لغتنا الجميلة... واحد / صفر

  يوميا وبعدد كبير من الساعات تتحرك أصابعنا على لوحة مفاتيح الحاسب الآلي لإنجاز الكثير من المهام، ما بين كتابة الرسائل والمقالات أو عمل الحسابات أو التعامل مع ملفات الموظفين أو العملاء أو المرضى أو التعامل مع الإنترنت إلى الألعاب الإلكترونية وغيرها من أفلام وموسيقى وكل هذا يتم بصفة تكرارية على نفس لوحة المفاتيح والتي تحتوي على مائة مفتاح أو يزيد.
  
  ماذا يحدث؟ وكيف لهذا الجهاز إنجاز تلكم المهام؟ كيف له أن يستحوز على صداقة ولُب الأطفال ورفقةِ الكبار؟ هو هو نفس الجهاز يعمل عليه الحاصل على الدرجات العلمية العلى ويعمل عليه طالب بالكاد يشق طريقه نحو الإعدادية؟ ماذا يحدث لينقلنا عبر الإنترنت لكل هذا الكم من المعلومات؟ وكيف بواسطة هذا الجهاز يتم جمع الكثير والكثير من البيانات؟ نفس الجهاز الذي ساعد أناسا للنجاح في الصعود للفضاء الخارجي، هوى بآخرين في بئر من الضياع.
  
  هذه بعض من الأسئلة التي قد يسألها كثيرون في لحظة صفاء وهم جالسون أمام شاشات الحاسب الآلي بين من يعمل ومن يلهو. وحتى نجد لهذه الأسئلة إجابات يجب علينا أولا أن نعرف ونتعرف على هذا الجهاز.
  
  نعرف كيف يعمل وماذا يحدث بداخله؟ ونتعرف على مكوناته والعلاقة بينها وبيننا؟ بهذا التعارف سوف نجد حلولا لكثير من الأسئلة السابق ذكرها.
 
  أجهزة الحاسب (الكمبيوتر) معقدة التركيب وعلوم الحاسب متشابكة وفي نفس الوقت فإن كلا من تركيب أجهزة الحاسب هندسته وعلوم الحاسب "هندسة الحاسب تختلف عن علوم الحاسب" يجري في توائم منطقي فيسهل فهمه ويسهل التعرف عليه.
  
  نحن اليوم نعيش في عالم رقمي Digital وعلى رأس هذا العالم يقع الحاسب الآلي (الرقمي) والكثير من الأجهزة الرقمية مثل أجهزة الاستقبال التليفزيونية، أجهزة الاستماع الموسيقي وأجهزة الموسيقى، أجهزة التحكم داخل السيارات الحديثة وكذلك خطوط السكك الحديدية والطيران والسفن، والأجهزة الطبية والكثير.
  
  دعونا نبدأ التعرف على الحاسب الآلي ونتعرف على أبجديات التعامل معه ومع الأجهزة الرقمية:
  اللغة هي أداة التعبير والحوار والتفاهم بين البشر خاصة وبين جميع الكائنات في العموم، فلكل عالم من عوالم الكائنات لغة خاصة به لم يعطَ سر فهمها إلا لسيدنا سليمان عليه السلام. وهنا يمكن القول بأن لغتنا في العالم الرقمي هي لغة الأرقام وتحديدا نظام الأرقام الثنائي Binary Number System وهو نظام رقمي مثله تماما مثل النظام الرقمي العشري الذي نتعامل به في حياتنا العامة والتي أعداده تبدأ من الصفر وتنتهي بالتسعة، النظام الثنائي له عنصران فقط هما الصفر (0) والواحد (1) ولا غير. في هذا النظام كل عنصر في خانات الرقم (Digits) يسمى Bit "تنطق –بت" وهذا يعني أن قيمة البت إما 1 أو 0 ولا تأخذ أي قيمه أخرى.
 
  تبدأ القصة بفكرة عبقرية بسيطة (بسيطة الشكل معقدة التركيبات) وهي أن كل شيء مكتوب (الكتابة والنصوص وغيرها) أو محسوس (الحرارة، الضغط، وغيرها) أو مرئي (الضوء، الصورة، الصورة المتحركة وغيرها) أو مسموع (الأصوات والموسيقى وغيرهم) أو فلسفي (المنطق وقضايا المنطق) وغير ذلك مما يحيط بنا يمكن تحويلة لما يمثلة من أرقام تعبر عنه بواسطة هذا النظام الرقمي الثنائي وبالطبع طرق التحويل تختلف طبقا لطبيعة الشيء المراد تمثيله والتعبير عنه.
  
  مثلا يمكن تحويل النصوص المكتوبه بتمثيل الحروف وترميزها وليكن حرفA يعبر عنه الرقم (الرمز) 01000001 ويكونB بنفس الطريقة 01000010 ويمكن تحويل الصورة مثلا على كونها مجموعة من النقاط المتلاصقة ولكل نقطة درجة لونية مكونة من عناصر الألوان الأساسية وهي الأحمر والأخضر والأزرق وعن طريق ترميز درجة لون كل من المشتقات الثلاثة يتم تميز تلك النقطة وهكذا يتم من خلال طرق الترميز Coding نقل وتمثيل البيانات المختلفة لتكون صالحة للتعامل معها داخل الحاسب الآلي وكذا الأجهزة الرقمية حيث أن لغة التعامل المشتركة بين تلكم الأجهزة هي النظام الرقمي الثنائي وتسمى لغة الآلة Machine Language .
 
  كل جهاز رقمي يحتوي على وحدات أساسية وهي وحدة الدخل ووحدة الخرج ووحدة المعالجة Processing Unit ووحدة التخزين أو الذاكرة. المقال هنا لا يتسع للحديث عن هذه الوحدات ولكن لابد من ذكرها هنا ليستمر التواصل.
  
  لغة الآلة هي لغة التعامل بين تلك الوحدات والترميز يتم بين الإدخال والإخراج ليتسنى للإنسان أن يستفيد من المعلومات بعد المعالجة المطلوبة من الجهاز. ولغة الآلة تكتب في الكتب (الخاصة بالإنسان) على هيئة أرقام سادسي عشر Hexadecimal Number وذلك حتى لا يضيع بين الكثير من الأرقام الثنائية لك أن تتصور معي أن اسما مكونا من أربعة أحرف يحتاج إلى 32 رقم ثنائي بهذا الشكل 11100011 10101100 11011001 10010100 (شيء صعب!!!) ولكن يكتب بهذا الشكل أفضل (فقط في الكتابة.. أما داخل الأجهزة فهو كما سبق) 94 D9 AC E3 (أعتقد أسهل بكثير?).
  
  تتم كافة التعاملات والتخزين والمعالجات بهذا الشكل داخل جميع الأجهزة الرقمية والحاسب الآلي ولنقل البيانات من الواقع الحي وإدخالها لتصبح بهذا الشكل تتم عن طريق الترميز Coding ولإعادة الاستفادة بالنتائج تتم عملية فك الترميز Decoding وأشكال الترميز تختلف باختلاف التطبيق والأجهزة المراد استخدامها (مثل الكاميرا أو الميكروفون, أجهزة السونار وغيرها).
 
 أما أشهر نظام ترميز تستخدمه وكذلك أشهر جهاز (إذا صح التعبير) فهو لوحة المفاتيح. لوحة المفاتيح تحول الحروف إلى ما يقابلها من رموز بالأرقام الثنائية وبالنسبة لاسم الترميز المستخدم فهناك أكثر من نوع أشهرهم النظام الأمريكيASCII (الآسكي) وهو لترميز الحروف الإنجليزية والشهير حاليا والمنتشر هو Unicode وهو لترميز العديد من حروف اللغات المختلفة مثل اللغة العربية.
  
  وبما أن لكل شيء مقاييسه ومعاييره وحدوده، فكذلك الأجهزة الرقمية والحاسب الآلي. حجم وكم البيانات Data Size يجب أن يكون لها مقياس وكذلك سرعة انتقال البيانات من جهاز إلى آخر أو داخل الجهاز نفسه بين وحداته المختلفة ومع اختلاف طرق إدخال البيانات أو إخراج المعلومات يوجد مقاييس لكل منها.
  
  وهنا سوف أتعرض لأساسيات على أمل أن تكون المقالات القادمة بها الكثير من التوضيح للطرق المختلفة لنقل البيانات من الواقع الحي لداخل أجهزة الحاسب وطرق القياس لها.
  
  كما أشرت سابقا فإن عنصر الأرقام الثنائية هو إما 1 أو 0 يسمى "بت"Bit .
  فإن الوحدة الأساسية لقياس كم البيانات تسمى Byte "بايت" وهو عبارة عن رقم تبلغ خاناته 8 خانات أي يحتوى على8 Bits 8 (بتات أو بتس) . البايت لا يتجزئ.
  الوحدة التي تليها هو Kilo Byte (الكيلوبايت) أوKB ويبلغ 1024 بايت (يمكنك اعتباره 1000 فقط لسرعة الحساب مع عدم الدقة) .
 
 يليها MegaByte (ميجا بايت) وتبلغ 1024 كيلوبايت .
 يليها Giga Byte (جيجا بايت) وتبلغ 1024 ميجا بايت .
 يليهاTera Byte (تيرا بايت) وتبلغ 1024 جيجا بايت .
  
 لكي يمكنك الإحساس بوحدات القياس عليك أن تتمرس عليها بمحاولة الإحساس الفيزيائي بها أي أنك لا تأخذها على أنها أرقام وفقط وإنما هي أرقام لها معنى للبيانات التي بين يديك. ولكي أساعدك هنا عليك أن تعرف أن كل حرف من الحروف الإنجليزية بترميز الآسكي يحتاج فقط 1 Byte وبالتالي لو كتبت رسالة مكونة من ألف حرف سوف ترى أنها تحتاج فقط أقل من 1 كيلو بايت. طبعا هذا باستخدامك برنامج يكتب بالآسكي مثل برنامج "المفكرة" في نظام النوافذ لشركة ميكروسوفت MS-Windows أو من خلال برامج تحرير النصوص في نظام التشغيلDOS.
  
 بالطبع إستخدام برامج أخرى لن تتيح لك هذه الدقة للتعرف على القياس في الكتابة كونها تضيف مساحات أخرى لتعبر عن المسافات والخطوط والهوامش وغير ذلك. وإن شاء الله في المقالات الخاصة بالصور سوف يكون هناك حديث وتجارب تتيح للقارئ الإحساس والاقتراب أكثر لوحدات القياس.
 
 نظام الآسكي يحتاج 1 Byte وهذا يعني أنه يستخدم 8 بتس للترميز وهذا يعني أنه يمكن أن يقوم بترميز 256 حرف مختلف تأخذ القيم من 00000000 إلى 11111111 بالنسبة لنظام Unicode (اليوني كود) يحتاج إلى 2 بايت وهذا يتيح ترميز 216 من الحروف (أي 65536 حرف).
  
 أذكر سريعا أن قياس سرعة نقل البيانات هي كم البيانات المنقولة خلال قناة النقل في الثانية الواحدة وبما أن أكثر الأجهزة يتم النقل بطرق التوالي أي (بت من وراء بت أخرى) فيعبر عن السرعة بواسطة كم البتس في الثانية Bits per second مثل 56 Kbps وتم التعارف على أن تكتب bit بحرفb الصغير أما عند الرغبة بالتعبير عن النقل بواسطة التوازي أي كل بايت وارء بايت آخر أو التحويل من مقياس البت إلى البايت يعبر عن البايت بحرف B الكبير فيقال 10 KBps حرف K يعبر عن الكيلو كما ذكرت سابقا.
  
 تقاس الدقة Resolution على الشاشة أو الصور باستخدام ما يسمى "عنصر الصورة" أو النقطة "البكسيل" (Pixel Picture Element) وهي كم بيكسل في الشاشة أو عدد البيكسل الطولية في عدد البيكسل العرضية. مثل 1024 x 768 أي أن العرض عبارة عن 1024 نقطة والطول عبارة عن 768 نقطة وبالتالي طبقا لمساحة شاشتك الحقيقة (Monitor) مثلا 17 بوصة أو 19 بوصة يمكن أن ترى ما إذا كانت الصورة ستكون دقيقة أم لا.
 
 ملاحظة: 17 بوصة في الشاشة أو 21 بوصة كما يقال عن تليفزيون. هو الخط القطري بين أعلى نقطة من الشاشة ولتكن أعلى نقطة يسار. إلى أسفل نقطة في الشاشة قطريا. أي أسفل نقطة يمين. بالطبع يمكن قياس طول وعرض الشاشة.
  
 وتقاس الدقة في المطبوعات بعدد النقاط في البوصة المربعة(DPI Dot Per Inch) وطبعا كلما كان عدد النقاط أكثر يعني كثافتها أعلى وهذا يعني جودة أفضل.
  
 أحب أن أختم بالتفريق بين البيانات Data والمعلومات Information حيث يتم الخلط بين المصطلحين كثيرا، مما ينتج عنه عدم دقة تسبب كثيرا من التشتيت.
  
 البيانات Data - هي كل ما يمكن جمعه من عناصر سواء بالقياس أو الإحصاء أو الاستبيان أو غيرها وهذه العناصر تأخذ ألفاظ بالإنجليزية عديدة مثل parameters , factors , features , fields وبالمختصر (هي عناصر الإدخال) مثال: الاسم، السن، الجنس، التليفون، وغيرها. ومثال آخر: درجة حرارة الجو.
 
 المعلومات Information - هي نتيجة عمل معالجة ما Processing على البيانات وهذه النتيجة من الممكن أن تكون فئة جزئية من البيانات أو نتيجة تأخذ شكل آخر. (هي عناصر الخرج).
 مثال: نتيجة البحث عن اسم شخص بواسطة رقم تليفونه فالمعلومة سوف تكون إما اسمه إن وجد أو "لا يوجد".
مثال: مقارنة درجة حرارة الجو بدرجة حرارة معينة ومطلوب التحكم في جهاز تكييف بزيادة التبريد إذا كانت حرارة المكان أعلى من الدرجة المحددة. فالمعلومة سوف تأخذ شكل إشارة تحكم في الجهاز لتشغيله إلى أن تصبح متساوية مع الدرجة المحددة ووقتها سوف تكون المعلومة هي إشارة أخرى بالإيقاف.
  
 المعالجة Processing: المعالجة هي عمليات قد تكون بسيطة أو معقدة تتم على البيانات للحصول على المعلومات وتتم بواسطة برنامج محدد قام المصمم بتحديد المهام ليحصل على النتيجة والتي هي المعلومات.
  
مثال: عملية بحث عن اسم شخص بواسطة رقم تليفونه هي معالجة "بحث وإخراج المعلومات مكتوبة" مثال: عملية خفض أو رفع أو إيقاف جهاز التكييف بمقارنة درجة الحرارة هي معالجة "مقارنة وإخراج إشارة بالرفع أو الخفض أو الإيقاف"
  
 البرنامج Program: هي خطوات ثابته مُعرفة ومكتوبة بواسطة المصمم أو المبرمج ليستطيع الجهاز الرقمي أو الحاسب الآلي القيام بإنجاز المعالجة على البيانات المتاحة لاستخراج المعلومات المرغوبة.
  
 أتمنى أن تكون البيانات المتاحة في هذه المقالة تفيد القارئ ببعض المعلومات بواسطة معالجتها "قراءتها والاستفادة منها".
  
 ملاحظات:1- جميع حقوق الملكية والملكية الفكرية للعلامات التجارية والمسجلة التي ذكرت في المقال ملك لأصحابها.
  25/9/2007
  
واقرأ أيضاً:
افتح يا سمسم