محاضرة ألموهوبين

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

تنمية بشرية

Comments

Presentation Transcript

تقنيات الدوائر المتكاملة و تطور تقنية المعلومات:

تقنيات الدوائر المتكاملة و تطور تقنية المعلومات الدكتور/ محمد الربعة قسم هندسة الحاسب – جامعة الملك فهد للبترول و المعادن

مواضيع المحاضرة:

مواضيع المحاضرة مقدمة في المعلوماتية : تعريف المعلومات , مجتمع و عصر المعلومات , بعض الإحصائيات مقدمة في تقنيات المعلومات : ماهيتها, مكوناتها, مميزاتها و تطبيقاتها الألات الذكية و الحاسبات المكونات الرئيسية للحاسب تقنيات الدوائر المتكاملة النظام العددي الثنائي الدوائر المنطقية ملخص المحاضرة

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية كثيرا ما نسمع عن تقنيات المعلومات و عصر المعلومات و غيرها من المصطلحات الحديثة المتعلقة بالمعلومات و لكن ... ما هو تعريف المعلومات؟

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية المعلومات: هي مجموعة منظمة من البيانات ذات معنى و فائدة في إتخاذ القرارات. مجتمع المعلومات: هو المجتمع الذي يعمل غالبية أعضائه في مجالات تتعلق بالمعلومات فنجد أن عدد الذين يعملون في مجالات المعلومات يفوق عدد الذين يعملون في الزراعة و الصناعة مجتمعين. السلعة الأكثر تداولا فيه هي المعلومات و الطريقة الرئيسية لذلك باستخدام تقنيات المعلومات. يقاس مدى نجاحه بمدى إستفادته من المعلومات و تقنياتها.

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية مثال على مجتمع المعلومات: الولايات المتحدة الأمريكية 1950 17% 1983 65% نسبة القوة العاملة الأمريكية في مجالات المعلومات و تقنياتها 1994 85%

PowerPoint Presentation:

إستخدام الحاسبات والإنترنت في الولايات المتحدة الأمريكية

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية تطور العصور الإنسانية: العصر الزراعى منتصف القرن التاسع عشر العصر الصناعى منتصف القرن العشرين عصر المعلومات

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية العصر الزراعي: في الفترة قبل 1850م حيث كان غالبية الناس يعملون في الزراعة و كانت الزراعة و الثروة الحيوانية هي المقياس الأساسي للثروة العصر الصناعي: بدأ بعد منتصف القرن التاسع عشر. تم ميكنة الكثير من الأعمال و أصبحت الصناعة هي المصدر الأول للثروة. بلغ مجموع العاملين في قطاعات الزراعة و الصيد و التعدين في الولايات المتحدة عام 2000 1.9% من القوى العاملة!

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية عصر المعلومات: بدأ حوالي منتصف القرن العشرين حيث تحولت غالبية قوى العمل الى تكوين و إيجاد و توزيع و تطبيق المعلومات عوائد صناعة الحاسبات في الولايات المتحدة الأمريكية بلغت في عام 2000 ما يزيد عن 110 بليون دولار وهو مايعادل مجموع مبيعات النفط للسعودية و قطر والإمارات مجتمعة لنفس العام!

مقدمة في المعلوماتية:

مقدمة في المعلوماتية خصائص عصر المعلومات: الزيادة المطردة في المعلومات. التطور المذهل في تقنيات المعلومات مثل الحواسب الألية و ميكنة الأعمال. التحول من الصناعات التقليدية الى الصناعات ذات التحكم الي بواسطة الحواسب. ألزيادة الهائلة في سوق العمل في مجالات الحاسبات. ظهور المجتمع الذي قوامه المعلومات. ظهور التأثير الواضح و القوي لتقنيات المعلومات في النواحي الإقتصادية و الإجتماعية و الثقافية.

مقدمة في تقنيات المعلومات:

مقدمة في تقنيات المعلومات تقنيات المعلومات هي عبارة عن نظم أو أدوات أوالوسائل المستخدمة لإنشاء و معالجة و تخزين و نشر المعلومات للإستفادة منها في الحال أو المستقبل. مكوناتها: المعارف و الحاسبات و أنظمة الإتصال و الشبكات. تقنيات المعلومات وتطبيقاتها سمة هذا العصر وميزته التي تميزه عن غيره ، ومن أهم المعايير لقياس مستوى التقدم والرقي في الدول .

مقدمة في تقنيات المعلومات:

مقدمة في تقنيات المعلومات ألإلتقاط ألتخزين ألإرسال ألمعالجة ألإسترجاع ألأيجاد الوظائف الست لتقنيات المعلومات

مقدمة في تقنيات المعلومات:

مقدمة في تقنيات المعلومات القوى الدافعة لتقنيات المعلومات ارسال تخزين معالجة استقبال الحاسبات انظمة الاتصالات والشبكات

مقدمة في تقنيات المعلومات:

مقدمة في تقنيات المعلومات مميزات تقنيات المعلومات تقنيات المعلومات سرعة إنسجام دقة إعتمادية

مقدمة في تقنيات المعلومات:

مقدمة في تقنيات المعلومات في التعليم : التعلم عن بعد, الوسائط المتعددة, برامج المحاكاة و الحقيقة الإفتراضية تطبيقات تقنيات المعلومات في الحفاظ على الأمن : نظم الدفاع, ربط أجهزة الأمن المختلفة و قواعد البيانات لمكافحة الجريمة في الإقتصاد : التسوق عن بعد, معرفة أحوال الأسواق العالمية, أتمتة الخدمات

الألات الذكية و الحاسبات:

الألات الذكية و الحاسبات الألة الذكية هي التي تتصف بالذاكرة و القدرة على البرمجة و التخاطب المتبادل و تتميزبالإعتمادية و الكفائة أمثلة على اللألات الذكية من حولنا: الات السحب اللألي, التلفونات, أجهزة الفيديو, الساعات الرقمية, بل حتى أن الكثير من أفران الطبخ أصبحت كذلك!!! و بالطبع فإن أشهر الألات الذكية هي الحاسبات. فما المكونات الرئيسية للحاسبات؟؟؟

المكونات الرئيسية للحاسب:

المكونات الرئيسية للحاسب الذاكرة وسائط التخزين وسائل الادخال وسائل الاخراج المعالج

المكونات الرئيسية للحاسب:

المكونات الرئيسية للحاسب تجمع مكونات الحاسب على لوح مطبوع و تتواصل فيما بينها بإستخدام إشارات كهربائية تنتقل في اسلاك معدنية مطبوعة على اللوحة المعالج الذاكرة أسلاك التوصيل

المكونات الرئيسية للحاسب:

المكونات الرئيسية للحاسب المعالج: هو الرقاقة الالكترونية التى تتحكم فى عمل الحاسب وتقوم بتنفيذ المهام المحددة بواسطة البرنامج. المعالج يتكون من ملايين الوحدات الالكترونية الدقيقة والتى تسمى “ الترانزستور”

تقنيات الدوائر المتكاملة:

تقنيات الدوائر المتكاملة الرقائق الالكترونية التى تتكون من ملايين الترانزستورات و التي تقوم بوظائف كثيرة مختلفة تسمى بالدوائر المتكاملة.

تقنيات الدوائر المتكاملة:

تقنيات الدوائر المتكاملة يتم تصنيع الدوائر المتكاملة في مصانع خاصة على درجة عالية من التطور التقني و النظافة الفائقة. تتكون من عدة أجزاء: الغلاف الخارجي و هو من مادة عاذلة (البلاستك أو الخزف) الأرجل المعدنية التي تصل الدائرة بالوحة الرقاقة الإلكترونية التي تحتوي على الترانزستورات

تقنيات الدوائر المتكاملة:

تقنيات الدوائر المتكاملة يتم تصنيع الترانزستورات من عدة طبقات من المواد المختلفة و التي يتم تكديسها بترتيب خاص و باشكال خاصة. هذه الطبقات منها الموصل و منها العاذل و منها ما يعرف بأشباه الموصلات. يعتبر إكتشاف أشباه الموصلات و إستخدامها في تصنيع الترانزستورات من أهم إنجازات البشرية في العصور الأخيرة و التي فتحت الباب لتطور تقنيات المعلومات. يقوم المهندس المصمم للدائرة المتكاملة بتصميم الطبقات المختلفة للدائرة و من ثمّ إرسالها إلى المصنع لكي تصنع. و لكن كيف يبدو الترانزستور بطبقاته المختلفة؟

تقنيات الدوائر المتكاملة:

تقنيات الدوائر المتكاملة يتم تصنيع الترانزستورات من عدة طبقات و يوجد نوعيين رئيسيين من الترانزستورات: ترانزستور يعمل بتأثير المجال الكهربائي و هو الأكثر إستخداما ترانزستور يعمل بتأثير التيار الكهربائي و هو الأقل إستخداما طبقة عاذلة طبقة موصلة طبقات شبه موصلة B E C D G S D G S B E C

تقنيات الدوائر المتكاملة:

تقنيات الدوائر المتكاملة و لكن كيف يعمل الترانزستور ؟ الترانزسزستورات ما هي إلا مفاتيح (سويتشات) إلكترونية تعمل بتأثير المجال الكهربائي أو التيار الكهربائي. فعند التاثير على ال G أو ال B بجهد مناسب ينغلق السويتش و يمر التيار الكهربائي في السويتش. D G S B E C B E C G S D

تقنيات الدوائر المتكاملة:

تقنيات الدوائر المتكاملة و لكن كيف يوظف الترانزستور لتحقيق الوظائف المختلفة في تقنيات المعلومات مثل المعالجة و التخزين و الإرسال و الإستقبال ؟ ألحل هو ما يسمى بالدوائر المنطقية هي دوائر الكترونية مبنية من الترانزستورات تعمل على معالجة الإشارات الرقمية ذات القيمة الثنائية. الإشارات الرقمية هي إشارات كهربائية تمثل أرقاما عددية ذات قيم تنتمي إلى النظام العددي الثنائي. و لكن ما هذا النظام العددي الثنائي ؟

النظام العددي الثنائي:

النظام العددي الثنائي هو نظام يحتوي على عددين فقط هما ال0 و ال1 (بخلاف النظام العشري المعتاد و الذي يحتوي على 10 اعداد). يسهل معالجة المعلومات إلكترونيا حيث يحتاج إلى نوعين فقط من الإشارات الكهربائية لتمثيل الإعداد: مثلا 0 فولت لتمثيل ال0 و 5 فولت لتمثيل ال1. يمكن تمثيل أي معلومة في هذا النظام: مثلا الرقم 25 يمثل ب 11001 في النظام الثنائي و العدد 25367 يمثل ب 110001100010111. يمكن تمثيل الحروف و المعلومات الأخرى بأعداد مكونة من عدة أرقام ثنائية.

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية يمكن تصميمها للقيام باي نوع من معالجة المعلومات. يمكن لمهندس الإلكترونيات تصميم هذه الدوائر ثم تصنيعها في دائرة واحدة مدمجة أو إستخدام دوائر مصنعة و جاهزة الخيار الأول أغلى و لكن مستوى الأداء أفضل (ما بين 1,000 إلى 1000,000 مرة) الخيار الثاني أرخص بحوالي 1000,000 مرة! هنالك دوائر مدمجة مصنعة جاهزة و قابلة للتعديل تسمى ”مصفوفات الدوائر المبرمجة في مكان الإستخدام“ وهي تمثل حل وسط (بالنسبة للسرعة و التكلفة)

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية يمكن بناء أنواع عديدة من الدوائر الرقمية و لكن يوجد ثلاثة أنواع أساسية يمكن بواسطتها بناء أي معالج: ألدائرة العاكسة: تقوم بعكس المعلومة المدخلة (من 0 إلى 1 أو من 1 إلى 0) دائرة التقاطع العاكسة: تخرج 0 فقط إذا كانت كل المدخلات 1 و تخرج 1 في كل التركيبات الأخرى للمدخلات. دائرة الإتحادالعاكسة: تخرج 1 فقط إذا كانت كل المدخلات 0 و تخرج 1 في كل التركيبات الأخرى للمدخلات.

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية ألدائرة العاكسة الداخل الخارج الداخل الخارج 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية 2. دائرة التقاطع العاكسة: المدخلات الخارج المدخلات الخارج 0 1 المدخلات المدخلات الخارج 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية 2. دائرة الإتحاد العاكسة: المدخلات الخارج 0 1 المدخلات المدخلات الخارج 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 المدخلات الخارج

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية مثال في إستخدام هذه الدوائر الثلاث: سنقوم بتصميم دائرة تقوم بعملية جمع رقمين. عدد المدخلات = 2 عدد المخراجات = 2 المدخلات المخرجات 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 المخرج الأول = 1 إذا كان المدخل الأول 1 و الثاني 0 أو إذا كان الأول 0 والثاني 1 المخرج الثاني = 1 فقط إذا كان المدخل الأول و الثاني يساويان 1

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية الأن نقوم بترجمة الوصف الكلامي للعلاقة بين المخرجات و المدخلات الى دوائر منطقية: ”و“ تترجم إلى تقاطع ”أو“ تترجم إلى إتحاد إذا كانت النتيجة معكوسة نستخدم دائرة العاكسة للحصول علي النتيجة المطلوبة

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية المخرج الأول = 1 إذا كان المدخل الأول 1 و الثاني 0 أو إذا كان الأول 0 والثاني 1 المدخل الأول المدخل الثاني المدخل الأول المدخل الثاني المخرج الأول

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية المخرج الثاني = 1 فقط إذا كان المدخل الأول و الثاني يساويان 1 المدخل الأول المدخل الثاني المخرج الثاني

الدوائر المنطقية:

الدوائر المنطقية ثم نقوم بإنتاج الرسومات التخطيطية لهذه الدوائر و اللازمة لإنتاج الدوائر المتكاملة ... و انتهى التصميم ...

ملخص المحاضرة:

ملخص المحاضرة تم تعريف المعلومات , مجتمع و عصر المعلومات تم تعريف تقنيات المعلومات و مكوناتها معرفة مكونات الألات الذكية و الحاسبات تقنيات الدوائر المتكاملة: الترانزستورات و إستخداماتها إستخدام النظام العددي الثنائي كيفية تصميم الدوائر المنطقية