الكمبيوتر هو أي آلة يمكن برمجتها لتنفيذ مجموعة من الخوارزميات والتعليمات الحسابية. بالطبع، أجهزة الحاسوب التي نفكر بها اليوم هي أكثر من ذلك بكثير - وأنا أتحدث أنها أكثر من مجرد كونها آلات مستخدمة لممارسة الألعاب ومشاهدة مقاطع فيديو للقطط على الإنترنت.
سواء كان نظام ألعاب أو كمبيوتر منزلي، فإن المكونات الخمسة الرئيسية التي تشكل جهاز حاسوب نموذجي في الوقت الحالي تشمل:
1 - اللوحة الأم (motherboard).
2 - وحدة المعالجة المركزية (CPU).
3 - وحدة معالجة الرسومات (GPU) والمعروفة أيضًا ببطاقة الفيديو.
4 - ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والمعروفة أيضًا باسم الذاكرة المتطايرة.
5 - التخزين: محرك الأقراص الصلبة (SSD) أو محرك الأقراص الثابتة (HDD).
اللوحة الأم (motherboard)
اللوحة الأم (تُعرف أحيانًا باسم بلوحة النظام أو اللوحة المستوية أو لوحة المنطق، أو بالعامية، Mobo) هي لوحة الدوائر المطبوعة الرئيسية (PCB) الموجودة في أجهزة الحاسوب والأنظمة الأخرى القابلة للتوسيع. إنه يحمل ويسمح بالاتصال بين العديد من المكونات الإلكترونية الحاسمة للنظام، مثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة، ويوفر موصلات للأجهزة الطرفية الأخرى. على عكس اللوحة الخلفية، تحتوي اللوحة الأم على أنظمة فرعية مهمة مثل المعالج والمكونات الأخرى.
تشير اللوحة الأم تحديدا إلى PCB مع إمكانية التوسع وكما يوحي الاسم، غالبًا ما يشار إلى هذه اللوحة على أنها "الأم" لجميع المكونات المرفقة بها، والتي غالبًا ما تتضمن بطاقات الصوت أو بطاقات الفيديو أو بطاقات الشبكة أو محركات الأقراص الثابتة أو غير ذلك أشكال التخزين المستمر بطاقات موالف التلفاز ، والبطاقات التي توفر فتحات USB أو FireWire إضافية ومجموعة متنوعة من المكونات المخصصة الأخرى (يتم تطبيق مصطلح اللوحة الرئيسية على الأجهزة التي تحتوي على لوحة واحدة، ولا توجد توسعات أو إمكانات إضافية، مثل لوحات التحكم في أجهزة التلفاز والغسالات والأنظمة المضمنة الأخرى).
وحدة المعالجة المركزية (CPU)
وحدة المعالجة المركزية (CPU) هي الدوائر الإلكترونية داخل الكمبيوتر التي تنفذ تعليمات برنامج الحاسوب عن طريق إجراء العمليات الحسابية والمنطقية والتحكم والإدخال / الإخراج (I / O) الأساسية المحددة في التعليمات. تم استخدام المصطلح في صناعة الحاسوب على الأقل منذ أوائل الستينيات. تقليديًا، يشير مصطلح "وحدة المعالجة المركزية" إلى المعالج، وبشكل أكثر تحديدًا إلى وحدة المعالجة ووحدة التحكم (CU)، ويميز هذه العناصر الأساسية للكمبيوتر عن المكونات الخارجية مثل الذاكرة الرئيسية ودائرة الإدخال / الإخراج.
لقد تغير شكل وتصميم وتنفيذ وحدات المعالجة المركزية على مدار تاريخها، لكن تشغيلها الأساسي لم يتغير تقريبًا. تشمل المكونات الرئيسية لوحدة المعالجة المركزية وحدة المنطق الحسابي (ALU) التي تقوم بإجراء العمليات الحسابية والمنطقية، وسجلات المعالج التي تزود المعاملات إلى ALU، وتخزن نتائج عمليات ALU، ووحدة التحكم التي تجلب التعليمات من الذاكرة و "تنفذها" من خلال توجيه العمليات المنسقة لـ ALU والسجلات والمكونات الأخرى.
معظم وحدات المعالجة المركزية الحديثة هي معالجات دقيقة، مما يعني أنها موجودة في شريحة دائرة متكاملة واحدة (IC). قد يحتوي IC الذي يحتوي على وحدة المعالجة المركزية أيضًا على ذاكرة وواجهات طرفية ومكونات أخرى للكمبيوتر ؛ تسمى هذه الأجهزة المتكاملة بشكل مختلف المتحكمات الدقيقة أو الأنظمة الموجودة على شريحة (SoC). تستخدم بعض أجهزة الكمبيوتر معالجًا متعدد النواة، وهو عبارة عن شريحة واحدة تحتوي على وحدتي CPU أو أكثر تسمى "مراكز"؛ في هذا السياق، يشار أحيانًا إلى الرقائق الفردية باسم "المقابس". تحتوي معالجات الصفيف أو معالجات المتجهات على معالجات متعددة تعمل بالتوازي، مع عدم اعتبار أي وحدة مركزية.
وحدة معالجة الرسومات (GPU)
وحدة معالجة الرسومات (GPU) عبارة عن شريحة أو دائرة إلكترونية قادرة على عرض الرسومات على جهاز إلكتروني. تم تقديم GPU إلى السوق الأوسع في عام 1999، واشتهر باستخدامه في توفير الرسومات السلسة التي يتوقعها المستهلكون في مقاطع الفيديو والألعاب الحديثة.
تطورت تقنية معالجة الرسومات لتقديم مزايا فريدة في عالم الحوسبة. تفتح أحدث وحدات معالجة الرسومات (GPU) إمكانيات جديدة في الألعاب وإنشاء المحتوى والتعلم الآلي والمزيد.
أصبحت وحدة معالجة الرسومات، أو GPU، واحدة من أهم أنواع تقنيات الحوسبة، لكل من الحوسبة الشخصية والتجارية. تم تصميم وحدة معالجة الرسومات (GPU) للمعالجة المتوازية، وهي تُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك عرض الرسومات والفيديو. على الرغم من أنها معروفة بقدراتها في الألعاب، إلا أن وحدات معالجة الرسومات أصبحت أكثر شيوعًا لاستخدامها في الإنتاج الإبداعي والذكاء الاصطناعي (AI).
تم تصميم وحدات معالجة الرسومات في الأصل لتسريع عرض الرسومات ثلاثية الأبعاد. بمرور الوقت، أصبحوا أكثر مرونة وقابلية للبرمجة، مما عزز قدراتهم. سمح ذلك لمبرمجي الرسومات بإنشاء تأثيرات بصرية أكثر إثارة للاهتمام ومشاهد واقعية باستخدام تقنيات الإضاءة والتظليل المتقدمة. بدأ مطورون آخرون أيضًا في الاستفادة من قوة وحدات معالجة الرسومات لتسريع أعباء العمل الإضافية إلى حد بعيد في الحوسبة عالية الأداء (HPC) والتعلم العميق والمزيد.
ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)
ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) هي الأجهزة الموجودة في جهاز الكمبيوتر حيث يتم الاحتفاظ بنظام التشغيل (OS) وبرامج التطبيقات والبيانات قيد الاستخدام الحالي بحيث يمكن الوصول إليها بسرعة بواسطة معالج الجهاز. ذاكرة الوصول العشوائي هي الذاكرة الرئيسية في الحاسوب. تعتبر القراءة والكتابة إليها أسرع بكثير من أنواع التخزين الأخرى، مثل محرك الأقراص الثابتة (HDD) أو محرك الأقراص ذي الحالة الصلبة (SSD) أو محرك الأقراص الضوئية.
ذاكرة الوصول العشوائي متقلبة. هذا يعني أنه يتم الاحتفاظ بالبيانات في ذاكرة الوصول العشوائي طالما كان الحاسوب قيد التشغيل، ولكن يتم فقدها عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. عند إعادة تشغيل الكمبيوتر ، يتم إعادة تحميل نظام التشغيل والملفات الأخرى إلى ذاكرة الوصول العشوائي، عادةً من محرك أقراص ثابتة أو محرك أقراص صلبة.
نظرًا لتقلبها، لا تستطيع ذاكرة الوصول العشوائي تخزين البيانات الدائمة. يمكن مقارنة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بالذاكرة قصيرة المدى للشخص، ومحرك الأقراص الثابتة بذاكرة الشخص طويلة المدى. تركز الذاكرة قصيرة المدى على العمل الفوري، ولكن يمكنها فقط الحفاظ على عدد محدود من الحقائق في العرض في وقت واحد. عندما تمتلئ ذاكرة الشخص قصيرة المدى، يمكن تحديثها بالحقائق المخزنة في ذاكرة الدماغ طويلة المدى.
يعمل الكمبيوتر أيضًا بهذه الطريقة. في حالة امتلاء ذاكرة الوصول العشوائي، يجب على معالج الحاسوب الانتقال على نحو متكرر إلى القرص الثابت لتراكب البيانات القديمة في ذاكرة الوصول العشوائي ببيانات جديدة. تؤدي هذه العملية إلى إبطاء تشغيل الكمبيوتر.
التخزين
إذا اشتريت جهاز كمبيوتر محمولاً قابلاً للنقل بشكل فائق في أي وقت في السنوات القليلة الماضية، فمن المحتمل جدًا أن يكون لديك محرك أقراص مزود بذاكرة مصنوعة من مكونات صلبة (SSD) كمحرك تمهيد أساسي. انتقلت أجهزة الكمبيوتر المحمولة المخصصة للألعاب الأكبر حجمًا إلى محركات أقراص SSD أيضًا، في حين أن مجموعة فرعية فقط من أجهزة الميزانية لا تزال تفضل محركات الأقراص الثابتة (HDD). في هذه الأثناء، تكون محركات أقراص التمهيد في أجهزة الحاسوب المكتبية المُنشأة مسبقًا عبارة عن محركات أقراص صلبة الآن أيضًا، باستثناء النماذج الأرخص. في بعض الحالات، يأتي سطح المكتب مع كليهما، مع SSD كمحرك التمهيد ومحرك الأقراص الثابتة كمكمل تخزين أكبر سعة.
يتمثل الاختلاف الرئيسي بين SSD و HDD في كيفية تخزين البيانات والوصول إليها. محرك الأقراص الثابتة (HDD) هو جهاز تخزين تقليدي يستخدم أطباق ميكانيكية ورأس قراءة / كتابة متحرك للوصول إلى البيانات. محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة (SSD) هو نوع أحدث وأسرع من الأجهزة يخزن البيانات على شرائح ذاكرة يمكن الوصول إليها في الحال.
