الامارات 7 - تكمن المهمة الأساسية لجهاز الكمبيوتر في معالجة البيانات المدخلة من المستخدم وإخراجها باستخدام إحدى أدوات الإخراج المتاحة. وفيما يلي توضيح لكيفية عمل الكمبيوتر منذ لحظة الضغط على زر التشغيل وحتى تنفيذ أمر محدد:
تزويد الطاقة: يبدأ عمل الكمبيوتر عندما يتم توصيله بمصدر طاقة. عند الضغط على زر التشغيل، يتم تحويل التيار المتردد القادم إلى تيار ثابت يُوزع على مكونات الجهاز المختلفة، مع التحقق من عدم وجود أخطاء. بعدها، تُصبح وحدة المعالجة المركزية جاهزة لتنفيذ الأوامر.
الاختبار الذاتي للتشغيل (POST): يُجرى هذا الاختبار بعد التأكد من أن جميع مكونات الجهاز تحصل على الطاقة اللازمة. يتضمن التحقق من المكونات الأساسية والتأكد من عملها بشكل صحيح. بعد ذلك، يتم تحميل المعلومات المتعلقة بالنظام والأجهزة المثبتة عليه، والتحقق من مطابقتها لإعدادات النظام. عند التأكد من صحة المعلومات، تبدأ عملية تحميل برامج التشغيل الأساسية.
نظام الإدخال/الإخراج الأساسي (BIOS): يتحقق الـ BIOS من طبيعة عملية التشغيل، سواء كانت إقلاعاً عادياً أو إعادة تشغيل. في حالة الإقلاع، يتم فحص ذاكرة الوصول العشوائي وتشغيل محركات الأقراص، ثم يبدأ تحميل نظام التشغيل.
تحميل نظام التشغيل: بعد اختبار محرك القرص الصلب، يبدأ محمّل الإقلاع (Bootstrap) بتحميل نظام التشغيل إلى الذاكرة. ينظم محمل الإقلاع التفاعل بين الأنظمة الفرعية والتطبيقات، ويُعد أقسام الذاكرة المخصصة لنظام التشغيل والمستخدمين. عند انتهاء العملية، يُصبح نظام التشغيل المسؤول عن التحكم بالجهاز.
إدارة البيانات: يقوم نظام التشغيل بإدارة المعالج، الأجهزة المرتبطة، الذاكرة ووحدات التخزين، وعرض الواجهات التي يتفاعل المستخدم معها.
إدخال البيانات: يتم إدخال البيانات عبر أجهزة الإدخال مثل الفأرة ولوحة المفاتيح، والتي تُرسل الأوامر ليتم معالجتها.
معالجة البيانات: تستقبل وحدة المعالجة المركزية الأوامر على هيئة رموز ثنائية (0,1)، ثم تُفكك هذه الأوامر وتعالجها وحدة التحكم (CU) ووحدة الحساب والمنطق (ALU) إذا كانت تتطلب عمليات حسابية. بعد المعالجة، تُرسل البيانات إلى ذاكرة الجهاز لاستخدامها.
إخراج البيانات: بعد معالجة البيانات، يتم تحويلها إلى مخرجات مثل نصوص، أرقام، أو رسومات. يتم عرض هذه المخرجات عبر أجهزة الإخراج مثل الشاشة أو مكبرات الصوت أو الطابعات.
تزويد الطاقة: يبدأ عمل الكمبيوتر عندما يتم توصيله بمصدر طاقة. عند الضغط على زر التشغيل، يتم تحويل التيار المتردد القادم إلى تيار ثابت يُوزع على مكونات الجهاز المختلفة، مع التحقق من عدم وجود أخطاء. بعدها، تُصبح وحدة المعالجة المركزية جاهزة لتنفيذ الأوامر.
الاختبار الذاتي للتشغيل (POST): يُجرى هذا الاختبار بعد التأكد من أن جميع مكونات الجهاز تحصل على الطاقة اللازمة. يتضمن التحقق من المكونات الأساسية والتأكد من عملها بشكل صحيح. بعد ذلك، يتم تحميل المعلومات المتعلقة بالنظام والأجهزة المثبتة عليه، والتحقق من مطابقتها لإعدادات النظام. عند التأكد من صحة المعلومات، تبدأ عملية تحميل برامج التشغيل الأساسية.
نظام الإدخال/الإخراج الأساسي (BIOS): يتحقق الـ BIOS من طبيعة عملية التشغيل، سواء كانت إقلاعاً عادياً أو إعادة تشغيل. في حالة الإقلاع، يتم فحص ذاكرة الوصول العشوائي وتشغيل محركات الأقراص، ثم يبدأ تحميل نظام التشغيل.
تحميل نظام التشغيل: بعد اختبار محرك القرص الصلب، يبدأ محمّل الإقلاع (Bootstrap) بتحميل نظام التشغيل إلى الذاكرة. ينظم محمل الإقلاع التفاعل بين الأنظمة الفرعية والتطبيقات، ويُعد أقسام الذاكرة المخصصة لنظام التشغيل والمستخدمين. عند انتهاء العملية، يُصبح نظام التشغيل المسؤول عن التحكم بالجهاز.
إدارة البيانات: يقوم نظام التشغيل بإدارة المعالج، الأجهزة المرتبطة، الذاكرة ووحدات التخزين، وعرض الواجهات التي يتفاعل المستخدم معها.
إدخال البيانات: يتم إدخال البيانات عبر أجهزة الإدخال مثل الفأرة ولوحة المفاتيح، والتي تُرسل الأوامر ليتم معالجتها.
معالجة البيانات: تستقبل وحدة المعالجة المركزية الأوامر على هيئة رموز ثنائية (0,1)، ثم تُفكك هذه الأوامر وتعالجها وحدة التحكم (CU) ووحدة الحساب والمنطق (ALU) إذا كانت تتطلب عمليات حسابية. بعد المعالجة، تُرسل البيانات إلى ذاكرة الجهاز لاستخدامها.
إخراج البيانات: بعد معالجة البيانات، يتم تحويلها إلى مخرجات مثل نصوص، أرقام، أو رسومات. يتم عرض هذه المخرجات عبر أجهزة الإخراج مثل الشاشة أو مكبرات الصوت أو الطابعات.