مقدمة في البنيان

من ويكي الهندسة المعلوماتية
اذهب إلى: تصفح، ابحث

لمحة تاريخية

كانت بداية الحواسيب كحواسيب ميكانيكية

  • فأول "آلة حاسبة" في التاريخ اخترعها الصينيون وهي المحسب الصيني اليدوي abacus.
  • وفي عام 1642 قام باسكال (الذي سميت لغة البرمجة باسمه) باختراع آلته الحاسبة التي تستطيع عمل عمليتين حسابيتين وحيدتين + , - .
  • تلتها آلة Leibniz ليبنيتز (1673) والتي تقوم بعمليات الجمع والطرح والضرب والقسمة وإيجاد الجذور التربيعية.
  • ثم حاول تشارلز بابيج Babbage في عام 1833 اختراع الآلة التحليلية Analytical Engine التي تقوم بعمليات أكثر تعقيداً وبأوقات قياسية (الجمع خلال 1 ثانية، والضرب خلال 1 دقيقة) إضافة لاستخدامها للبطاقات المثقبة Punched Cards كـ "ذاكرة" وبذلك يعد أول من طرح فكرة حفظ المعلومات (إلا أنه لم يحقق هذه الآلة بسبب عدم حصوله على دعم مادي).

انتقلنا إلى الحواسيب الالكترونية

  • الحاسوب الصمامي ENIAC : اختصار لـ (Electronic Numerical Integrator And Computer) يعتبر أول حاسوب رقمي ناجح، تم اختراعه عام 1945، وبمواصفاته العجيبة! (18000 vacuum tube صمام، 30 طن، 167 متر مربع، 140 كيلو واط) استُخدم هذا الحاسوب بشكل أساسي للأغراض العسكرية، ولكنه في بدايته لم يكن يختزن البرنامج بداخله، بمعنى أنه كان يجب إعادة برمجته في كل مرة يتم تشغيله فيها خلافاً لسابقه EDVAC الذي كان يمكنه اختزان البرنامج بداخله، والذي صممه فون نويمان. ويمثل أحد حواسيب الجيل الأول.
  • ثم حل الترانزستور الذي اخترع عام 1948 محل الصمامات، كما في حاسوب IBM 7094 الذي صمم عام 1960 الذي يمثل أحد حواسيب الجيل الثاني.
  • وفي أواسط الستينيات تم استبدال الترانزستورات بالدارات المتكاملة Integrated Circuits (وهي دمج لعدد من الترانزستورات) كما في حاسوب IBM 360 الذي صمم عام 1970 والذي يمثل أحد حواسيب الجيل الثالث. وقد حوت الدارات المتكاملة على عشرات أو مئات الترانزستورات كحد أعظمي.
  • بينما حوت المعالجات الصغرية التي طورت في أوائل السبعينيات على آلاف الترانزستورات، مما جعلها تحل محل الدارات المتكاملة كما في حاسوب IBM PC الذي صمم عام 1978 والذي يمثل أحد حواسيب الجيل الرابع، وهي (أي المعالجات الصغرية) لاتزال سائدة حتى الآن...
  • وتميز تقنيات الذكاء الصنعي (تعرف الصوت والصورة ...) الجيل الخامس من الحواسيب، والذي ربما لا يزال في مطلعه.

قانونا فون نويمان (1948)

  • تنفيذ تتابعي
  • الفصل بين المعالجة والذاكرة.

قانون مور

يقول أن عدد الترانزستورات تتضاعف كل 18 شهر (عام ونصف).

تعاريف أساسية

  • السيد والتابع :(Master & slave): بطاقتان ستتخاطبان مع بعضهما .. أحدهما يعطي الأوامر للثاني والذي أخذ زمام المبادرة دوماً هو Master .
  • فضاء العنونة: الفضاء الذي يمكن للمعالج رؤيته ومساحته تساوي حيث n عدد خطوط العنونة.
    • العنونة الخطية: ننظر إلى الفضاء كما أنه كتلة واحدة .
    • العنونة المقتطعة: يقسم الفضاء إلى مجموعة من المقاطع .
  • برمجة المعالج: أول طبقة فوق الهاردوير ..نبرمج بلغة الأسمبلي وهي لغة لها ميزات ومساوئ :

من ميزاتها: سريعة جداً وقريبة من الهاردوير..ومن مساوئها: ارتباطها الوثيق بالمعالج وبالمعلومات حول المعالج .

أداء الحواسيب