ما هو دماغ جهاز الحاسوب

ما هو دماغ الكمبيوتر

وحدة المعالجة المركزية هي عقل الكمبيوتر

• لوحة الأم هي قاعدة العمليات لأجهزة الكمبيوتر، وتعتبر الأساس لعدد كبير من العناصر الأخرى داخل جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
•  إنَّها لوحة دوائر مُطبوعة كبيرة. تُوفِّرُ اللوحة الأمُّ التوصيلات والمأخذ التي تُسمحُ للمكونات الأخرى بالتواصلِ مع بعضها البعض.
•  تأتي اللوحات الأم بأشكال وأحجام مختلفة، ويمكن أن لا تبدو اللوحة الأم في الحاسوب المحمول مثل اللوحة في حاسوب سطح المكتب.
• تقوم وحدة المعالجة المركزية باستمرار بتنفيذ تعليمات برامج الكمبيوتر التي تُخبرها بالبيانات التي يجب معالجتها وكيفية معالجتها، وبدون وحدة المعالجة المركزية لا يُمكن تشغيل البرامج على الكمبيوتر.

كيف تعمل وحدة المعالجة المركزية

• يستطيع وحدة المعالجة المركزية معالجة هذه التعليمات بسهولة، وذلك بفضل وحدة التحكم التي تفهم كيفية تفسير تعليمات البرنامج ووحدة المنطق الحسابي (ALU) التي تعرف كيفية إجراء عمليات الجمع.
• بفضل وحدة التحكم وALU المتكاملتين، يمكن لوحدة المعالجة المركزية معالجةبرامج أكثر تعقيدًا من الآلة الحاسبة البسيطة.
• تمثل وحدة المعالجة المركزية (CPU) دائرة متكاملة، وتعرف أيضًا باسم الشريحة (chip). وهي تدمج ملايين أو بلايين الأجزاء الكهربائية الصغيرة وترتبها في دوائر وتوصيلها جميعًا في صندوق مضغوط.

لماذا سميت وحدة المعالجة المركزية بدماغ الحاسوب

نظرًا لأنها المركز الرئيسي للكمبيوتر الذي يتحكم في العمل، فإن جميع عمليات التفكير تتم بواسطة الدماغ، تمامًا مثل حالة البشر، وبالمثل، يتم التحكم في جميع وظائف وعمليات الكمبيوتر بواسطة وحدة المعالجة المركزية.

مكونات الحاسوب

اللوحة الأم

تُعد اللوحة الأم هي المكون الأساسي للكمبيوتر، حيث أنها الجزء المركزي الذي يتصل بجميع العناصر الأخرى، وهي لوحة دوائر ذات حجم مناسب تسمح بالتفاعل بين العناصر الأخرى.

الذاكرة

• تتميز الحواسيب بخصائص مهمة، وتنقسم الذاكرة إلى نوعين رئيسيين وهما ذاكرة القراءة فقط وذاكرة الوصول العشوائي
• يمكن لأجهزة الكمبيوتر قراءة البيانات المخزنة في ذاكرة القراءة فقط ، ولكن لا يمكنها كتابة بيانات جديدة إليها. باستخدام ذاكرة الوصول العشوائي ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر القراءة من تلك الذاكرة والكتابة إليها.  
• BIOS” (نظام الإدخال/الإخراج الأساسي) هو البرنامج المستخدم من قبل المعالج في الكمبيوتر الشخصي لبدء تشغيل نظام الكمبيوتر بعد التشغيل.
• كما يدير تدفق البيانات  مثل القرص الصلب ومحول الفيديو والماوس  والطابعة . ويعتبر BIOS هو العمود الفقري. إن مهمة BIOS هي التعامل مع التفاعلات بين البرامج التي تعمل على الكمبيوتر ومكونات أجهزة الجهاز.

مزود الطاقة

• وحدة إمداد الطاقة هي المسؤولة عن تشغيل كافة مكونات الجهاز الأخرى، وتتصل باللوحة الأم، ويتم توضيع مصدر الطاقة في الجزء الخلفي من الكمبيوتر وهو غير مرئي إلا إذا تم فتح الجهاز .
• تتم تشغيل جميع المكونات الموجودة في هيكل الكمبيوتر عن طريق مزود الطاقة، مثل لوحة الذاكرة والذاكرة العشوائية.

بطاقة فيديو

• تستخدم بطاقة الفيديو وحدة مخصصة لإخراج الصور على الشاشة، وتحتوي بطاقات الفيديو على ذاكرة الوصول العشوائي المخصصة لأداء هذه الوظائف.
• تحتاج إلى بطاقة فيديو متطورة لمعالجة الوظائف المرئية الشديدة للغاية .

وحدة الإدخال

تعتبر أجهزة الإدخال جزءًا من الأجهزة التي تستقبل البيانات الأولية في الكمبيوتر استعدادًا للمعالجة، وتنقسم أجهزة الإدخال إلى فئتين:

• أجهزة الإدخال اليدوي – تحتاج إلى تشغيلها بواسطة شخص لإدخال المعلومات
• تُستخدم الأجهزة المدمجة لإدخال المعلومات تلقائيًا دون الحاجة إلى تدخل يدوي.

CPU وحدة المعالجة المركزية

تُعَد وحدة المعالجة المركزية (CPU) عقل الحاسوب الشخصي؛ إذ تؤدي جميع العمليات الحسابية اللازمة للنظام، وتختلف سرعتها. تنتج وحدة المعالجة المركزية حرارة، ولذلك يتم تثبيت مروحة داخل الحاسوب.

هناك حاجة إلى وحدات معالجة مركزية أكثر قوة للقيام بالعمليات المكثفة على الحاسوب أو العمل الذي يتطلب برمجة برامج متعددة الوجوه أو تحرير الفيديو عالي الدقة.

تقوم وحدة المعالجة المركزية بتنفيذ جميع أنواع عمليات معالجة البيانات، وتتحكم في تشغيل جميع أجزاء الحاسوب.

تحتوي وحدة المعالجة المركزية على المكونات الثلاثة التالية بنفسها

• ALU (وحدة المنطق الحسابي)
• وحدة ذاكرة
• وحدة التحكم

ذاكرة الوصول العشوائي (رام)

• تُعد ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من أهم مكونات تحديد أداء نظام الكمبيوتر الخاص بك. توفر ذاكرة الوصول العشوائي مساحة لتخزين البيانات والوصول إليها بشكل قصير المدى للتطبيقات.
•  يتم تخزين المعلومات التي يستخدمها جهاز الكمبيوتر الخاص بك بشكل نشط لتسهيل الوصول إليها بسرعة.
• كلما زاد عدد البرامج التي يعمل بها نظام الكمبيوتر، احتاجت المحركات الصلبة إلى مزيد من المساحة. وتعد المحركات الصلبة مكونًا مهمًا وتساعد النظام على الوصول إلى ذروة أدائه.
• يترتب ارتباط مباشر بين سرعة نظامك وأدائه وكمية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المثبتة فيه، فإذا كانت ذاكرة الرام قليلة جدًا، فقد يكون النظام بطيئًا وغير فعال.
• يمكن تحقيق الكثير بالقليل من الفوائد الإضافية أو بدونها، ولكن الطرف الآخر يستطيع تثبيت الكثير.
• يمكن التحقق من ما إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يحتاج إلى زيادة في الذاكرة، ويمكن التأكد من شراء ذاكرة متوافقة مع المكونات الأخرى في نظامك.
• بشكل عام ، يتم إنشاء المكونات وفقا لأعلى المعايير أثناء التصنيع ، ولكن مع توقع استمرار تغير التكنولوجيا. إنها واحدة من خصائص الحاسوب التي يجب مراعاتها عند شراء جهاز الحاسوب

تكنولوجيا BCI

نظام BCI هو نظام مبني على الكمبيوتر يقوم بالتقاط إشارات من الدماغ وتحليلها وترجمتها إلى أوامر يتم إرسالها إلى جهاز إخراج لتنفيذ الإجراء المطلوب.

وبالتالي، فإن نظم التحكم الدماغي (BCIs) لا تستخدم مسارات الإخراج الطبيعية للدماغ من أجل التحكم في الأعصاب والعضلات الطرفية، ويحدد هذا التعريف بشكل صارم أن أنظمة BCI تقيس وتستخدم الإشارات التي ينتجها الجهاز العصبي المركزي (CNS).

ليس النظام الذي يتم تنشيطه بالصوت أو عن طريق تنشيط العضلات هو BCI، فالنظام المخطط الكهربائي للدماغ (EEG) وحده ليس BCI لأنه يسجل إشارات الدماغ فقط دون توليد مخرجات تؤثر على بيئة المستخدم.

تعتبر فكرة أن أجهزة BCIs هي أجهزة لقراءة الأفكار مفهومًا خاطئًا، فلا تقرأ واجهات الدماغ والكمبيوتر الأفكار بمعنى استخراج المعلومات من المستخدمين المطمئنين أو غير الراغبين، ولكنها تمكِّن المستخدمين من التحكم في العالم باستخدام إشارات الدماغ بدلاً من العضلات.

يعمل المستخدم وBCI معًا، حيث يولد المستخدم، بعد فترة من التدريب، إشارات دماغية ترمز لنواياه، ويقوم BCI أيضًا، بعد التدريب، بتحليل هذه الإشارات وتحويلها إلى أوامر محددة.

تُعَد تقنيةواجهة الدماغ والكمبيوتر (BCI) أداة ممكنة للتحكم في الأجهزة التعويضية باستخدام عقل الإنسان، وتُستخدَم حاليًا في العديد من الدراسات الطبية. تعمل تقنية BCI عن طريق وضع أقطاب كهربائية على سطح الدماغ لتسجيل الإشارات العصبية وإرسالها للأجهزة التعويضية، مما يسمح للمستخدم بالتحكم في حركة الأجهزة بشكل مباشر.

معايرة الأطراف الصناعية تتضمن إظهار حركات الذراع واليد للمشاركين، بالإضافة إلى تخيلهم استخدام الأطراف الصناعية، لمساعدة أدمغتهم على إرسال إشارات إلى الأقطاب الكهربائية المرتبطة بالأطراف الصناعية.

يهدف نظام BCI إلى اكتشاف وتحديد ميزات إشارات الدماغ التي تشير إلى نوايا المستخدم وترجمة هذه الميزات في الوقت الفعلي إلى أوامر الجهاز التي تحقق نوايا المستخدم. يتكون نظام BCI من أربعة مكونات

•  الحصول على الإشارة 
• استخراج الميزات
• ترجمة الميزات 
• إخراج الجهاز

يتم التحكم في هذه الأربعة مكونات باستخدام بروتوكول تشغيل يحدد بداية التشغيل والوقت المحدد له وتفاصيل معالجة الإشارات المرسلة وطبيعة أوامر الجهاز وإشراف على الأداء. يتيح بروتوكول التشغيل الفعال لنظام BCI المرونة وخدمة الاحتياجات الخاصة لكل مستخدم.

يتم تسجيل الإشارات الكهربائية التي تنبعث من نشاط الدماغ عن طريق تسجيل الأقطاب الكهربائية الموجودة على فروة الرأس أو على السطح القشري أو داخل الدماغ.

تتم عملية تضخيم وترقيم إشارات الدماغ، ثم يتم استخلاص خصائص الإشارة ذات الصلة وترجمتها إلى أوامر تسيطر على جهاز الإخراج، مثل برنامج تهجئة أو كرسي متحرك مزود بمحرك أو طرف صناعي.

تستخدم التغذية الراجعة في الجهاز الذي يُستخدم لتعديل إشارات المخ للحفاظ على أداء الجهاز بشكل فعال. وتشمل هذه الأدوات واجهة بين الدماغ والحاسوب (BCI) وتخطيط كهربية القشرة (ECoG) وتخطيط كهربية الدماغ (EEG).