مكونات الحاسب الالى عدد القراء : 1740
تعريف أسماء أجهزة الإدخال وأهدافها وسماتها
يُستخدم جهاز الإدخال لإدخال البيانات أو التعليمات إلى الكمبيوتر. وفيما يلي بعض الأمثلة على أجهزة الإدخال:
الماوس ولوحة المفاتيح
الكاميرا الرقمية وكاميرا الفيديو الرقمية
جهاز مصادقة التعرف البيولوجي
شاشة تعمل باللمس
الماسحة الضوئية
ويعتبر الماوس ولوحة المفاتيح أكثر أجهزة الإدخال استخدامًا. حيث يُستخدم الماوس للتنقل خلال واجهة المستخدم الرسومية (GUI). بينما تُستخدم لوحة المفاتيح لإدخال أوامر نصية تتحكم في الكمبيوتر.
تقوم الكاميرا الرقمية وكاميرا الفيديو الرقمية ـ الموضحتان في الشكل
رقم 1 ـ بإنشاء صور يُمكن تخزينها على وسائط مغناطيسية. حيث يتم تخزين الصورة كملف يمكن عرضه أو طباعته أو تعديله.
أما التعرف البيولوجي فيستخدم خصائص جسمانية تميز كل مستخدم عن الآخر؛ مثل بصمات الأصابع أو التعرف الصوتي أو مسح شبكية العين. تضمن خاصية التعرف البيولوجي ـ عند اقترانها بأسماء مستخدمين عاديين ـ وصول الشخص المرخص له فقط إلى البيانات. يعرض الشكل رقم 2 جهاز كمبيوتر محمول به ماسحة بصمات أصابع مضمنة.
تحتوي الشاشات التي تعمل باللمس على لوحة شفافة حساسة للضغط. حيث يستقبل الكمبيوتر تعليمات خاصة بالمكان الموجود على الشاشة الذي يلمسه المستخدم.
وتقوم الماسحة بتحويل الصورة أو المستند إلى تنسيق رقمي. ويتم تخزين التنسيق الرقمي للصورة كملف يمكن عرضه أو طباعته أو تعديله. يعد قارئ الكود الشريطي أحد أنواع الماسحات الضوئية التي تقوم بقراءة الأكواد الشريطية الخاصة بكود المنتج العالمي (UPC). ويُستخدم قارئ الكود الشريطي كثيرًا مع معلومات التسعير والمخزون
تعريف أسماء أجهزة الإخراج وأهدافها وسماتها
يُستخدم جهاز الإخراج لعرض المعلومات من الكمبيوتر إلى المستخدم. وفيما يلي بعض الأمثلة على أجهزة الإخراج:
الشاشات وأجهزة العرض (البروجيكتور)
الطابعات والماسحات الضوئية وأجهزة الفاكس
سماعات الكمبيوتر وسماعات الرأس
الشاشات وأجهزة العرض (البروجيكتور)
تعد الشاشات وأجهزة البروجيكتور أجهزة إخراج أساسية للكمبيوتر. وهناك أنواع مختلفة من الشاشات، كما هو موضح بالشكل رقم 1. وأهم اختلاف هام بين هذه الأنواع من أجهزة العرض هو التقنية المستخدمة في إنشاء الصورة:
CRT (أنبوب أشعة كاثود) - تعد شاشة أنبوب أشعة كاثود أكثر أنواع الشاشات استخدامًا. حيث تنتقل الأشعة الإلكترونية الحمراء والخضراء والزرقاء أمامًا وخلفـًا عبر شاشة مغطاة بمادة الفوسفور. حيث يتوهج الفوسفور عندما يصطدم بالشعاع الإلكتروني. بينما لا تتوهج المناطق التي لا تصطدم بها الأشعة الإلكترونية. والجمع بين المناطق المتوهجة والمناطق غير المتوهجة يعمل على إنشاء صورة على الشاشة. كما تستخدم أيضًا معظم أجهزة التلفاز هذه التقنية.
شاشة LCD (العرض البلوري السائل)- تُستخدم شاشة العرض البلوري السائل في أجهزة الكمبيوتر المحمول وبعض أجهزة البروجيكتور على نحو شائع. حيث تتكون من مرشحين مستقطبين بينهما محلول بلوري سائل. ويقوم التيار الإلكتروني بمحاذاة البلورات حتى يمكن للضوء إما المرور خلالها أو لا. وكون الضوء يمر خلالها في مناطق محددة ولا يمر في مناطق أخرى هو ما يعمل على إنشاء الصورة. تأتي شاشات LCD في شكلين: مصفوفة نشطة ومصفوفة خاملة. وأحيانًا يُطلق على المصفوفة النشطة اسم TFT (شرائح الترانزستورات الرقيقة). حيث تتيح TFT إمكانية التحكم في كل بكسل، مما يؤدي إلى إنشاء صور ملونة حادة الوضوح. والمصفوفة الخاملة أقل تكلفة من المصفوفة النشطة لكنها لا توفر نفس مستوى التحكم في الصورة.
DLP (بروجيكتور ضوئي رقمي) - تعد المعالجة الضوئية الرقمية تقنية أخرى من التقنيات المُستخدمة في أجهزة البروجيكتور. حيث إن أجهزة بروجيكتور DLP تستخدم قرص ألوان دوارًا ذا مصفوفة من المرايا يتحكم بها معالج دقيق، تسمى هذه المصفوفة جهاز المرآة الدقيقة الرقمية (DMD). حيث تتطابق كل مرآة مع وحدة بكسل معينة. كما تعكس كل مرآة الضوء باتجاه أشعة البروجيكتور أو بعيدًا عنها. الأمر الذي يُنشأ صورة أحادية اللون بما يصل إلى 1024 ظلا ً من تدرجات اللون الرمادي الذي يتراوح بين اللونين الأبيض والأسود. يقوم قرص الألوان بعد ذلك بإضافة بيانات الألوان لإكمال الصورة الملونة التي يجري التقاطها على شاشة البروجيكتور.
أما دقة الصورة فتشير إلى مستوى تفاصيل الصورة التي يمكن إعادة إنتاجها. ويعرض الشكل رقم 2 مخططًا يحوي التعيينات الشائعة لدقة الشاشة. وتقوم إعدادات الدقة الأعلى بإنتاج صورة ذات جودة أفضل. وتشترك عدة عوامل في تحديد مدى دقة الشاشة:
وحدات البكسل - المصطلح "بكسل" هو اختصار لعنصر الصورة. حيث إن وحدات البكسل هي النقاط الدقيقة التي تتكون منها الشاشة. وتتكون كل وحدة بكسل من اللون الأحمر والأخضر والأزرق.
كثافة النقاط - ارتفاع النقطة هي المسافة بين وحدات البكسل الموجودة على الشاشة. فكلما قل عدد ارتفاع النقاط ارتفعت جودة الصورة الناتجة.
معدل التحديث - معدل التحديث هو عدد المرات التي تم فيها إعادة إنشاء الصورة في الثانية. كلما زاد معدل التحديث ارتفعت جودة الصورة الناتجة وقل مستوى الاهتزاز.
شاشات تعمل بالتداخل/شاشات تعمل دون تداخل - الشاشات التي تعمل بالتداخل تنشأ الصورة بمسح الشاشة مرتين. حيث يغطي المسح الأول الخطوط الفردية من أعلى إلى أسفل، بينما المسح الثاني يغطي الخطوط الزوجية. أما الشاشات التي تعمل دون تداخل فتنشأ الصورة بمسح الشاشة خطًا واحدًا في كل مرة من أعلى إلى أسفل. وأكثر شاشات CRT (أنبوب أشعة كاثود) الموجودة اليوم هي من نوع الشاشات التي تعمل دون تداخل.
ألوان رأسية أفقية (HVC) - إن عدد وحدات البكسل في الخط الواحد هو الدقة الأفقية. بينما عدد الخطوط الموجودة في الشاشة الواحدة هو الدقة الرأسية. ويشير عدد الألوان التي يمكن إعادة إنتاجها إلى دقة الألوان.
نسبة الارتفاع إلى العرض (Aspect Ratio) - هي نسبة المقياس الأفقي إلى المقياس الرأسي في منطقة العرض على الشاشة. على سبيل المثال، تنطبق نسبة الارتفاع إلى العرض 4: 3 على منطقة العرض التي يبلغ عرضها 16 بوصة وارتفاعها 12 بوصة. ونسبة الارتفاع إلى العرض 4: 3 تنطبق أيضًا على منطقة عرض عرضها 24 بوصة وارتفاعها 18 بوصة. أما في منطقة عرض عرضها 22 بوصة وارتفاعها 12 بوصة فتكون نسبة الارتفاع إلى العرض 11: 6.
ويوجد بالشاشات وحدات تحكم لضبط جودة الصورة. وفيما يلي بعض الإعدادات الشائعة للشاشة:
السطوع: كثافة الصورة
التباين: نسبة الألوان الفاتحة إلى الداكنة
الوضع: وضع الصورة الرأسي والأفقي على الشاشة
إعادة التعيين: إعادة إعدادات الشاشة إلى إعدادات المصنع الافتراضية
الطابعات والماسحات الضوئية وأجهزة الفاكس
الطابعات هي أجهزة إخراج تقوم بإنشاء نُسخ مطبوعة من ملفات الكمبيوتر. وبعض الطابعات متخصصة في تطبيقات معينة، مثل طباعة الصور الملونة. وقد تم تصميم الطابعات الأخرى من نوع الكل في واحد- كتلك الموضحة في الشكل رقم 3 - لتوفر خدمات متعددة مثل وظائف الطباعة والفاكس والنسخ.
السماعات وسماعات الرأس
تعتبر السماعات وسماعات الرأس أجهزة إخراج للإشارات الصوتية. ويوجد في معظم أجهزة الكمبيوتر دعم للصوت سواء أكان مضمنًا في اللوحة الأم أم في بطاقة المهايئ. ويتضمن الدعم الصوتي المنافذ التي تسمح بإدخال وإخراج الإشارات الصوتية. يوجد بالبطاقة الصوتية مكبر لتقوية صوت سماعات الرأس والسماعات الخارجية،
شرح موارد النظام وأغراضها
تُستخدم موارد النظام لتحقيق أغراض الاتصال بين وحدة المعالجة المركزية (CPU) والمكونات الأخرى في الكمبيوتر. هناك ثلاثة موارد نظام شائعة:
طلبات IRQ (طلب المقاطعة)
عناوين منافذ I/O (الإدخال/الإخراج)
DMA (الوصول المباشر إلى الذاكرة)
طلبات المقاطعة
تُستخدم طلبات IRQ (طلب المقاطعة) بواسطة مكونات الكمبيوتر لطلب معلومات من وحدة CPU (وحدة المعالجة المركزية). وينتقل طلب IRQ عبر السلك من اللوحة الأم إلى وحدة CPU. عندما تستلم وحدة CPU طلبَ مقاطعة، فإنها تقوم بتحديد طريقة لتحقيق هذا الطلب. كما أن أولوية الطلب يحددها رقم IRQ المُعين لمكون الكمبيوتر هذا. تحتوي أجهزة الكمبيوتر القديمة على ثمانية طلبات IRQ فقط يتم تعيينها للأجهزة. بينما تحتوي أجهزة الكمبيوتر الجديدة على 16 طلب IRQ ـ مرقمة من 0 إلى 15 ـ كما هو موضح بالشكل رقم 1. وكقاعدة عامة، يجب تعيين طلب IRQ متميز لكل مكون في الكمبيوتر. وقد تتسبب تعارضات طلب IRQ في إيقاف المكونات عن أداء وظيفتها بل وقد تتسبب في تعطل نظام الكمبيوتر وانهياره. فمع العديد من المكونات التي يمكن تثبيتها، من الصعب تعيين طلب IRQ فريد لكل مكون. واليوم يتم تلقائيًا تعيين أكثر أرقام IRQ بواسطة أنظمة التشغيل التي تعمل بتقنية PnP (التوصيل فالتشغيل) وكذلك استخدام فتحات PCI (الاتصال المتبادل بين المكونات الطرفية) ومنافذ USB (الناقل التسلسلي العالمي) ومنافذ FireWire.
عناوين منافذ I/O (الإدخال/الإخراج)
تُستخدم عناوين منافذ I/O (الإدخال/الإخراج) لإجراء اتصال بين الأجهزة والبرامج. كما يُستخدم عنوان منفذ I/O لإرسال البيانات الخاصة بمكون واحد واستقبالها. وكما هو الحال مع طلبات IRQ، سوف يتم تعيين منفذ I/O فريد لكل مكون. ويحتوي الكمبيوتر على عدد 65535 منفذ إدخال/إخراج، يُشار إليها بواسطة عنوان سداسي عشري في النطاق من 0000h إلى FFFFh. ويوضح الشكل رقم 2 مخططًا لمنافذ الإدخال/الإخراج الشائعة.
الوصول المباشر إلى الذاكرة
تُستخدم قنوات DMA (الوصول المباشر إلى الذاكرة) بواسطة أجهزة ذات سرعة عالية للاتصال مباشرة بالذاكرة الرئيسية. حيث تسمح هذه القنوات للجهاز بتجاوز التفاعل مع وحدة CPU وتخزين المعلومات مباشرةً إلى الذاكرة واسترجاعها منها. ولا يمكن تعيين قناة DMA إلا لأجهزة بعينها، مثل مهايئات مضيف SCSI وبطاقات الصوت. ويوجد بأجهزة الكمبيوتر القديمة أربع قنوات DMA لتعيينها للمكونات. بينما تحتوي أجهزة الكمبيوتر الجديدة على ثماني قنوات DMA مرقمة من 0 إلى 7، كما هو موضح بالشكل رقم 3.
