إذا كنتَ تدخل عالم الحوسبة أو ترغب في تنشيط معلوماتك حول المفاهيم، فإن فهم مكونات الحاسوب إنه أمر أساسي. ليس فقط لـ قم ببناء أو ترقية جهاز الكمبيوتر الخاص بكولكن الأهم هو فهم ما تشتريه ولماذا يتفوق أداء جهاز كمبيوتر على آخر. سنشرح كل شيء بالتفصيل في هذا الدليل: بدءًا من كيفية "تفكير" الكمبيوتر بالبتات والبايتات، وصولًا إلى وظائف ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ووحدة المعالجة المركزية (CPU) والقرص الصلب ومنافذ USB.
علاوة على ذلك، يُعدّ الفهم الجيد لهذه المفاهيم أمراً أساسياً الآن. يقترب نظام التشغيل ويندوز 10 من نهاية فترة الدعم ويتساءل العديد من المستخدمين عما إذا كانت أجهزة الكمبيوتر الخاصة بهم جاهزة لـ نوافذ 11 أو ربما يحتاجون إلى ترقية بعض مكونات الجهاز. دعونا نلقي نظرة، جزءًا جزءًا، على ما بداخل الجهاز، وكيف تتواصل المكونات مع بعضها البعض، وما هي المعايير التي يجب مراعاتها لتحديد ما إذا كان الكمبيوتر سريعًا ومتوازنًا ومناسبًا للاستخدام المقصود.
المفاهيم الأساسية: كيف يفهم الحاسوب المعلومات
أول شيء يجب فهمه هو أن الحاسوب، في جوهره، آلة كهربائية تميز فقط بين وجود التيار أو عدم وجودهكل ما نقوم به (الكتابة، مشاهدة فيلم، تصفح الإنترنت) يختزل في النهاية إلى مفاتيح صغيرة يتم تشغيلها أو إيقافها.
يوجد داخل المعالج الدقيق ملايين من هذه مفاتيح إلكترونية مدمجة في شريحة دقيقةيمكن أن يكون كل واحد في حالتين: "مفتوح" أو "مغلق"، وهو ما يفسره الكمبيوتر على أنه 0 أو 1. هذا هو أساس النظام الثنائي.
يُطلق على كل من تلك الأصفار أو الآحاد اسم بتوهي أصغر وحدة معلومات يمكن لجهاز الكمبيوتر التعامل معها. البت الواحد صغير جدًا، لذلك يتم تجميعها في مجموعات من 8 بتات لتشكيل بايتباستخدام 8 بتات، يمكن تمثيل 256 تركيبة مختلفة من الأصفار والآحاد، وهو ما يكفي للأحرف والأرقام والرموز الأساسية.
لكي يتمكن الحاسوب من "فهم" لغتنا، يجب استخدام نظام ترميز مثل كود ASCIIفي هذا النظام، يُخصص لكل حرف مجموعة محددة من 8 بتات. على سبيل المثال، يُترجم حرف مثل A داخليًا إلى تسلسل ثنائي؛ فعند الضغط على مفتاح A في لوحة المفاتيح، ينتقل هذا التسلسل من الأصفار والآحاد إلى المعالج الدقيق وبطاقة الرسومات، ويُعرض على الشاشة.
بما أن البايت الواحد يمثل كمية صغيرة جدًا من المعلومات، فإنه في مجال الحوسبة، تُستخدم مضاعفاته. ستلاحظ ذلك بشكل شائع. محركات التخزين1 كيلوبايت يساوي 1024 بايت؛ 1 ميجابايت يساوي 1024 كيلوبايت؛ 1 جيجابايت يساوي 1024 ميجابايت؛ وهكذا حتى تيرابايت أو أكثر، وهي القيم التي نجدها بالفعل في محركات الأقراص الصلبة الحديثة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD).
التخزين والسرعة: بايت، بت، وهرتز
عندما نتحدث عن مقدار الأشياء التي "تتسع" في جهاز ما، فإننا نشير إلى حجمه سعة التخزين مقاسة بالبايتقد يشغل مستند نصي بسيط بضعة كيلوبايتات (KB)، وأغنية عدة ميغابايتات (MB)، ولعبة حديثة عشرات الغيغابايتات (GB). كلما زاد عدد البايتات التي يمكن لوسيط التخزين استيعابها، زادت سعته؛ فكر في محركات الأقراص الصلبة الحديثة ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) مثل العناصر التي يتم قياسها على مستوى عملي.
من ناحية أخرى، عادةً ما يتم التعبير عن سرعة الإرسال بـ بايت في الثانية (B/s، KB/s، MB/s، GB/s) أو بالبتات في الثانية (بت/ثانية، كيلوبت/ثانية، ميغابت/ثانية). من السهل الخلط هنا: الحرف b الصغير يرمز إلى بت، والحرف B الكبير يرمز إلى بايت. البايت الواحد يساوي 8 بتات، لذا فإن 8 ميغابت/ثانية تعادل تقريبًا 1 ميغابت/ثانية من السرعة الفعلية.
هذا الأمر ملحوظ للغاية في اتصالات الإنترنت: فاتصال ADSL بسرعة 8 ميجابت في الثانية لا يُنزّل الملفات بسرعة 8 ميجابايت في الثانية، بل بسرعة تقارب 1 ميجابايت في الثانية. ولهذا السبب فهو مهم للغاية. لا تخلط بين Mb/s و MB/s عند مقارنة السرعات، سواء كانت سرعات الشبكة أو محركات الأقراص الصلبة أو الذاكرة.
في مجال الحوسبة، تُناقش السرعة أيضاً من حيث التردد، مقاساً بالهرتز (Hz)الهرتز الواحد يعادل عملية واحدة أو دورة واحدة في الثانية. عندما يُقال إن المعالج يعمل بتردد 3 جيجاهرتز، فهذا يعني أنه يستطيع تنفيذ ما يصل إلى 3.000 مليارات دورة في الثانية. ويعتمد ما يفعله بالضبط في كل دورة على بنية المعالج الدقيق.
باختصار، يتحدد أداء المكون عادةً بعاملين رئيسيين: كمية البيانات التي يمكنه معالجتها في وقت واحد (عرض البت أو عرض النطاق الترددي) وعدد المرات التي يمكنه القيام بذلك في الثانية الواحدة (التردد بالهرتز أو الميغاهرتز أو الغيغاهرتز). ويحدد هذان العاملان مجتمعين قدرته الفعلية.
العوامل التي تحدد سرعة الكمبيوتر
لا تعتمد السرعة الإجمالية لجهاز الكمبيوتر على المعالج فقط، بل هناك عدة عوامل أخرى تؤثر فيها: تردد وحدة المعالجة المركزية، وعدد البتات، وعرض ناقل البيانات، ومقدار ذاكرة الوصول العشوائيإذا أصبح أحدها نقطة اختناق، فإن الآلة بأكملها تعاني.
من ناحية، كل معالج دقيق لديه عدد البتات الداخلية التي يمكنه العمل بها في وقت واحدتاريخيًا، استخدمت المعالجات 16 و32 و64 بت. كلما زاد عدد البتات التي يعالجها المعالج في وقت واحد، زادت كمية البيانات التي يمكنه التعامل معها في كل دورة. أما اليوم، فجميع معالجات المستهلكين تقريبًا 64 بت، مما يسمح لها بإدارة ذاكرة أكبر بكثير ومجموعات بيانات أضخم بتعليمات واحدة.
ما يسمى دورة الماكينة أو تردد العملهذا هو معدل تنفيذ المعالج للتعليمات. تحدد الساعة الداخلية سرعة التنفيذ، ويُقاس التردد بالميغاهرتز أو الغيغاهرتز. نظريًا، يمكن لمعالج بتردد 2 غيغاهرتز تنفيذ ملياري دورة في الثانية؛ وإذا استُغل هذا التردد بكفاءة من قِبل المكونات الأخرى، فسيكون أداء النظام سريع الاستجابة.
العامل الرئيسي الثالث هو مركبة البياناتالناقل هو "الطريق السريع" الذي تنتقل عبره البتات من مكان إلى آخر: من المعالج إلى ذاكرة الوصول العشوائي، ومن ذاكرة الوصول العشوائي إلى القرص، ومن بطاقة الرسومات إلى الذاكرة، وما إلى ذلك. يحدد عرض الناقل (عدد البتات التي يحملها في المرة الواحدة) وتردده (ميجاهرتز) مقدار المعلومات التي يمكن نقلها من مكون إلى آخر لكل وحدة زمنية.
إذا كان لديك معالج سريع جدًا ولكن ناقل بيانات ضيق وبطيء، فإن وحدة المعالجة المركزية تقضي وقتًا في انتظار وصول البيانات أو مغادرتها، مثل حصادة ضخمة يتعين عليها بعد ذلك تحميل الحبوب على شاحنات صغيرة وبطيئة. لهذا السبب من المهم جدًا أن يتم تحقيق التوازن بين عرض ناقل البيانات وتردد ناقل البيانات وسعة ذاكرة الوصول العشوائي مع المعالج.
الهيكل، ووحدة التزويد بالطاقة، واللوحة الأم
لا يقتصر هيكل الكمبيوتر المكتبي على كونه مجرد هيكل جميل: صندوق جيد يضمن تهوية كافية ومساحة كافية لمحركات الأقراص والبطاقاتكلما كان الهيكل أكبر، زادت الفتحات التي سنضطر إلى تثبيت محركات الأقراص الصلبة أو محركات الأقراص الضوئية أو الأجهزة الأخرى، وزادت خيارات تركيب المراوح لتجديد الهواء الساخن.
La امدادات الطاقة هو المكون الذي يحول التيار المتردد من الشبكة الرئيسية (عادةً 220 فولت) إلى جهد التيار المستمر اللازم للمكونات الداخلية للكمبيوتر، وعادةً ما يكون ±5 فولت و ±12 فولت. يمكن أن يتسبب مصدر الطاقة ذو الجودة المنخفضة في عدم الاستقرار أو الإغلاق التلقائي أو حتى أعطال في مكونات أخرى، لذلك يجب أن يتمتع بقدرة حقيقية كافية وتنظيم جيد.
في قلب كل ذلك يوجد اللوحة الأميتم تركيب المعالج وذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ومجموعة الشرائح وفتحات التوسعة وموصلات القرص الصلب ومنافذ الإدخال/الإخراج عليها. إنها بمثابة "القاعدة" التي يُبنى عليها باقي أجزاء الحاسوب، لذا يجب أن تكون متوافقة مع المعالج الدقيق المُختار ونوع الذاكرة والتقنيات التي ترغب في استخدامها (SATA، NVMe، USB الحديثة، إلخ).
تتضمن اللوحة الأم أيضًا فتحات التوسعةحيث يتم توصيل بطاقات إضافية: بطاقات الرسومات والصوت والشبكة والتقاط الفيديو وما إلى ذلك. المعيار الحالي هو PCI Express (PCIe)، بأحجام مختلفة (x1، x4، x8، x16) اعتمادًا على عدد الخطوط، وبالتالي، عرض النطاق الترددي المتاح.
بالإضافة إلى فتحات التوسعة، تتضمن اللوحة الأم منافذ ذاكرة لوحدات ذاكرة الوصول العشوائي (DDR4 أو DDR5 حاليًا)، وموصلات SATA لمحركات الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص الضوئية، وفي كثير من الحالات، فتحات M.2 لمحركات أقراص الحالة الصلبة عالية السرعة. يتم التحكم في جميع هذه المكونات بواسطة شريحة واحدة، سنتناولها بالتفصيل لاحقًا.
مجموعة الشرائح، ووحدات التحكم، وحافلات البيانات
في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، تقع إدارة حركة البيانات الداخلية على عاتق شرائحتتولى مجموعة الشرائح تنسيق كيفية تواصل المعالج والذاكرة وبطاقات التوسعة والأقراص والمنافذ. في السابق، كانت هذه الوظائف موزعة على عدة وحدات تحكم منفصلة؛ أما اليوم، فهي مدمجة في شريحة رئيسية واحدة أو اثنتين على اللوحة الأم.
تحدد مجموعة الشرائح إلى حد كبير ما هي التقنيات وكمية الذاكرة التي تدعمها اللوحة الأم؟يُعدّ عدد منافذ SATA وUSB المتاحة، والتوافق مع مختلف طرازات المعالجات، والعديد من إمكانيات التوسعة الأخرى، عوامل بالغة الأهمية. ويعتمد تحقيق أقصى استفادة من المعالج أو عدم تحقيقها على جودته.
بالإضافة إلى مجموعة الشرائح، تتضمن اللوحة الأم مكونات متنوعة وحدات تحكم أو واجهات محددة لأنواع مختلفة من الأجهزة. تقليديًا، تم استخدام وحدات تحكم IDE/EIDE/ATA لمحركات الأقراص الصلبة ومحركات الأقراص الضوئية، على الرغم من أنها اليوم تم استبدالها عمليًا بـ Serial ATA (SATA)، والتي توفر سرعة أعلى وكابلات أرق وأسهل في التعامل.
توجد أيضًا وحدات تحكم SCSI و FireWire بالنسبة للأجهزة الاحترافية أو عالية الأداء، وخاصة الخوادم أو وحدات التخزين الخارجية أو معدات الفيديو، يتطلب كل جهاز SCSI موصلًا وكابلًا خاصًا به متوافقًا مع هذا المعيار، بالإضافة إلى بطاقة تحكم SCSI أو FireWire على اللوحة الأم (أو مدمجة في الجهاز نفسه).
تشكل مجموعة الحافلات (الداخلية على اللوحة الأم والخارجية عبر الكابلات) الشبكة التي يتم من خلالها تداول البيانات. عرض النطاق الترددي والتردد (على سبيل المثال، 32 أو 64 بت عند 533 ميجاهرتز) تحدد هذه العوامل سرعة انتقال المعلومات بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي والقرص الصلب والأجهزة الطرفية. لا يكفي امتلاك معالج ممتاز إذا كانت ناقلات البيانات التي تربطه ببقية النظام بطيئة.
ذاكرة القراءة فقط (ROM)، ونظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS)، والبطارية، وذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
في أي جهاز كمبيوتر، نجد أنواعًا متعددة من الذاكرة ذات وظائف مختلفة تمامًا. أحد الأنواع الكلاسيكية هو... ROM (ذاكرة للقراءة فقط)هذه ذاكرة للقراءة فقط تحتوي على تعليمات لا تُمسح عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر. كانت في السابق تخزن برنامج بدء تشغيل النظام الأساسي وبرنامج التكوين.
في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، يتم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة نظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) أو تطوره UEFIنظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) هو برنامج ثابت مُخزّن على شريحة، قابل للتحديث، ويتيح للمستخدم بعض خيارات التهيئة. عند تشغيل الكمبيوتر، يُجري نظام BIOS فحصًا سريعًا للأجهزة، ويُهيئها، ويُحمّل نظام التشغيل من القرص أو محرك الأقراص المُحدد كجهاز الإقلاع الأول. إذا كنت ترغب في تحديثه بأمان، يُرجى مراجعة الأدلة من [رابط/موقع ويب/إلخ]. تحديث UEFI الآمن.
لضمان الاحتفاظ ببعض إعدادات BIOS (مثل التاريخ أو الوقت أو بعض معلمات القرص) حتى عند فصل الكمبيوتر عن مصدر الطاقة، تحتوي اللوحة الأم على شريحة صغيرة بطاريةعندما تنفد هذه البطارية، تظهر أعراض مثل إعادة ضبط الساعة في كل مرة يتم فيها إيقاف تشغيل الكمبيوتر، وعندها يجب استبدالها.
الذاكرة الرئيسية للأداء اليومي هي ذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي)هذا هو المكان الذي يتم فيه تحميل نظام التشغيل والبرامج التي نستخدمها حاليًا، بالإضافة إلى البيانات التي تعالجها. إنها ذاكرة سريعة جدًا ولكنها متطايرة: عند إيقاف التشغيل أو إعادة التشغيل، تُفقد محتوياتها. إذا كنت غير متأكد من موعد ترقيتها، فتحقق من علامات تدل على حاجتك إلى ترقية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لجهاز الكمبيوتر الخاص بك.
عند اختيار ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، سننظر إلى معلومتين رئيسيتين: السعة الإجمالية (على سبيل المثال 8 جيجابايت، 16 جيجابايت، 32 جيجابايت) وتُحدد سرعة النقل بالتردد (بالميغاهرتز) وزمن الاستجابة. علاوة على ذلك، تحدد اللوحة الأم الحد الأقصى لسعة الذاكرة المدعومة وترددات محددة، لذا يجب أن يكون كل شيء متوافقًا.
يتم توسيع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) بإضافة وحدات إلى فتحاتها المخصصة على اللوحة الأم. من المهم أن تكون وحدات الذاكرة من نفس النوع (DDR3، DDR4، DDR5، إلخ)، وإذا تم استخدام وحدات بسرعات مختلفة، ستعمل هذه الوحدات بوتيرة أبطأ وحدة.من الناحية العملية، تعتبر ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) عاملاً حاسماً لكي يتمكن النظام من التعامل مع تطبيقات متعددة دون أن يصبح بطيئاً.
ذاكرة التخزين المؤقت والذاكرة الافتراضية
بالإضافة إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، تتضمن المعالجات ذاكرة تخزين مؤقت داخلية فائقة السرعةوهي بمثابة "مفكرة" تُخزَّن فيها البيانات والتعليمات المستخدمة بكثرة. وهذا يسمح للمعالج الدقيق بالوصول إليها دون الحاجة إلى طلبها باستمرار من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).
يتم تنظيم المخابئ في مستويات: L1 و L2 و L3ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول (L1) هي الأسرع والأقرب إلى كل نواة معالج، ولكنها الأصغر حجمًا، حيث يبلغ حجمها عادةً بضع مئات من الكيلوبايتات. تحتوي كل نواة عادةً على ذاكرة تخزين مؤقت خاصة بها من المستوى الأول. وفوقها ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني (L2)، ذات سعة أكبر (من مئات الكيلوبايتات إلى عدة ميغابايتات) وأبطأ قليلاً. أما ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثالث (L3) فتُوفر مساحة أكبر، ولكنها أبطأ، وتتراوح أحجامها من بضعة ميغابايتات إلى عشرات الميغابايتات.
الفكرة بسيطة: يبحث المعالج أولاً في ذاكرة التخزين المؤقت؛ إذا لم يجد ما يحتاجه هناك (خطأ في ذاكرة التخزين المؤقت)، فإنه يلجأ إلى ذاكرة الوصول العشوائي، وهي أبطأ؛ وفقط كملاذ أخير يلجأ إلى القرص، وهو أبطأ بكثير. بفضل هذا التسلسل الهرمي، يمكن للمعالج الدقيق أن يعمل بترددات عالية جدًا دون انتظار البيانات بشكل مستمر..
وعلى الجانب الآخر من السرعة لدينا ذاكرة افتراضيةهذه آلية يستخدمها نظام التشغيل لاستخدام جزء من مساحة القرص الصلب كما لو كان امتدادًا لذاكرة الوصول العشوائي (RAM). عندما تنفد الذاكرة الفعلية، ينقل النظام مؤقتًا المعلومات قليلة الاستخدام من ذاكرة الوصول العشوائي إلى القرص (ملف الترحيل) لتحرير مساحة. إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يقوم بتبديل البيانات باستمرار ويظهر علامات على البطء، فراجع الأدلة الخاصة بـ يتجمد جهاز الكمبيوتر الخاص بي والمشاكل المتعلقة بترقيم الصفحات.
تتيح لك هذه الحيلة تشغيل برامج أكثر مما يتسع له ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، لكنها تأتي بثمن: فالقرص الصلب، حتى قرص SSD، أبطأ بكثير من الذاكرة الرئيسية، لذا يؤدي إساءة استخدام الذاكرة الافتراضية إلى بطء النظامإذا كان ملف الصفحة كبيرًا جدًا أو كان الكمبيوتر يقوم باستمرار بتبديل البيانات بين ذاكرة الوصول العشوائي والقرص، فستلاحظ تقطعًا في الأداء، وأوقات انتظار طويلة، وتحميلًا مستمرًا للقرص.
تتيح لك أنظمة إدارة الذاكرة مثل ويندوز تعديل حجم هذه الذاكرة الافتراضية، على الرغم من أن الحل الحقيقي، عند استخدامها بشكل مفرط، هو عادةً تقليل الاعتماد على القرص كحل "طارئ".
المعالج الدقيق (CPU) ونظام تبريده
قلب الحاسوب هو المعالج الدقيق أو وحدة المعالجة المركزيةهو المكون الذي يُجري العمليات الحسابية، ويُفسر تعليمات البرنامج، ويُنسق عمل جميع عناصر النظام الأخرى. على الرغم من أننا نتحدث عن الحاسوب ككل، إلا أن وحدة المعالجة المركزية (CPU) هي أقرب ما يكون إلى فكرة "العقل". لمعرفة المزيد عن أجزائها وكيفية عملها، راجع المقالات على مكونات المعالج.
ينقسم المعالج داخلياً إلى عدة وحدات، ومن أبرزها ما يلي: وحدة الحساب والمنطق (ALU) و وحدة التحكمتتولى وحدة الحساب والمنطق (ALU) معالجة العمليات الحسابية والمنطقية على الأعداد الثنائية: الجمع، والطرح، والضرب، والقسمة، والمقارنة. أما وحدة التحكم فتحدد ترتيب تنفيذ التعليمات، ونوع البيانات التي يتم نقلها، ووقت النقل، ومكانه.
عند اختيار معالج دقيق، يجب مراعاة ما يلي: مقبس اللوحة الأم (على سبيل المثال، LGA من Intel أو AM4/AM5 من AMD)، والبنية (Intel Core، AMD Ryzen، إلخ)، وعدد النوى والخيوط، والتردد الأساسي وتردد التوربو، وحجم ذاكرة التخزين المؤقت، وبالطبع، توافق مجموعة الشرائح وذاكرة الوصول العشوائي.
تتميز المعالجات الحديثة عادةً بأنها 64 بت ويمكنها الوصول إلى ترددات تصل إلى عدة جيجاهرتز، مما يعني أن إنها تولد الكثير من الحرارة.لهذا السبب، تُزود هذه المعالجات دائمًا بمشتت حراري ومروحة واحدة أو أكثر (أو، في الأنظمة المتطورة، بنظام تبريد سائل). إذا تم رفع تردد التشغيل (كسر السرعة) دون تحسين التبريد، فقد ترتفع درجة الحرارة بشكل كبير مما يؤدي إلى عدم استقرار النظام أو حتى تلفه.
يتصل المشتت الحراري مباشرة بسطح وحدة المعالجة المركزية، بمساعدة المعجون الحراري لتحسين نقل الحرارة. يُعد نظام التبريد الجيد أمراً ضرورياً للحفاظ على المعالج ضمن نطاقات آمنة ومنعه من تقليل تردده تلقائيًا (التحكم في التردد) لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
منافذ وموصلات الكمبيوتر
لكي يتمكن الحاسوب من التواصل مع العالم الخارجي، يتم استخدام ما يلي: منافذ مدخل ومخرجتُستخدم هذه الأجهزة في توصيل الأجهزة المادية، وأحيانًا اللاسلكية. ومن خلالها نربط لوحات المفاتيح، والفأرات، والشاشات، والطابعات، ومحركات الأقراص الخارجية، والشبكات، وسماعات الرأس، وقائمة طويلة من الأجهزة الطرفية الأخرى.
اليوم، ميناء النجمة هو USB (ناقل تسلسلي عالمي)يتيح لك توصيل أي شيء تقريبًا: محركات أقراص فلاش، ومحركات أقراص صلبة خارجية، وفأرات، ولوحات مفاتيح، ووحدات تحكم الألعاب، وطابعات، وما إلى ذلك. إنه معيار "التوصيل والتشغيل": ما عليك سوى توصيل الجهاز، حتى مع تشغيل الكمبيوتر بالفعل، وسيعمل. يقوم النظام باكتشافه وتثبيتهتوجد عدة إصدارات (USB 2.0، 3.0، 3.1، 3.2، USB-C...) بسرعات نقل مختلفة.
كما أنها توجد عادةً في الجزء الخلفي من اللوحة الأم منافذ الصوت (مقابس صغيرة بألوان مختلفة للسماعات والميكروفون ومدخل الخط)، ومنافذ شبكة إيثرنت مع موصل RJ45 لكابل الإنترنت، وأحيانًا منافذ SATA خارجية لتوصيل محركات الأقراص الصلبة الخارجية مباشرة بناقل التخزين.
لتوصيل الشاشة، يتم استخدام منافذ مثل ما يلي: VGA أو DVI أو HDMIتقنية VGA تناظرية وقد عفا عليها الزمن عمليًا، على الرغم من أنها لا تزال موجودة في بعض الأجهزة القديمة. أما تقنية DVI فكانت خطوة وسيطة نحو الرقمية، بينما أصبحت تقنية HDMI المعيار الحالي للفيديو والصوت عالي الوضوح، مع عرض نطاق ترددي كافٍ للدقة العالية والصوت متعدد القنوات.
بالإضافة إلى ذلك، تتضمن بعض الأجهزة منافذ فاير واير (IEEE 1394)استُخدمت هذه التقنيات على نطاق واسع في كاميرات الفيديو، والتقنيات اللاسلكية مثل الأشعة تحت الحمراء، والبلوتوث، والواي فاي. يُستخدم البلوتوث لتوصيل الأجهزة قصيرة المدى لاسلكيًا (مثل الفأرة، وسماعات الرأس، ومكبرات الصوت)، بينما يتيح لك الواي فاي الاتصال بالشبكات والإنترنت دون الحاجة إلى كابل إيثرنت.
في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والمكتبية الحديثة، من الشائع استخدام المحول تم دمج تقنيتي الواي فاي والبلوتوث بالفعل في اللوحة الأم.لذا فإن مجرد اختيار الشبكة أو إقران الجهاز في نظام التشغيل يكفي لبدء استخدامها، دون إضافة بطاقات إضافية.
الأجهزة الطرفية: أجهزة الإدخال والإخراج والأجهزة المختلطة
أي شيء نوصله بالكمبيوتر ولكنه ليس جزءًا من النواة الداخلية يُعتبر محيطيبفضلها نستطيع إدخال المعلومات أو استقبالها أو كليهما. وهي تنقسم إلى أجهزة طرفية للإدخال (مثل لوحة المفاتيح أو الماسح الضوئي)، وأجهزة طرفية للإخراج (مثل الشاشة أو الطابعة)، وأجهزة طرفية للإدخال/الإخراج (مثل محركات أقراص USB أو الطابعات متعددة الوظائف).
تُعد لوحة المفاتيح والماوس أكثر أجهزة الإدخال الطرفية استخدامًا، على الرغم من أن العديد من أجهزة الكمبيوتر أصبحت منافذ PS/2 التي كانت تستخدم سابقًا لتوصيلها قديمة الآن. ويتم كل شيء عبر منفذ USB أو لاسلكياً. ومن أمثلة المدخلات الأخرى كاميرات الويب والميكروفونات وماسحات الباركود.
من بين الأجهزة الطرفية للإخراج، تبرز العناصر التالية: مراقبوسنتناول هذا الموضوع بالتفصيل لاحقًا، إلى جانب الطابعات ومكبرات الصوت. تشمل الفئة المختلطة أجهزة مثل محركات الأقراص الصلبة الخارجية، والتي تُستخدم في كلا النوعين. يقومون بتخزين البيانات (المخرجات) أثناء تقديمها إلى الكمبيوتر (المدخلات).أو بطاقات الصوت والشبكة، التي تدير تدفقات المعلومات ثنائية الاتجاه.
أصبحت العديد من هذه الوظائف مدمجة الآن في اللوحة الأم نفسها: الصوت، والشبكة، ومنافذ USB، وأحيانًا حتى الرسومات الأساسية. ومع ذلك، بالنسبة للاستخدامات الأكثر تطلبًا (الألعاب، وتحرير الفيديو، والصوت الاحترافي)، لا يزال من الشائع تثبيت بطاقة رسومات منفصلة. بطاقات مخصصة في فتحات PCIe لتحقيق أداء أفضل واتصال أكبر.
محركات الأقراص الصلبة، ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة، ومحركات الأقراص الضوئية
El القرص الصلب لعقود طويلة، كان هذا الجهاز هو وحدة التخزين الرئيسية في أجهزة الكمبيوتر الشخصية. يحتوي الجهاز على عدة أقراص معدنية مطلية بطبقة مغناطيسية، تدور بسرعة عالية (عادةً 5400 أو 7200 دورة في الدقيقة في أجهزة الكمبيوتر المنزلية، وتصل إلى 10.000 دورة في الدقيقة في الطرازات المتطورة). يتحرك رأس القراءة/الكتابة فوق هذه الأقراص لقراءة المعلومات أو كتابتها.
يتم تنظيم سطح كل لوحة إلى مسارات متحدة المركزوالتي بدورها تُقسّم إلى قطاعات. عادةً، يخزن كل قطاع 512 بايت (مع أنه في التنسيقات الحديثة قد يصل إلى 4096 بايت). تشكل عدة قطاعات وحدة تخزين واحدة. العنقوديةوهي أصغر وحدة مساحة يمكن لنظام الملفات تخصيصها لملف. فإذا كان حجم الكتلة 4 كيلوبايت، وقمنا بحفظ ملف بحجم 1 كيلوبايت، فسيشغل فعليًا 4 كيلوبايت كاملة.
عند اختيار قرص صلب تقليدي، سنركز بشكل أساسي على خصائصه السعة (جيجابايت أو تيرابايت) وسرعة دورانهاتوفر محركات الأقراص الصلبة بسرعة 7200 دورة في الدقيقة عادةً أوقات وصول أفضل من محركات الأقراص بسرعة 5400 دورة في الدقيقة، مما ينتج عنه نظام أسرع قليلاً. كما أن نوع الواجهة مهم أيضًا: فقد تم استبدال محركات الأقراص IDE القديمة بمحركات SATA، وهي أسرع وأكثر موثوقية.
إلى جانب الأقراص الميكانيكية، اليوم محركات الأقراص الصلبة (SSD)تخزن هذه الأجهزة البيانات على رقائق ذاكرة فلاش، بدون أجزاء متحركة. وهي توفر سرعات قراءة وكتابة أسرع بكثير وأوقات وصول شبه فورية، مما يسرع بشكل ملحوظ بدء تشغيل نظام التشغيل وتحميل البرامج والألعاب.
أما بالنسبة لل محركات الأقراص الضوئية (CD/DVD)على الرغم من تراجع استخدامها لصالح التنزيلات الرقمية ووحدات تخزين USB، إلا أنها لا تزال موجودة في العديد من أجهزة الكمبيوتر. ويتم التمييز بينها من خلال سرعات القراءة والكتابة، والتي يُشار إليها برقم متبوع بـ "x" (على سبيل المثال، 52x/24x/52x). وفي حالة أقراص DVD، يُعد دعمها للأقراص ثنائية الطبقة، التي تُضاعف سعة أقراص DVD القياسية، أمرًا مهمًا أيضًا.
الشاشات والشاشات
الشاشة هي وحدة الإخراج الرئيسية تؤثر شاشة الكمبيوتر بشكل كبير على تجربة المستخدم، سواءً للعمل أو الألعاب أو مشاهدة محتوى الوسائط المتعددة. تقليديًا، كانت تُستخدم شاشات CRT (الأنبوبية) الضخمة، والتي تتطلب معدل تحديث عالٍ بما يكفي (أكثر من 60 هرتز) لتجنب الوميض المزعج.
الوضع الطبيعي اليوم هو شاشات العرض المسطحة من نوع LCD و LED و OLEDتتداخل عدة خصائص في هذه الشاشات: الدقة الأصلية (على سبيل المثال، 1920×1080، 2560×1440، 3840×2160)، والحجم بالبوصة، ونوع اللوحة، ووقت الاستجابة.
يقيس زمن الاستجابة المدة التي يستغرقها البكسل للتغيير من حالة إلى أخرى، بالمللي ثانية. قد يتسبب وقت الاستجابة الطويل في ظهور آثار أو "أشباح". في المشاهد سريعة الحركة، وهو أمر مزعج بشكل خاص في ألعاب الفيديو أو عند تحريك العناصر على الشاشة.
تحتوي هذه الشاشات على دقة عرض أصلية ثابتةإذا استخدمت دقة عرض مختلفة، فسيتم تغيير حجم الصورة وتفقد حدتها. لذلك، يُنصح دائمًا باستخدام دقة العرض الموصى بها من قِبل الشركة المصنعة، بالإضافة إلى نوع التوصيل المناسب (HDMI، DisplayPort، DVI) للحصول على أفضل جودة للصورة.
عند اختيار شاشة، من المهم مراعاة استخدامها الأساسي: بالنسبة للعمل المكتبي، قد تكفي شاشة Full HD بحجم مناسب؛ أما بالنسبة لتحرير الصور، فإن دقة الألوان والوضوح أكثر أهمية؛ وبالنسبة للألعاب، عوامل مثل معدلات تحديث عالية (120 هرتز، 144 هرتز أو أكثر) وتقنيات التزامن التكيفي.
يكمن سر الأداء الجيد لجهاز الكمبيوتر في ذلك جميع مكوناته متوازنة إلى حد مامعالج قوي بذاكرة وصول عشوائي قليلة، أو بطاقة رسومات ضعيفة، أو قرص صلب بطيء، لن يمنحك جهاز كمبيوتر متكامل الأداء. التركيز فقط على سرعة المعالج (جيجاهرتز) أو سعة القرص الصلب (جيجابايت) دون مراعاة باقي المكونات هو أسهل طريقة للحصول على أداء ضعيف للغاية. عندما تفهم وظيفة كل مكون وكيفية تفاعله مع المكونات الأخرى، يصبح من الأسهل بكثير اختيار وتجميع وترقية مكونات جهازك بذكاء، وبالتالي تحقيق أقصى استفادة من جهاز الكمبيوتر الخاص بك.