تم تصميم هذا المقال للذين اقتربوا مؤخرًا من عالم علوم الكمبيوتر و يمثل دليلاً مفيدًا لاكتساب مستوى أساسي (و لكن دائمًا مفيد جدًا) لمعرفة ما هو هيكل الكمبيوتر.

مقال ربما يكون مفقودًا لفترة طويلة جدًا على بوابة مثل بوابتنا التي تستهدف مستخدمي تكنولوجيا المعلومات الجدد … مقالة يمكن لأي شخص قراءتها بسهولة و بدون الكثير من التفاصيل الفنية للحصول على معلومات جيدة حول المكونات الموجودة داخل أجهزة الكمبيوتر نستخدمها كل يوم.

سنتحدث عن أجهزة الكمبيوتر بشكل عام، دون تمييز بين أجهزة الكمبيوتر الشخصية، أو MAC، أو النوت بوك، حيث أن المكونات الرئيسية بداخلها هي نفسها.

هيكل و مكونات الكمبيوتر الحديث:

دعنا الآن نضع قائمة بسيطة بالمكونات النموذجية التي يحتاجها كل كمبيوتر للعمل و شرح كيفية عملها.

العناصر الأساسية:

1. لوحة الأم؛
2. المعالج المركزي أو وحدة المعالجة المركزية؛
3. محول الطاقة؛
4. ذاكرة وصول العشوائي؛
5. القرص الصلب؛
6. بطاقة فيديو؛
7. واجهات الأجهزة الطرفية مثل لوحة المفاتيح و الماوس؛
8. شاشة؛
9. العلبة أو الهيكل.

العناصر الإضافية و الاختيارية:

• بطاقة الصوت
• محرك أقراص CD / DVD ROM
• مكبرات الصوت (مدمجة أو خارجية)
• ملحقات إضافية: طابعة، ماسح ضوئي، كاميرا ويب، أخرى.

دعنا الآن نحلل المكونات المختلفة بدءًا من المكونات الأساسية، و هذا يعني بهذا المصطلح المكونات التي يجب أن تكون موجودة بالضرورة للسماح بتشغيل الكمبيوتر:

لوحة الأم:

اللوحة الأم عبارة عن لوحة دوائر متكاملة تعمل كقاعدة اتصال لجميع الأجهزة الأخرى، مما يسمح باكتساب التيار الكهربائي و وضع المكونات المختلفة في اتصال مع بعضها البعض.

من أجل أداء وظيفة وسيط الاتصال بين المكونات المختلفة، تستخدم اللوحة الأم برنامجًا يسمى BIOS (نظام إخراج الإدخال الأساسي) و الذي يسمح بالإدارة الصحيحة للمكونات المختلفة المثبتة على اللوحة الأم.

هذا البرنامج موجود فعليًا على شريحة ذاكرة صغيرة مثبتة أصلاً على اللوحة الأم. عند تشغيل الكمبيوتر، فإن أول برنامج يتم تشغيله هو BIOS الذي يقوم أولاً بإجراء فحص تناسق على المكونات المثبتة، و بالتالي تحديد أي أعطال أو مكونات مفقودة.

ينقل السير أي مشاكل يتم تحديدها عن طريق أصوات التنبيه المشفرة أو حتى عن طريق الرسائل التي تظهر على الشاشة حتى يتمكن المستخدم من فهم كيفية التدخل.

المعالج المركزي أو وحدة المعالجة المركزية:

يمثل المعالج أو وحدة المعالجة المركزية (CPU أو وحدة المعالجة المركزية) محرك الكمبيوتر.يقوم بتنسيق جميع وحدات معالجة البيانات الأخرى، و إجراء الحسابات الرياضية و تنفيذ كل تعليمات من كل برنامج مستخدم.

تحتوي الشريحة على جانب واحد من سلسلة عديدة من المسامير المعدنية التي تُستخدم للإسكان في مقبس اللوحة الأم (مقبس الاسم الحقيقي) المصمم لإيواء المعالج المركزي.

يتم تغطية الجانب المقابل بشكل عام بمواد مناسبة لتبديد الحرارة.

ينتقل المعالج إلى اللوحة الأم و فوقه يجب إضافة غرفة تبريد إضافية محددة…

يحتوي المبدد الحراري على حزمة عالية من الشفرات (من النحاس أو مواد أخرى) و فوقه يحتوي على مروحة هواء أو أنظمة تبريد سائل أكثر فعالية … النماذج الموجودة في السوق كثيرة و لكن الهدف لا يزال كما هو، أي تبريد المعالج الأساسي بأفضل طريقة ممكنة.

الكمبيوتر و مزود الطاقة:

مصدر الطاقة هو جهاز كهربائي يعمل على تقويم الجهد الكهربائي القادم من خط الإدخال، من أجل تكييفه مع استخدام مكونات الكمبيوتر من خلال تعديله و تثبيته.

هناك العديد من الأنواع، و لكن كلما كان الجهد الموفر أكثر ثباتًا و دقة، كلما كان المكون أكثر موثوقية و بالتالي باهظ الثمن.

النصيحة الخاصة بمصادر الطاقة هي اختيار الموديلات غير الرخيصة حقًا، ربما باستخدام كبلات محمية و مخرجات متعددة (الكابلات الملونة التي تراها في الصورة، و لكنها في هذه الحالة ليست محمية).

الكمبيوتر و ذاكرة وصول العشوائي:

ذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي) هي ذاكرة وصول عشوائي تتيح الوصول المباشر إلى البيانات المخزنة في نفس وقت الوصول، بغض النظر عن مكان وجودها.

يستخدم المعالج المركزي ذاكرة RAM كمكان سريع للغاية لإجراء بعض العمليات الحسابية و الحصول على نتيجة معينة ؛ يمكن بعد ذلك دمج هذه الأخيرة و كتابتها على القرص الصلب و لكنها “تعمل” أولاً داخل ذاكرة الوصول العشوائي، و التي يمكن بالتالي اعتبارها ذاكرة “متقلبة” يمكن الكتابة عليها عند الحاجة ثم تفريغها بالكامل…

كلما كانت ذاكرة الوصول العشوائي أفضل، كان أداء الكمبيوتر أفضل. تؤثر الكمية أيضًا على الأداء و لكن فقط إلى نقطة معينة (متغير من التكوين إلى التكوين) و التي بعدها لا تكون زيادة ذاكرة RAM غير ذات صلة على الإطلاق.

نظرًا لدقة هذا المكون و أهميته، يُفضل استخدام ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من العلامات التجارية الرائدة المعروفة في هذا القطاع، و تلك التي تحتوي على المشتت الحراري المتكامل (نوع من الغلاف المرئي الذي يثقل كاهل الرقائق) و ذات زمن انتقال طويل جدًا..

الكمبيوتر و القرص الصلب:

القرص الصلب هو جهاز تخزين مغناطيسي كبير السعة يمكن من خلاله إجراء عمليات القراءة و الكتابة.

تتكون الأقراص الصلبة من طبق أو أكثر سريع الدوران، مصنوع من الألومنيوم أو الزجاج و مغطى بمادة مغناطيسية و رأسين لكل قرص (واحد على كل جانب) و الذي يؤدي أثناء التشغيل إلى إزاحة بضع عشرات من النانومترات (لذلك المسافات قصيرة جدًا) على سطح القرص من خلال قراءة البيانات و كتابتها.

إنها تمثل وحدة تخزين البيانات في الكمبيوتر، المكان الذي تتم فيه كتابة كل شيء عندما نتصرف وفقًا لوظائف SAVE أو SAVE AS الكلاسيكية.

إن الإدخال الأخير لأقراص الحالة الصلبة (SSD) يحل ببطء محل هذه الأقراص المغناطيسية الكلاسيكية لدرجة أنها ربما لن تكون موجودة في المستقبل، و لكن في وقت كتابة هذا الدليل، لا تزال تمثل أفضل تنازل عن الجودة / السعر للذكريات المادية المتاحة .يمكن أن يحتوي كل كمبيوتر على محرك أقراص ثابت واحد أو أكثر، داخلي أو خارجي أو كليهما … يمكننا القول أنه يوجد الآن العديد من أجهزة التخزين…

الكمبيوتر و بطاقة فيديو:

تعد بطاقة الفيديو مكونًا أساسيًا لكل جهاز كمبيوتر لأنها تتيح عرض أصغر نقطة ضوئية تعرضها شاشة الكمبيوتر.بدون بطاقة الفيديو، لن نتمكن من رؤية أي شيء على الإطلاق و هذا هو السبب في أن شريحة الرسومات مدمجة دائمًا في اللوحة الأم للسماح لأولئك الذين ليس لديهم بطاقة فيديو مخصصة بالقدرة على استخدام الجهاز على أي حال.

يتم تمثيلهم أساسًا بواسطة شريحة رسومات تهتم بالحسابات التي تؤدي إلى تحويل المعلومات إلى صور أو نقاط مضيئة (وحدات البكسل، أصغر جزء يمكن عرضه على الشاشة).

الأول مدمج في اللوحة الأم كشريحة رسومات فقط، أما البقية فتوجد داخل بطاقات حقيقية، و دائمًا ما يتم إدخالها على اللوحة الأم و تمثل الأقوى لأنها مخصصة لهذه الوظيفة، مع ذاكرة و قوة حاسوبية أكبر.

يمكننا استخدام الكمبيوتر للعمليات اليومية العادية حتى مع بطاقة الفيديو المدمجة البسيطة أو يمكننا اختيار بطاقة إضافية هي بالتأكيد أكثر أداءً وأساسية لمن يستخدمون الكمبيوتر أيضًا لألعاب الفيديو.

لوحة المفاتيح و الفأرة:

هناك القليل لشرح حول لوحة المفاتيح و الماوس لأن أي شخص يعرف ما هي و ما الغرض منها ؛ دعنا نقول فقط أننا نتحدث عن الأجهزة الطرفية الأساسية لإدخال المدخلات (المعلومات) في نظام التشغيل والتي بدونها سيكون الكمبيوتر عديم الفائدة بسبب استحالة التفاعل… لدرجة أنه بدونها لن يبدأ الجهاز حتى و نحن سنسمع صوت التنبيه الشهير للسير الذي أشرنا إليه سريعًا في بداية الدليل.

شاشة:

كلنا نعرف الشاشة. إنه يمثل الطرف الأساسي لتصور أي معلومات تأتي من معالجة الوحدة المركزية وبطاقة الفيديو.

تأخذ الشاشة المعلومات المحولة بواسطة بطاقة الفيديو و تجعلها مرئية للمستخدم.

بشكل عام خارجي للوحدة المركزية، يتم تغليفه في حالة نفسه عندما نتحدث عن أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

الهيكل:

تمثل العلبة، التي تسمى أيضًا الهيكل، الغلاف الخارجي لكل كمبيوتر، سواء كان جهاز كمبيوتر ثابت (سطح مكتب) أو كمبيوتر محمول (لابتوب) حيث توجد بداخله جميع مكونات الوحدة المركزية.

هناك العديد من أنواع المنازل ذات الأشكال و الهياكل المختلفة للسماح بالإسكان المناسب لجميع المكونات بالإضافة إلى التهوية المناسبة و تبادل الحرارة من الداخل إلى الخارج. 

غالبًا ما يتم التقليل من أهمية هذا العامل الأخير و لكنه مهم جدًا لأنه سيساعد في تحديد الأداء النهائي للجهاز ؛ إذا كانت التهوية سيئة أو صغيرة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى زيادة درجة الحرارة التي لا تحبها أجهزة الكمبيوتر على الإطلاق و التي يمكن أن تؤدي إلى تباطؤ حتى في كيان كبير و كذلك إلى كتلة الكمبيوتر. 

تفضل دائمًا المنازل الكبيرة ذات الفتحات العديدة لمدخل و مخرج الهواء و ربما العديد من المساكن لمراوح إضافية في حالة عدم كفاية تلك الموجودة.في هذه المرحلة، انتهينا من تقرير حول المكونات الأساسية، أي تلك التي بدونها لا يمكن للكمبيوتر الحديث أن يعمل…هناك أيضًا سلسلة من المكونات التي، على الرغم من وجودها بشكل عام على كل جهاز كمبيوتر، إلا أنها لا تعتبر ضرورية…

بطاقة الصوت:

بطاقة الصوت هي بطاقة تسمح بإعادة إنتاج الأصوات (و لكن أيضًا الحصول عليها) لا يعتبر ضروريًا أيضًا لأنه، كما ذكرنا سابقًا بالنسبة لبطاقة الفيديو، هناك شريحة متكاملة على اللوحة الأم و التي، على الرغم من أنها ليست بجودة احترافية، إلا أنها لا تزال تسمح بإعادة إنتاج الأصوات…

من الواضح أن محترفي الصوت سيحتاجون إلى بطاقة صوت مخصصة أو حتى احترافية.

قرص مضغوط / DVD ROM / الأشعة الزرقاء:

مشغلات الأقراص المضغوطة أو أقراص DVD و كذلك أجهزة بلو راي هي أجهزة طرفية يتم دمجها داخل الكمبيوتر و لكن أيضًا كمحركات خارجية، مما يسمح باستخدام وسائط البيانات مثل CD / DVD و Blue ray.

إن امتلاكها أم لا هو أمر يختاره المستخدم، لكن لا شك في ملاءمتها نظرًا للانتشار العالمي لهذه الوسائط الضوئية المستخدمة لتخزين البيانات.

طابعة، سكانر، كاميرا ويب و المزيد:

تعد الأجهزة الطرفية للطباعة أو الحصول على البيانات من الماسحات الضوئية أو كاميرات الويب أو غيرها من الأجهزة الطرفية الإضافية التي يمكن لكل مستخدم تجهيزها للحصول على درجة أكبر من الوسائط المتعددة.

لا تعتبر أجهزة أساسية و لكنها مفيدة بلا شك لدرجة أن كل شخص لديه واحد على الأقل من هذه المكونات متصلاً بأجهزته.

تنتهي المقالة هنا للحفاظ على هذا الوعد الذي قطعناه في المقدمة، و هو توفير القليل من التفاصيل البسيطة دون الكثير من الجوانب الفنية لما يمكن أن نجده داخل أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا.