ما هو دماغ جهاز الحاسوب

كتابة آيات حنفي آخر تحديث: 27 أكتوبر 2020 , 02:26

ما هو دماغ الكمبيوتر

وحدة المعالجة المركزية هي دماغ الكمبيوتر

  • قاعدة العمليات لأدمغة الكمبيوتر هي اللوحة الأم . تعمل اللوحة الأم كأساس حرفي للعديد من العناصر الأخرى داخل جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
  •  إنها لوحة دوائر مطبوعة كبيرة. توفر اللوحة الأم التوصيلات والمآخذ التي تسمح للمكونات الأخرى بالتواصل مع بعضها البعض.
  •  تأتي اللوحات الأم بأشكال وأحجام مختلفة – قد لا تبدو اللوحة الأم في الكمبيوتر المحمول وكأنها لوحة من كمبيوتر سطح المكتب.
  • تتابع وحدة المعالجة المركزية باستمرار تعليمات برامج الكمبيوتر التي تخبرها بالبيانات التي يجب معالجتها وكيفية معالجتها. بدون وحدة المعالجة المركزية ، لانستطيع تشغيل البرامج على الكمبيوتر. [1]

كيف تعمل وحدة المعالجة المركزية

  • يمكن لوحدة المعالجة المركزية معالجة هذه التعليمات بسهولة ، وذلك بفضل وحدة التحكم التي تعرف كيفية تفسير تعليمات البرنامج ووحدة المنطق الحسابي (ALU) التي تعرف كيفية إضافة الأرقام.
  • مع وحدة التحكم و ALU معًا ، يمكن لوحدة المعالجة المركزية معالجة برامج أكثر تعقيدًا من الآلة الحاسبة البسيطة. [2]
  • تعد وحدة المعالجة المركزية دائرة متكاملة ، تُعرف أيضًا باسم الشريحة . دارة متكاملة “تدمج” ملايين أو بلايين من الأجزاء الكهربائية الصغيرة، وتقوم بترتيبها في دوائر وتناسبها جميعًا في صندوق مضغوط.

لماذا سميت وحدة المعالجة المركزية بدماغ الحاسوب

لأنها المركز الرئيسي للكمبيوتر الذي يتحكم في العمل كما في حالة البشر ، تتم جميع عمليات التفكير بواسطة الدماغ ؛ ؛ وبالمثل ، يتم التحكم في كل وظائف وعمل الكمبيوتر بواسطة وحدة المعالجة المركزية. [3]

مكونات الحاسوب

اللوحة الأم

اللوحة الأم هي مكون كمبيوتر أساسي لأن هذا هو الجزء المركزي الذي يتصل به كل شيء آخر. اللوحة الأم هي لوحة دوائر ذات حجم مناسب تسمح للعناصر الأخرى بالتفاعل.

الذاكرة

  • من أهم خصائص الحاسوب الذاكرة، وأهم نوعين من الذاكرة هما ذاكرة القراءة فقط وذاكرة الوصول العشوائي .
  • يمكن لأجهزة الكمبيوتر قراءة البيانات المخزنة في ذاكرة القراءة فقط ، ولكن لا يمكنها كتابة بيانات جديدة إليها. باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر القراءة من تلك الذاكرة والكتابة إليها.  
  • BIOS (نظام  الإخراج / الإدخال الأساسي) هو البرنامج الذي يستخدمه المعالج الدقيق للكمبيوتر الشخصي لبدء تشغيل نظام الكمبيوتر بعد تشغيله.
  • كما يدير تدفق البيانات  مثل القرص الصلب ومحول الفيديو والماوس  والطابعة . ويعتبر BIOS هو العمود الفقري. إن مهمة BIOS هي التعامل مع التفاعلات بين البرامج التي تعمل على الكمبيوتر ومكونات أجهزة الجهاز. [4]

مزود الطاقة

  • وحدة امدادات الطاقة تعمل على تشغيل جميع المكونات الأخرى للجهاز. يتم توصيله باللوحة الأم، يوجد مصدر الطاقة في الجزء الخلفي من الكمبيوتر وهو غير مرئي ما لم يتم فتح الكمبيوتر .
  • يتم تشغيل كل شيء موجود في هيكل الكمبيوتر بواسطة مزود الطاقة. على سبيل المثال، لوحة الذاكرة، ذاكرة الوصول العشوائي.

بطاقة فيديو

  • بطاقة الفيديو هي وحدة مخصصة للتعامل مع إخراج الصور على الشاشة. بطاقات الفيديو لها ذاكرة الوصول العشوائي المخصصة الخاصة بها لأداء هذه الوظائف.
  • يلزم وجود بطاقة فيديو متطورة لمعالجة الوظائف المرئية الشديدة للغاية .

وحدة الإدخال

أجهزة الإدخال هي أجزاء من الأجهزة التي تحصل على بيانات أولية في الكمبيوتر جاهزة للمعالجة. وتنقسم أجهزة الإدخال إلى فئتين:

  • أجهزة الإدخال اليدوي – تحتاج إلى تشغيلها بواسطة إنسان لإدخال المعلومات
  • أجهزة الإدخال التلقائية – يمكنها إدخال المعلومات من تلقاء نفسها.

CPU وحدة المعالجة المركزية

وحدة المعالجة المركزية هي عقل الكمبيوتر الشخصي لأنها تعمل بجد. تقوم وحدة المعالجة المركزية (CPU) بجميع العمليات الحسابية اللازمة للنظام وتختلف سرعتها. تولد وحدة المعالجة المركزية الحرارة ، وهذا هو سبب تركيب مروحة داخل الكمبيوتر.

هناك حاجة لوحدات معالجة مركزية أكثر قوة للعمل المكثف على الكمبيوتر أو العمل الذي يتطلب برمجة برامج متعددة الأوجه أو تحرير فيديو عالي الدقة.

تقوم وحدة المعالجة المركزية بتنفيذ جميع أنواع عمليات معالجة البيانات. وتتحكم في تشغيل جميع أجزاء الكمبيوتر. [5]

تحتوي وحدة المعالجة المركزية نفسها على المكونات الثلاثة التالية –

  • ALU (وحدة المنطق الحسابي)
  • وحدة ذاكرة
  • وحدة التحكم

ذاكرة الوصول العشوائي (رام)

  • تعد ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر (RAM) من أهم المكونات في تحديد أداء نظامك. توفر ذاكرة الوصول العشوائي للتطبيقات مكانًا لتخزين البيانات والوصول إليها على أساس قصير المدى.
  •  يقوم بتخزين المعلومات التي يستخدمها جهاز الكمبيوتر الخاص بك بشكل نشط بحيث يمكن الوصول إليها بسرعة.
  • كلما زاد عدد البرامج التي يعمل بها نظامك ، ستحتاج إلى المزيد. محركات أقراص  الصلبة هي أيضًا مكونات مهمة وستساعد نظامك على الوصول إلى ذروة أدائه.
  • ترتبط سرعة نظامك وأدائه ارتباطًا مباشرًا بكمية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي قمت بتثبيتها. إذا كان نظامك يحتوي على ذاكرة RAM قليلة جدًا ، فقد يكون بطيئًا وبطيئًا.
  • ولكن على الطرف الآخر ، يمكنك تثبيت الكثير مع القليل من الفوائد الإضافية أو بدونها.
  • هناك طرق لمعرفة ما إذا كان لديكيحتاج الكمبيوتر إلى مزيد من الذاكرة، وللتأكد من شراء ذاكرة متوافقة مع المكونات الأخرى في نظامك.
  • بشكل عام ، يتم إنشاء المكونات وفقًا لأعلى المعايير في وقت التصنيع ، ولكن مع توقع استمرار تغير التكنولوجيا. وهي واحدة من خصائص الحاسب الآلي التي يجب مراعاتها عند شرائك لجهاز الحاسوب.

تكنولوجيا BCI

BCI هو نظام قائم على الكمبيوتر يكتسب إشارات الدماغ ويحللها ويترجمها إلى أوامر يتم ترحيلها إلى جهاز إخراج لتنفيذ الإجراء المطلوب.

وبالتالي ، لا تستخدم BCIs مسارات الإخراج الطبيعية للدماغ للأعصاب والعضلات الطرفية. هذا التعريف يحد بشكل صارم من مصطلح BCI للأنظمة التي تقيس وتستخدم الإشارات التي ينتجها الجهاز العصبي المركزي (CNS).

وبالتالي ، على سبيل المثال ، فإن نظام الاتصال الذي يتم تنشيطه بالصوت أو تنشيط العضلات ليس BCI. علاوة على ذلك ، فإن آلة مخطط كهربية الدماغ (EEG) وحدها ليست BCI لأنها تسجل إشارات الدماغ فقط ولكنها لا تولد مخرجات تعمل على بيئة المستخدم.

من المفاهيم الخاطئة أن BCIs هي أجهزة لقراءة الأفكار. لا تقرأ واجهات الدماغ والكمبيوتر العقول بمعنى استخراج المعلومات من المستخدمين المطمئنين أو غير الراغبين ولكنها تمكن المستخدمين من التصرف في العالم باستخدام إشارات الدماغ بدلاً من العضلات.

يعمل المستخدم و BCI معًا. يقوم المستخدم ، غالبًا بعد فترة من التدريب ، بتوليد إشارات دماغية ترميز النية ، و BCI أيضًا بعد التدريب. [6]

تعد تقنية واجهة الدماغ والكمبيوتر (BCI) حاليًا في مركز العديد من الدراسات الطبية كأداة ممكنة للتحكم في الأجهزة التعويضية بعقلك. يعمل BCI عن طريق وضع أقطاب كهربائية على سطح الدماغ بحيث تتواصل الإشارات العصبية مع الطرف الاصطناعي ، مما يسمح لها بالحركة.

تتضمن معايرة الأطراف الصناعية جعل المشاركين يشاهدون حركات الذراع واليد ، بالإضافة إلى تخيلها لمساعدة أدمغتهم على إرسال إشارات إلى الأقطاب الكهربائية المتصلة بالأطراف الاصطناعية.

الغرض من BCI هو اكتشاف وتحديد ميزات إشارات الدماغ التي تشير إلى نوايا المستخدم وترجمة هذه الميزات في الوقت الفعلي إلى أوامر الجهاز التي تحقق نية المستخدم لتحقيق ذلك ، يتكون نظام BCI من 4 مكونات:

  •  الحصول على الإشارة 
  • استخراج الميزات
  • ترجمة الميزات 
  • إخراج الجهاز

يتم التحكم في هذه المكونات الأربعة بواسطة بروتوكول تشغيل يحدد بداية وتوقيت التشغيل وتفاصيل معالجة الإشارات وطبيعة أوامر الجهاز والإشراف على الأداء. يسمح بروتوكول التشغيل الفعال لنظام BCI أن يكون مرنًا وأن يخدم الاحتياجات المحددة لكل مستخدم.

يتم الكشف عن الإشارات الكهربائية من نشاط الدماغ عن طريق تسجيل الأقطاب الكهربائية الموجودة على فروة الرأس أو على السطح القشري أو داخل الدماغ.

يتم تضخيم إشارات الدماغ ورقمنتها. يتم استخراج خصائص الإشارة ذات الصلة ثم ترجمتها إلى أوامر تتحكم في جهاز إخراج ، مثل برنامج تهجئة أو كرسي متحرك مزود بمحرك أو طرف اصطناعي.

تمكن التغذية الراجعة من الجهاز المستخدم من تعديل إشارات المخ من أجل الحفاظ على أداء الجهاز الفعال. BCI = واجهة بين الدماغ والحاسوب ؛ ECoG = تخطيط كهربية القشرة ؛ EEG = تخطيط كهربية الدماغ.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق