ما هي وحدات الادخال والاخراج في الحاسب الآلي - مكونات الحاسب

 ما هي وحدات الادخال والاخراج في الحاسب الآلي - مكونات الحاسب وحدة المعالجة المركزية CPU و وحدات الادخال والاخراج للحاسوب Input Devices و Output Devices مثل الفأرة ولوحة المفاتيح من وحدات الادخال والطابعة والسماعات من وحدات الاخراج

مكونات الحاسب

(أ)  وحدة المعالجة المركزية CPU 

وهي اختصار لـ Central Processing Unit

وحدة المعالجة المركزية (المعالج) CPU :

تعد وحدة المعالجة المركزية (المعالج) بمثابة العقل للحاسوب.

فهي تقوم بأغلب العمليات التي تتم داخل الحاسب وهي مسئولة عن التشغيل الجيد لنظام التشغيل (نظام مايكروسوفت ويندوز).

وكذلك البرامج مثل تلك الخاصة بمعالجة الكلمات والجداول الإلكترونية وقواعد البيانات Databases 

وهناك قدر صغير من الذاكرة مرتبط بهذه الوحدة تستخدمه للقيام بهذه العمليات.

وهي تستخدم ايضا الذاكرة الرئيسية (ذاكرة الوصول العشوائي) الخاصة بالحاسب.

تعد وحدة المعالجة المركزية المكون الأهم الذي يلعب الدور الرئيسي في السرعة الكلية للحاسوب، وتقاس سرعة هذه الوحدة بالميجا هيرتز وهي تشير إلي التردد الذي تعمل به الوحدة؛ فكلما زاد هذا التردد زادت سرعة الحاسب.

ولكي نعطي فكرة عن مدى التطور الذي طرأ على الحواسيب الشخصية بمرور الوقت، نذكر لك أن أول حاسوب شخصي قامت شركة قامت IBM بإنتاجه في عام 1981 كان يعمل بسرعة 4.77 ميجا هيرتز، في حين أن الأجهزة الحديثة تعمل بسرعات تزيد عن 800 ميجا هيرتز.

(ب)  وحدات الإدخال Input Devices 

1- الفأرة Mouse:

لقد انتشر استخدام الفأرة مع الحواسيب الشخصية مع ظهور نظام تشغيل مايكروسوفت ويندوز، وقبل ذلك، كان يتم التعامل مع نظام التشغيل دوس من خلال لوحة المفاتيح.

ولكن الآن يجب أن تتقن استخدام الفأرة حتى تسهل على نفسك الكثير من المهام في ويندوز، وهناك أنواع متعددة للفأرة ومن أشهرها وأكثرها استخداما الان النوع الذي به عجلة صغيرة والذي عند استخدامه مع البرامج المناسبة يتيح لك التحكم بشكل جيد وفعال في البرامج التطبيقية التي تستخدمها.

2- لوحة المفاتيح Keyboard:

ما زالت لوحة المفاتيح هي أكثر وحدات إدخال البيانات إلى الحاسب شيوعا واستخداما. 

وهناك أنواع مختلفة من لوحات المفاتيح، بما في ذلك تلك المصممة خصيصا للاستخدام مع نظام تشغيل مايكروسوفت ويندوز، ويجب أن تكون لوحة المفاتيح التي تستخدمها جيدة وسهلة الاستخدام.

3- كرة التتبع Trackball:

إن كرة التتبع هي البديل للفأرة التقليدية وبفضلها غالبية مصممي الرسوم وعادة ما تعطي هذه الوحدات تحكما أكثر وأسهل في حركة العناصر على الشاشة.

وقد تأخذ من المستخدم فترة حتى يعتاد على استخدامها وخاصة إذا كان معتادا على استخدام الفأرة التقليدية، ولكنه سيجد أنها تضيف الكثير من المرونة لعمله.

4- الماسح الضوئي Scanner:

يسمح لك الماسح الضوئي بقراءة مادة مطبوعة ضوئيا وتحويلها إلي ملف يمكن التعامل معه داخل الحاسب، فيمكنك قراءة صور ضوئيا ثم التعامل معها داخل الحاسب باستخدام أي برنامج تطبيقي خاص بالرسوم.

وبالإضافة إلى ذلك يمكنك قراءة نص مطبوع وتحويله ليس فقط إلي صورة من النص ولكن ايضا إلي نص فعلي يمكن التعامل معه وتحريره كنص داخل برنامج لمعالجة الكلمات.

وهناك عدد من البرامج المتخصصة والتي يطلق عليها بشكل عام برامج التمييز الضوئي للأحرف OCR وهي اختصار لـ Optical Character Recognition تستخدم في تحويل النص المطبوع إلى نص يمكن تحريره داخل البرامج التطبيقية التي تستخدمها.

5- لوحات اللمس Touch Pad

إن لوحة اللمس عبارة عن جهاز يوضع على سطح المكتب و يستجيب للضغط، ويمكن استخدامه إلي جانب قلم من نوع خاص من قبل فناني الرسوم الراغبين في إنشاء أعمال فنية رقمية متميزة.

6- الأقلام الضوئية Light Pen

يستخدم القلم الضوئي ليتيح للمستخدمين الإشارة إلي مواضع على الشاشة وعادة ما يستخدم في تحديد خيارات القوائم.

7- عصا التوجيه Joystick

تحتاج الكثير من الألعاب إلي عصا توجيه حتي يمكن ممارستها بشكل صحيح، وهناك أنواع متعددة لهذه الأجهزة، الأكثر تطورا منها تكون ذات استجابة سريعة للحركة في اتجاهات ثلاثية المحاور وتشتمل كذلك على أزرار يمكن توصيفها.

وكلما زاد ثمن عصا التوجيه، زادت جودتها وسهولة استخدامها، ومن المفضل شراء نوعية جيدة واضعا في اعتبارك أن الأطفال سيستخدمونها بشكل مكثف في أثناء ممارسة الألعاب.

8- نظم إدخال الصوت الخاصة بالحاسب:

لقد كانت النظم القديمة الخاصة بتمييز الأصوات تقدم نتائج غير جيدة الإطلاق، ويرجع ذلك إلي القدرات المحدودة للبرامج والأجهزة، فقد كانت تستهلك طاقة معالجة كبيرة من المعالج حتى يحول الكلمة المنطوقة إلى نص يظهر على الشاشة، ولكن الأشياء تتغير بسرعة وأصبحت النظم الحديثة تتيح لك التحدث إلى أي حاسوب شخصي ورؤية النص على الشاشة.

وتحتاج أغلب هذه النظم إلي فترة تدريب مبدئية، تمرَن فيها البرنامج على الاستجابة إلي صوتك، وعلى الرغم من أن هذه التقنية لم تكتمل حتى الآن، فمن المنتظر أن تكون من أهم تقنيات المستقبل.

9- كاميرات الويب Web Cameras:

لقد تم تحديث البرامج بشكل ملحوظ؛ حيث أصبحت أكثر تفاعلية مع المستخدم، وقد حدث مؤخرا تطور آخر في هذا المجال وهو استخدام كاميرا أفلام رقمية صغيرة (تسمى بكاميرا الويب) والتي يتم تركيبها فوق شاشة الحاسب للسماح بالتواصل في الاتجاهين؛ ليس فقط من خلال النصوص ولكن أيضا من خلال الصوت والصورة.

وعلى الرغم من أنها لا تعد حتى الآن جزءا أساسيا من مكونات الحاسب، فإنها في الطريق لكي تصبح أحد المكونات القياسية للحاسوب.

10- الكاميرات الرقمية Digital Cameras:

يمكن استخدام الكاميرا الرقمية بالطريقة ذاتها التي تستخدم بها الكاميرا العادية، ولكن بدلا من تخزين الصور على الفيلم التقليدي، يتم تخزين الصور رقميا في الذاكرة الموجودة في الكاميرا.

ويمكن تحويل هذه الصور بسهولة إلى الحاسب الذي تعمل عليه ثم معالجتها من خلال أي برنامج من برامج الروم التي تم تثبيتها على الحاسب.

وحاليا تكون الكاميرات الرقمية محددة بجودة الصور المخزنة وعدد الصور التي يمكن تخزينها داخل الكاميرا.

(ج) وحدات الإخراج Output Devices:

1- وحدة العرض المرئي (الشاشة) Monitor

إن وحدة العرض المرئي هي شاشة الحاسب التي تستخدم في إخراج البيانات بتنسيق مفهوم للمستخدمين، تذكر أن الحواسيب تستخدم النظام الثنائي في تمثيل البيانات ومعالجتها (سلسلة من إشارات الفتح / الإغلاق).

ومن الصعب أن تتخيل أن الحواسيب الالكترونية القديمة لم تكن تستخدم أية شاشة.

2- شاشات العرض المسطحة Flat Screen Monitor:

لقد كانت شاشات الحاسب التقليدية مبنية على نفس التقنية المستخدمة في شاشات التليفزيون، حديثا أصبحت شاشات العرض المسطحة متوفرة، وهي لا تشغل حيزا كبيرا على المكتب وتستخدم طاقة أقل من الشاشات التقليدية الأكبر حجما.

حجم الشاشة:

يجب أن تعرف أنك تحدد أية شاشة على سبيل المثال، شاشة 17 بوصة فإن هذا الحجم يقاس قطريا، وليس أفقيا عبر الشاشة، وإذا كنت تقوم بتحديث الشاشة، يجب أن تسأل أيضا عن "مساحة العرض المرئية" الخاصة بالشاشة.

كارت VGA و  Super VGA  و  XGA:

لقد ظهر    VGA وهي اختصار لـ Video Graphics Array في عام 1987 وقد كان النظام المعتمد لعرض الرسوم على الشاشة.

وقد كان مقتصرا على 256 لونا فقط ودرجة وضوح للشاشة قدرها 640 * 480 بكسل pixel

يستخدم أغلب المستخدمين الآن مقاييس أعلى مثل Super VGA (والتي تسمح لك باستخدام ألوان أكثر ودرجة وضوح أعلى).

وتستخدم الحواسيب الحديثة مقاييس ذات أداء أعلى والتي توفر نطاقا أكبر من الألوان ودرجات وضوح أعلى بكثير.

وهناك مصطلح اخر شائع وهو XGA أو متوافق مع XGA وهذا المقياس يعطيك درجة وضوح أعلى من المقاييس السابقة.

3- بطاقات الرسوم Graphics Cards

لتشغيل الكثير من الألعاب تحتاج إلي بطاقات (لوحات) رسوم متقدمة جدا يتم تركيبها في الحاسب، وتحتوي هذه البطاقات على معالج خاص بها يكون مخصصا لعرض الرسوم على الشاشة.

ويجب أن تعرف أن أي حاسوب حديث به إمكانية عرض الرسوم المتقدمة هذه، في حين أن الحواسيب التي أنتجت منذ عامين أو ثلاثة ربما لا تشتمل على هذه الإمكانية.

4-  أجهزة عرض العروض التقديمية:

هي عبارة عن أجهزة عرض يمكن توصيلها بالحاسب تستخدم في عرض العروض التقديمية لمجموعة من الأشخاص، ومن الأفضل أن تستخدم هذه الأجهزة مع برامج خاصة بالعروض التقديمية، مثل: مايكروسوفت باوربوينت microsoft powerpoint وهي تستخدم بكثرة في النظم التعليمية والعروض التقديمية الخاصة بالمبيعات.

لقد انخفضت مؤخرا أسعار هذه الأجهزة بشكل كبير، وعند شرائك لجهاز من هذا النوع، يجب أن يكون له درجة وضوح عالية (على الأقل كما في XGA) وشدة إضاءة جيدة للمباته(كلما زادت درجة الإضاءة، كان العرض أوضح)، وهناك عوامل أخرى يجب أن تراعي وهي درجة الضجيج التي يصدرها الجهاز   وتكلفة استبدال اللمبات.

5- الأنواع المختلفة للطابعات Printers:

هناك أنواع كثيرة للطابعات ، ففي الشركات الكبيرة تستخدم طابعات الليزر على نطاق واسع لأنها تقوم بالطباعة بسرعة عالية وتكون مخرجاتها ذات جودة متميزة.

وفي أغلب الشركات، تكون الطابعات موصلة بالحواسيب عن طريق الشبكات، وهذا يعني أن كل مستخدم لا يحتاج إلي طابعة منفصلة، فيمكن لكل حاسوب متصل بالشبكة الطباعة من خلال طابعة مشتركة.

• طابعات الليزر Laser Printers:

تنتج طابعات الليزر مخرجات ذات جودة عالية وبسرعة كبيرة، وهي تسمى بهذا الاسم لأنها تستخدم الليزر في الطباعة، وهناك عدد كبير من الشركات المصنعة لهذا النوع من الطابعات ومن أشهر أنواع الطابعات بوست سكريبت Postscript، وهو نوع من الطابعات تم تصميمه إخراج صور ذات جودة عالية جدا.

• طابعات الليزر الملونة Color laser Printers :

في البداية كانت أغلب طابعات الليزر تطبع فقط بالأبيض والأسود (أحادية اللون)، وقد بدأت أسعار أغلب طابعات الليزر الملونة الحديثة في الانخفاض وبدأت أيضا في الانتشار، وعلى الرغم من أن الكثير من هذه الطابعات تنتج مخرجات مميزة، يجب أن تدرك أن سعر كل صفحة مطبوعة وخاصة إذا كنت تستخدم ألوانا كثيرة في الصفحة يمكن أن يكون مرتفعا مقارنة بتكلفة الطباعة بالأبيض والأسود.

• طابعات نفث الحبر Inkjet Printers:

تعمل طابعات نفث الحبر باستخدام قاذفات صغيرة لرش الحبر على الورق، إن طابعات نفث الحبر لا تحدث ضجيجا عندما تعمل وتنتج مخرجات جودتها تماثل تلك الخاصة بطابعات الليزر، إلا أن طابعات الليزر ما زالت الأفضل من حيث السرعة.

إن طابعات نفث الحبر مثالية عند الحاجة إلي طباعة عدد قليل من الورق بجودة عالية دون النظر إلى مسألة السرعة؛ على سبيل المثال، طباعة خطابات في مكتب صغير أو في المنزل.

• طابعات المصفوفة النقطية Dot Matrix Printers:

تعمل الطابعات النقطية بضغط صف من الإبر على شريط الطباعة والورق للحصول على الحرف أو الشكل، وكلما زاد عدد الإبر الموجودة في رأس الطباعة، زادت جودة المادة المطبوعة؛ تشتمل أغلب الطابعات النقطية الحديثة على 24 إبرة.

تصدر الطابعات النقطية ضجيجا عاليا ولا تنتج مخرجات ذات جودة عالية، وخاصة عند طباعة الرسوم، ولذلك لم تعد الطابعات النقطية تستخدم كثيرا الان وحل محلها طابعات نفث الحبر.

وتستخدم الطابعات النقطية في طباعة كميات كبيرة من الورق بجودة قليلة، على سبيل المثال، طباعة فواتير الدفع الخاصة بشركة ما.

ذاكرة الطابعة:

من المهم أن تعرف أن أغلب الطابعات لها شرائح ذاكرة خاصة بها، تماما مثل أجهزة الحاسب، فإذا قمت بطباعة رسوم كبيرة الحجم مثل الصور وترغب في الحصول على جودة عالية للمخرجات من الطابعة التي تستخدمها، يجب أن تفكر في إضافة المزيد من شرائح الذاكرة إلي الطابعة.

ويجب أن يقوم بهذه العملية شخص مؤهل، ويؤدي ذلك إلي زيادة معدل سرعة طباعة الصفحات في أغلب الحالات.

تكلفة المكونات الخاصة بالطابعة:

عندما تشتري طابعة، فعليك أن تستفسر عن تكلفة أجزاء الطابعة التي تحتاج إلى استبدالها من وقت لاخر، إن طابعات الليزر لا تستخدم الحبر العادي؛ وإنما تستخدم الحبر الجاف؛ والذي يوجد في وحدة مغلقة تسمى علبة الحبر الجاف.

تتيح لك كل علبة حبر جاف طباعة عدد معين من الصفحات وعندما ينفذ الحبر، يجب استبدال الوحدة بأكملها، وفي بعض الاحيان يكون سعر هذه الوحدة مرتفعا جدا.

• طابعات الرسوم الهندسية Plotters:

إن طابعة الرسوم الهندسية عبارة عن جهاز إخراج مشابه للطابعة العادية، ولكنه يتيح لك طباعة صور أكبر، ويستخدم هذه الجهاز بشكل كبير في قطاع التصميم والبحث.

6- السماعات Speakers:

تشتمل أغلب الحواسيب الموجودة حاليا في الأسواق على إمكانية إضافة سماعتين إلى وحدة النظام، وأحيانا تكون السماعات مضمنة مباشرة في الشاشة.

وهذا يزيد من القدرة على الاستفادة من المواد التعليمية والعروض التقديمية ويمكن اعتبارها الآن بمثابة مكون قياسي في الحاسب.

7- المحولات الصوتية Spech Synthesizers:

لقد حدث تطور كبير في المحولات الصوتية مؤخرا، فأصبح بالإمكان قراءة النص فقط وعرضه على شاشة الحاسب، وبالتالي يمكنك استقبال رسالة بريد إلكتروني عبارة عن نص من صديق وسيقوم الحاسب بقراءتها لك، وسيكون ذلك ذا فائدة كبيرة لضعاف البصر عند استخدامهم للحاسوب. 

ومن ناحية أخرى، يمكنك الآن استخدام ميكروفون للتحدث إلي الحاسب الذي يقوم مبشرة بتحويل الكلمات المنطوقة إلي نص يعرض داخل برنامج معالجة النصوص على سبيل  المثال، وعلى الرغم من عدم اكتمال هذه النظم، فإنها تتقدم يوما بعد يوم مع ظهور برامج أكثر تقدما.