الدكتور هيثم الشيباني
عميد كلية هندسة سابق
المقدمه:
حاولت أن أتلافى المصطلحات الفنية جهد امكاني كي لا يشعر قراء المقال بالملل.
يعتبر الحاسوب من أهم الوسائل المعروفة في تخزين المعلومات وبرمجتها. ثم جمع البيانات من الذّاكرة الموجودة فيه. ويعمل على معالجتها، وتنفيذ جميع الأوامر الّتي تقوم وحدة التحكّم بتفسيرها وتحليلها. ثم يقوم بإرسالها إلى وحدة الحساب والمنطق التي تعمل على تنفيذ هذه الأوامر من خلال عمليات بسيطة. وأخيرا حفظها وتخزينها.
يوفر الحاسوب وقتا وجهدا على مستخدمة أثناء العمل، كما يعمل على توفير وسيلة اتصال سريعة وغير مكلفة عند ربطه بالإنترنت، ويجعل من يستعمله جديا في العمل، بالإضافة إلى أنه مفيد في إكساب الفرد مهارات عديدة ويقوم بتعليمه الكثير من البرامج والتطبيقات كما سوف سيرد ذكرها في المقال.
تاريخ الحوسبة
بدأ تاريخ علم الحاسوب قبل وقت طويل من ظهور فرع المعرفة الحديث علوم الحاسوب الذي ظهر في القرن العشرين ولاح أفقه في القرون السابقة.
وقادنا تاريخ الحوسبة والتسلسل الزمني للحوسبة الى فترة 2400 ق.م 1949 وكان العداد أول الأدوات المعروفة للاستخدام في الحساب، ومن المعتقد أنه تم اختراعه في بابل حوالي عام 2400 ق.م وكان على هيئة خطوط مرسومة على الرمال مع وضع حصي. كان ذلك أول حاسوب وأكثر نظم الحساب المتقدمة المعروفة الذي سبق الطرق اليونانية بحوالي 2000 عام.
لم تظهر المصنوعات التكنولوجية المعقدة نوعا ما حتى القرن الرابع عشر عندما ظهرت ساعة فلكية في أوروبا.
كما اخترعت الصين عدادا أكثر تعقيدا في القرن الثاني الميلادي والذي عرف باسم العداد الصيني.
ظهرت أجهزة الحساب الآلية مرة أخرى بعد ألف عام في العصر الذهبي للإسلام وتضمنت أمثلة على الأجهزة من هذه الفترة أداة الحساب الفلكي وألاسطرلاب الميكانيكي الذي اخترعه أبو الريحان البيروني وجهاز رصد الأجرام السماوية الذي اخترعه جابر بن أفلح. بنى المهندسون المسلمون عددا من آلات ذاتية التشغيل بما في ذلك بعض الآلات الموسيقية التي يمكن برمجتها لتشغيل أنماط موسيقية مختلفة. كما حقق علماء الرياضيات المسلمون تقدما هاما في تطوير تحليل الشفرات بواسطة يعقوب بن إسحق الكندي.
بعد وضع محمد بن موسى الخوارزمي علم الخوارزميات لأغراض الحوسبة في مطلع القرن السابع عشر تبع ذلك فترة من التقدم الكبير صنعه المخترعون والعلماء في أدوات الحساب. ففي عام 1640 تقريباً قام بليز باسكال وهو عالم رياضيات فرنسي رائد ببناء أول جهاز جمع ميكانيكي.
لم تكن أي من الأجهزة القديمة حاسوبا بالمعني الحديث، فقد استغرق الأمر حدوث تقدم حقيقي في علم الرياضيات والنظرية قبل إمكانية تصميم الحاسبات الحديثة.
في القرن السابع قام براهماغوبتا عالم الرياضيات الهندي بوضع أول شرح لـ نظام العد الهندي العربي واستخدام الصفر 0 )كعدد( باعتباره رمزا رياضيا ورقما. وفي العام 825 تقريبا قام عالم الرياضيات محمد بن موسى الخوارزمي بتأليف كتاب عن الحساب )باستخدام الأرقام الهندية( وقد كان مسؤولا في الأساس عن انتشار نظام العد الهندي العربي في الشرق الأوسط وفي أوروبا.
ولادة علم الحاسوب
قبل العشرينات من القرن الماضي كان بدلا من الحاسبات الآلية موظفون بشر يؤدون العمليات الحسابيه، وكانوا في صدارة الوظائف بعد الأطباء مباشرة. كان يعمل عدة آلاف من المحاسبين في مجال التجارة والحكومة والمؤسسات البحثية ومعظمهم من النساء اللواتي اشتهرن بالحصول على درجات علمية في الرياضيات. وقامت بعضهن بعمل الحسابات الفلكية للتقويم، وبعد أواخر الأربعينات أصبح المصطلح حاسوبا فقط هو الشائع للتعبير عن آلة رقمية إلكترونية. وصارت هذه الحواسيب قادرة على أداء كافة العمليات الحسابية بدلا من الموظفين.
ظهور فرع جديد للمعرفه
صار عام 1936 هو الأهم في علوم الحاسوب، حيث قام آلان تورنغ وألونزو شرش كل بمفرده ثم سوية بتقديم نموذج ميكانيكي خالص للحوسبة، وخصصت جائزة باسم )جائزة تورنغ(. وساهم كثيرا في نجاح فك الشفرات البريطانية في الحرب العالمية الثانية واستمر في تصميم الحاسبات والبرمجيات طوال عام 1940
ولد العالم كونراد زوس في برلين بألمانيا عام 1910، وكان يحلم بأداء العمليات الحسابية باستخدام آلة، فظهر أعظم برنامج في العالم للتحكم في حاسب آلي وهو Z3 الذي بدأ العمل في مايو 1941. ودعمته الحكومة الألمانية النازية.
كما وأسس نفس العالم الألماني أول تجارة للحاسبات في الأول من أبريل 1941، وقامت هذه الشركة ببناء جهاز Z4 الذي أصبح أول حاسوب تجاري في العالم.
في 1948 تم بناء أول حاسوب آلي عملي يمكنه تشغيل برامج، واطلع عليه اسم طفل مانشستر، وفي عام 1950 استطاع معمل الفيزياء القومي في بريطانيا إكمال جهاز حاسوب صغير قابل للبرمجة.
اكتشف شانون نظرية المعلومات عام 1948 التي طبقت على أفضل طرق تشفير المعلومات التي يرغب المرسل في نقلها.
ومن خلال التجارب في مجال أنظمة الدفاع ضد الطائرات التي تفسر صور الرادار للكشف عن طائرات العدو، استطاع نوربرت فينر بلورة مصطلح سبرانية من اللاتينية أو مرشد دفة السفينة فقام بنشر كتاب )علم التحكم الآلي(عام 1948. كما قارن فينر بين الحوسبة وأجهزة الذاكرة وغيرها من المفاهيم المعرفية وبين تحليله لموجات الدماغ. وكان اختراع كلمة فيروسا يرجع إلى جريس هوبر أدميرال في البحرية الأمريكية التي أدخلت فيروس بالفعل في 9 سبتمبر 1945 فتضاربت كافة الحسابات في هذا المشروع.
مكونات الحاسوب
تشغل الحواسيب برمجيات خاصة تسمى أنظمة التشغيل، فمن دونها يكون الحاسوب قطعة لا قيمة لها، وتبين أنظمة التشغيل للحاسوب كيفية تنفيذ المهام كما أنها توفر للمبرمجين البيئة ليطوروا تطبيقاتهم.
يتألف الحاسوب من المكونات الرئيسية التالية :
وحدة المعالجة المركزية.
و تتم عن طريق جلب البيانات المتاحة ونقلها من مكانٍ إلى آخر أنت تحدده، وتقوم وحدة المعالجة بجميع العمليات الحسابية في الجهاز، وتنفيذ العمليات الحسابية الموجودة في المستند كالجمع والطّرح أو غيرها من العمليات الحسابية، والتأكد من صحة البيانات الناتجة والقيام باختبارها والعمل على تغيير ترتيب العمليات كتقديمها أو تأخيرها في الخلايا.
الخادم: يحتوي الخادم على العديد من الوحدات المركزية الّتي تقوم بمعالجة البيانات.
القرص الصلب، هو الوحدة التي تخزن فيها البيانات والمعلومات.
وحدات التخزين، هي القرص الصلب والقرص المرن والقرص المدمج
الذاكرة العشوائيه، هي الذاكرة التي تحدد حجم ومقدار العمليات لأتمام الغرض المنشود.
وسائط الادخال مثل الفأرة، لوحة المفاتيح، الكاميرا، المكروفون، السماعات، والماسح الضوئي.
وحدات الاخراج، كالسماعات والشاشة والطابعة وبطاقة الصوت وهي التي تظهر عليها البيانات بعد معالجتها.
البرمجيات.
اللوحة الأم. هي اللوحة التي تتصل بها كل المكونات الماديه.
المودم، هو الجهاز الذي يؤمن اتصال الحاسوب مع الخارج، اما سلكيا أو لا سلكيا.
أنواع الحواسيب
هناك العديد من الحواسيب التي تختلف عن بعضها بعضاً من حيث سعتها، ومميزاتها وكفاءتها والمهام التي تقوم بها ومكوناتها وحجمها.
منها حاسوب الإطار الرئيسي وهذا الحاسوب يتميز باحتوائه على ذاكرة كبيرة جداً تجعل له القدرة العالية على تخزين عدد هائل من البيانات، ويتميز أيضاً بكفاءته وقدرته على معالجة وفحص البيانات بجودة وسرعة عالية. وهذا النوع من الحواسيب تستخدمه الدوائر الحكومية والشّركات الكبيرة بشكل واسع، فهو مسؤول عن جميع الأجهزة الفرعية الصغيرة المنتشرة في أنحاء الشركة أو الدائرة الحكومية وما شابهها.
الحاسوب الشخصي، وهو الحاسوب المنتشر بين أفراد المجتمع، فهو حاسوب بسيط يستخدمه صاحبه في منزله أو في عمله فيقوم بتخزين معلوماته الشخصية عليه أو معلومات عمله أو أي شيء بسيط يخصه.
الحاسوب الكفي، وهو من اسمه حاسوب يكون حجمه ككف اليد، فهو صغير جداً سهل التنقل والحمل يستخدمه صاحبه في حفظ بياناته ومعلوماته ويستخدمه الكثيرون في أثناء تنقلاتهم للاتصال بالإنترنت في أي مكان يتواجدون فيه.
الحاسوب المدمج. وهو الحاسوب الموجود في أجهزةٍ مختلفة كالسيارات والطّائرات والهواتف المحمولة.
بعض تطبيقات الحاسوب
أن الحاسوب وسيله للبحث والحصول على المعلومات بطريقة اسهل وأسرع، وهو تكنولوجيا تجعله يستخدم في العديد من التطبيقات كالصناعة والتعليم والتجارة والبنوك والمؤسسات الصناعية والمصارف. ان الكثيرين منا لايمكنهم الاستغناء عن الحاسوب لأنه صديق جيد وفيه كل ما نريد. ونظرا للقدرات الواسعة للحاسوب في شتى المجالات، فقد تعددت تطبيقاته واستخداماته ونذكر المجالات التالية :
1.المجالات التجارية والاقتصادية خاصة لحساب الميزانيات والأرباح والمدفوعات والمقبوضات والرواتب والديون وغيرها.
2.المؤسسات المالية والمصارف، حيث يستعمل على نطاق واسع في تصريف العمليات واصدار الشيكات، ونقل المبالغ إلكترونيا بين مصارف ومؤسسات النقد والأفراد.
3.المجالات العلمية والأبحاث. كالفيزياء والهندسة والطب وغيرها ويستخدم لتحليل البيانات وفرزها ومقارنتها وإجراء العمليات الحسابية.
4.الطيران المدني، حيث يستخدم في تسجيل المعلومات الخاصة بالرحلات الجوية، وكذلك العمليات الجوية كالإقلاع والهبوط.
5.أبحاث الفضاء والمركبات الفضائية، حيث يتم التحكم في عمل المركبات الفضائية بواسطة الحاسوب كما يستعمل لدراسة الأرض من خلال الأقمار الصناعية.
6.المجالات الهندسية. حيث يستعمل في عمل التصميمات الهندسية والرسومات مثل تصميم المباني، والمنشآت وغيرها.
7.مجال الصناعة والتحكم بالأجهزة، حيث ينتشر استخدام الحاسوب في التحكم الآلي وخاصة العمليات الصناعيه. ومن أهم مجالات استخدام الحاسوب في الصناعة، صناعة الآلات والتمديدات الكهربائية وصناعة السيارات والتبريد والإلكترونيات.
8.المجالات الطبية، حيث يستعمل الحاسوب في إجراء التحاليل اللازمة، وتحليل نتائج الفحوصات مثل تخطيط عمل القلب والدماغ. ويستعمل أيضا في مراقبة المرضى مباشرة، وعمل تشخيص للكثير من الأعضاء المعقدة في الإنسان، وفي أجهزة التحكم الطبية.
9.المجالات التعليمية، حيث يستعمل على نطاق واسع في الجامعات والمعاهد العلمية في التعليم وفي البحث والتعليم عن بعد.
10.المجالات العسكرية، خاصة الأسلحة الإستراتيجية وأجهزة الإنذار المبكر، وكذلك في تصميم الأسلحة المختلفة، وفي تخطيط العمليات العسكريه.
أنواع الحواسيب
تتعدد أنواع الحواسيب من حيث طريقة عملها وحجمها بالإضافة إلى سرعتها فأوائل الحواسيب الإلكترونية كانت بحجم غرفة كبيرة وتستهلك طاقة مماثلة لما يستهلكه بضع مئات من الحواسيب الشخصيّة اليوم. كما أن السنوات الأخيرة شهدت انخفاضاً في تكاليف صناعة المكونات الصلبة إلى الحد الذي أصبحت معه الحواسيب الشخصية سلعة منتشرة بشكل كبير. توسع تطبيق الحواسيب في مختلف المجالات والأجهزة في وقتنا الحالي، فصنعت الساعة الذكية وطبقت الملاحة الإلكترونية بشكل كبير عن طريق نظام التموضع العالمي )جي بي أس( وأصبحت أجهزته في متناول الجميع.
ينظر المجتمع إلى الحاسوب الشخصي ونظيره المتنقل الحاسوب المحمول، على أنهما رمزي عصر المعلومات، فهما ما يفكر به معظم الناس عند الحديث عن الحاسوب. ومع هذا فأكثر أشكال الحاسوب استخدامًا اليوم هي الحواسيب المضمّنة في أجهزة صغيرة وبسيطة تستخدم للتحكم في أجهزة أخرى، ويمكننا أن نجدها في الطائرات المقاتلة وآلات التصوير الرقمية ولعب الأطفال وأجهزة التحكم. وتقوم الحواسيب بمعالجة حسابات موظفي الشركات والتحكم في المركبات الفضائية بدون طيار.
الأنترنت
ان الترجمة اللغوية لمصصلح الانترنت هو : أن العبارة تتكون من جزئين الأول )انتر( يعني الشابكه، و)النت( يعني الشبكه.
ان الانترنت عالم جميل مليئ بالمتعه، فالبعض يستخدمه بحسن نية والبعض يسيئ استخدامه. يقوم الانترنت عبر الاقمار الصناعية ببحث ما يريده المستخدم ويظهر له النتائج كاملة بطريقة موثوق بها. بعض الناس من اهتم بالانترنت لإمكانياته في وصل الناس ببعض عن طريق )البريد الإلكتروني( وبعضهم أستفاد منه في التواصل مع عائلته وأصدقائه بالمحادثة الإلكترونية والحديث الهاتفي. واهتم البعض بمقدرة الإنترنت على اختراق الحواجز الرقابية على المعلومات والمعارف التي لا تجد قبولاً سياسياً أو اجتماعياً في هذا البلد أو ذاك. والبعض يؤمن بأن الإنترنت وسيلة سهلة ورخيصة في البحث عن المعلومات بشكل آني وسريع، إما لأغراض بحثية ودراسية أو لأغراض اقتصادية وتجارية أو بهدف ترويحي وغير ذلك. كما وجد البعض أن الإنترنت وسيلة جيدة للحصول على الدرجات العلمية أو المهنية من الجامعات أو المعاهد والكليات التي تشجع على التعليم عن بعد.
هناك نظرتان للعاملين في المكتبات ومراكز المعلومات. الأولى نظرة مرحبة كون الإنترنت يمكن أن يساعدهم في تنفيذ أعمالهم وفي تقديم خدمات متميزة وسريعة لزبائنهم. وتستفيد معظم المكتبات في الوقت الحاضر من الإنترنت باعتباره مصدراً جديداً للمعلومات تضيفه إلى رصيدها السابق. واحد خدمات المعلومات غير التقليدية يوفرها للمستفيدين منها للوفاء بمتطلباتهم واحتياجاتهم المتنوعة والمتجددة. ان للإنترنت دورا فاعلا في دعم وظائف المكتبة وخدماتها الفنية مثل عمليات البناء والتنمية للمجموعات والتزويد والتنظيم الفني من فهرسة وتصنيف واستخلاص وما إلى ذلك من أشكال التوثيق الببلوجرافي.
أما النظرة الثانية فهي نظرة حذر من هذا )العملاق( الذي يمكن أن يطيح بكل من يقف في طريقه. ومرد هذه النظرة يعود إلى إمكانيات الإنترنت العالية ومواهبه المتعددة التي قد تنافس العاملين في المكتبات ومراكز المعلومات على وظائفهم. تطورت مجالات استخدام الانترنت في السنوات الأخيرة بشكل مذهل وسريع جداً وأصبحت كتاباً مفتوحاً للعالم أجمع، فهو غني بمصادر المعلومات إلى درجة الفيضان. وهناك بعض التجارب التي استفادت من الإنترنت في التعليم. مثل فكرة )المدرسة الإلكترونية. حيث تنقل المدرسة التقليدية الى شبكة الإنترنت.
ان التعليم عن بعد ممارسة قديمة تسمى أحيانا بالتعليم بالمراسلة أو الانتساب. ولكن طرأ عليها حديثا تغيرات بعد توظيف تقنية المعلومات والاتصال. مما جعلها في متناول الجميع. وقرب المسافة بينها وبين التعليم الالكتروني حتى اختلط على الناس هذان المصطلحان. وقد أصبح الانترنت ضروريا في عملية التعلم والتعليم. ومصدرا رئيسيا من المعلومات للطالب والمعلم، وانتشر استخدامه في المدارس والجامعات انتشارا واسعا.
الاتصالات، إن تقنية الاتصالات من أكثر المجالات تطبيقا باستخدام الحاسوب، بل إن معظم التطور يصب في هذا المجال مما جعل عملية الاتصال سهلة وميسرة.
ويستخدم في مجال الترفيه في كثير من البرامج والألعاب لهذا الغرض، ويستخدم في الأعمال الإدارية للمساعدة على تنظيم العمل، مما يسهل تنفيذ الإجراءات الإدارية.
أخر المستجدات:
حققت الصين بناء أكبر حاسوب في العالم وهو جهاز )صنواي تايهولايت(، الذي يعمل في المركز الوطني للحوسبة الدقيقة في مدينة وشي الصينية. ويتمكن الجهاز في أقصى سرعته من حل 93.000 تريليون معاملة حسابية في الثانية الواحدة )130 بيتا فلوب(.
كما بدأت اليابان مشروعا لبناء أسرع كمبيوتر فائق السرعة في العالم بحلول نهاية عام 2017. وصرحت الحكومة اليابانية إنها تعتزم إنفاق نحو 19.5 مليار ين ياباني )أكثر من 173 مليون دولار( لبناء كمبيوتر يعمل بتقنية الذكاء الاصطناعي.
وتأمل اليابان في أن تصل سرعة الكمبيوتر إلى 130 بيتافلوب، ليتفوق على جهاز )صن واي تايهو لايت( الصيني الذي يعتبر حتى الآن أسرع جهاز في العالم.
الخلاصة والاستنتاجات :
يؤشر التأريخ أن الفضل الأول لاختراع الحاسوب يعود الى البابليين، في عام 2400 ق.م.
وبعد ألف عام تقريبا ظهرت أجهزة الحاسوب الألية ثانية في العصر الذهبي للاسلام، ثم حصل تقدم مهم في علم الرياضيات الحديثه، مما ساعد على تصميم الحاسوب الحديث.
أما قبل العشرينيات من القرن الماضي، فقد كان يقوم بدلا من الحاسبات الآلية موظفون بشر.
ثم صار عام 1936 هو الأهم في علم الحاسوب، حيث قام العالمان البريطانيان )آلان تورنغ وألونزو شرش( بتقديم نموذج ميكانيكي خالص للحوسبة، وخصصت جائزة باسم )جائزة تورنغ(. وقد ساهم كثيرا في نجاح فك الشفرات في الحرب العالمية الثانية.
و ساهم كثيرا في نجاح فك الشفرات البريطانية في الحرب العالمية الثانية واستمر في تصميم الحاسبات والبرمجيات طوال عام 1940
أما العالم الألماني زوس الذي ولد في برلين بألمانيا عام 1910 فقد قدم أعظم برنامج في العالم للتحكم في حاسب آلي هو Z3 الذي بدأ العمل في مايو 1941. ودعمته الحكومة الألمانية النازية.
وفي 1948 تم بناء أول حاسوب آلي عملي يمكنه تشغيل برامج.
كما قارن فينربين أجهزةالذاكرة وغيرها من المفاهيم المعرفية المتشابهة وبين تحليل موجات الدماغ.
لكن تطور الحاسوب لم يتوقف عند هذا الحد، حيث احتل جهاز كمبيوتر فائق السرعة الذي صنع في الصين المرتبة الأولى لأقوى الحواسيب في العالم. ويتمكن الجهاز في أقصى سرعته من حل حوالي 93.000 تريليون معاملة حسابية في الثانية الواحدة.
أما أنواع الحواسيب فانها تتراوح بالسعة والحجم حسب الوظيفة والغاية.
لقد شملت تطبيقات الحاسوب جميع المجالات التي يحتاجها الانسان المعاصر.
يمكن الاستفادة القصوى من خدمات الانترنت لفوائده الكبيره وبلادنا في أمس الحاجة اليه.
تسعى كل من بريطانيا واليابان الى تخطي الصين في صناعة الحاسوب. وهذا خير مثال على السباق بين الأمم الرشيده.
اتساءل والمرارة تملأ فمي أين نحن من هذا السباق، فأقصى ما يقوم به اليوم المستفيدون من العرب ونحن منهم هو شراء الحاسوب، كما يفعل مع العديد من الأمور الحيوية في الحياة، لكن من فكر في التصنيع؟
وليس بعيدا عنا ما أظهرته القمة العالمية للحكومات التي رعاها حاكم دبي الشيخ محمد بن راشد آل مكتوم، في دبي من 12-14 شباط/فبراير 2017، وضمت جلساتها على مدى 3 أيام 150 متحدثاً في 114 جلسة، حضرتها أكثر من أربعة آلاف شخصية إقليمية وعالمية من 138 دولة من حقائق صادمة تتعلق بواقع الوطن العربي المروع منها ما يلي :
أن 57 مليون عربي لا يعرفون القراءة والكتابة.
ــ أن 13.5 مليون طفل عربي لم يلتحقوا بالمدرسة هذا العام.
– أن 20 ألف كتاب فقط ينتجها العالم العربي سنوياً، أي أقل من دولة مثل رومانيا.
ــ 410 ملايين عربي لديهم 2 900 براءة اختراع فقط، بينما 50 مليون كوري لديهم 20 201 براءة اختراع.
مما يعني أن على العرب أن يشمروا عن سواعدهم كي يلحقوا بالأمم الأخرى بسعات تفوق سرعة الصوت ثم يتفوقون عليها، لأنهم يمتلكون المال والعقول وهذا الطريق الصحيح لمداواة الجروح.
ومن الله التوفيق.