طريقة عمل الحاسب الآلي

   المقدمة:

    يمكن وصف طريقة عمل الحاسب الآلي بشكل عام وموجز بأنها: عملية إدخال البيانات عن طريق وحدات الإدخال، ليتم معالجتها، ومن ثم مشاهدة ناتج عملية المعالجة على وحدات الإخراج..

ووحدات الإدخال: منها المستخدم بكثرة وأصبح جزءاً لا يتجزأ من الجهاز، مثل لوحة المفاتيح، والفأرة.. ووحدات أخرى تستخدم لأغراض خاصة، منها عصا التوجيه المستخدمة في الألعاب، والماسح الضوئي، والكاميرا، بنوعيها الرقمية وكاميرا الويب، والميكرفون.. ومنها ما يستخدم لمهن معينة، مثل القلم الضوئي Light  pen وكرة التتابع Tracker Ball ولوحة الرسم Touch pads ويستخدمها الرسامون.

وحدات الإخراج: وأهم وحدة إخراج، وتعتبر الوحدة الرئيسية الشاشة حيث لا تستخدم وحدة نظام الحاسب بدونها، وتوجد وحدات إخراج مشابهة لها وهي عارضات البيانات، وللحصول على مخرجات مطبوعة تستخدم الطابعة بأنواعها الليزر والنقطية ونافثة الحبر، وتستخدم السماعات للمخرجات الصوتية، وأيضا الرسام Ploter  المستخدم من قبل الرسامين

  ينقسم نظام الكمبيوتر إلى جزئيين أساسيين هما الأجهزة Hardware والتى تنقسم بدورها إلى وحدات إدخال مثل لوحة المفاتيح والماسح الضوئى والفأرة وغيرها ووحدات إخراج مثل الشاشات بأنواعها المختلفة (شاشات اشعة الكاثود CRTوشاشات البلازما Plasam وشاشات الكريستال السائل Liquid Crystal والطابعات مثل اليزر الأبيض والأسود والليزرالألوان وغيرها)

 أما الجزء الثانى فهو البرامج Software

 التى تنقسم إلى برامج تطبيقية Application Programs  وهى البرامج التى نستخدم إمكانيتها فقط مثل برامج معالجة الكلمات MS-Word وبرامج الجداول الإلكترونية MS-Excel وهى تقوم بأداء مهمة أو وظيفة واحدة فقط ومن هنا جاء تسميتها بالبرامج التطبيقية.

أما الجزء الثانى فهو لغات البرمجة Programming Languages التى تنقسم إلى ثلاث مجموعات 

هم اللغات عالية المستوى High Level Languages

و

 واللغات منخفضة المستوى Low Level Languages

 وتستخدم هذه اللغات فى بناء البرامج التطبيقية ونظم التشغيل Operating Systems لما تتمتع به من مجموعة كبيرة من الأدوات .

ونظم التشغيل هذه تعتبر بمثابة المحرك الذى يقوم بإدارة الكمبيوتر ويسيطر على جميع أجزائه المختلفة من برامج و عتاد و موارد خارجية ويجعل المستخدمUser قادراً على استخدام الكمبيوتر فهى تسيطر على وحدات الإدخال المختلفة ووحدات الإخراج والسيطرة على كافة عمليات المعالجة التى تتم داخل الكمبيوتر. ومما سبق يتضح مدى ارتباط الأجهزة بالبرامج فلا يمكن أن يتم استخدام الأجهزة بدون وجود برامج تقوم بإدارة وتشغيل تلك الأجهزة والعكس صحيح فلا قيمة للبرامج بدون وجود أجهزة.

إذن ما هو نظام التشغيل؟؟

نظام التشغيل هو مجموعة من برامج الفرعية المتكاملة التى تقوم بالسيطرة على جميع موارد الكمبيوتر وربط المستخدم والتى يختص كل برنامج منها بأداء وظيفة واحدة ومحددة فقط مثل نسخ الملفات Copy أو إنشاء الأدلة Create Directories وإظهار الوقت والتاريخ Date & Time وعمل تهيئة Format للأقراص المرنة Floppy Disks والصلبة Hard Disks...الخ وتكون هذه البرامج الفرعية فى مجموعها نظام التشغيل.

التطور التاريخى لنظم التشغيل  

يعتبر نظام التشغيلDOS Disk Operating System من أوائل نظم التشغيل التى ظهرت بظهور الحاسبات الشخصيةPersonal Computers وذلك من خلال شركة IBM International Business Machine فى أوائل عام 1981 وسمى أول إصدار من هذا النظام باسم IBM DOS 1.0 أى الإصدار الأول والآتى يوضح الإصدارات المختلفة لنظام الدوس والتحسينات المختلفة التى أدخلت عليها.

الإصدارات والتغيرات الأساسية Versions لنظام التشغيل الدوس

MS-DOS 1.0 الإصدار الأول والأساسي لنظام التشغيل .

MS-DOS 1.25 أتاح التعامل مع الأقراص ذات الوجهين (DS) Double Sides

MS-DOS 2.0 أضاف تحسينات جديدة لتنظيم القرص الصلب

MS-DOS 3.0 استخدم الأقراص عالية الكثافة وأضاف أوامر جديدة مثل أمر ATTRIB

MS-DOS 3.1 أتاح التعامل مع الشبكات المحلية

MS-DOS 3.2 أتاح التعامل مع الأقراص ذات الحجم3.5 بوصة

MS -DOS 3.3أتاح التعامل مع الأقراص ذات الحجم3.5 بوصة

والكثافة العالية وأضاف أوامر جديدة

MS-DOS 4.0 أضاف إمكانية التعامل مع DOS SHELLوأمر MEM وأتاح التعامل مع عدد أكبر من الملفات

MS-DOS 50أضاف تحسينات على برنامجDOSSHELL . واستخدم منسق نصوص جديد (EDITOR ) . وأضاف تحسينات كثيرة للاستفادة من الذاكرة والتعامل مع الذاكرة الإضافية . وأضاف أوامر جديدة لاسترجاع الملفات المحذوفة أو إعادة القرص إلى حالته السابقة قبل إعادة تشكيله ، كما أضاف تسهيلات فى التعامل مع برامج سطر الأوامر تتمثل فى الحصول على معلومات مساعدة عن أى أمر أو تخزين الأوامر السابقة واسترجاعها أو تعديلها بسهولة

MS-DOS 6.22 - 6.0 أضاف تحسينات على الإصدار السابق MS-DOS 5.0 وأضاف تحسينات كثيرة للاستفادة من الذاكرة والتعامل مع الذاكرة الإضافية . وأضاف أوامر جديدة مثل أمر SCANDISK الذى يستخدم لإصلاح أعطال القرص الصلب و أمر  DELTREE الذى يستخدم لمسح الفهارس الفرعية بكل محتوياتها .

يتكون نظام التشغيل الحديث MS-DOS 6.22من أربعة ملفات أساسية تمثل البنية الأساسية للنظام والعمود الفقرى له . هذه الملفات هى : BIO.SYS -1

MS-DOS.SYS -2

COMMAND.COM -3

DBLSPACE .BIN -4 BIO.sys -5 هذا الملف يحتوى علي مجموعة التعليمات والبرامج التى تنظم عمليات الإدخال والإخراج الأساسية . [ BASIC INPUT/OUTPUT [ BIO ] ]

ظل نظام التشغيل الدوس مسيطراً لفترة طويلة على سوق نظم التشغيل إلى أن ظهر نظام التشغيل MS-DOS التى قامت بإنتاجه شركة ميكروسوفت للعمل مع الأجهزة المتوافقة مع شركةIBM إلى أن تنازلت شركة IBM عن نظام الدوس واتجهت لإنتاج أجهزة الكمبيوتر. والتى قامت الأخيرة بتطوير هذا النظام وإدخال تحسينات كثيرة عليه كما يتم أعلاه.

ولكن لم يستمر هذه النظام طويلاً وذلك لوجود عيبين أسياسيين به هو أنه أحادى الوظيفة Single Tasking أى أنه لا يقوم بتشغيل إلا برنامج واحد فى المرة الواحدة ( حتى لو كان جهازك يحتوي عدة برامج ) وبالتالى يتكون الاستفادة من الكمبيوتر قليلة فى الوقت الذى كانت أسعار أجهزة الكمبيوتر غالية أما العيب الثانى فهو استخدام الصيغة النصية Text Mode فى إدخال الأوامر أى أنه يتم كتابة الأمر المراد تنفيذه أمام محث Prompt نظام الدوس طبقاً لصيغة محددة مثل Time \: Cهذا الأمر يقوم بعرض الوقت الحالى طبقاً للساعة الداخلية للكمبيوتر أو أمر C:\ Dir وهو أمر لاستعراض مكونات دليل الأسطوانة الصلبة ومعرفة الملفات والأدلة المخزنة داخله وهكذا يتضح أن لكل أمر من أوامر الدوس صيغة محددة ينبغى على المستخدم أن يلم بها حتى يتمكن من تنفيذ الأمر بسهولة و نظراً لتنوع وكثرة أوامر الدوس واختلاف صيغها المختلفة بل واختلاف صيغ الأمر الواحد فإن المستخدم أصبح عرضة للوقوع فى الخطأ عندما يكتب الأمر بصورة غير صحيحة كأن ينسى إدراج مسافة مثلاً مما يؤدى إلى ظهور رسالة خطأ Error Message مثل رسالة Bad Command or File Name

وبعد ذلك قدمت شركة ميكروسوفت حلا للتغلب على تلك العيوب بأن قدمت مايسمى ببيئة التشغيلEnvironment وهى ليست نظم تشغيل بل يمكن اعتبارها مرحلة وسطى بين نظم التشغيل أحادية الوظيفة كلدوس وبداية ظهور النوافذ كنظم تشغيل مستقلة تعمل جنباً إلى جنب مع الدوس.

والفرق أن تلك البيئات تعمل بمساعدة الدوس ولكن تتميز عنه بالمرونة وواجه المستخدم الرسومية أى تحويل كافة الأوامر من صيغتها النصية إلى صورIcons  كما سمحت بأسلوب تعدد المهام Multi-Tasking مما سمح بتشغيل أكثر من برنامج فى المرة الواحدة الأمر الذى أنعكس بالإيجاب على الاستخدام الأمثل لإمكانيات الكمبيوتر .