الرئيسية
من طرف جون فون نيومان أول من قام بدراسة التركيب الوظيفي للإنسان عن طريق ملاحظة كيفية حله للمشكلات ، ووجد أن الإنسان لكي يحل مشكلة معينة فإنه يقوم بتوظيف حواسه في جمع عناصر المشكلة ومعلوماتها ، ثم يلي ذلك تخزين هذه المعلومات في الذاكرة ، ثم يقوم العقل بتحليل المشكلة ومن ثم إيجاد الحل المناسب من واقع خبرته التي تعلمها ، وينتهي الأمر باتخاذ قرار معين حيث تصدر الأوامر إلى العضلات المختلفة في عضو من أعضاء للتنفيذ وتقوم الأعصاب بدور الناقل في جميع مراحل هذه العملية
الكمبيوتر مثل الأنسان
:ومن واقع دراسة نيومان نجد أن الإنسان ينقسم وظيفيا إلى الوحدات الأساسية التالية
وحدات لإدخال واستقبال المعلومات والبيانات وتتمثل في الحواس الخمس : السمع والبصر والتذوق والشم واللمس ؛ ووحدة لتخزين البيانات تتمثل في الذاكرة ، ووحدة لمعالجة البيانات وهي العقل، ووحدة إخراج وتنفيذ البيانات وتتمثل في العضلات، والناقلات بين الوحدات وهي الأعصاب .
و لما كانت ذاكرة الإنسان عاجزة عن استيعاب المعلومات والبيانات إلى ما لا نهاية فقد استعان الإنسان بوسائط مساعدة يقوم بتخزين المعلومات عليها ثم استدعائها في أي وقت ، وذلك عن طريق أيٍ من وحدات الإدخال الخاصة به ؛ لذلك فقد اختُرع الكتابُ المقروء والصوتُ المسجَّل والفيديو المرئي وغيرها من وسائل حفظ البيانات والمعلومات
كيف يعمل الكمبيوتر و الأنسان
ولبيان كيفية تمثيل ما سبق شرحه نضرب مثالا بعملية بسيطة : كأن يقوم إنسان بتوجيه سؤال إلى إنسان آخر ولتكن عملية ضرب رقم في رقم . فيقوم الأول بتوجيه السؤال صوتيا ، وتقوم وحدة الإدخال في الثاني وهي الأذن باستقبال السؤال الذي تنقله الأعصاب إلى وحدة المعالجة المركزية وهي العقل الذي يستدعي ما يخزنه في الذاكرة عن كيفية إجراء العمليات الحسابية قسم جدول الضرب ويتولى حساب النتيجة ويبث الناتج عبر الأعصاب إلى عضلات الفم واللسان الذي يترجمه إلى جواب صوتي يسمعه السائل
الحواس الخمس مدخلات للمعلومات
إن ما لاحظه جون فون نيومان هو ما تم تطبيقه عمليا عند تصميم جهاز الكمبيوتر؛ فوحدات إدخال تؤدي للكمبيوتر ما تؤديه الحواس الخمس، فنجد أن هناك عدة أنواع من أجهزة أو وحدات الإدخال ، مثل لوحة المفاتيح والفأرة والماسح الضوئي ، وقلم القراءة الضوئي ، وهكذا
تمثيل البيانات ووجه الشبه
تماما مثل الإنسان ، يحتاج الكمبيوتر إلى ذاكرة أساسية داخلية ولا يمكن للجهاز أن يعمل بدونها وهي دائمة الاتصال بوحدة المعالجة المركزية ، والتقسيم المنطقي للذاكرة مكون من مجموعة من الحجرات تسع كل منها لثمانية بتّات ، والبت هو أساس العمل في الكمبيوتر وكل ثمانية بتات تمثل بايت واحد الذي يمثل بدوره حرف هجائي أو رقمي واحد .
و الذاكرة الأساسية المرتبط بوحدة المعالجة المركزية محدودة في قدرتها التحزينية ؛ لذلك تم استحداث عدد من وسائل التخزين المساعدة تماما مثل الوضع في حالة الإنسان ، فنجد مثل الوسائط الممغنطة مثل الأسطوانات اللينة ، والأسطوانات الصلبة والشرائط الممغنطة ، وكذلك الأسطوانات الضوئية ثم الأسطوانات المليزرة على اختلاف أنواعها
العقل البشري يحاكي الكمبيوتر
وحدة المعالجة المركزية
تقوم هذه الوحدة بالدور الذي يؤديه العقل للإنسان ، وتتكون من عدد من الوحدات المساعدة لكل منها دوره المكمل للآخر ، فنجد أن وحدة الحساب والمنطق : وهي مسئولة عن عمليات الحساب وإصدر القرارات ، ثم وحدة التحكم ، وهي مسئولة بدورها عن استلام الأوامر من وحدات الإدخال عبر النواقل ثم تنفيذها عبر وحدة الحساب والمنطق
العضلات ووحدات الأخراج
وحدات الإخراج
تقوم هذه الوحدات بالدور الذي تؤديه العضلات للإنسان ، و وحدات الإخراج متعددة و أهمها الشاشة التي تشبه جهاز التلفزيون ، و كذلك الطابعة التي يتم طباعة النتائج عليها
الأعصاب كانواقل للمعلومات
كما تقوم الأعصاب بدور ناقل الإشارات من وحدات الإدخال إلى العقل ومنه إلى العضلات نجد أن وحدات الكمبيوتر سواء وحدات الإدخال أو الإخراج جميعاً ترتبط بنواقل للإشارات والبيانات ، وهذه النواقل ثلاثة أنواع :
النوع الأول : يستخدم في نقل البيانات
النوع الثاني : يستخدم في نقل عناوين أماكن التخزين .
النوع الثالث : يستخدم في نقل إشارات التحكم بين أجزاء الكمبيوتر
إن الإشارت أو البيانات تنتقل في صورة إشارات كهربائية عبر أسلاك موصِّلة للكهرباء .
كذلك فإن كل مكان في الكمبيوتر يمكن أن يُرسَل إليه بيانٌ أو يؤخذ منه بيانٌ يكون له عنوان تستطيع وحدة المعالجة المركزية تحديدَه والتخاطبَ مع المكان بواسطة هذه العنوان ؛ فالشاشةُ لها عنوان والطابعة لها عنوان مختلف ، وهكذا.
الساعة الميقاتية في الانسان و الكمبيوتر
الساعة الميقاتية لا غنى عنها للكمبيوتر ولا للإنسان
جميع أجهزة ووحدات الإنسان تسير وفق ساعة ميقاتية دقيقة ، ودقات القلب ومعدل تدفق الدم منه وإليه خير مثال على ذلك ، تضبط الساعة في الكمبيوتر توقيت تصرف هذه الوحدات مع البيانات التي تحصل عليها عن طريق ذبذبات كهربائية تصدرها بصفة منتطمة ، فمثلاً إذا أرادت وحدة المعالجة المركزية الاتصال بمكان ما فلا يمكنها وضع عنوان هذه المكان على ناقل العنوان إلا عند اللحظة التي تبدأ فيها ذبذبة جديدة للساعة .
تقاس سرعة الساعة في الكمبيوتر بعدد الذبذبات التي تصدرها في الثانية وهي ما تسمى بـ هيرتز
[center]
الكمبيوتر مثل الأنسان
:ومن واقع دراسة نيومان نجد أن الإنسان ينقسم وظيفيا إلى الوحدات الأساسية التالية
وحدات لإدخال واستقبال المعلومات والبيانات وتتمثل في الحواس الخمس : السمع والبصر والتذوق والشم واللمس ؛ ووحدة لتخزين البيانات تتمثل في الذاكرة ، ووحدة لمعالجة البيانات وهي العقل، ووحدة إخراج وتنفيذ البيانات وتتمثل في العضلات، والناقلات بين الوحدات وهي الأعصاب .
و لما كانت ذاكرة الإنسان عاجزة عن استيعاب المعلومات والبيانات إلى ما لا نهاية فقد استعان الإنسان بوسائط مساعدة يقوم بتخزين المعلومات عليها ثم استدعائها في أي وقت ، وذلك عن طريق أيٍ من وحدات الإدخال الخاصة به ؛ لذلك فقد اختُرع الكتابُ المقروء والصوتُ المسجَّل والفيديو المرئي وغيرها من وسائل حفظ البيانات والمعلومات
كيف يعمل الكمبيوتر و الأنسان
ولبيان كيفية تمثيل ما سبق شرحه نضرب مثالا بعملية بسيطة : كأن يقوم إنسان بتوجيه سؤال إلى إنسان آخر ولتكن عملية ضرب رقم في رقم . فيقوم الأول بتوجيه السؤال صوتيا ، وتقوم وحدة الإدخال في الثاني وهي الأذن باستقبال السؤال الذي تنقله الأعصاب إلى وحدة المعالجة المركزية وهي العقل الذي يستدعي ما يخزنه في الذاكرة عن كيفية إجراء العمليات الحسابية قسم جدول الضرب ويتولى حساب النتيجة ويبث الناتج عبر الأعصاب إلى عضلات الفم واللسان الذي يترجمه إلى جواب صوتي يسمعه السائل
الحواس الخمس مدخلات للمعلومات
إن ما لاحظه جون فون نيومان هو ما تم تطبيقه عمليا عند تصميم جهاز الكمبيوتر؛ فوحدات إدخال تؤدي للكمبيوتر ما تؤديه الحواس الخمس، فنجد أن هناك عدة أنواع من أجهزة أو وحدات الإدخال ، مثل لوحة المفاتيح والفأرة والماسح الضوئي ، وقلم القراءة الضوئي ، وهكذا
تمثيل البيانات ووجه الشبه
تماما مثل الإنسان ، يحتاج الكمبيوتر إلى ذاكرة أساسية داخلية ولا يمكن للجهاز أن يعمل بدونها وهي دائمة الاتصال بوحدة المعالجة المركزية ، والتقسيم المنطقي للذاكرة مكون من مجموعة من الحجرات تسع كل منها لثمانية بتّات ، والبت هو أساس العمل في الكمبيوتر وكل ثمانية بتات تمثل بايت واحد الذي يمثل بدوره حرف هجائي أو رقمي واحد .
و الذاكرة الأساسية المرتبط بوحدة المعالجة المركزية محدودة في قدرتها التحزينية ؛ لذلك تم استحداث عدد من وسائل التخزين المساعدة تماما مثل الوضع في حالة الإنسان ، فنجد مثل الوسائط الممغنطة مثل الأسطوانات اللينة ، والأسطوانات الصلبة والشرائط الممغنطة ، وكذلك الأسطوانات الضوئية ثم الأسطوانات المليزرة على اختلاف أنواعها
العقل البشري يحاكي الكمبيوتر
وحدة المعالجة المركزية
تقوم هذه الوحدة بالدور الذي يؤديه العقل للإنسان ، وتتكون من عدد من الوحدات المساعدة لكل منها دوره المكمل للآخر ، فنجد أن وحدة الحساب والمنطق : وهي مسئولة عن عمليات الحساب وإصدر القرارات ، ثم وحدة التحكم ، وهي مسئولة بدورها عن استلام الأوامر من وحدات الإدخال عبر النواقل ثم تنفيذها عبر وحدة الحساب والمنطق
العضلات ووحدات الأخراج
وحدات الإخراج
تقوم هذه الوحدات بالدور الذي تؤديه العضلات للإنسان ، و وحدات الإخراج متعددة و أهمها الشاشة التي تشبه جهاز التلفزيون ، و كذلك الطابعة التي يتم طباعة النتائج عليها
الأعصاب كانواقل للمعلومات
كما تقوم الأعصاب بدور ناقل الإشارات من وحدات الإدخال إلى العقل ومنه إلى العضلات نجد أن وحدات الكمبيوتر سواء وحدات الإدخال أو الإخراج جميعاً ترتبط بنواقل للإشارات والبيانات ، وهذه النواقل ثلاثة أنواع :
النوع الأول : يستخدم في نقل البيانات
النوع الثاني : يستخدم في نقل عناوين أماكن التخزين .
النوع الثالث : يستخدم في نقل إشارات التحكم بين أجزاء الكمبيوتر
إن الإشارت أو البيانات تنتقل في صورة إشارات كهربائية عبر أسلاك موصِّلة للكهرباء .
كذلك فإن كل مكان في الكمبيوتر يمكن أن يُرسَل إليه بيانٌ أو يؤخذ منه بيانٌ يكون له عنوان تستطيع وحدة المعالجة المركزية تحديدَه والتخاطبَ مع المكان بواسطة هذه العنوان ؛ فالشاشةُ لها عنوان والطابعة لها عنوان مختلف ، وهكذا.
الساعة الميقاتية في الانسان و الكمبيوتر
الساعة الميقاتية لا غنى عنها للكمبيوتر ولا للإنسان
جميع أجهزة ووحدات الإنسان تسير وفق ساعة ميقاتية دقيقة ، ودقات القلب ومعدل تدفق الدم منه وإليه خير مثال على ذلك ، تضبط الساعة في الكمبيوتر توقيت تصرف هذه الوحدات مع البيانات التي تحصل عليها عن طريق ذبذبات كهربائية تصدرها بصفة منتطمة ، فمثلاً إذا أرادت وحدة المعالجة المركزية الاتصال بمكان ما فلا يمكنها وضع عنوان هذه المكان على ناقل العنوان إلا عند اللحظة التي تبدأ فيها ذبذبة جديدة للساعة .
تقاس سرعة الساعة في الكمبيوتر بعدد الذبذبات التي تصدرها في الثانية وهي ما تسمى بـ هيرتز
[center]
