًا مكونًا من 7 أرقام في ثانية واحدة أكثر مما يمكن أن يفعله الإنسان في عشرة أعمار ، ولكنها تستهلك طاقة أقل من المصباح الكهربائي!
    فكر في صناعة السيارات: هناك مصنعون مختلفون أو أنواع مختلفة من السيارات (فولكس فاجن ، تويوتا ، إلخ) ، ولكل منها موديلات مختلفة (جولف ، جيتا ، ...) ، والتي تأتي في إصدارات مختلفة (سيتي جولف ، موديل رياضي ، كوبيه ، إلخ.). بالإضافة إلى ذلك ، توجد سيارات مخصصة للأغراض الخاصة. إنه نفس الشيء في صناعة رقائق الكمبيوتر. هناك عدة أنواع مختلفة من وحدات المعالجة المركزية في السوق. الشركة المصنعة الأكثر شهرة هي Intel ، التي تنتج المعالجات الدقيقة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية المتوافقة مع IBM. ينتج بعض منافسيها استنساخًا أو تقليدًا (مثل AMD) ، بينما ينتج مصنعون آخرون أنواعًا مختلفة من المعالجات الدقيقة أو يركزون على أحجام صغيرة من المعالجات الدقيقة عالية التخصص أو السريعة جدًا. أنتجت Intel عددًا كبيرًا من أنواع وحدات المعالجة المركزية: كان أقدم طراز مستخدم في الكمبيوتر الشخصي هو 8088 ، يليه 8086 و 80286 و 386 و 486 وخط معالجات بنتيوم.
     
    yes  سرعة المعالجة
     
    يمكن للمرء قياس الوقت الذي يستغرقه القيادة لمسافة معينة ، على سبيل المثال يستغرق 900 كم من مدينة إلى أخري 4/2 ساعات (تجاهل حدود السرعة والاختناقات المرورية). بدلاً من ذلك ، يمكن للمرء أن يشير إلى أي مدى يمكن قيادتها في وحدة زمنية قياسية واحدة ، على سبيل المثال تتحرك السيارة بسرعة 200 كم / ساعة.
    بنفس الطريقة ، يمكن للمرء قياس سرعة وحدة المعالجة المركزية عن طريق التحقق من الوقت الذي تستغرقه معالجة تعليمة واحدة. كما هو موضح أعلاه ، فإن وحدة المعالجة المركزية النموذجية سريعة جدًا ويمكن تنفيذ التعليمات في حوالي ملياري ثانية من الثانية. للتعامل مع هذه الأجزاء الصغيرة من الوقت ، ابتكر العلماء وحدات أصغر: ميلي ثانية (جزء من الألف من الثانية) ، وميكرو ثانية (جزء من المليون) ، ونانوثانية (مليار) ، وبيكوثانية (تريليون).
    ومع ذلك ، بدلاً من الإشارة إلى الوقت الذي يستغرقه تنفيذ تعليمة واحدة ، تتم الإشارة إلى سرعة المعالجة عادةً من خلال عدد التعليمات (أو العمليات الحسابية) التي يمكن لوحدة المعالجة المركزية تنفيذها في ثانية. هذا هو بالضبط معكوس المقياس السابق ؛ على سبيل المثال إذا كان متوسط ​​التعليمات يأخذ 2 جزء من المليار من الثانية (2 نانوثانية) ، فيمكن لوحدة المعالجة المركزية تنفيذ 500 مليون أمر في الثانية (أو واحد مقسوم على 2 من المليار). ثم يقال أن وحدة المعالجة المركزية تعمل بسرعة 500 MIPS أو 500 مليون من التعليمات في الثانية. في عالم أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، يشير المرء عادة إلى المعدل الذي يمكن أن تقوم به وحدة المعالجة المركزية بمعالجة أبسط التعليمات (أي معدل الساعة). ثم يتم تصنيف وحدة المعالجة المركزية عند 500 ميجاهرتز (ميغا هرتز) حيث تشير كلمة ميغا إلى مليون وتعني هيرتز "مرات أو دورات في الثانية". بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر القوية ، مثل محطات العمل ، والإطارات الرئيسية وأجهزة الكمبيوتر العملاقة ، يتم استخدام تعليمات أكثر تعقيدًا كأساس لقياسات السرعة ، أي ما يسمى بعملية النقطة العائمة. لذلك تُقاس سرعتها بالميغافلوبات (مليون من عمليات الفاصلة العائمة في الثانية) أو ، في حالة أجهزة الكمبيوتر السريعة جدًا ، التيرافلوب.
    من الناحية العملية ، يتم تحديد سرعة المعالج من خلال أربعة عناصر مختلفة: "سرعة الساعة" ، والتي تشير إلى عدد التعليمات البسيطة التي يمكن تنفيذها في الثانية ؛ طول الكلمة ، وهو عدد البتات التي يمكن معالجتها بواسطة وحدة المعالجة المركزية في أي وقت (64 لشريحة بنتيوم 4) ؛ عرض الناقل ، الذي يحدد عدد البتات التي يمكن نقلها في وقت واحد داخل وحدة المعالجة المركزية أو خارجها ؛ ثم التصميم المادي للرقاقة ، من حيث تصميم ترانزستوراتها الفردية. تبلغ سرعة أحدث معالج Pentium حوالي 4 جيجا هرتز ويحتوي على أكثر من 100 مليون ترانزستور. قارن ذلك بسرعة الساعة البالغة 5 ميجا هرتز التي حققها المعالج 8088 مع 29000 ترانزستور.
     
    yes  فون نيومان مقابل هندسة وحدة المعالجة المركزية المتوازية
     
    يحتوي النموذج التقليدي للكمبيوتر على وحدة معالجة مركزية واحدة لمعالجة جميع البيانات. يُطلق على هذا اسم هندسة فون نيومان لأنه صمم هذا النهج لأجهزة الكمبيوتر في الأيام التي كانت فيها أجهزة الكمبيوتر لا تزال حلماً.
    باستثناء أجهزة الكمبيوتر الشخصية للمبتدئين ، تحتوي معظم أجهزة الكمبيوتر الآن على وحدتين أو أربعة أو ما يصل إلى ستة عشر وحدة معالجة مركزية تشترك في حمل المعالجة الرئيسي ، بالإضافة إلى معالجات دعم متنوعة للتعامل مع العمليات الحسابية أو الاتصالات أو إدخال / إخراج القرص أو الرسومات أو معالجة الإشارات. في الواقع ، تحتوي العديد من شرائح وحدة المعالجة المركزية الآن على "نوى" متعددة يمثل كل منها وحدة معالجة مركزية فردية.
    تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر الفائقة المصممة للمعالجة المتوازية الهائلة على ما يصل إلى 64000 وحدة معالجة مركزية. تُستخدم أجهزة الكمبيوتر هذه عادةً فقط للتطبيقات المتخصصة مثل التنبؤ بالطقس أو نمذجة السوائل. أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم هي في الغالب مجموعات (شبكات ضيقة) من عدة آلاف من أجهزة الكمبيوتر الفردية.
     
    yes  التقنيات المستقبلية الممكنة لوحدة المعالجة المركزية
     
    ربما تكون الحوسبة الضوئية هي المنافس الرئيسي المستقبلي للمعالج الدقيق القائم على الرقائق. على الرغم من أن تقنية تطوير الرقائق الإلكترونية الدقيقة تشير إلى أن وحدات المعالجة المركزية (CPU) ستستمر في الزيادة في القوة والسرعة على مدار العقد القادم على الأقل أو نحو ذلك ، فإن الحدود المادية للتقنية تلوح في الأفق بالفعل. يوفر التحول من النبضات الإلكترونية إلى النبضات الضوئية عددًا من المزايا المحتملة: يمكن للضوء (الذي يتكون من الفوتونات) أن ينتقل بشكل أسرع على مسارات أضيق ولا يشتت الحرارة. من الناحية النظرية ، يمكن للمرء حتى معالجة إشارات مختلفة (لكل منها تردد ضوئي مختلف) في وقت واحد باستخدام نفس القناة. على الرغم من أن فوائد تقنية المعالجة الضوئية قد تم إثباتها بالفعل في مجالات تخزين البيانات (CD-Rom ، CD-R) والاتصالات (الألياف البصرية) ، إلا أن المحولات الضوئية الأكثر تعقيدًا المطلوبة للحوسبة لا تزال قيد التطوير في البحث مختبرات.
    يعد الكمبيوتر العضوي أحد البدائل التجريبية جدًا للتقنيات الضوئية والإلكترونية. تشير الأبحاث إلى أنه ، بالنسبة لتطبيقات معينة ، من الممكن السماح لجزيء عضوي معقد بالعمل كمعالج معلومات بدائي. نظرًا لأن الحاوية الصغيرة المملوءة بالحلول المناسبة تحتوي على العديد من تريليونات من هذه الجزيئات ، فإن المرء يحصل فعليًا على كمبيوتر موازٍ بشكل كبير. على الرغم من أن هذا النوع من الكمبيوتر يمكن أن يهاجم المشكلات الاندماجية التي تتجاوز نطاق البنى التقليدية ، إلا أن المشكلة الرئيسية هي أن برمجة الكمبيوتر الحيوي تعتمد كليًا على الخصائص الكيميائية الحيوية للجزيئات.
    هناك تطور مثير آخر لكنه لا يزال نظريًا للغاية في الوقت الحالي وهو الاستخدام المحتمل للخصائص الكمومية كأساس لنوع جديد من هندسة الكمبيوتر. نظرًا لأن الحالات الكمومية يمكن أن توجد في التجاور ، فإن سجل الكيوبت (قيمة بت في الحالة الكمية) يأخذ جميع القيم الممكنة في وقت واحد حتى يتم قياسها. يمكن استغلال ذلك لتسريع الخوارزميات المتوازية للغاية وسيؤثر على مجالات مثل التشفير والبحث وتصحيح الأخطاء. حتى الآن ، تم بناء أجهزة كمبيوتر تجريبية تحتوي على عدد قليل من الكيوبتات ، لكن التحقق التجريبي من الفائدة الفعلية للحوسبة الكمومية لا يزال سؤالًا مفتوحًا.
     
     

    enlightened  الذاكرة الرئيسية

     

    وظيفة الذاكرة الرئيسية (يشار إليها أيضًا باسم الذاكرة الأساسية أو التخزين الرئيسي أو التخزين الداخلي) هي توفير تخزين مؤقت للتعليمات والبيانات أثناء تنفيذ البرنامج. تُعرف الذاكرة الرئيسية عادةً باسم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، والتي تعني ذاكرة الوصول العشوائي. على الرغم من أن الذاكرة القائمة على الرقائق الدقيقة هي التقنية الوحيدة التي تستخدمها أجهزة الكمبيوتر اليوم ، إلا أنه توجد أنواع مختلفة من رقائق الذاكرة.

     

    yes  ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)
     
    تتكون ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من رقاقات سيليكون قياسية منقوشة على الدوائر تحتوي على ملايين عديدة من الترانزستورات الصغيرة. تشبه إلى حد كبير رقائق وحدة المعالجة المركزية ، فإن تقنيتها تتبع ما يسمى بقانون مور ، والذي ينص على أنها تتضاعف في السعة أو الطاقة (بنفس السعر) كل 18 شهرًا. تحتوي شريحة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بسهولة على مئات الميجابايت (مليون حرف). غالبًا ما يتم لحامها مسبقًا في مجموعات على لوحات دوائر ذاكرة صغيرة تسمى SIMMS (وحدات ذاكرة أحادية الخط) أو DIMMS (ثنائي ...) والتي يتم فتحها مباشرة على اللوحة الأم: لوحة الدائرة الرئيسية التي تحتوي على وحدة المعالجة المركزية والعناصر الإلكترونية الأساسية الأخرى. أكبر عيب في ذاكرة الوصول العشوائي هو فقدان محتوياتها عند انقطاع التيار الكهربائي.
    هناك العديد من الأنواع الخاصة من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ويتم إنشاء اختصارات جديدة مثل EDO RAM و VRAM وما إلى ذلك على أساس شهري تقريبًا. نوعان مهمان من ذاكرة الوصول العشوائي هما:
     
    ـــ  ذاكرة التخزين المؤقت هي ذاكرة فائقة السرعة تعمل بسرعة وحدة المعالجة المركزية. عادةً ما يكون الوصول إلى ذاكرة الوصول العشوائي العادية أبطأ من سرعة التشغيل الفعلية لوحدة المعالجة المركزية. لتجنب إبطاء وحدة المعالجة المركزية ، عادةً ما تتضمن أجهزة الكمبيوتر بعض ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الأكثر تكلفة والأسرع والتي تقع بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي. تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت هذه على البيانات والبرامج التي تحتاجها وحدة المعالجة المركزية على الفور. على الرغم من أن وحدات المعالجة المركزية (CPU) الحالية تتضمن بالفعل قدرًا من ذاكرة التخزين المؤقت على الدائرة نفسها ، فإن ذاكرة التخزين المؤقت على الرقاقة عادةً ما تُستكمل بذاكرة تخزين مؤقت إضافية أكبر على اللوحة الأم.
     
    ـــ تتكون ذاكرة الفلاش من رقائق RAM خاصة على لوحة دائرة منفصلة داخل غلاف صغير. يناسب المنافذ المخصصة على العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية. على عكس ذاكرة الوصول العشوائي العادية ، فإن ذاكرة الفلاش غير متطايرة ، أي أنها تحتفظ بمحتوياتها حتى بدون طاقة خارجية ، لذا فهي مفيدة أيضًا كجهاز تخزين ثانوي.
     
    yes  ذاكرة القراءة فقط (ROM)
     
    يعتبر ROM عنصرًا صغيرًا ولكنه أساسي في أي جهاز كمبيوتر ، ويتألف أيضًا من شرائح ذاكرة إلكترونية صغيرة ولكنه ، على عكس ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، لا يفقد محتوياته عند إيقاف تشغيل الطاقة. كما أن وظيفتها مختلفة تمامًا عن ذاكرة الوصول العشوائي. نظرًا لأنه من الصعب أو المستحيل تغيير محتويات ROM ، يتم استخدامه عادةً للاحتفاظ بتعليمات البرنامج التي من غير المحتمل أن تتغير خلال عمر الكمبيوتر. التطبيق الرئيسي لـ ROM هو تخزين ما يسمى ببرنامج التمهيد: التعليمات التي يجب على الكمبيوتر اتباعها بعد تشغيله مباشرة لإجراء تشخيص ذاتي ثم إخباره بكيفية تحميل نظام التشغيل من التخزين الثانوي. توجد أيضًا شرائح ROM في العديد من الأجهزة التي تحتوي على برامج من غير المرجح أن تتغير خلال فترة زمنية طويلة ، مثل لوحات مفاتيح الهاتف أو مسجلات الفيديو أو حاسبات الجيب. تمامًا مثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، تأتي ذاكرة القراءة فقط في عدد من الأشكال المختلفة:

     

    ـــ  PROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة) فارغة في البداية ويمكن برمجتها بشكل مخصص مرة واحدة فقط باستخدام معدات خاصة. يُطلق على تحميل أو برمجة محتويات ذاكرة القراءة فقط (ROM) اسم حرق الشريحة لأنه المكافئ الإلكتروني لتفجير فتائل الترانزستور الصغيرة داخل الشريحة. بمجرد برمجتها ، لا يمكن تعديل PROMs العادية بعد ذلك.

     

    ـــ  تشبه EPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح و البرمجة) PROM ، ولكن باستخدام معدات خاصة مثل مسدس الضوء فوق البنفسجي ، يمكن محو محتويات الذاكرة بحيث يمكن إعادة برمجة EPROM.

     

    ـــ  تشبه ذاكرة EEPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح كهربائياً والقابلة للبرمجة) EPROM ولكن يمكن إعادة برمجتها باستخدام نبضات إلكترونية خاصة بدلاً من الضوء فوق البنفسجي ، لذلك لا يلزم وجود معدات خاصة.

     

     

    enlightened  أجهزة التخزين الثانوية

     

    نظرًا لأن الذاكرة الرئيسية للكمبيوتر لها سعة محدودة ، فمن الضروري الاحتفاظ بالبيانات في التخزين الثانوي بين دورات المعالجة المختلفة. هذا هو الوسيط المستخدم لتخزين تعليمات البرنامج وكذلك البيانات المطلوبة للمعالجة المستقبلية. تعتمد معظم أجهزة التخزين الثانوية المستخدمة اليوم على تقنيات مغناطيسية أو بصرية.
     
    yes  محركات الأقراص
     
    يعد محرك الأقراص أكثر أجهزة التخزين الثانوية شيوعًا ، وهو موجود في كل من بيئات الحواسيب المركزية والحاسوب الصغير. الآلية المركزية لمحرك الأقراص هي قرص مسطح مغطى بمادة ممغنطة. أثناء دوران هذا القرص ، يمكن قراءة المعلومات منه أو الكتابة إليها عن طريق الرأس. الرأس مثبت على ذراع ويمكن أن يتحرك عبر نصف قطر القرص. يتوافق كل موضع للذراع مع "مسار" على القرص ، والذي يمكن تصويره كدائرة واحدة متحدة المركز من البيانات المغناطيسية. تتم قراءة البيانات الموجودة على المسار بالتتابع بينما يدور القرص أسفل الرأس. هناك عدد غير قليل من أنواع محركات الأقراص المختلفة.
    في محركات الأقراص الصلبة Winchester ، يتم دمج القرص وذراع الوصول ورؤوس القراءة / الكتابة في وحدة واحدة محكمة الغلق. هذه الوحدة غير قابلة للإزالة عادة ، على الرغم من وجود بعض الطرز المتاحة حيث يمكن تبديل الوحدة ككل داخل وخارج حجرة محرك مصممة خصيصًا. نظرًا لعدم التعامل مع محركات الأقراص فعليًا ، فمن غير المرجح أن تتلوث بالغبار وبالتالي فهي أكثر موثوقية. أدى الإنتاج الضخم والتقدم التكنولوجي إلى تحسينات كبيرة في سعة التخزين حيث أصبحت محركات الأقراص الصلبة تيرابايت على أحدث طراز في نهاية عام 2006. وتكاليف تخزين القرص الحالية أقل من Rl لكل جيجابايت.
    تتطلب المؤسسات الكبيرة مثل البنوك وشركات الاتصالات وشركات التأمين على الحياة مساحات تخزين ضخمة ، غالبًا ما تكون بترتيب العديد من تيرابايت (واحد تيرابايت هو مليون ميغابايت أو تريليون حرف). تم توفير ذلك عادةً من خلال غرفة مليئة بوحدات محركات الأقراص الثابتة الكبيرة عالية السعة. حاليًا ، يتم استبدالها بشكل متزايد بمصفوفات زائدة من الأقراص المستقلة (RAIDs). يتكون RAID من خزانة تعمل بالطاقة بشكل مستقل وتحتوي على عدد (من 10 إلى 100) من محركات أقراص الكمبيوتر الصغيرة من نوع Winchester ولكنها تعمل كوحدة تخزين ثانوية واحدة. تتمثل ميزة RAID في الوصول عالي السرعة والتكلفة المنخفضة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر RAID أمانًا إضافيًا للبيانات عن طريق تصميمه المتسامح مع الأخطاء حيث يتم عكس البيانات الهامة (تخزينها مرتين على محركات أقراص مختلفة) وبالتالي توفير تكرار البيانات المادية. في حالة فشل محرك أقراص معكوسة ، يتم تشغيل محرك الأقراص الآخر تلقائيًا كنسخة احتياطية.
    تم الترويج لنسخة منخفضة التكلفة ومنخفضة السعة من القرص الصلب بواسطة الحواسيب الصغيرة. يتكون القرص المرن من قرص مايلر مرن ومغناطيسي مغطى بسطح ti ^ J داخل غلاف بلاستيكي رقيق غير قابل للإزالة. كانت الإصدارات القديمة من القرص المرن كبيرة إلى حد ما (8 ″ أو 5W) ولها غلاف مرن ، ومن هنا جاء اسم القرص المرن. تم استبدال هذه بسرعة بإصدار قرص مرن في غلاف أكثر ثباتًا ، القرص الصلب ، والذي على الرغم من حجمه الأصغر (3 وات) يمكنه استيعاب المزيد من البيانات. على الرغم من أن تنسيق IBM الشهير لا يحتوي إلا على 1،44 ميغابايت ، فقد طور عدد من الشركات المصنعة محركات أقراص مرنة يمكن تخزينها من 100 إلى 250 ميغابايت لكل قرص صلب. التطوير البديل هو خرطوشة القرص القابل للإزالة ، والتي تشبه في هيكلها محرك الأقراص الثابتة الداخلي ولكنها توفر إمكانية النقل ، مما يجعلها مفيدة لأغراض النسخ الاحتياطي.
     
    yes  الشريط الممغنط
     
    بينما تجاوز القرص والتخزين البصري الشريط المغناطيسي باعتباره الطريقة الأكثر شيوعًا لتخزين البيانات في الكمبيوتر ، لا يزال الشريط مستخدمًا في بعض الأحيان - لا سيما لحفظ نسخ أرشيفية من الملفات المهمة.
    العيب الرئيسي للشريط المغناطيسي هو أنه غير فعال للغاية للوصول إلى البيانات بأي طريقة بخلاف الترتيب التسلسلي الصارم. كتوضيح ، قارن بين مشغل الأقراص المضغوطة (الذي يمكنه التخطي إلى أي مسار على الفور تقريبًا) مع مسجل شريط الموسيقى (الذي يجب أن يلف الشريط بالكامل إذا أراد المرء الاستماع إلى أغنية بالقرب من النهاية). من حيث الكمبيوتر ، فإن القدرة على الوصول إلى أي سجل أو مقطع أو حتى جزء داخل أغنية مباشرة تسمى طريقة الوصول المباشر. في حالة مسجل الشريط ، قد يضطر المرء إلى الالتفاف بشق الأنفس عبر الشريط حتى يصل المرء إلى الأغنية المطلوبة - ويشار إلى ذلك باسم طريقة الوصول المتسلسل.
    لقد أدى القرص المرن عالي الكثافة والقرص الضوئي القابل للتسجيل إلى تآكل ميزة التكلفة الهامشية التي يتمتع بها تخزين الشريط. لذلك فإن هذه التكنولوجيا تختفي بسرعة.
     
    yes  تخزين القرص الضوئي
     
    من ناحية أخرى ، أصبحت الأقراص الضوئية بسرعة وسيلة التخزين المفضلة للتوزيع الشامل للبيانات / البرامج والنسخ الاحتياطي للبيانات. على غرار تخزين القرص ، يتم تخزين المعلومات وقراءتها من قرص دائري. ومع ذلك ، بدلاً من رأس القراءة المغناطيسية ، يتم استخدام شعاع ليزر دقيق للكشف عن حفر مجهرية محترقة على قرص بلاستيكي مغطى بمادة عاكسة. تحدد الحفر ما إذا كان معظم ضوء الليزر قد انعكس للخلف أو مبعثرًا ، مما يؤدي إلى "تشغيل" أو "إيقاف" ثنائي. على عكس الأقراص الصلبة ، لا يتم تخزين البيانات في أسطوانات متحدة المركز ولكن في مسار حلزوني طويل مستمر.
    ملاحظة : المسار اللولبي المستخدم لتخزين البيانات على قرص مضغوط يبلغ طوله ستة كيلومترات.
    تنسيق القرص الضوئي الشائع هو القرص المضغوط بحجم 12 سم. أدى الاستخدام الواسع النطاق للأقراص المدمجة الموسيقية إلى جعل هذه التقنية منتشرة للغاية ورخيصة الثمن. تكاليف الإنتاج للقرص المضغوط أقل من Rl ، حتى بالنسبة لأحجام الإنتاج الصغيرة نسبيًا. كما انخفض سعر وحدات قارئ محرك الأقراص نفسها وأصبحت الآن بالكاد تزيد عن تكلفة محرك الأقراص المرنة. يمكن للقرص المضغوط القياسي تخزين 650 ميغا بايت من البيانات ويمكن نقل البيانات بسرعة عدة ميغا بايت في الثانية ، على الرغم من أن الوصول إلى البيانات غير المتسلسلة يستغرق وقتًا أطول.
    القرص المضغوط عبارة عن وسيط للقراءة فقط. لا يمكن تسجيل البيانات على القرص. تجعل التكلفة المنخفضة والسعة الكبيرة نسبيًا القرص المضغوط مناسبًا بشكل مثالي لتوزيع البرامج. كما أنها مثالية للتوزيع المنخفض التكلفة لكميات كبيرة من المعلومات مثل كتالوجات المنتجات والمواد المرجعية ووقائع المؤتمرات وقواعد البيانات وما إلى ذلك. ولا غنى عنها لتخزين الوسائط المتعددة حيث يتم استكمال المعلومات النصية التقليدية بالصوت والموسيقى والصوت والصور والرسوم المتحركة وحتى مقاطع الفيديو.
    أدى تقييد تنسيق القراءة فقط إلى تطوير أقراص ضوئية قابلة للتسجيل منخفضة التكلفة. يعد القرص المضغوط القابل للتسجيل (CD-R) تقنية للكتابة مرة واحدة وقراءة العديد (WORM). تأخذ وحدة محرك CD-R قرصًا ضوئيًا فارغًا وتقوم بنسخ البيانات عليه باستخدام ليزر عالي الطاقة. يمكن بعد ذلك قراءة هذا القرص وتوزيعه كقرص مضغوط عادي ، مع ميزة أن البيانات غير متطايرة ، أي دائمة. الانخفاض السريع في تكلفة وحدات محرك الأقراص ووسائط التسجيل الفارغة (أقل من R2 لكل قرص مضغوط قابل للتسجيل) يجعل هذه التقنية تنافسية للغاية للنسخ الاحتياطي للبيانات وتوزيع البيانات على نطاق صغير.
    على الرغم من أن 650 ميغا بايت بدت في البداية بلا حدود تقريبًا ، إلا أن العديد من تطبيقات الوسائط المتعددة والفيديو تتطلب الآن مساحة تخزين أكبر. تنسيق جديد ، وهو معيار بيانات الفيديو الرقمي (DVD) زاد من سعة القرص المضغوط من خلال توفير أقراص مضغوطة عالية الكثافة ومزدوجة الوجه ومزدوجة الطبقات. من خلال الجمع بين سعة التخزين المتزايدة وخوارزميات ضغط البيانات المتطورة ، يمكن لقرص DVD بسهولة تخزين 10 أضعاف حجم القرص المضغوط ، وهو ما يكفي للحصول على صورة متحركة رقمية عالية الجودة كاملة الطول مع العديد من المسارات الصوتية المتزامنة.
    حتى قرص DVD ليس سعة تخزين كافية وقد تم حاليًا تطوير تقنيتين بصريتين لزيادة سعة التخزين بشكل أكبر. توفر المواصفات الأساسية لكل من HD-DVD و Blu-Ray أكثر من 25 جيجابايت من التخزين على قرص على الرغم من أنه تم بالفعل تطوير أقراص Blu-Ray متعددة الطبقات بسعة تزيد عن 200 جيجابايت.
    يتضمن مجال البحث الواعد استخدام تخزين القرص المجسم حيث يتم تخزين البيانات بطريقة ثلاثية الأبعاد. على الرغم من أن النماذج الأولية في مهدها ، إلا أنها تعد بزيادة في سعة التخزين عدة مرات ، ويمكن أن تصبح الإجابة على متطلبات التخزين المتزايدة باستمرار في العقد المقبل
     
     

    enlightened  أجهزة الإخراج

     

    تتضمن المرحلة الأخيرة من معالجة المعلومات استخدام أجهزة الإخراج لتحويل البيانات المقروءة بالكمبيوتر مرة أخرى إلى تنسيق معلومات يمكن معالجته بواسطة البشر. كما هو الحال مع أجهزة الإدخال ، عند اتخاذ قرار بشأن جهاز الإخراج ، يجب أن تفكر في نوع المعلومات التي سيتم عرضها ، ومن الذي ينوي تلقيها.
    أحد الفروق التي يمكن استخلاصها بين أجهزة الإخراج هو أجهزة النسخ الورقي مقابل أجهزة النسخ الإلكتروني. تنتج أجهزة النسخ الورقية (الطابعات) مخرجات ملموسة ودائمة بينما تقدم أجهزة النسخ الإلكترونية (شاشات العرض) صورة مؤقتة وعابرة.
     
    yes  شاشات العرض
     
    شاشة الكمبيوتر المكتبية هي أكثر أجهزة الإخراج شيوعًا. تعمل الشاشة القياسية على نفس مبدأ أنبوب التلفزيون العادي: يطلق مسدس "شعاع" الجسيمات المشحونة كهربائيًا على أنبوب مغطى خصيصًا (ومن هنا جاء اسم أنبوب أشعة الكاثود أو CRT). في حالة اصطدام الجسيمات بالطلاء ، فإن "الطلاء" يكون "متحمسًا" ويصدر ضوءًا. يوجه المجال المغناطيسي القوي تدفق الجسيمات لتشكيل النص أو الرسومات على شاشتك المألوفة.
    تختلف CRTs إلى حد كبير في الحجم والدقة. عادةً ما يتم قياس حجم الشاشة بالبوصة قطريًا من زاوية إلى أخرى وتتنوع من أقل من 12 أو 14 بوصة لأجهزة الكمبيوتر القياسية ، إلى ما يصل إلى 40 بوصة لشاشات العرض التوضيحي ومؤتمرات الفيديو الكبيرة. تعتمد دقة الشاشة على عدد من العوامل الفنية.
    إن التكنولوجيا التي تلقت الكثير من الزخم من سوق أجهزة الكمبيوتر المحمول والكمبيوتر المحمول سريعة النمو هي شاشات الكريستال السائل (LCD). نضجت شاشات LCD بسرعة ، وزادت من حيث الدقة والتباين وجودة الألوان. مزاياها الرئيسية هي انخفاض متطلبات الطاقة وحجمها النحيف المسطح. على الرغم من أن التقنيات البديلة يتم استكشافها بالفعل في مختبرات الأبحاث ، إلا أنها تهيمن حاليًا على سوق "العرض المسطح".
    يمكن أن تولد الثنائيات العضوية الباعثة للضوء (OLED) صورًا أكثر إشراقًا وأسرع من تقنية LED ، وتتطلب شاشات أرق ، ولكنها تتميز بخصائص لونية أقل ثباتًا ، مما يجعلها أكثر ملاءمة لشاشات الهاتف الخلوي من أجهزة الكمبيوتر.
    تقنية أخرى متعلقة بالشاشة هي وحدة عرض الفيديو. تم تطوير الاتجاه الحالي نحو المزيد من أجهزة العرض المحمولة خفيفة الوزن القائمة على شاشات الكريستال السائل ، والتي تم تطويرها في الأصل لعرض أفلام الفيديو ، من خلال احتياجات العروض التقديمية العامة التي يتم تشغيلها بواسطة الكمبيوتر. تتلاءم وحدات اليوم بسهولة مع حقيبة صغيرة وتعرض عرضًا تقديميًا للكمبيوتر بالطريقة نفسها التي يعرض بها جهاز عرض الشرائح عرضًا تقديميًا للشرائح. إنهم يستبدلون بسرعة لوحات LCD الشفافة المسطحة التي يجب وضعها فوق وحدة الإسقاط العلوية. على الرغم من أن لوحات LCD أكثر إحكاما ، وتزن أقل وأرخص بكثير ، إلا أن صورتها بشكل عام ذات جودة رديئة وأقل سطوعًا.
     
    yes  الطابعات والراسمات
     
    تعد الطابعات أكثر أجهزة الإخراج شيوعًا لإنتاج مخرجات حاسوبية دائمة ورقية. على الرغم من أنها جميعًا أجهزة مطبوعة ، يمكن التمييز بين الطابعات الصدمية والطابعات غير المؤثرة. باستخدام الطابعات الصدمية ، تضرب المطرقة أو الإبرة جسديًا شريطًا محبرًا لتترك انطباعًا بالحبر بالشكل المطلوب على الورق. تتمثل ميزة الطابعة الصدمية في قدرتها على إنتاج أكثر من نسخة متزامنة واحدة باستخدام الكربون أو الورق المطلي كيميائيًا. من ناحية أخرى ، تحتوي الطابعات غير المؤثرة على أجزاء متحركة ميكانيكيًا أقل بكثير وبالتالي فهي أكثر هدوءًا وتميل إلى أن تكون أكثر موثوقية.
    فيما يلي الأنواع الرئيسية للطابعات المستخدمة حاليًا:
     
    ـــ  اعتادت الطابعات النقطية أن تكون طابعات منخفضة التكلفة مألوفة متصلة بالعديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية. يتكون رأس الطباعة من صف عمودي من الإبر يتم التحكم في كل واحدة منها على حدة بواسطة مغناطيس. عندما يتحرك رأس الطباعة أفقيًا عبر الورقة ، تضرب الإبر الفردية الورق (والشريط بينهما) وفقًا لتوجيهات آلية التحكم لإنتاج أحرف نصية أو رسومات. سيكشف الفحص الدقيق لمصفوفة نقطية عن النقاط المكونة للنص. على الرغم من أنها واحدة من أرخص خيارات الطابعة ، إلا أن جودة طباعتها أقل بشكل عام من جودة طابعات الليزر وطابعات نفث الحبر. ومع ذلك ، فإن نماذج اليوم سريعة وتعطي جودة أفضل بكثير من خلال زيادة عدد الإبر.
     
    ـــ طابعات الليزر تنمو بسرعة في حصتها في السوق. إنهم يعملون على نفس مبدأ آلة التصوير. شعاع الليزر ، الذي يتم تشغيله وإيقافه بسرعة كبيرة ، يضيء مناطق محددة على أسطوانة حساسة للصور ، حيث يتم تحويل الضوء إلى شحنة كهربائية. نظرًا لأن الأسطوانة تدور في "طبقة" من جزيئات الكربون ("الحبر") بشحنة معاكسة ، فإن هذه الجسيمات ستلتصق بالأسطوانة. ثم يتم ضغط الورقة الفارغة على الأسطوانة بحيث "تحتك الجسيمات بالورقة. تمر الورقة بعد ذلك عبر منطقة ذات درجة حرارة عالية بحيث يتم دمج جزيئات الكربون بشكل دائم على الورق. يمكن لطابعات الليزر المتطورة الحالية التعامل مع أحجام الطباعة الكبيرة للغاية ، كما هو مطلوب على سبيل المثال من قبل البنوك لطباعة الملايين من كشوف حساباتها الشهرية. تستمر تقنية الليزر في التطور جنبًا إلى جنب مع تقنية آلات التصوير. يمكن لطابعات الليزر الآن التعامل مع الطباعة الملونة والطباعة على الوجهين أو الدمج مع معدات البريد للثقب والطي والعنوان والختم تلقائيًا في مظاريف. في الطرف الأدنى من المقياس توجد طابعات الليزر "الشخصية" منخفضة التكلفة ، والتي توفر جودة طباعة جيدة جدًا بتكلفة متواضعة نسبيًا.
     
    ـــ تستخدم الطابعات الحرارية الحرارة للطباعة. استخدمت الطابعات الحرارية القديمة ورقًا حساسًا للحرارة ، على غرار ورق الفاكس الخاص. ستؤدي الحرارة أو الضغط الخفيف إلى ترك منطقة أغمق. أنتج هذا مخرجات رخيصة للغاية ولكن منخفضة الجودة. حاليًا ، تُستخدم تقنية الطباعة الحرارية بشكل أساسي للطباعة الملونة عالية الجودة. تستخدم هذه الطابعات الحرارية الجديدة أعواد شمعية ملونة وتذيب الشمع على الورق. على الرغم من أنها أبطأ من تقنيات الليزر الملون وتقنيات نفث الحبر المنافسة ، إلا أنها تعطي صورة أكثر حيوية وتشبعًا بالألوان.
     
    ـــ تعتبر طابعات Inkjet على الأرجح أكثر تقنيات الطباعة منخفضة التكلفة شيوعًا. يتم ضخ الحبر السائل على الورق على شكل قطرات صغيرة. هذه الطابعات هي نفس سعر الطابعات النقطية ، وإن كانت أكثر تكلفة من حيث المواد الاستهلاكية. جودتها قريبة من طابعات الليزر. ميزتها الكبيرة هي أنه يمكن بسهولة تكييف الطابعات لاستخدام الحبر الملون ، مما يجعل طابعات الألوان شائعة.
     
    ـــ تستخدم الراسمات بشكل أساسي للرسومات الهندسية والمعمارية. يتكون الراسمة من قلم (أو عدة أقلام) مثبتة على ذراع (في حالة الراسمات الملونة). بينما يتحرك الذراع عبر الورقة ، يرسم القلم خطوطًا على الورقة. إنه مثالي للرسومات الخطية مثل الخطط ، خاصة في الحالات التي يتجاوز فيها حجم الورق الحجم الذي يمكن أن تستوعبه أنواع الطابعات الأخرى.
     
    ـــ لا تزال طابعات السلسلة والخط شائعة في بيئات الحواسيب المركزية للإنتاج السريع لكميات كبيرة من الطباعة الداخلية. تتكون الطابعة الخطية من "أسطوانة" أفقية دوارة بها 132 اسطوانة ، كل منها يحتوي على مجموعة أحرف كاملة. بينما يتحرك الورق الذي يبلغ عرضه 132 عمودًا لأعلى عبر الأسطوانة ، خطًا في كل مرة ، فإن كل واحدة من المطرقة الـ 132 الموجودة على الجانب الآخر من الورقة تضرب في نفس اللحظة التي "تُظهر" الأسطوانة المقابلة الحرف الصحيح. تضرب المطرقة الأسطوانة (وشريط الحبر) وتترك بصمة للحرف على الورق. تعمل الطابعة المتسلسلة على نفس المبدأ ، ولكنها تستخدم سلسلة دوارة أفقيًا بأحرف محفورة ، بدلاً من الأسطوانة. كما يعلم أي شخص لديه بعض الخبرة العملية في مؤسسة كبيرة ، فإن جودة طباعة "مطبوعات الكمبيوتر" هذه ليست عالية جدًا.
     
    yes  أجهزة إخراج الصوت
     
    نوع من المخرجات أصبح شائعًا بشكل متزايد لأنواع مختلفة من مخرجات الصوت.هناك أنواع مختلفة من إخراج الصوت:
     
    ـــ  مطلوب إخراج الصوت في معظم تطبيقات الوسائط المتعددة والألعاب المتطورة. تقوم بطاقة الصوت الموجودة في العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية اليوم بتوليف الصوت عن طريق الرسم من مكتبة الأصوات المخزنة ، وذلك باستخدام نفس العملية الموجودة في لوحات مفاتيح الموسيقى. تم تجهيز محطات عمل الوسائط المتعددة الأكثر تقدمًا للحصول على صوت محيطي متعدد القنوات استريو كامل وتتفوق بسهولة على العديد من أنظمة hi-fi الحديثة في تعقيد الكابلات ومكبرات الصوت.
     
    ـــ  MIDI in/output سيكون إنتاج الموسيقى في العصر الحديث مستحيلًا بدون مجموعة واسعة من الأدوات الإلكترونية ولوحات المفاتيح. يتم التحكم في هذه عادةً بواسطة كمبيوتر شخصي عن طريق الواجهة الرقمية للآلات الموسيقية (MIDI) ، وهي معيار مشترك لربط الموسيقى الإلكترونية والتحكم فيها ومعالجتها.
     
    ـــ اصطناع الكلام هو إنتاج مخرجات تشبه الكلام باستخدام صوت اصطناعي. على الرغم من أن نقص التنغيم لا يزال يجعل الصوت مصطنعًا ، إلا أن التكنولوجيا ناضجة بشكل معقول ويمكن العثور عليها في أي مكان من الساعات الناطقة والسيارات الفاخرة إلى الردود الآلية على استفسارات الدليل الهاتفي.
     
    yes  أجهزة الإخراج الأخرى
     
    تم تطوير العديد من أجهزة الإدخال والإخراج الأخرى المتخصصة للغاية. التحكم في العمليات ، على سبيل المثال ، هو مجال متخصص للغاية ولكنه مهم للغاية للمصانع الآلية (تصنيع السيارات ، مصانع التعليب) ، بيئات العمليات المستمرة (المصانع النووية ، المصافي) أو الأماكن الخطرة (مختبرات الأبحاث الميكروبيولوجية ، استكشاف الفضاء). بالنسبة لهذه التطبيقات ، يعتمد الكمبيوتر على العديد من المستشعرات لمدخلاته: درجات الحرارة ، والسرعة ، والضغط ، ومعدلات التدفق ، والوزن ، والموضع ، ... تتم معالجة مدخلات المستشعرات هذه بواسطة أجهزة الكمبيوتر ، والتي بدورها تتحكم بشكل مباشر في أذرع الروبوت والأدوات الميكانيكية الأخرى. الأجهزة مثل القواطع ومعدات اللحام والصمامات والمفاتيح والخلاطات وما إلى ذلك.
     
     

    enlightened  ما وراء الأساسيات

     

    من المقرر أن يبدأ التطوير التجاري على الجيل التالي من الذاكرة: مكعب السماريوم. ستسمح هذه التقنية بتخزين ما يصل إلى واحد تيرابايت (1000 جيجابايت) من البيانات في سنتيمتر مكعب من الزجاج. عندما يتم تطبيق نبضة قصيرة للغاية من ضوء الليزر على قطعة من الزجاج تحتوي على عنصر الساماريوم الأرضي النادر ، تصبح نقطة بقطر 400 نانومتر مضيئة ، مما يسمح باستخدام الزجاج كذاكرة ضوئية. يمكن فصل هذه النقاط المضيئة بمقدار 100 نانومتر ، ويمكن تخزين ما يصل إلى 2000 طبقة من النقاط وقراءتها داخل سنتيمتر مكعب من الزجاج ، مما ينتج عنه وسيط تخزين ثلاثي الأبعاد. إن نبضة الضوء المستخدمة في تشعيع المكعب تدوم فقط 1000 تريليون من الثانية (فيمتوثانية) ، لأن نبضة ضوئية أطول ستولد حرارة يمكن أن تتسبب في تكسر الزجاج.