SW011 الكمبيوتر الشخصي (1)

الكمبيوتر الشخصي (1)

سأبدأ اليوم بإعادة تعليمك العد، نعم، أنا أعلم أنك تعرف كيف تعد، ولكن لنبدأ من البداية، أمسك بورقة وقلم واكتب الأعداد، عد معي 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11،  وهكذا. طيب ما الذي فعلته لتو؟ لقد قمت باستخدام 10 رموز للعد، فبدأت بالصفر، وانتهيت بتسعة، ولكن بعد أن انتهت الرموز التي لديك بعد الرقم 9 قمت بحركة قلما كنت منتبها لها، وضعت الرقم 1 على اليسار وبدأت بالعد مرة أخرى من الصفر إلى 9 بجانب الواحد، فأصبح لديك 10، 11، …، 19، ماذا يحصل بعد ذلك؟ أخذت الرقم 2 ووضعته على اليسار وأكملت المشوار، طيب ماذا يحدث حينما تصل إلى 99؟ تقوم بنفس العملية بحيث تضع الواحد في أقصى اليسار ثم تبدأ بالعدد مرة أخرى. إذن، أنت استخدمت 10 رموز لتمثيل أي رقم إلى ما لا نهاية.

لا تنسى أن تدعم السايوير بودكاست من خلال Patreon، كن مع الداعمين.
Become a Patron!

الآن سأقوم بتنويمك تنويما مغناطيسيا، سأنسيك بعض الرموز، وسنرى إن كان بإمكانك العد، الآن، استرخي معي قليلا، أغلق عينيك، أنت ترى الأرقام 0، 1، … 9، الآن بدأ الرمزان 8 و 9 بالاختفاء من ذهنك، بدأت تتلاشى، اختفت تماما، لن تتذكرها حينما تصحو، الآن أفق.

الآن لنحسب من البداية بنفس الفكرة التي اعتمدنا عليها سابقا في العد، 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7. ماذا ستفعل الآن؟ انتهت الرموز التي تعرفها. ستضع الرمز 0 وعلى يساره 1، ليكون عندك 10، ثم تقول، 11، 12، 13، 14، 15، 16، 17، ثم تنهي الرموز مرة أخرى، فتقول 20، 21، … رائع! لم تحتج للـ 8 والـ 9، اليس كذلك؟ وعبرت عن الـ 8  والـ 9 بـ 10 و 11، ممتاز.

الآن نعود للتنويم المغناطيسي، لنلغي الأرقام 4، 5، 6، و7. لنعد من البداية، نبدأ من 0، 1، 2، 3. ماذا نفعل بعد انتهاء الرموز؟ نعيد الكرة في كل مرة، 10، 11، 12، 13، 20، 21، 22، 23… هل فهمت الفكرة؟

آخر تنويم مغناطيسي، لننسى كل الأرقام فيما عدا الـ 0 والـ 1، لنعد سويا، 0، 1. بسرعة انتهت الرموز، ولكن لا خوف أستطيع أن أعد برمزين فقط، لنكمل، 10، 11، مرة أخرى انتهت الرموز، 100، 101، 110، 111، مرة أخرى انتهت الرموز، ولكن لا بأس، نضيف الواحد مرة تلو الأخر، ونكمل العد. سؤال إلى رقم تستطيع العد باستخدام الـ 0 والـ 1؟ إلى ما لا نهاية.

ضع هذه المعلومات على نار هادئة في الفرن الخلفي لدماغك، وللنطلق للكمبيوتر.

ما قبل الكمبيوتر الشخصي

الموضوع هنا هو الكمبيوتر الشخصي وليس الكمبيوتر بشكل عام، واخترت هذا الموضوع بشكل عام حتى تكون لي نقطة ارتكاز، وإلا عالم الكمبيوتر يرجع إلى تاريخ قديم، وربما إلى العرب أنفسهم، وتعريفه شامل حتى للأجهزة الميكانيكة، ولذلك لم أرد أن أطيل الموضوع، وأتشعب فيه كثيرا، ثم أنني أردت أن أتكلم عن الكمبيوتر الشخصي حتى تكون انطلاقة لحلقة أخرى عن اختيار الكمبيوتر المناسب، فالكثير من الناس لا تزال لا تعرف أبسط مبادئ اختيار الكمبيوتر، وربما يعرضها لشراء كمبيوتر لا يتناسب مع استخداماته الشخصية.

الكمبيوتر الشخصي بدأ بالظهور حاولي سنة 1975 ^[1]Personal computer وذلك بعد أن كان الكمبيوتر لا يمكن اقتناؤه على المستوى الشخصي لحجمه الكبير، ولغلاء سعره، ولكن التطور الأساسي الذي ساهم في انتقال الكمبيوتر إلى المنزل هو الميكروبسوسيسور (Microprocessor) ^[2]Microprocessor أو المعالج الدقيق ^[3]المعالج الدقيق ، وهذا أيضا لم يكن ليكون لولا انتقال الوحدة الأساسية في تكوين المعالج الدقيق من الحجم الكبير إلى الحجم الدقيق الصغير، وهذا الشيء كان الترانزيستورTransistor ^[4]Transistor .

في سنة 1947 قام كل من جون باردين John Bardeen ^[5]John Bardeen وولتر براتين Walter Brattain ^[6]Walter Brattain ، وويليام شوكلي William Shockley ^[7]William Shockley قاموا باختراع الترانزيستور في مختبرات أي تي اند تي بل (AT&T Bell Labs)، والذي يعتبر الحجر الأساس لصناعة الميكروبروسيسور، وفي سنة 1956 حازوا على جائزة النوبل في الفيزياء لهذا العمل الذي سيبقى أثره ربما إلى الأبد. فكل صغيرة وكبيرة تقريبا  في عالم الأجهزة الإلكترونية اليوم يحتوي على الترانزيستور، ونقلوا الإجهزة من الحجم الكبير بسبب الصمام المفرغ Vacuum Tube ^[8]Vacuum Tube إلى أجهزة صغيرة بسبب الترانزيسترات التي هي منتهى الصغر. أتذكر أحد الزملاء في الكلية يقول لي إنه كان يدخل إلى غرفة الكمبيوتر الضخم المصنوع من الصمامات المفرغة ويخرج منها وثيابه يغطيها العرق، وكان ذلك بسبب الصممات التي تتوهج وتصبح حارة جدا، وأتذكر في الصغر، كانت بعض التلفزيونات تحتوي على الترانزيستورات والصمامات، وتشغيلها يحتاج لبعض الوقت حتى تسخن الصمامات وتعمل بالشكل الصحيح، وكانت ظهر التلفزيون يتوهج من الخلف باللون البرتقالي.

وأهم ما في موضوع الترازيستور بالنسبة للكمبيوتر هو استخدامه كمفتاح إلكتروني (هناك استخدامات أخرى للترانزيستور، ولكن لن أتكلم عنها الآن)، تخيل معي كيفية تشغيل المصباح، تدير المفتاح فإما تشغله أو تطفئه. والترانزيستور يعمل بنفس الطريقة ولكن بدلا من يقوم بتشغيله عن طريقة الضغط على مفتاح يتم تشغيله إلكترونيا بتمرير تيار أو تغير الجهد الكهربائي عليه. إذن، فالكمبيوتر بشكل عام يستخدم فكرة التشغيل والإطفاء (On or Off). لنرى كيف يستفيد الكمبيوتر من هذه الخاصية.

تخيل معي الآن مجموعة من أربع مصابيح، ولكل منها مفتاح يشغلها يوطفؤها، كما هو موضح في الصورة التالية، حينما يكون المصباح منطفئا بإمكاننا التعبير عن ذلك الرقم 0، وحينما يعمل نعبر عنه بالرقم 1. ربما وصلت فكرة العد الذي قمنا به في البداية، الآن وبكل سهولة تستطيع إطفاء وتشغيل الأضواء لتكون أي رقم تريد، وهذه هي فكرة العد باستخدام الكمبيوتر، وفي الصورة التالية الرقم الذي تكون من الأضواء هو 1010 وهذا الرقم حسب الجدول السابق هو 10 في العد العشري (أخطأت في البودكاست وقلت 12،  فقمت بتصليح الخطأ، وأنزلت الحلقة مجددا مع التعديل، أعتذر للذين أنزلوا الحلقة مع الخطأ، وبإمكانكم إنزالها مجددا من دون الخطأ،
تم تصليح الخطأ في الساعة 11:27، أي بعد ساعة واحدة من إنزل الحلقة الخاطئة، آسف). العملية لا تحتاج أكثر من مفتاح لتشغيل وإطفاء، وهذا المفتاح هو الترانزيستور.

1	0	1	0

 الميكروبروسيسور أو المعالج

الوحدة المركزية التي يتم فيها الحساب بداخل الكمبيوتر هي الميكروبروسيسور. وفي هذه الحالة السي بي يو CPU ^[9]CPU ، وفي اللغة العربية الوحدة المركزية المعالجة، وباختصار المعالج (Processor)، وهي الوحدة التي تقوم بالكثير من العمليات الحسابية والتحكمية، وأحيانا يوصف بأنه المخ للكمبيوتر، وأنا شخصيا لا أحب هذا التعبير لأنه بعيد كل البعد عن هذا التشبيه، فلا تركيبته تشبه تركبية المخ، ولا العمليات التي فيه تقارب عمل المخ، ولكن إن كان التشبيه من حيث المركز، فلا بأس، المعالج هو المركز في الكمبيوتر، وإن كانت الكثير من العمليات التي كان يقوم بها حصيرا في السابق أصبحت موزعة على مجموعة من الأجهزة الأخرى بداخل الكمبيوتر.

البروسيسورات الأولى كانت تحتوي على عدد بسيط من الترنزيستورات، فكانت 2300 ترازيستور في البروسيسور 4004 لإنتل، ومع الوقت أصبح البروسيسور يتحتوي على الكثير الكثير، كم تتوقع عدد الترنزيستورات الموجودة اليوم في أحدث المعالجات؟ تصل أعداد الترانزيستورات إلى 2 مليار، أي 2,000,000,000 تقريبا على حسب نوع المعالج، راجع صفحة إنتل لترى تزايد الأعداد من بروسيسور إلى آخر ^[10]intel ، وهذه الزيادة تتبع قانون مور (Moore’s Law)، ففي كل سنتين الترنزيستورات تتضاعف مرتين، كما هو مبين في الرسم البياني التالي.  وإن كان ويتوقع أن يتوقف هذا القانون عن العمل أو يتوقع أن يتوقف تضاعف الترازيستورات في سنة 2015.

والبروسيسور هي القطعة التي عادة ما تكون تحت المروحة بداخل الكمبيوتر (عادة، بعض البروسيسورات لا تحتاج إلى مروحة)، وتكون هذه القطعة تقريبا ، والقطعة عليها الترازيستورات هي في الحقيقة حوالي 1.5 سم مربع أو أصغر، وهي موجودة بداخل المغلف الكبير، هل تستطيع أن تتخيل 2 مليار ترازيستور في هذا الحيز الصغير؟

سرعة البروسيسور (Clock Speed)

ربما كان لهذه الكلمة معنا في السابق أكثر الوقت الحالي، ففي السابق كانت سرعة المعالج متربطة ارتباط وثيق مع عدد العمليات التي يقوم فيها في الثانية الواحدة، حيث كان حينما يقال أن سرعة البروسيسور هي 2 MHz فالمقصود أن الكمبيوتر ينبض بـ 2,000,000 نبضة في الثانية الواحدة، ويمكن أن يقال أيضا أن الكمبيوتر يقوم بـ 2,000,000 عملية في الثانية الواحدة، هذه صورة تقريبية طبعا، واليوم بعض البروسيسورات تقوم بأكثر من عملية في خلال النبضة الواحدة، ولكن بشكل عام هذه هي الفكرة. أول بي سي (PC) كان لشركة آي بي إم (IBM)، وكانت سرعته هي 4.77 MHz أي كان باستطاعته القيام ب 4,770,000 عملية في الثانية الواحدة، قارن هذا مع سرعات الكمبيوتر في الوقت الحالي، والتي تصل إلى أكثر من 3 Ghz أو 3,000,000,000 عملية في الثانية الواحدة، وتخيل أن اليوم سرعة التلفون النقال مثل الآيفون أسرع من كمبيوتر كنت أستخدمه في الجامعة قبل 10 سنة.

الكثير من المتخصصين والهواة في الكمبيوتر والألعاب يرفعون من سرعة المعالج بحيث يمكنهم من تسريع الكمبيوتر، ومع هذه السرعة تأتي العواقب على شكل ارتفاع الحرارة، فلذلك الكثير منهم يستخدم التبريد المائي أو أحيانا باستخدام مبردات خاصة. لولا المبراد حتى في أبسطها كالمروحة أو الهيت سنك Heat sink ^[11]Heat sink من الممكن أن يحترق المعالج، والحرارة تزداد كلما كان العمليات التي يقوم بها المعالج أكثر ضراوة (مثل ألعاب الكمبيوتر).

عند هذه النقطة سأتوقف وأترك الحديث عن باقي مكونات الكمبيوتر للحلقة القادمة، وإن كنت لم أنته بعد من الحديث عن المعالج نفسه، ولكن الحديث في هذا الموضوع يطول.

المستجدات العلمية والتكنولوجية

+ قد تكلمت في السابق عن القارئ الإلكتروني، قبل كم يوم صدر قارئ جديد لشركة بارنز أند نوبل Barnes & Noble ^[12]Barnes & Noble اسمه نوك Nook ^[13]Nook ، ومن مميزاته أنه في أسفل الشاشة الإي إنك (eInk) المقروءة توجد شاشة بالعرض ملونة فيها تعرض الكتب، ولوحة التحكم. هناك تنافس وتسابق محموم على إصدار الأجهزة الإلكترونية المقروءة (eReaders)، وللأسف حقبة الكتب انتهت ولم يكن لنا منها النصيب الوافر.

+ استطاع العلماء في جامعة أكسفورد (Oxford UK) من زرع ذاكرة مزيفة في الذباب ^[14]Bad memories written with lasers بحيث أصبحت الذبابة تتفادى رائحة تذكرها بتجربة سئية وإن كانت هذه التجربة السيئة لم تحدث فعليا. ولك أن تتخيل التطبيقات الإنسانية.

+ ونيدوز 7 حاليا يباع في الأسواق، أنا كنت أستخدمه أكثر من 3 اشهر، وبالفعل نظام رائع، ويستحق التحديث.