ما المقصود بهندسة الحاسوب
- هندسة الكمبيوتر هي دراسة العديد من الأجهزة والبرامج التي تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل نظام كمبيوتر.
- هندسة الحاسوب هي معمارية جميع أجهزة الكمبيوتر، حيث تصف الهيكل الداخلي والخارجي للكمبيوتر، كما توضح كيفية إدخال وإخراج البيانات منه وكيفية معالجتها والتفوق في تصميم أجهزة الكمبيوتر.
- هندسة الحاسوب هي مادة يتم تدريسها في كليات الهندسة، وقسم الكمبيوتر، وفي أي كلية تكون دراستها مرتبطة بالحاسوب.
- بنية الكمبيوتر لها وظيفة مهمة للغاية، وهي دراسة البيانات والتحكم فيها وفقًا للأوامر التي تم اتخاذها.
- هندسة الكمبيوتر هي الشرح طريقة التي يتم من خلالها دراسة نظام الكمبيوتر والتفاعل مع العديد من البرامج والمعدات.
- عند التعامل مع جهاز كمبيوتر، نرى قائمة بمجموعة من الوحدات الوظيفية مثل الذاكرة والمعالج وبوابات الإدخال والإخراج وتبديل الشبكات ومهمة هندسة الكمبيوتر هي إجراء تبادل للمعلومات بين الذاكرة والمعالج في من أجل توصيلهم بشكل أساسي.
- معمارية الحاسوب هي الآلية التي تعمل على ترتيب وحدات مختلفة من خلال نظام كمبيوتر لتحديد كيفية نقل البيانات والمعلومات من وحدات الكمبيوتر واستخدامها كوحدة معالجة مركزية وذاكرة وبوابة إدخال وإخراج.
أقسام هندسة الحاسوب
تنقسم هندسة الحاسوب إلى ثلاثة أقسام
- تصميم النظام هو جميع المعدات المادية الموجودة في جهاز الكمبيوتر، ويشمل أيضًا معالجات البيانات ولكنه لا يشمل وحدة المعالجة المركزية مثل وحدة معالجة الرسومات وطرق البيانات ووحدات التحكم في الذاكرة والمعالجات المتعددة والوصول المباشر إلى الذاكرة.
- بنية التعليمات هي لغة داخل وحدة المعالجة المركزية (CPU)، وتتمثل وظيفتها في القدرات والوظائف وفقًا للبرنامج القادر على معالجتها.
- معمارية الحواسيب الصغيرة وهي معروفة باسم آخر وهو تنظيم الكمبيوتر. يعمل هذا القسم على طرق البيانات وعناصر التخزين ومعالجة البيانات، ويتضمن أيضًا كيفية تنفيذها في ISA.
مكونات هندسة الكمبيوتر
هناك عدة مكونات أساسية لهندسة الحاسب –
- أولا بوابة الدخول والخروج.
- ثانيًا الذاكرة.
- ثالثاً وحدة المعالجة المركزية.
تتضمن كل هذه المكونات ناقل التحكم وناقل البيانات وناقل العنوان بحيث تكون وظيفة هندسة الكمبيوتر هي تصميم آلية تبادل المعلومات والبيانات بين هذه المكونات للغرض المطلوب.
مكونات هندسة الحاسب والفرق بينها وبين تنظيم الحاسب
- تُستخدم هندسة الكمبيوتر (أو هندسة الكمبيوتر) للإشارة إلى العلم الذي تم تدريس مفاهيمه من خلال ربط مكونات البرامج في نظام التشغيل بمكونات الأجهزة الملموسة للكمبيوتر.
- عرَّفت جين أمدال هندسة الكمبيوتر بأنها (خصائص الكمبيوتر) وشرحت للعالم أنها تظهر بلغة تجميع مبرمجة، ويبدو أنها تبني نماذج وظيفية (برمجيات) ومفاهيم هيكلية.
- يعتمد مفهوم هندسة الكمبيوتر على تصميم مجموعة من التعليمات الموجهة إلى الشبكات المحلية. في الماضي، كان تصميم وحدة المعالجة المركزية يعتمد على التسلسل الهرمي لوحدة الذاكرة، والعمليات المتوازية، ونظام الإدخال والإخراج.
- تنظيم الكمبيوتر يساعد تنظيم الكمبيوتر على تحسين المنتجات القائمة على الأداء، بحيث إذا أراد الشخص معرفة قدرة المعالجة، فقد يحتاج إلى التحسين من أجل الحصول على عدد كبير من الأداء.
- تساعد منظمة الكمبيوتر في تخطيط اختيار المعالج وإجراء مشاريع الوسائط المتعددة وقد تحتاج إلى وصول سريع إلى البيانات لأن البرنامج الإشرافي يحتاج إلى انقطاعات سريعة.
- معمارية الكمبيوتر هي بصمة الإصبع والوصف الوظيفي لمتطلبات وتطبيقات أجزاء الكمبيوتر، حيث تركز على شرح طريقة أساسية لتحقيق وحدة معالجة مركزية.
- تنظيم الحاسب هو تصنيف وتصميم الحاسب من خلال خطوات عملية ودوائر تحكم الكترونية ودوائر توقيت والبنية المنطقية للحاسب والتصميم الالكتروني للوحدات الحسابية والمنطقية وإدخال المترجمين واللغات من خلال طرق الاتصال المنظم بين وحدات الكمبيوتر.
- تنظيم الكمبيوتر هو صورة عميقة للبنية الوظيفية والترابط المنطقي بين الأجهزة الوظيفية المختلفة.
- يتعامل تنظيم الكمبيوتر مع أسس التعامل مع هندسة الكمبيوتر حيث توجد مشاكل في التصميم منخفض المستوى.
- يتمثل الاختلاف بين هندسة الكمبيوتر وتنظيم الكمبيوتر في أن تنظيم الكمبيوتر يتعامل مع دراسة السلوك والبنية من أجل إجراء عملية مختلفة لبناء نظام كمبيوتر، حيث يتم تقسيم وظائف النظام إلى عدة وحدات في البرامج والأجهزة بالترتيب لإنشاء واجهة بينهما تسمى هندسة الكمبيوتر.
- يجمع مفهوم العمارة بالمعنى الشامل بين التصميم والتنظيم، حيث توجد ثلاثة معايير أساسية لهندسة الكمبيوتر، وهي الأداء والتكلفة وحجم البرنامج والبيانات واستهلاك الطاقة والحجم والوزن، ويتم أخذ كل ذلك في الاعتبار.
- تبني معمارية الكمبيوتر عدة أنظمة من خلال العديد من العناصر من أجل تكوين البرامج والعناصر وتجميعها وتشغيلها بأعلى كفاءة.
- الهندسة المعمارية لا تتعلق فقط بتنظيم وتصميم الكمبيوتر، بل ترتبط أيضًا بالبرامج والتطبيقات وأنظمة التشغيل من أجل تشغيلها بجودة عالية دون أي مشاكل.
- تساءل الكثيرون أين يعتمد على هندسة الحوسبة الخاصة به.
ما هي جوانب هندسة الحاسوب
تتضمن معمارية الحاسب العديد من الجوانب المهمة لكل من المستخدم والمبرمج، وذلك لتسهيل عملية الاتصال بالمكونات المادية للحاسوب، ومن أهمها
- أولاً إنشاء مجموعة من التعليمات التي يمكن اعتبارها وجهة نظر مبرمج الجهاز، حيث لا يستطيع الكمبيوتر فهم لغات البرمجة عالية المستوى، لذلك تم تحويلها إلى تعليمات مكتوبة بلغة الآلة.
- ثانيًا تنظيم الحاسوب هو عدد من المعلومات التي تحدد الذاكرة والتي تساعد المبرمج في تكوين فكرة عن طرق ترتيب البيانات في مسار أسرع.
- ثالثًا التطبيق وهو عملية تصميم وتنفيذ تتم من خلال تنفيذ التصميم وتحديد نوع المعالج.
العالم الذي ابتكر هندسة الكمبيوتر
حيث تعتبر معمارية الحاسب من أهم الاختراعات التي تم إنشاؤها للقيام بعمل ربط مكونات الأجهزة بالبرمجة بالإضافة إلى أنها ساعدت في عدة اكتشافات جديدة في الكمبيوتر ولا يمكن للمستخدم استخدام الكمبيوتر دون استخدام تلك الاكتشافات، والشخص الذي ابتكر بنية الكمبيوتر هو العالم فون نيومان.
ما هو نموذج فون نيومان في هندسة الكمبيوتر
العالم جون فون نيومان. من خلال تصميم العديد من القواعد والأسس لاستخدامها في تصميم الكمبيوتر، حيث يقوم الكمبيوتر بمعالجة البيانات من أجل العمل تلقائيًا، وقد طور العالم iPhone نموذجًا لهندسة الكمبيوتر، وهذا النموذج يعمل معه حتى الوقت الحاضر الوقت والنموذج يشمل
- وحدة المعالجة المركزية هي المسؤولة عن تنفيذ تعليمات برامج الحاسوب وتشمل الوحدة الحسابية والمنطقية ووحدة التحكم والعديد من السجلات.
- وحدة الذاكرة الأساسية.
- ثلاثة أبعاد.
- أجهزة الإدخال والإخراج.
قواعد فون نيومان لهندسة الحاسوب
- قم بتخزين جميع المعلومات على الذاكرة الرئيسية.
- تنفيذ التعليمات بشرح طريقة سهلة ومنظمة.
- ابتكار هيكل للكمبيوتر، وهو وحدة المعالجة المركزية ووحدة التحكم.