الكمبيوتر الشخصي (2)ـ


الكمبيوتر الشخصي (2)

استمع مباشرة
speaker_icon

اشترك مجانا على الآيتيونز
ipod

سجل إعجابك على الفيس بوك
Sciware Pod

أنا موجود على التويتر
mqasem

ميكان كيه كم وزوجته فايزا كلاس كيه هاجرا إلى الكويت في سنة 1925، وولدت لهم في نفس السنة بنتا جميلة، أحبتها أمها كثيرا ولكنها قبل أن تسمها لاحظت عليها ملاحظة غريبة، حيث كانت حينما تتركها على الفراش ترجع لها لتجدها في مكان آخر، بنت رضيعة بهذا العمر لا يمكن لها أن تتحرك، فكيف تنقتل إلى مكان آخر؟ في البداية كانت تعتقد أنها نسيت أين وضعتها، ولكن بعد أن تكرر هذا الشيء مرة بعد الأخرى، وبعد أن انتقلت فجأة من غرفة إلى غرفة أخرى يفصلهما حائط لم تستطع تفسير هذه الحالة، فخاطبت زوجها ميكان، وأخبرته أن البنت مسها الجن، فلا تفسير لما كان يحدث لها سوى بهذه الطريقة، فلم يوافقها زوجها، وحاول تفسير ما يحدث بعقلانية، ولكن عواطف أمها وتراثها الهندي تغلبا على عقلانيته، فقررت في يوم من الأيام أن تتخلص منها خوفا مما يحدث لها بغير علم زوجها وأثناء سفره. في يوم من الأيام حيث كان السيرك الهندي العظيم يجهز لعرضه الخاص في منطقة المرقاب تحينت فايزا هذه الفرصة، وتركت ابنتها أمام أحدى الخيم وسارعت هاربة من المكان متلفتة خلفها ناظرة لابنتها نظراتها الأخيرة.

عاشت إلكترا بنت ميكان في كنف رئيس السيرك وساحرها الشهير بي سي سوركار حياة قاسية، فقد استعملها في فقرة السحر النهائية التي كانت تأتي بعد خدعة النشر العجيبة، وأطلق عليها الإسم إلكترا مما أعطى انطباعا سحريا للمشاهدين، كان يضعها في الصندوق آملا بذلك أن تختفي منه وتظهر خارجه، ولكنه لم ينجح في كل مرة، فعند النجاح يفرح كثيرا وحينما يفشل يقسو عليها قسوة شديدة، وتزداد حدة قسوته حينما كانت إلكترا تختفي وتظهر في مكان بعيد جدا، في مدينة أخرى بعيدة جدا. وفي يوم من الأيام بعد أن كبرت إلكترا وسئمت هذه القساوة، وعلى مسرح السحر وفي تجمع كبير قررت أن تذيق سوركار الساحر آلام اختفائها انتقاما منه، فأمسكت بيده حين أدخلها إلى الصندوق، وسحبته إلى داخله وأغلقت الباب، فاختفت هي هو وانفتح الباب ليفصح عن فراغ في وسط تصيفق الحاضرين وابتهاجهم بهذا السحر العظيم.

لم تزل إلكترا ممسكة بيد سوركار وهما على سطح القمر، فأفلتت يده من يدها لاندهاشها من هذا المكان المقفر، ولم تكن سوى أقل من لحظة حتى أحسا بالاختناق، فأدار سوركار وجهه معرضا عن إلكترا منذهلا مختنقا، ليرجع بعينيه إليها، ولكنها لم تكن موجودة، فقد خلفته وراءها ليختنق لوحده على سطح القمر، ولم يعرف مصير إلكترا إلى يومنا هذا.

 

الساحر بي سي سوركار

 

هذه قصة خيالية، من وحي خيالي، وإن كنت قد ربطتها بشيء من الواقع. السؤال الذي يتبادر للذهن، هل فعلا بالإمكان لشخص أن يختفي فجأة ويظهر في مكان آخر؟ تكلمنا عن النظرية النسبية الخاصة في السابق، وقلنا أن الوقت نسبي، ومع صحة هذه النظرية إلا أن التجارب الشخصية اليومية لا تدل على ذلك، السرعات الصغيرة التي نتعامل بها لا تكفي للإحساس بفارق الزمن. هناك عالم آخر أيضا يختلف عما نعرفه اختلافا كاملا عما نحس به، وربما يصعب علينا فهمه أيضا، وهو عالم الميكانكية الكمية، وهذه الظاهرة – الموجودة في القصة – أن يظهر فيه الشيء في مكان آخر أمر طبيعي جدا في العالم الصغير جدا.

لنتكلم عن الإلكترون، وسأدع التفاصيل الأخرى للميكانيكة الكمية لبودكاست آخر، الكثير من الناس يعرف الإلكترون، وقد يعتقد أنه ذلك الجسيم الذي يدور حول نواة الذرة (البروتون)، ولكن الحقيقة هي غير ذلك، الإلكترون ليس بجسيم على شكل كرة صغيرة، بل هو موجة احتمالية أو دالة موجية (Wave Function) (بل الحقيقة أنه موجة وجسيم وذلك يعتمد على أشياء نتكلم عنها في بودكاست قادم) هذه الموجة الاحتمالية تعني احتمالات وجود الإلكترون في مكان ما، أي أن الأكترون لا يتم تحديد مكانه بالضبط، بل يقال أنه من المحتمل أن يكون في مكان ما، ففي أماكن معينة تزداد احتمالات وجوده، وفي أماكن أخرى تقل هذه الاحتمالات، وهنا أنا لا أقول إن الإلكترون هو فعليا في مكان ما ولكن بما أننا لا نعرف مكانه فنحن نحتمل وجوده في مكان ما، لا، المشكلة أكبر، الإلكترون ليس له مكان محدد، بل احتمالي، (وهذه الموجة أو الدالة الموجية تنهار وتتحول لجسيم في نقطة واحدة حينما نقوم بقياسها)، وهذه الاحتمالات تتسع لتشمل الكون كله، أي أنه احتمال أن يكون الإلكترون في أي مكان في الكون، ولكن الاحتمال أن يكون الإلكترون بعيد جدا هو احتمال ضئيل جدا يقارب الاستحالة. لأن الموجة الحتمالية تتركز في حيز صغير، وتتضاءل بسرعة إلى الصفر تقريبا خارج هذا الحيز، مع ذلك كما يقول براين جرين في كتاب نسيج الكون أنه “طالما أن الموجة الاحتمالية لا تساوي الصفر في المجرة آندروميدا، فمهما صغرت فإن هناك احتمال صغير جدا ولكنه حقيقي – غير الصفر – أن يكون الإلكترون هناك.”  ثمانين سنة من الاختبارات دلت على هذه الصورة الغريبة للإلكترون.

ما هي علاقة هذه الموجة الإحتمالية للإلكترون مع الكمبيوتر؟ تكلمنا في الحلقة السابقة عن قانون مور، والذي يتعلق بالقدرة على زيادة عدد الترانزيستورات في البورسيسور إلى الضعف كل سنتين، المشكلة كانت في أنه لا يمكن تصغير الترانزيستور إلى ما لا نهاية، فهناك حد لا يمكن تصغير الترازيستور له، والمشكلة تكمن في المكانيكية الكمبية والموجة الاحتمالية.

مقابلة مع البروفيسور هيروشي ميزوتا 

حتى أفهم الموضوع بالشكل الصحيح، ذهبت لمقابلة البروفيسور العالم هيروشي ميزوتا (Hiroshi Mizuta) في جامعتنا جامعة ساوثهامتون لأنه متخصص في تكنولوجيا النانو، ويعمل حاليا لكسر الحاجر النهائي لقانون مور بحيث يمكن تصغير الترانزيستور إلى ما هو أصغر مما هو عليه، والعالم هيروشي له 300 ورقة علمية محكمة منشورة، وله 50 براءة اختراع، وعمل مع شركة هيتاتشي، وينتمي لعدة جامعات في العالم، انتظرته في غرفة السكرتارية حتى انتهى من اجتماعه، وكنت أتصبب عرقا لأنني أعلم أنني سأقابل عالم كبير، ذو خبرة واسعة، فوقته من ذهب، وأنا وقتي لا يكاد يكون من خردل، ولكن حينما بدأت المقابلة صدمني بتواضعه وبساطته وسهولته، تخيل نفسك في مكانه وفي نفس مستواه العلمي ولديك نفس الكم من المنشورات وبراءات الاختراع، هل ستكون متواضعا؟ هكذا كان.

عموما بدأت النقاش معه بسؤاله عن الإختراع والذي يعتز به، فأخبرني عن عمله على تصغير الترانزيستور الموجود في الفلاش ميموري (Flash memory)، فقال لي أن اليوم ما هو متوفر في الأسواق لديه القدرة على حفظ وحدة واحدة من المعلومات البت (bit) (وسأتكلم عن هذا الموضوع لاحقا) باستخدام 1000 إلكترون، ولكن هو استطاع أن يحفظ البت باستخدام إلكترون واحد، وهذا إنجاز هائل بصراحة، فبهذا تصغر الدائرة الكهربائية التي تخزن المعلومات إلى حجم متناهي الصغر، وسميت هذه التكنولوجيا بـ: “PLEDM”.

 

Photograph of Prof Hiroshi Mizuta

هيروشي ميزوتا (Hiroshi Mizuta)

 
 
 
 

 نعود لسؤال، ما هي العلاقة بين الموجة الاحتمالية مع تصغير الترانزيستور؟ شرح لي البروفيسور هيروشي هذا الموضوع بالتفصيل، وسأقوم بشرح الموضوع بطريقة سهلة ومفهومة، تخيل معي لو أن لديك كرة، وامامك حائط، إذا ما كنت ترمي بالكرة على الحائط فمن الطبيعي انعكاسها من الحائط رجوعا إليك، ليست هناك طاقة كافيه للمرور في الحائط، في عالم الذرات والإلكترونات العملية تتساوى مع هذه العملية حينما يكون الحائط عريضا بما فيها الكفاية، ولكن لو صغر الحائط إلى درجة معينة فالإلكترون لديه القدرة على الظهور على الطرف الآخر من الحائط حتى من غير أن تكون لديه القدرة الكافية على اختراقه، وهذا يخالف العقل، أي تخيل أنك ترمي بكرة على حائط اسمنتي عدة مرات فينعكس منه، ولكن يحتمل في بعض الأحيان ألا ينعكس ويظهر خلف الحائط، هذا الشيء مستحيل في تجاربنا اليومية، ولا نراه أبدا، ولكن في عالم الإلكترون هذا أمر طبيعي. فالقضية هي قضية احتمالات، قلنا أن الإلكترون هو موجة احتمالية، بإمكانه أي يكون في أي مكان، فلو كان الإلكترون بالقرب من حائط من الجانب الأيمن فلأن لديه احتمال أن يكون على الجانب الأيسر فبإمكانه أن يكون هناك، كما لو كان سحرا، وهذا النتقل يسمونه النفقية الكمية (Quantum Tunneling)

المشكلة حين تصنع الشركات الترانزيستورات فإن إحدى المشاكل هي تصغير الترانزيستور، فمن غير أن أدخل في تفاصيل صناعة الترانزيستور اعتبر أن هناك حواجز في الترانزيستور، إذا وصلت إلى حد معين – حتى لو كان هذا الحاجر مانعا للإلكترون – فإن للإلكترون القدرة على الظهور خلفه، عندها يبطل عمل الترانزيستور، ولا تصح صناعة البروسيسورات أو الذاكرة، وخصوصا أن صناعة الإلكترونيات تعتمد على توجيه الإلكترونات من مكان إلى أخر، فإذا ما فقدت هذه القدرة لن تعمل الإلكترونيات بالشكل الصحيح، شيء مهم لا بد من أخذه بعين الاعتبار وهو أنه حينما نتوجه للعالم الصغير قواعد الفيزياء المتعارف عليها تختلف. الفيديو التالي يشرح كيفية تخطي الألكترون للحواجز.

 

النفقية الكمية: كيف يظهر الإلكترون الحواجز

 

هناك مشاكل أخرى شرحها لي البرفيسور هيروشي، وهي أن عند تصغير حجم الترانزيستور لا يمكن التحكم بالذرات المكونه له، ولذلك صناعة ترانزيستور قد تختلف خصائصه من ترنازيستو إلى آخر، ولذلك هو يعمل حاليا لحل هذه المشكلة عن طريقة التحكم بأماكن الذرات في الترانزيستور واحدة واحدة.

البت والبايت (Bit and Byte)

البت والبايت هما وحدتا قياس تستخدمان لقياس سعة الذاكرة أو لمعرفة السعة التي يتعامل بها المعالج، فمثلا تسمع أن الذاكرة سعتها 2 جيجا بايت (2 Giga Byte)، أو يقال أن المعالج 32 أو 64 بت (32 Bit processor)، ماذا نعني حينما نقول بت أو بايت؟ بعد أن شرحت في الحلقة السابقة أن الكمبيوتر يقوم بحساباته بالرقمين الـ 0 والـ 1، وهما كافين للترميز لأي رقم نعرفه في العد العشري نعرف عندها أن البت هي أصغر وحدة حساب في المعالج، وهي إما أن تكون 0 أو 1. بكل سهولة. السؤال الذي يليه ماذا يعني البايت؟ أيضا وبكل سهولة كل 8 بتات (8 Bits) تكون 1 بايت، لا أكثر ولا أقل.

السؤال الذي يأتي مباشرة بعد هذا، ما هو الكيلوبايت (Kilobyte) والميغابايت (Megabyte) والغيغابايت (Gigabyte)؟ نحن نعرف أن الكيلومتر هو 1000 متر، وأن المغيا متر هو المليون متر (أي 1000 متر × 1000 متر = 1,000,000 متر)، وأن الغيغا متر هو مليار متر (أي 1000 متر × 1000 متر × 1000 متر = 1,000,000,000 متر)، طيب هل هذا التعريف صالح للكمبيوتر؟ تقريبا، فالكمبيوتر يختلف قليلا، فالكيلو بايت هو 1024 بايت، نعم، هذا تعريف غريب وشاذ، ولكن هذا هو التعريف للكيلوبايت في الكمبيوتر، والميغابايت هو 1024 × 1024 = 1,232,896 بايت، والغيغا بايت هو 1024 × 1024 × 1204 = 152,879,104 بايت. هذه هي طريقة الحساب بالكمبيوتر. للتقريب الناس تستخدم المتعارف عليه للقول بأن الميغابايت هو مليون بايت، وهكذا.

 

الذاكرة المؤقتة للكمبيوتر

الكمبيوتر لديه عدة طرق لتخزين المعلومات منها الرام (RAM) وهي الذاكرة المؤقته، ومنها الذاكرة الدائمة وهي القرص الصلب (Hard Disk) ذاكرة والفلاش (Flash Memory)، ومنها السي دي روم (CD ROM) وهكذا، فالنوعان هما الذاكرة المؤقته والدائمة، والذاكرة المؤقته تسمى بالرام أو الراندوم آكسس ميموري (Random Access Memory)، وتعني هذه الكلمات ذاكرة الوصول العشوائي، هذا النوع من الذاكرة يأتي بأحجام مختلفة، وبأصناف مختلفة، ويستخدمها المعالج او البروسيسور (تكلمت عنه في الحلقة السابقة) في حفظ تدوال المعلومات أثناء التشغيل، المعالج يحتفظ بالمعلومات هناك ويطلبها منها حينما يحتاج إليها، فحينما تشغل برامج معين بالميكروسوف ورد أو الأنترنت إكسبلورر، يقوم المعالج بسحب هذه البرنامج من الذاكرة الدائمة كالقرص الصلب ويضعه في الرام، وكلما قمت بفتح برامج كلما حاول المعالج بإبقائها هناك، حتى تمتلئ الذاكرة، ولذلك الكثير من الناس تضيف إلى ذاكرة الكمبيوتر ذاكرة إضافية حتى يتمكن من تشغيل أكبر عدد من البرامج بسلاسة ومن غير بطء. وحينما تغلق الكمبيوتر تنمسح محتويات هذه الذاكرة، ولذلك إذا كنت تكتب في برنامج الميكروسوفت ورد مقالة وفجأة انطفأ الكمبيوتر ستختفي المعلومات إلى الأبد، مالم تخزنها على الذاكرة الدائمة.

حينما نقول أن ذاكرة الكمبيوتر المؤقتة الرام هي 2 غيغابيت فنحن نقصد أن هذه الذاكرة تستطيع تخزين ما يقارب المليارين بايت، وللتقريب (وإن كان هذا التقريب غير صحيح بإطلاقه) فإنه حينما يقال أن الذاكرة المؤقتة تخزن مليارين بايت فيمكن أن يقال أنه يخزن مليارين حرف، وهذا عدد هائل من الحروف، وبهذه الذاكرة تستطيع تخزين 500 إلى 600 أغنية من نوع إم بي 3 (MP3)، طبعا من الصعب جدا ضبط الرقم الصحيح، هناك امور أخرى تعتمد عليها عملية التخزين، ولن أخوض فيها الآن.

 

عند هذه النقطة أتوقف وأنتقل للمستجدات العلمية

المستجدات العلمية والتكنولوجية

+ أطلقت ناسا صاروخا جديدا إلى الفضاء إيريز وان إكس (Ares I-X)، وتم الإطلاق بنجاح، وهذا الصاروخ سيستبدل الذي سيستبدل المكوك الفضائي المشهور والقديم.

 

+ تم تفعيل المصادم الهدروني الكبير بعد الخلل الذي أصابه مما أوقفه عن العمل منذ سبتمبر 2008، حيث تم تعجيل بروتونات بداخله كخطوة تجريبية، وسيتم ضرب البروتونات مع بعضها البعض في شهر 12، ولكن ذلك لن يتم بالسرعة القصوى، بل سيكون ذلك في العام المقبل إن شاء الله.

 

+ الآيكان (ICANN) المسؤولة عن تنظيم مجال الإنترنت (Domain names)، أقصد الأسماء التي تعرفها مثل www.example.com، هذه الأسماء كلها باللغة الإنجليزية قررت أن تسمح لتكوين أسماء بلغات مختلفة فبالإمكان التسمية باللغة العربية، سيبدأ هذا المشروع في الأشهر القادمة.

تنويه

شاهد الفيديو الرائع للخدع البصرية بالألوان من تيد (TED)، معلومات في منتهى الروعة.

 
في الأخير أود أن أعلمكم أن لي الآن صفحة السايوير للمعجبين على الفيس بوك، وإن لم تكن لي تلك الخبرة بهذه الأمور، ولكن اقترحها أحد الشباب المحترمين علي، فقمت بصناعة الصفحة للنشر البودكاست، وأقوم بين الحين والأخر بنشر معلومات ومستجدات عليها، لذلك سجل إعجابك، وشجعني على العمل على البودكاست، حتى يستفيد الكل. وأيضا لي صفحة تويتر إن أحبب المتابعة.
 

5 أفكار على ”الكمبيوتر الشخصي (2)ـ

  1. والله مبدع يا دكتور محمدالحقيقة أحببنا هذا اليودكاست كما أحببنا جميع الحلقات السابقةوفقكم الباري ودمتم سالمينأخوكم / حسين شاه

  2. فعلا والله مبدع قليله بحقك دكتور والله يوفقك .. صراحه انت من الناس اللي خليتني افكر من جديد خصوصا اني طالبة فيزياء كنت ماخذه الماده تخصص مو اكثر واخرتها مدرسه ..اسمح لي اطلبك طلب واذا كنت تقدر عليه واذا ماتقدر هم مشكور بعد .. خصوصا انك انت الانسان اللي تقدر تفيدني بحكم ماسمعت من البودكاستات انك كنت في امريكا وحاليا في بريطانيا انا من مدة سنتين احاول اتعلم الانجليزيه ولا احس في تحسن بمستواي ولا فيه فرق ولا دوره او كورس لغه انجليزيه سمعت عنه الا رحت بس كله نفس الكلام مافيه جديد فكرت اخذ كورس برا صراحه التكاليف ماقدر عليه وثاني شي الخوف اني اسافر ياليت تسوي لنا بودكاست عن اللغه الانجليزيه خصوصا هالافعال جد جد جننتي اول مره اشوف مضارع اكثر من واحد قس عليه الماضيواكثر شي يجنني وقت يقولون لهجه عاميه اشلون نفس طريقتنا درسنا القواعد بالمدرسه بس مانستعملهم بحياتنا اليوميهواشلون تعلمت انجليزي واسفه اذا ازعجتك او طولت عليكبس اللي خلاني افكر بالانجليزي وابي اتعلمه اول شي الجامعه دايم المراجع اللي يطلبونها انجليزي وثاني شي اللغه مجاله كبير مثلا بالنت خذ مثال عندكhttp://academicearth.orgودايم بانتظار جديدك شاكره لك

  3. اعتذر عن التأخر في الاستجابة، ولكن شكرا جزيلا على مديحك الذي لا أستحقه، ولكن أنا سعيد أنك تاثرت بالأفكار العلمية، وأحببتيها، بالنسبة للطلب، بصراحة انا مو متخصص باللغة الإنجليزية، ولكن إذا لقيت طريقة أتكلم عن اللغة الإنجليزية بشكل علمي من الممكن أن أسوي له بودكاست، أما بالنسبة لتعلم الإنجليزي، فأنا أنصحج بالبودكاستات اللي تعلم اللغة، في وايد على الإنترنت، في عندج بنت القواعدGrammar Girlhttp://grammar.quickanddirtytips.com/تاخذ موضوع موضوع، وتفصل فيه تفصيل بسيط على عشر دقائق، وهو رائع، جربيه، اكيد أكو غيره بعدبالنسبة لي تعلمت الإنجليزي على مر السنين، من خلال القراءة الكثيرة، ومن خلال الدارسة في الخارج، ومن خلال المحادثة، والتلفزيون، والبودكاستات، والأشرطة، ما في شيء محددوخوش موقع هذا اللي حطيته، ممتاز

  4. مشكور على البودكاست جد روعه ^^ هذا ويني عنه من زمانوجد مو مدح اللي قلته اممم حتى بكره اول اختبار شهري لي بدخله من غير درس خصوصي من دخلت الجامعهامم احس روحي شوي فهمت الماده ويكفي اللي استفدته قدرت استنتج قوانين من قانون اساسي ادعوا ليتصدق حتى بديت افكر بالدكتوراه ادري مستعجله شوي خل اخذ البكالوريوس والماستر وعقب الدكتوراه😀

أضف تعليقاً

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s