العناصر الأساسية لنظام الكمبيوتر

أجهزة الكمبيوتر هي آلات للأغراض العامة مصممة لاتباع التعليمات لإكمال مهام معالجة البيانات. على الرغم من أن البنية المحددة لأنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر قد تكون مختلفة ، إلا أن جميع أجهزة الكمبيوتر تحقق ذلك معالجة البيانات باستخدام خمسة عناصر أساسية لنظام الكمبيوتر: الإدخال ، الإخراج ، مسار البيانات ، التحكم والذاكرة. يرتبط كل عنصر من هذه العناصر بجهاز واحد أو أكثر من الأجهزة المضمنة في الكمبيوتر أو المتصلة خارجيًا.

يتم الاتصال بالعالم الخارجي من خلال عناصر الإدخال والإخراج لنظام الكمبيوتر. يتم إدخال البيانات إلى جهاز كمبيوتر من خلال أجهزة خارجية مثل أجهزة الماوس ولوحات المفاتيح وشاشات اللمس وأجهزة التخزين. بمجرد معالجة البيانات ، يمكن تحويلها إلى تنسيق يمكن قراءته من قبل الإنسان لإخراجها إلى أجهزة مثل الطابعات أو الشاشات أو مكبرات الصوت أو سماعات الرأس. يمكن للكمبيوتر أيضًا تحويل البيانات إلى تنسيقات إخراج أخرى ، مثل الإشارات الكهربائية للتحكم في المعدات الآلية.

يتكون عنصر مسار البيانات من عدة وحدات تقوم بمعالجة البيانات داخل وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) ، والتي يشار إليها غالبًا باسم أدمغة الكمبيوتر. تفسر وحدة المعالجة المركزية تعليمات البرمجة وتتحكم في الأجهزة الداخلية والخارجية. واحدة من أهم الوحدات داخل وحدة المعالجة المركزية هي ALU (وحدة المنطق الحسابي) ، والتي تقوم بعمليات حسابية ومنطقية على البيانات. تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر على وحدة معالجة رسومات مخصصة (GPU) لدعم عرض عالي السرعة للصور المرئية المعقدة. يحتوي مسار البيانات أيضًا على دوائر وسجلات تتعقب حالات النظام ، مثل عداد البرنامج للبرنامج الجاري تنفيذه حاليًا.

عنصر التحكم في الكمبيوتر مسؤول عن حركة البيانات بين الذاكرة ووحدة المعالجة المركزية. ينسق هذا العنصر تنفيذ تعليمات البرنامج مع جميع العناصر الأخرى لنظام الكمبيوتر من خلال توفير إشارات التوقيت والتحكم. تتم مهمة عنصر التحكم بواسطة وحدة التحكم (CU) ، والتي تعد جزءًا من وحدة المعالجة المركزية في معظم أجهزة الكمبيوتر الحديثة. غالبًا ما توصف وحدة التحكم بأنها الجهاز العصبي المركزي للكمبيوتر.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر كلاً من الذاكرة الداخلية والخارجية عند إجراء العمليات. تستخدم الذاكرة الداخلية للاحتفاظ بتعليمات البرامج والبيانات ذات الصلة للبرامج التي يتم تنفيذها حاليًا. تتكون الذاكرة الداخلية من ذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي) ، وهي مؤقتة لأنها تحتفظ بالبيانات فقط أثناء توصيل الطاقة. عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر ، تختفي الذاكرة. عادةً ما يتم تخزين البيانات التي لا يستخدمها الكمبيوتر في ذاكرة خارجية على أجهزة مثل محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص المحمولة.