العودة إلى الفهرس نسخة قابلة للطباعة — الوحدة الأولى: مقدمة عن الحوسبة
مقدمة عن الحوسبة
رمز QR لشرح إضافي
YouTube ▶
رابط شرح إضافي

مقدمة عن الحوسبة

🖥️
📄 الفرق بين البيانات والمعلومات
مفهوم البيانات (Data): هي مجموعة الحقائق والقياسات والمشاهدات التي تكون على شكل أرقام وحروف ورموز وأشكال خاصة، وتختص بفكرة وموضوع معين. والبيانات في صورتها الخام لا يكون لها معنى واضح، ولهذا يتم تجميعها حتى يتم استخدامها.
مفهوم المعلومات (Information): هي ناتج معالجة البيانات؛ فالمعلومات عبارة عن البيانات التي تمت معالجتها بتصنيفها وتنظيمها وتحليلها، وأصبح لها معنى لتحقيق هدف معين وتستعمل لغرض معين حتى توفر ما يسمى المعرفة. والمعلومات هي بيانات جاهزة يمكن إيصالها أو نقلها والاستفادة منها.
العلاقة بينهما: البيانات هي المدخلات أو المادة الخام، أما المعلومات فهي المخرجات بعد أن تتم معالجة البيانات وتحويلها إلى صورة مفيدة وواضحة يمكن الاعتماد عليها في اتخاذ القرار.
⚙ العمليات الأساسية التي يقوم بها الحاسب
⌨️

المدخلات

Input
←
🧠

المعالجة

Process
←
🗄️

التخزين

Store
←
🖥️

المخرجات

Output

المدخلات Input

يتم إدخال البيانات Data إلى الحاسب على هيئة حروف أو أرقام أو رموز أو أصوات أو صور وغيرها.

🖼️ 🔊 ①②③

المعالجة Process

عمليات حسابية Arithmetic

أس^
ضرب*
قسمة/
باقي القسمة%

عمليات منطقية Logic

أكبر من>
أصغر من<
أكبر من أو يساوي>=
أصغر من أو يساوي<=
يساوي==
لا يساوي!=

التخزين Store

تُخزن البيانات والمعلومات للاحتفاظ بها وإمكانية استرجاعها عند الحاجة.

🗄️

المخرجات Output

يتم إظهار المعلومات Information بعد معالجة البيانات.

📊


🌤️

مثال (1): حالة الطقس

إذا أراد أحد المواطنين معرفة حالة الطقس غدًا، فإن الأرصاد الجوية تعتمد على بيانات مثل درجة الحرارة وحركة الرياح وسرعتها ونسبة الرطوبة وحركة الغيوم. بعد جمع القياسات والمشاهدات تتم معالجتها وتحليلها، ثم تعرض النشرة الجوية كمعلومة يمكن الاستفادة منها.

🎓

مثال (2): عدد الناجحين والراسبين في مادة تدريبية

يحتاج المدرب إلى بيانات درجات المتدربين في الاختبارات والواجبات والمشاركة والاختبار النهائي. تجمع الدرجات وتقارن بدرجة النجاح؛ فإذا كان مجموع المتدرب 60 أو أكثر يعد ناجحًا، وإذا كان أقل من 60 يعد راسبًا. درجات المتدربين تعتبر بيانات Data، أما المجموع الكلي والنتيجة وعدد الناجحين والراسبين فتعتبر معلومات Information.

الفرق بين الإنسان والحاسب

الفرق بين الإنسان والحاسب

👥
مقارنة بين إمكانيات الحاسب والإنسان
الحاسب
الإنسان

الحاسب

  • سرعة هائلة في تنفيذ العمليات.
  • يمتاز الحاسب بدقته وقدرته على مجابهة الخطر، لذلك يستطيع أن يتحكم ويوجه مركبات الفضاء بدقة فائقة ومجابهة الظروف السيئة.
  • ينفذ الكمبيوتر كافة الأعمال المطلوبة منه بشكل آلي ولا يتأثر بالمحيط الخارجي.
  • الكمبيوتر لا يفكر ولكنه ينفذ أفكار الإنسان دون كلل أو ملل.
  • كلفة استخدامه قليلة.
  • قدرة كبيرة جدًا في تخزين كميات هائلة من المعلومات والبيانات.
  • يطلق على المعالج الخاص به لقب العقل المنفذ.

الإنسان

  • سرعة تنفيذ العمليات أقل من الحاسوب.
  • يعجز الإنسان أن يصل إلى دقة الحاسوب.
  • لا يمكن أن تتم المخاطرة بحياة الإنسان لمواجهة ظروف سيئة مثل الإشعاعات النووية.
  • يمر الإنسان بظروف غير سارة قد تؤثر في نفسيته.
  • الإنسان منبع للأفكار الجديدة.
  • كلفة استخدامه كبيرة.
  • ذو قدرة محدودة لتخزين المعلومات والبيانات.
  • يطلق على عقله البشري لقب العقل المفكر.
التشابه بين عمل الدماغ وعمل الحاسب الآلي

هناك تشابه كبير بين عمل الدماغ في الإنسان وعمل الحاسب الآلي؛ فالحاسب يعتمد على معالج المعلومات، وكلما زادت سرعة المعالج زادت سرعة تنفيذ الحسابات. يقوم الحاسب بإجراء أعداد كبيرة من العمليات الحسابية بسرعة كبيرة، بينما يحتاج الإنسان وقتًا أطول عند إجراء الحسابات يدويًا.

الذاكرة: يمتلك الإنسان ذاكرة قصيرة المدى وذاكرة طويلة المدى. وبالمثل يمتلك الحاسب أنواعًا من الذاكرة، ومن أشهرها ذاكرة الوصول العشوائي RAM. ويشترك الدماغ والحاسب في التعامل مع المعلومات ومعالجتها للوصول إلى نتائج.

ومع ذلك تختلف طريقة انتقال المعلومات ومعالجتها؛ فالحاسب ينقل المعلومات داخل مكوناته الإلكترونية، بينما ينقل الدماغ المعلومات بواسطة الإشارات العصبية. كما أن طريقة اتخاذ القرار ومعالجة المعلومات في الدماغ تختلف عن طريقة المعالجة المصممة داخل الحاسب.

تمثيل البيانات في الحاسب

تمثيل البيانات في الحاسب

1010
كيف يمثل الحاسب البيانات؟

تمثل الحروف والأرقام والرموز داخل الحاسب باستخدام النظام الثنائي، أي باستخدام القيمتين 0 و1. ويستخدم الحاسب مجموعة من البتات لتمثيل القيم المختلفة.

01000001 01100010 00110010

البت Bit

البت أصغر وحدة تخزين في الحاسب، ويحتوي على خانة واحدة فقط تكون قيمتها 0 أو 1.

01011001

البايت Byte

كل 8 بتات تكون بايتًا واحدًا.

1 Byte = 8 Bits
وحدات قياس حجم البيانات والتحويلات بينها
Byte1 Byte8 Bits
KB1 KB1024 Byte
MB1 MB1024 KB
GB1 GB1024 MB
TB1 TB1024 GB

التحويل إلى وحدة أكبر

2048 KB ÷ 1024 = 2 MB

4500 MB ÷ 1024 = 4.39 GB

1024 GB ÷ 1024 = 1 TB

التحويل إلى وحدة أصغر

5 GB × 1024 = 5120 MB

10 MB × 1024 = 10240 KB

4 Byte × 8 = 32 Bit

40 Bit ÷ 8 = 5 Byte

لمحة عن أنظمة العد

يستخدم الإنسان والحاسب أكثر من نظام لكتابة القيم العددية. وفي هذه الوحدة نكتفي بالتعرف على أشهر أنظمة العد ورموز كل نظام، دون الدخول في التحويلات بينها.

العشري Decimalالأساس 100–9
الثنائي Binaryالأساس 20 ، 1
الثماني Octalالأساس 80–7
السادس عشري Hexadecimalالأساس 160–9 و A–F

أمثلة على كتابة الأعداد

عشري: 25

ثنائي: 1011

ثماني: 17

سادس عشري: 2A

لماذا يهمنا النظام الثنائي؟

لأن الحاسب يمثل البيانات داخليًا باستخدام حالتين، ولهذا يعتمد التمثيل الرقمي على القيمتين 0 و1.

في هذه الوحدة: تعريف فقط — بدون تحويلات بين الأنظمة.
ASCII وتمثيل الحروف والرموز

ASCII وتمثيل الحروف والرموز

A
جدول ASCII-8

ASCII = American Standard Code for Information Interchange

يستخدم نظام ASCII لترميز الحروف والأرقام والرموز. يعطى كل حرف أو رمز قيمة عددية، ثم يتم تحويل هذه القيمة إلى تمثيل ثنائي داخل الحاسب.

الحرف أو الرمزالقيمة العشريةالتمثيل الثنائي
A6501000001
b9801100010
25000110010
$3600100100
Space3200100000
a9701100001
C6701000011
04800110000
45200110100
أمثلة لبعض الرموز والمفاتيح
الوصفDecimalBinary
إنشاء سطر جديد / Enter (Line Feed)1000001010
الرمز #3500100011
Backspace800001000
Delete12701111111
Esc2700011011
البرنامج وأنواع البرمجيات

البرنامج وأنواع البرمجيات

</>
برنامج الحاسب

البرنامج هو عبارة عن مجموعة من التعليمات تعطى للحاسب للقيام بعمل ما، مثل حساب مجموعة قيم مختلفة أو حساب المتوسط الحسابي أو حساب مضروب عدد معين. ويحدد البرنامج للحاسب كيفية التعامل مع البيانات للحصول على النتائج المطلوبة.

يكتب البرنامج بواسطة المبرمج Computer Programmer الذي يفهم المشكلة ويقترح الحل وينفذه، ويجب أن تكون تعليمات البرنامج صحيحة وواضحة وخالية من الغموض.

البرمجيات Software

البرمجيات هي التي تسهّل للمستخدم استخدام المكونات المادية Hardware بكفاءة وراحة، ويمكن تقسيم البرمجيات إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

1) أنظمة التشغيل Operating Systems

برامج تقوم بدور الوسيط بين المستخدم والمكونات المادية، وتمكّن المستخدم من استخدام مكونات الحاسب بكفاءة وراحة، كما تساعد في إنشاء الملفات وإدارتها. ومن أمثلتها: Windows وUnix وLinux وDOS وVMS.

2) برامج التطبيقات Application Programs

برامج تساعد في إنشاء وتنفيذ تطبيقات مختلفة مثل قواعد البيانات والرسم ومعالجة الأعمال. ومن أمثلتها: AutoCAD وExcel وAccess وOracle وPhotoshop وغيرها.

3) لغات البرمجة Programming Languages

لغات تستخدم لكتابة البرامج والأوامر التي ينفذها الحاسب، وهي وسيلة التواصل بين المبرمج والحاسب. وتنقسم بدورها إلى لغة الآلة ولغة التجميع ولغات المستوى العالي.

البرمجة ولغات البرمجة

البرمجة ولغات البرمجة

{ }
ما المقصود بالبرمجة؟

البرمجة Programming هي العملية التي يقوم فيها المبرمج بكتابة الشيفرة البرمجية Code، والتي تمثل مجموعة من الأوامر والتعليمات التي تعطى للحاسب لكي ينفذها، وهو ما يسمى بالبرنامج.

ما المقصود بلغة البرمجة؟

لغة البرمجة Programming Language هي لغة خاصة يستخدمها المبرمجون لكتابة البرامج أو مجموعة الأوامر التي يتم تنفيذها على جهاز الحاسب، وهي الوسيط بين المبرمج والحاسب.

1) لغة الآلة Machine Language

هي اللغة الوحيدة التي يفهمها الحاسب ويتعامل معها بصورة مباشرة. تتكون تعليماتها من القيم الثنائية 0 و1، ولذلك تكون كتابتها وقراءتها صعبة على الإنسان، كما أن إعداد البرامج بها يحتاج إلى وقت وجهد كبيرين.

01001010 00110101
10100011 00010110

2) لغة التجميع Assembly Language

تستخدم اختصارات أو رموزًا من اللغة الإنجليزية للتعبير عن العمليات التي يقوم بها الحاسب، مثل:

Load A
Add B
Store C

ويستخدم برنامج يسمى Assembler لتحويل تعليمات لغة التجميع إلى لغة الآلة حتى يستطيع الحاسب تنفيذها.

3) لغات المستوى العالي High Level Languages

لغات أقرب إلى اللغة التي يستخدمها الإنسان، وتسمح بكتابة العمليات بصورة أسهل من لغة الآلة والتجميع.

Sum = A + B + C

ومن أمثلتها: Fortran وBasic وADA وPascal وJava وC++ وغيرها. وتحتاج هذه اللغات إلى مترجم Compiler أو مفسر Interpreter لتحويلها إلى لغة يفهمها الحاسب.