عتاد الحاسوب هو مجموعة الأجزاء المادية لنظام حاسوبي،
أي القطع والأجهزة المكونة للحاسوب مثل الشاشة، لوحة المفاتيح ووسائط تخزين البيانات
(مثل القرص الصلب) وحدة النظام (بطاقات الرسوم البيانية وبطاقات الصوت والذاكرة واللوحة
الأم والرقائق الأخرى)، الخ. أي كل الأشياء المادية التي يمكن أن تُلمس بالمقابل، فإن البرمجيات والبيانات غير مشمولة في
وصف عتاد الحاسوب. تتواجد البرمجيات كأفكار وتطبيقات ومفاهيم ورموز، ولكنها ليست مادية،
فالبرمجيات مجموعة من التعليمات التي تُخزّن وتُشغّل من قبل العتاد.
البرمجيات هي مجموعة من التعليمات التي يمكن للآلة
قراءتها والتي تُوجِّه معالج الحاسوب لتنفيذ عمليات محددة. تُشكل مجموعة البرمجيات
وعتاد (قِطَع) الحاسوب نظام حاسوبي قابل للاستخدام.
إن القالب الأساسي لجميع الحواسيب الحديثة
هو هيكلة فون نيومان، والمفصلة ببحث عام 1945 من قبل الرياضي المجري جون فون نيومان.
تصف الهيكلية تصميم معمارية الحواسيب الإلكترونية الرقمية وذلك بوضع تقسيمات فرعية
لوحدة المعالجة تتألف من وحدة المنطق الحسابي وسجلات المعالج ،ووحدة التحكم المؤلفة
من مسجل التعليمات ومُحصي البرامج، والذاكرة لتخزين البيانات والتعليمات، ذاكرة خارجية
شاملة، وأساليب الدخل والخرج . لقد توسع معنى المصطلح ليشمل معنى "حاسوب مُخزّن
للبرامج" حيث لا يمكن لمهمتي الحصول على التعليمات ومهام البيانات أن يحصلوا في
نفس الوقت وذلك لأنهم يتشاركوا في قافلة واحدة. ويشار إلى هذا بعنق زجاجة فون نيومان
وغالباً ما يحد من أداء النظام.
صندوق الحاسوب هو صندوق بلاستيكي أو معدني والذي يحوي
معظم أجزاء وقِطَع الحاسوب. تكون عادةً الأجزاء الموجودة في صناديق الحواسيب المكتبية
صغيرة بما يكفي لوضعها تحت الطاولة. على أية حال، فقد وُجدت تصاميم مُدمجة في السنوات
الأخيرة وأصبحت أكثر اعتيادية، كتصاميم All-in-one
(الكل في واحد) من شركة أبِّل، والمُسمَّى آي ماك (iMac). يمكن لصندوق الحاسوب أن يكون كبيراً أو صغيراً،
ولكن مايهم هو عامل شكل اللوحة الأم والمصممة لأجله.[5] الحواسيب المحمولة (لابتوب)
هي حواسيب تأتي عادة بعامل شكل clamshell
أي قابل للطي. على أية حال، فقد نشأت في السنوات الأخيرة تغيرات على
عامل الشكل هذا، مثل الحواسيب المحمولة التي تحوي على شاشة لمسية قابلة للفصل والتي
تصبح كحواسيب لوحية مستقلة.
مزود الطاقة
تُحوِّل وحدة تغذية الطاقة التيار الكهربائي
المتناوب (AC) إلى مستمر (DC) بكمون منخفض، لتغذية الأجزاء الداخلية للحاسوب.
تكون الحواسيب المحمولة قادرة على العمل بتيار بطارية وذلك لعدة ساعات عادةً.
اللوحة الأم
اللوحة الأم هي الجزء الرئيسي للحاسوب.
وهي عبارة عن لوحة كبيرة مستطيلة الشكل تحوي على دارات مُدمجة تتصل بالأجزاء الأخرى
من الحاسوب والتي تتضمن وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي (رام) وسواقات
الأقراص (CD, DVD, القرص الصلب وغيرهم) بالإضافة
للملحقات المتصلة عبر المنافذ أو الوصلات الخارجية.
تشتمل الأجزاء المتصلة مباشرة باللوحة الأم
أو بجزء منها على:
وحدة المعالجة المركزية أو المعالج اختصاراً
(بالإنجليزية Central
Processing Unit
واختصاراً CPU)،
والتي تؤدي معظم الحسابات التي تتيح للحاسوب العمل. ويُشار لها في بعض الأحيان بأنها
دماغ الحاسوب. يتم تبريدها عادةً بمروحة أو نظام تبريد مائي. تحوي معظم المعالجات الحديثة
على وحدة معالجة الرسوميات (بالإنجليزية Graphics Processing Unit
واختصارأ GPU).
يتحكم معدل الساعة في المعالجات بسرعة تنفيذ التعليمات، وتكون مقاسة بالجيغاهرتز GHz، وتقع القيم عادةً بين 1 جيغاهرتز إلى 5 جيغاهرتز.
تحوي العديد من الحواسيب الحديثة على خيار تسريع معدل الساعة مما يُحسِّن من الأداء
ولكن على حساب ازدياد درجة الحرارة وبالتالي يجب تحسين نظام التبريد في هذه الحالة.
الرقاقات الإلكترونية، والتي تتضمن الجسر
المضيف ، وهو اتصال وسيط بين المعالج وأجزاء أخرى من النظام، والذي يحوي الذاكرة الرئيسية.
ذاكرة الوصول العشوائي (رام)، (بالإنجليزية
Random-Access
Memory اختصاراً RAM)
والتي تُخزِّن التعليمات والبيانات التي يتم الوصول لها بشكل فعَِال من قبل المعالج.
تكون الرام عادةً على وحدة الذاكرة المُضمنة المزدوجة DIMM
بأحجام 2 أو 4 أو 8 جيغا وقد تكون أكبر من ذلك.
ذاكرة القراءة فقط (روم) (بالإنجليزية Read-Only Memory واختصاراً ROM) والتي تُخزِّن البيوس الذي يعمل عند بدء تشغيل
الحاسوب أو الذي يبدأ بتنفيذ عملية الإقلاع. البيوس (بالإنجليزية Basic Input Output System واختصاراً BIOS) يتضمن برنامج الإقلاع الثابت وبرنامج إدارة
الطاقة الثابت. تستخدم اللوحات الأم الجديدة واجهة البرنامج الثابت الممتد (Unified Extensible Firmware
Interface
واختصاراً UEFI)
بدلاً من البيوس.
الناقلات Buses
والتي تصل المعالج بالعديد من الأجزاء الداخلية ولتوسيع كروت الرسوميات
والصوت.
كرت الشاشة أو الفيديو أو كرت الرسوميات
والذي يُعالج رسوميات الحاسوب. كروت الرسوميات القوية ملائمة أكثر للتعامل مع المهام
الشاقّة، مثل لعب ألعاب الفيديو القوية.
بطارية الذاكرة (المعروفة بالإنجليزية بـ
CMOS battery) والتي تُزوِّد الذاكرة بالتاريخ
والوقت في رقاقة البيوس. تكون هذه البطارية عموماً كبطاريات ساعات اليد.
Computer
the physical parts or
components of a computer, such as the monitor, keyboard, computer data storage,
graphic card, sound card and motherboard. By contrast, software is
instructions that can be stored and ran by hardware.
Hardware is directed by
the software to execute any command or instruction. A combination of hardware
and software forms a usable computing system.
Von Neumann architecture
The template for all modern computers is the Von Neumann
architecture, detailed in a 1945 paper by Hungarian mathematician John von
Neumann. This describes a design architecture for an electronic digital
computer with subdivisions of a processing unit consisting of an arithmetic
logic unit and processor registers, a control unit containing an instruction
register and program counter, a memory to store both data and instructions,
external mass storage, and input and output mechanisms. The meaning of the term
has evolved to mean a stored-program computer in which an instruction fetch and
a data operation cannot occur at the same time because they share a common bus.
This is referred to as the Von Neumann bottleneck and often limits the
performance of the system
Motherboard
The motherboard is the
main component of a computer. It is a board with integrated circuitry that
connects the other parts of the computer including the CPU, the RAM, the disk
drives (CD, DVD, hard disk, or any others) as well as any peripherals
connected via the ports or the expansion slots.
Components directly
attached to or to part of the motherboard include:
The CPU (central
processing unit), which performs most of the calculations which enable a
computer to function, and is sometimes referred to as the brain of the
computer. It is usually cooled by a heatsink and fan, or water-cooling system.
Most newer CPUs include an on-die Graphics Processing Unit (GPU). The clock
speed of CPUs governs how fast it executes instructions, and is measured in
GHz; typical values lie between 1 GHz and 5 GHz. Many modern computers have the
option to overclock the CPU which enhances performance at the expense of
greater thermal output and thus a need for improved cooling.
The chipset, which includes the north bridge,
mediates communication between the CPU and the other components of the system,
including main memory.
Random-access
memory (RAM),
which stores the code and data that are being actively accessed by the CPU. For
example, when a web browser is opened on the computer it takes up memory; this
is stored in the RAM until the web browser is closed. RAM usually comes on
DIMMs in the sizes 2GB, 4GB, and 8GB, but can be much larger.
Read-only memory (ROM), which stores the BIOS that
runs when the computer is powered on or otherwise begins execution, a process
known as Bootstrapping, or "booting" or "booting up". The
BIOS (Basic Input Output System) includes boot firmware and power management
firmware. Newer motherboards use Unified Extensible Firmware Interface (UEFI)
instead of BIOS.
Buses that connect the CPU to various internal
components and to expand cards for graphics and sound.
The CMOS battery, which powers the memory for
date and time in the BIOS chip. This battery is generally a watch battery.
The video card (also known as the graphics card),
which processes computer graphics. More powerful graphics cards are better
suited to handle strenuous tasks, such as playing intensive video games.
