[روان ناصر]

كيف يعمل النظام الإلكتروني

أجزاء النظام الإلكتروني
يهدف هذا الجزء من المقالة إلى تأسيس قاعدة لفهم الإلكترونيات، بوصف كيفية عمل جهاز شائع الاستخدام، وهو الحاسب الإلكتروني اليدوي (الآلة الحاسبة). يشتمل الحاسب الإلكتروني على لوحة مفاتيح صغيرة تحمل مفاتيح الأرقام والعمليات، وشاشة عرض توضح النتائج. وتحصل معظم الحاسبات على القدرة من بطارية صغيرة أو لوحة خلايا شمسية.

وتحت لوحة المفاتيح توجد دوائر صغيرة لتشغيل الحاسب. والدائرة مجموعة من الأجزاء المترابطة يسري خلالها تيار كهربائي. ويحدث الضغط على المفتاح نبضًا من شحنة كهربائية يمثل الرقم أو العملية، أو ما يسمى الإشارة. وتنتقل الإشارات عبر أسلاك إلى الدوائر.

ولكل دائرة وظيفة. فبعض الدوائر تخزن الإشارات مؤقتًا، في انتظار تعليمات أخرى. وتغير دوائر أخرى الإشارات حسب التعليمات. فعلى سبيل المثال، قد تضرب دائرة ما رقمين، كل منهما في الآخر. وأخيرًا ترسل دوائر معينة الإشارات التي تضيء أو تظلل مناطق معينة في شاشة العرض لتوضيح نتيجة العملية الحسابية.

يمكن تقسيم عمليات الحاسب الآلي، مثل معظم النظم الإلكترونية، إلى ثلاثة مراحل 1- مرحلة الدخل، وفيها تدخل المعلومات إلى النظام في شكل إشارات 2- مرحلة المعالجة، وفيها تعالج الإشارات بطريقة أو أخرى 3- مرحلة الخرج، وفيها تغير الإشارات المعالجة إلى شكل يفهمه المستخدم. وتستخدم النظم أنواعًا مختلفة من نبائط الدخل والخرج التي تنتج الإشارات أو تستجيب لها. فعلى سبيل المثال، يتطلب البث الإذاعي أو التلفازي نبائط مثل الميكروفونات والمجاهير. ومنذ لحظة مغادرتها لنبيطة الدخل وحتى وصولها إلى نبيطة الخرج، تمر الإشارات بعدد من التغييرات التي تحدثها المكوِّنات الإلكترونية العاملة داخل الدوائر.


الدوائر الإلكترونية
في أي نبيطة إلكترونية تحدد دائرة معينة مسار التيار الكهربائي الذي يشغل النبيطة. وللحاسب الآلي دائرة معقدة، تتكون معظم أجزائها من دوائر أصغر، تؤدي وظائف معينة. ولا تعمل كل الدوائر بالضرورة في الوقت نفسه. فهناك مكوِّنات معينة تؤدي وظيفة "المفاتيح" الإلكترونية، التي تعمل على تشغيل الدوائر وإيقافها حسب الحاجة. وتؤدي المفاتيح هذه الوظيفة بالتحكم في التيار المار عبر الدائرة. فعندما يسمح المفتاح بمرور التيار تصبح الدائرة في حالة عمل، وعندما يوقف المفتاح التيار تتوقف الدائرة بدورها عن العمل.



باحث في معمل إلكترونيات يقوم بارتداء ملابس خاصة مصممة لكي تساعد في حماية الرقاقات الدقيقة من السليكون التي يجري اختبارها. ويمكن أن تتسبب ذرة، واحدة من الغبار في إتلاف الرقاقات.
كيف تعمل الدائرة. لفهم كيفية عمل الدائرة الإلكترونية نحتاج إلى بعض المعلومات المرتبطة بالذرات. فلكل ذرة إلكترون واحد أو أكثر، يحمل كل منها شحنة كهربائية سالبة. وتحتوي الذرات أيضًا على بروتونات، وهي جسيمات يحمل كل منها شحنة كهربائية موجبة. والشحنات المختلفة تتجاذب، ولكن الشحنات المتشابهة تتنافر (يتباعد بعضها عن بعض). وينبني تشغيل الدائرة على مبدأ التجاذب بين الشحنات المختلفة.

يكوِّن سريان الإلكترونات في اتجاه واحد، في الوقت نفسه، تيارًا كهربائيًا. والفولتية، والتي تسمى أيضًا القوة الدافعة الكهربائية، هي الضغط (أو القوة) الذي يدفع الإلكترونات. والفولتية في الدوائر الكهربائية هي التجاذب الكهربائي الذي يسببه اختلاف الشحنات بين نقطتين في الدائرة، ويوفرها مصدر قدرة كهربائية، حيث تأتي الفولتية السالبة من أحد جانبي مصدر القدرة، بينما تأتي الفولتية الموجبة من الطرف الآخر. وتستخدم البطاريات عادة مصادر قدرة، ولكن النظم التي توصل بمأخذ التيار الكهربائي تتلقى القدرة من محطة قدرة تجارية.

وتسري الإلكترونات من طرف الفولتية السالبة لدائرة إلى طرف الفولتية الموجبة، حيث تولد هذه الحركة الإكترونية تيارًا كهربائيًا. ولكن العلماء اعتادوا اعتبار أن سريان التيار الكهربائي يكون من الموجب إلى السالب. فحتى أواخر القرن التاسع عشر الميلادي ظل العلماء يعتقدون خطأ أن التيار الكهربائي يسري في ذلك الاتجاه.

وتصنع الأسلاك، وأجزاء معينة أخرى من الدوائر، من مواد تسمى الموصلات، ذات قدرة على حمل التيار الكهربائي. وفي كل ذرة من ذرات الموصلات، والتي تشتمل على الفلزات، إلكترون واحد أو أكثر يمكنه التحرك من ذرة إلى أخرى، وتسمى هذه الإلكترونات الإلكترونات الحرة أو حاملات الشحنة. وتحتوي الدوائر أيضًا على عوازل، وهي مواد توقف التيار، لأنها لاتحتوي على حاملات شحنة متحركة.

وأثناء حركتها عبر الموصل تتصادم الإلكترونات مع ذرات المادة. ويعوق كل تصادم سريان الإلكترونات، ويسبب فقدانها لبعض الطاقة في شكل حرارة. وتسمى إعاقة التيار الكهربائي، والتي تغير الطاقة الكهربائية إلى حرارة، المقاومة.

وقد يحطم تراكم الحرارة الدائرة. ويستخدم الحاسب الإلكتروني كمية قليلة جدًا من التيار الكهربائي، ولذا فإن خطر التسخين المفرط غير وارد. ولكن بعض الحواسيب تولد كمية كبيرة جدًا من الحرارة، مما يستدعي تبريد دوائرها بانتظام. ويأتي الأزيز الصادر عن الحاسوب الشخصي المكتبي من مروحة صغيرة وظيفتها تبريد النظام.



دائرة متكاملة تُستخدم في ساعة إلكترونية. وهي مكبرة بدرجة كبيرة (أعلاه) وبالحجم الحقيقي (أسفله). تحتوي هذه الدائرة على 1,238 ترانزستور ومكونات لا يمكن أن ترى إلا تحت المجهر.
أنواع الدوائر الإلكترونية. ينتج المصنعون نوعين من الدوائر الإلكترونية 1- دوائر تقليدية 2- دوائر متكاملة. وتحتوي معظم النبائط الإلكترونية على كلا النوعين.

الدوائر التقليدية. تتكون من مكوِّنات إلكترونية منفصلة، متصلة بعضها ببعض بأسلاك، ومثبتة على قاعدة. وفي معظم الحالات يثبت المصنعون المكوِّنات إلى لوحة دوائر مطبوعة، وهي قطعة رقيقة من مادة بلاستيكية، أو غيرها، تطبع عليها "الأسلاك" النحاسية بعملية كيميائية، عند صنعها. وفي الحاسب الإلكتروني توصل كل الأجزاء الإلكترونية للدائرة الرئيسية على لوحة دوائر مطبوعة.

الدوائر المتكاملة. تحتوي على مكوِّنات وموصلات توضع داخل رقاقة وفوقها. والرقاقة قطعة صغيرة من مادة شبه موصلة، تصنع عادة من السليكون.

وشبه الموصل مادة توصل التيار الكهربائي أفضل من العازل، ولكن ليس بمستوى جودة توصيل الموصل. ولا تؤدي الرقاقة وظيفة القاعدة فحسب، ولكنها أيضًا جزء أساسي من الدائرة. ولا يتعدى أحجام معظم الرقاقات حجم ظفر الأصبع. وتكوِّن الدوائر المتكاملة في العادة جزءًا من مكوِّنات الدوائر التقليدية.

ولصنع الدائرة المتكاملة يعد التقني تصميمًا رئيسيًا كبيرًا للدائرة بمساعدة حاسوب. وباستخدام التصوير الضوئي يقلل التصميم الرئيسي إلى حجم مجهري. ويعالج مصنعو الرقائق السليكون، لتغيير خواصه التوصيلية، بإضافة كميات صغيرة من مواد تسمى المحورات، مثل البورون والفوسفور.


داخل الساعة (الوسط) تُثَّبت الدائرة المتكاملة خلف مربع صغير من البلاستيك يمكن رؤيته في منتصف الصورة. وتستخدم بلورة بمثابة نبيطة توقيت في الساعة. وتحفظ الدائرة المتكاملة التي تستمد القدرة من بطارية، البلورة في حالة ذبذبة. وهي تقوم بترجمة الذبذبات إلى نبضات كهربائية. وتحتوي هذه النبضات على معلومات الوقت والتاريخ وتقوم بتنشيط بلورات سائلة، تصبح مرئية كأرقام وحروف داكنه على وجه الساعة، كما في الصورة اليسرى.
وتمثل المناطق المعالجة المكوِّنات الإلكترونية للرقاقة. وقد تحتوي الرقاقة الواحدة على ملايين الأجزاء المجهرية الموصلة "بخطوط" فلزية رقيقة. وينظم صانعو الرقائق الأجزاء والتوصيلات في أنماط معقدة، ذات طبقات عديدة. وتركب الدوائر المكتملة الصنع داخل أغلفة مثبتة على لوحة دوائر مطبوعة. ولصغر أحجامها، تتفوق الدوائر المتكاملة على الدوائر التقليدية بعدد من الامتيازات. فهي على سبيل المثال، أسرع في عملها، لأن الإشارات تنتقل عبر مسافات قصيرة. وبالإضافة إلى ذلك، تحتاج الدوائر المتكاملة قدرة أقل، وتولد حرارة أقل، وتكلفة تشغيلها أقل، مقارنة بالدوائر التقليدية. والدوائر المتكاملة أيضًا أدق في عملها، لأن التوصيلات المعرضة للفشل فيها قليلة. ولكن التيارات القوية والفولتيات العالية قد تحطم الدوائر المتكاملة، وذلك لصغر أحجامها.

وبإمكان نوع من الدوائر المتكاملة يسمى المعالج الدقيق، أداء كل الوظائف الرياضية، وبعض وظائف الذاكرة، التي تؤديها الحواسيب الكبيرة. وتتحكم المعالجات الدقيقة في العديد من المنتجات، مثل ألعاب الفيديو وأفران المايكروويف والروبوتات وبعض الهواتف. ويؤدي المعالج الدقيق وظيفة "الدماغ" في كل الحواسيب الشخصية. وتحتوي الحواسيب الكبيرة على معالجات دقيقة عديدة، يعمل بعضها مع بعض، في الوقت نفسه.

وفي النبائط الإلكترونية يستخدم نوعان أساسيان من المكوِّنات داخل الدوائر، للتحكم في الإشارات وتحويرها، وهما 1- الصمامات الإلكترونية و2- نبائط حالة الصلابة.

روان ناصر

اول علمي

شكرا لمروركم.

[kingstars18]

[GRADE="00008B FF6347 008000 4B0082"]

شكرا لك وبارك الله فيك،،

[/GRADE]

[عادل الثبيتي]

يعطيك العافيه وبارك الله فيك وجزاك الله خيـــــــــراً ،،،

[خلف الجميلي]

بارك الله فيك

[ياسمين]

جــزيت خيــراً ،،،، وبــارك الله فيك ..

[nuha1423]

بسم الله الرحمن الرحيم

سلمت يداك بارك الله فيك وجزاك خيراً

[عقود ماسية]

جــزيت خيــراً وبــارك الله فيك ..

[معلمه طموحه]

بارك الله فيك

[hlebnElusy]

دîوàëَé, êàونûé ُîٍے لû ًàç â وèçيè نà ïûٍàë َنà÷َ, êَïèâ ëîٍهًهéيûé لèëهٍ. حî çà يهمî ïًèُîنèٌٍے ïëàٍèٍü è يه âٌهمنà ‎ٍà ٌَىىà ٌèىâîëè÷هٌêàے. حî ٌَùهٌٍâَ‏ٍ ٍàêèه ëîٍهًهè, â êîٍîًûُ يه يَويî âيîٌèٍü نهيهم, è, êًîىه ٍîمî, âû ٌىîوهٍه ًàٌٌ÷èٍûâàٍü يà مàًàيٍèًîâàييûé âûèمًûّ. زهïهًü èمًàٍü â ëîٍهًه‏ âû ىîوهٍه àلٌîë‏ٍيî لهٌïëàٍيî è ٍîمنà, êîمنà âû ٌàىè ٍîمî çàُîٍèٍه.

إٌëè âû ُîٍèٍه buy lottery ticket, ٍî âàى îلےçàٍهëüيî يَويî çàéٍè يà ٌàéٍ https://bestlotto.club منه âû ٌىîوهٍه âûلًàٍü ëîٍهًه‏ è يà÷àٍü ïٍَü ê ïîلهنه. زîëüêî çنهٌü ٌàىûه ÷هٌٍيûه îًمàيèçàٍîًû è ٌâîهâًهىهييûه âûïëàٍû. دî‎ٍîىَ هٌëè è âû وهëàهٍه َëَ÷ّèٍü وèëèùيûه ٌَëîâèے, îٍïًàâèٍüٌے â نîëمîونàييَ‏ ïîهçنêَ èëè ïًîٌٍî ïًèîلًهٌٍè وهيه َّلَ èç يàًٍَàëüيîمî ىهُà, ٍî îلےçàٍهëüيî çàُîنèٍه ٌ‏نà è ïîïûٍàéٍه َنà÷َ. دîنًîليهه îل ‎ٍîى آû ىîوهٍه َçيàٍü ïî ٌٌûëêه - you can win your car ؤàييûé ًهًٌٌَ ےâëےهٌٍے êًَïيهéّèى ٌàéٍîى, ïًهنëàمà‏ùèى لهٌïëàٍيûه èيٍهًيهٍ-èمًû ٌ âûâîنîى نهيهويûُ ًٌهنٌٍâ َنîليûé نëے âàٌ ٌïîٌîلîى. فٍî best honest lottery, ïîèمًàٍü â êîٍîًَ‏ نîëويû è âû.

آàويûى ىîىهيٍîى ےâëےهٌٍے ٍî, ÷ٍî ًîçûمًûّ ïًèçîâ - ‎ٍî يه àçàًٍيàے èمًà, ïîٍîىَ êàê ïًîِهٌٌ ïًîèٌُîنèٍ àلٌîë‏ٍيî لهٌïëàٍيî è لهç ًèٌêîâ. خًمàيèçàٍîًû ٌàéٍà ïًهنëàمà‏ٍ âٌهى وهëà‏ùèى َيèêàëüيَ‏ âîçىîويîٌٍü âûèمًàٍü îٍëè÷يَ‏ ٌَىىَ نهيهم è ïîًٍàٍèٍü هه يà ٌâîè îïًهنهëهييûه يَونû. آ ٌîîٍâهٌٍٍâèè ٌ âàّèىè وهëàيèےىè âûèمًûّ ىîوهٍ êîëهلàٍüٌے îٍ يهٌêîëüêèُ ٌîٍ ًَلëهé نî 200000. حî ٌàىîه âàويîه, ÷ٍî èمًà àلٌîë‏ٍيî لهٌïëàٍيà è يه ًٍهلَهٍ êàêèُ-ëèلî çيàيèé èëè îïûٍà. دًîٌٍî çàéنèٍه يà ٌàéٍ è يà÷يèٍه èمًàٍü. آûèمًûّ يà÷èٌëے‏ٍ يà âيًٍَهييèé ٌ÷هٍ, à âûâîنèٌٍے ÷هًهç ٌïهِèàëüيûه ٌèٌٍهىû. حî هٌëè âû ïًèâëه÷هٍه êàêîمî-ëèلî ïîëüçîâàٍهëے, ٍî çà ‎ٍî àنىèيèًٌٍàِèے نîïîëيèٍهëüيî ïًèٌâîèٍ هùه لàëëû. رàéٍ يàلèًàهٍ ïîïَëےًيîٌٍü ٌ êàونûى نيهى, ïî‎ٍîىَ è âû نîëويû ًهّèٍüٌے يà ٍî, ÷ٍîلû ًàçلîمàٍهٍü.

[kalasodops]

أًَçîâûه ïهًهâîçêè ïًهنٌٍàâëے‏ٍ ٌîلîé ïًîِهٌٌ, ًٍهلَ‏ùèé âيèىàيèے ê نهٍàëےى يà êàونîى ‎ٍàïه îًمàيèçàِèè è âûïîëيهيèے. حàّ ïًîهêٍ ïًهنيàçيà÷هي نëے îلىهيà èيôîًىàِèهé ىهونَ ïهًهâîç÷èêàىè, مًَçîîٍïًàâèٍهëےىè è ‎êٌïهنèٍîًàىè.

ذهّèٍü ïًîلëهىَ, منه يàéٍè مًَç نëے ïهًهâîçêè لûًٌٍî ïîىîوهٍ يàّ ًهًٌٌَ, ٌîçنàييûé ٌïهِèàëüيî نëے âٌهُ َ÷àٌٍيèêîâ ًûيêà مًَçîïهًهâîçîê. ر ïîًٍàëîى ًàلîٍàٍü ïًîٌٍî è âûمîنيî, à مëàâيîه نîٌٍَïيî. بيٍَèٍèâيî ïîيےٍيûé èيٍهًôهéٌ è ًهمَëےًيî îليîâëے‏ùàےٌے لàçà êëèهيٌٍêèُ çàêàçîâ îلهٌïه÷èâàهٍ ïîïَëےًيîٌٍü ًهًٌٌَà. إوهنيهâيî يà يهمî çàُîنےٍ ٌîٍيè âëàنهëüِهâ مًَçîâ, îïهًàٍèâيî ًهّàے âîïًîٌû نîٌٍàâêè ٌâîهé ïًîنَêِèè. دîنًîليهه îل ‎ٍîى آû ىîوهٍه َçيàٍü ïî ٌٌûëêه - ًٍàيٌïîًٍيàے êîىïàيèے منه ïًهنٌٍàâëهيà âٌے يهîلُîنèىàے èيôîًىàِèے. حàّ ٌهًâèٌ ïîىîوهٍ ٌ‎êîيîىèٍü âàّè ًٌهنٌٍâà è âًهىے. أًَçîïهًهâîçêè ïî ذîٌٌèè ٌ يàىè - ‎ٍî َنîلٌٍâî çàêàçà è ïîëيîه ٌïîêîéٌٍâèه çà ٌîًُàييîٌٍü مًَçà.

جû ُîٍèى ïًهنîٌٍàâèٍü َ÷àٌٍيèêàى ًûيêà مًَçîïهًهâîçîê َنîليûه è ٌîâًهىهييûه ًٌهنٌٍâà îلىهيà èيôîًىàِèهé نëے ïîâûّهيèے ‎ôôهêٍèâيîٌٍè è لهçîïàٌيîٌٍè لèçيهٌà. ءàçà نàييûُ ٌهًâèٌà ٌîنهًوèٍ àêٍَàëüيûه çàےâêè يà ïهًهâîçêَ مًَçîâ, ٌîîلùهيèے î يàëè÷èè ٌâîلîنيîمî ًٍàيٌïîًٍà, à ٍàêوه èيôîًىàِè‏ îل َ÷àٌٍيèêàُ ًûيêà.

تàê ‎ٍî ًàلîٍàهٍ? فêٌïهنèٍîًû, ïهًهâîç÷èêè, مًَçîîٍïًàâèٍهëè ًàçىهùà‏ٍ يà ٌàéٍه çàےâêè يà ïهًهâîçêَ مًَçîâ ëèلî ٌîîلùà‏ٍ î ïًèٌٌٍٍَâèè ïîïٍَيûُ ىàّèي. دَلëèêَهىàے َ÷àٌٍيèêàىè ٌèٌٍهىû èيôîًىàِèے ىميîâهييî ٌٍàيîâèٌٍے نîٌٍَïيà âٌهى îٌٍàëüيûى َ÷àٌٍيèêàى. ءëàمîنàًے نهٍàëèçèًîâàييîé ٌèٌٍهىه ïîèٌêà ë‏لîé َ÷àٌٍيèê ïًîهêٍà ىîوهٍ يàéٍè ïًهنëîوهيèے, ىàêٌèىàëüيî ٌîîٍâهٌٍٍâَ‏ùèه وهëàهىûى êًèٍهًèےى. دî ë‏لûى âîïًîٌàى آû ىîوهٍه îلًàٍèٍüٌے ê يàّèى نèٌïهٍ÷هًàى ëèلî â ٌëَولَ ٍهُيè÷هٌêîé ïîننهًوêè, منه لûًٌٍî ïîëَ÷èٍه êâàëèôèِèًîâàييûé îٍâهٍ.