المحاضرة الأولي

مفهوم الحاسب التعليمي

مكونات نظام الحاسب

تمهيد:

   إن فكرة استخدام الحاسوب في التعليم أنبثقت من خلال الإمكانات التي استطاعت هذه الآلة تقديمها في مختلف دروب الحياة وفي فترة قياسية اذا ما قورنت بمثيلاتها من الاختراعات التي توصل اليها العقل البشري والفترات الزمنية التي احتاجتها هذه الاختراعات لتطويرها ، تلك الامكانات جعلت من الحاسوب المعيار الأساسي للحياة العصرية لأن استخدامه اصبح جزء مهم في حياتنا وأن هناك كثير ممن لايستطيعون تسيير أمورهم اليومية دون اللجوء للحاسوب.                                        

 مفهوم الحاسوب التعليمي:                                                            

تعريف الحاسوب الآلي :

     آلة إلكترونية يمكن برمجتها لكي تقوم بمعالجة البيانات وتخزينها واسترجاعها وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية عليها. 

اما الحاسوب التعليمي فهو :

هو جهاز حاسوب عادي كغيره من أجهزه الحواسيب الآخرى، لكنه يتميز بنوع البرمجيات التي يستخدمها، مما يجعله أداه طيعة في يد المعلم أو المتعلم أو مطوري المناهج وواضعي السياسات التربوية حيث يستخدم برمجيات تعليمية تسمى              ( Instructional Soft or Course Ware).

مكونات نظام الحاسب :

يعتمد عمل الحاسب على تزويدة بيانات على شكل صور أو أصوات أو رموز أو أرقام أو إشارات، عن طريق وحدات خاصة مصممة لهذا الغرض تسمى وحدات الإدخال، ويقوم الحاسب بخزن هذه البيانات مما يتطلب وحدات خاصة للتخزين، كما يقوم بمعالجة البيانات المخزنة، إي فرزها وتبويبها وتنظيمها، بحسب حاجة المستخدم مما يتطلب آلية خاصة لتنفيذ هذه المهام، وأخيراً  فإن استدعاء البيانات والمعلومات المخزونة، والتى تمت معالجتها من قبل المستخدم ، يتطلب وجود وحدات خاصة تدعى وحدات الإخراج، وفيما يلي عرض أكثر تفصيلاً لهذة المكونات :

1.    المكونات المادية Hard Ware : وتضم الآتي : 

وهي عبارة عن القطع والملحقات التي يتكون منها الجهاز ، إذا يمكن لمسها ومشاهدتها. وتتكون من الأتي :

أ. وحدات الإدخال Input Unit    وتتكون من الآتي :

تقوم هذه الوحدات بإدخال أو إيصال البيانات أو المعلومات المطلوب معالجتها إلى وحدة المعالجة، وهي تضم الآتي :

- لوحة المفاتيح  Key board

وهي عباره عن لوحة تحتوى على مفاتيح الحروف والأرقام وبعض الأوامر. وتستخدم في إدخال البيانات الحرفية والرقمية، وتوجد منها العديد من الأشكال والأنواع.

 - الفأره Mouse

هي عبارة عن أداة تحتوي على جهاز تحسس ينقل اتجاه وموقع حركة اليد، ويمكن بواسطتها إعطاء أوامر إدخال أو استرجاع البيانات .

 - القلم الضوئي Light Pen

 - الماسح الضوئي Scanner

يستخدم هذا الجهاز لمسح الصور والمستندات باستخدام خاصية أنعكاس االضوء عن الأجزاء المضيئة والمظلمة.

- كاميرا الفيديو Video Camera

كاميرا رقمية (بالإنجليزية: Digital Camera) هي أداة إلكترونية تلتقط الصور الفوتوغرافية وتخزنها بشكل إلكتروني بدلاً من استخدام الأشرطة الفوتوغرافية مثل آلات التصوير التقليدية.

- الجهاز الصوتي Sound Set  

ب. وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit (CPU)     

تعد هذه الوحدة عقل الحاسب، إذ تتولى مهمة معالجة البيانات  المدخلة وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية وكذلك تنظيم الإتصال بين الوحدات المختلفه للحاسوب وتنفيذ أوامر البرمجة والإشراف على العمليات المختلفة التي يقوم بها الجهاز ومن ثم تنظيمها وتحويلها إلى معلومات ونتائج، وتضم هذه الوحدة :

- الذاكرة الثابتة(القراءة)Read Only Memory (ROM)

تحتفظ فقط بالبيانات  الأساسية التي يحتاجها الجهاز لبدء التشغيل مثل(معلومات وحدات الإدخال والإخراج المتصله بالجهاز ) كما تحتفظ بمعلومات عن الشركة المصنعة، ولاتفقد محتوياتها عند إيقاف تشغيل الجهاز أو أنقطاع التيار الكهربائي.

- الذاكرة المتغيرة (العشوائية) (Random Access Memory (RAM

تستخدم للإحتفاظ المؤقت بالبيانات  أثناء تشغيل الجهاز أو أثناء العمل عليه وتفقد محتوياتها بمجرد إيقاف تشغيل الجهاز أو أنقطاع التيار الكهربائي عن الجهاز، ومهمتها معالجة البيانات  المتغيرة بحسب طلب المستخدم وحفظها ومسحها عند الطلب

- وحدة الحساب والمنطق Arithmetic & Logical Unit (ALU)

وتتولى مهمة تحليل البيانات  الداخلة إليها.

- وحدة السيطرة Control Unit(C U)  

   وهي تعتبر بمثابة الدماغ بالنسبة للحاسوب، ويمكن من خلالها إصدار الأوامر لجميع أقسام الحاسب والتنسيق فيما بينها من أجل القيام بالوظائف المطلوبة فيما بينها أي  تتولى مهمة ترتيب خطوات العمل وآلياته وتتابعها.

2.وحدات الإخراج Output Unit

وتتولى هذه الوحدة تقديم النتائج إلى المستخدم بعد تسلمها من وحدة المعالجة المركزية وتتكون من بالآتي :-

Screen or Monitor- الشاسة

     تعتبر الشاشة من وحدات الإخراج الأساسية في الحاسوب الآلي والتي تستخدم في  الحصول علي المعلومات المرئية والرسومية ، ويتواجد منه العديد من الأشكال والأنواع ، وتشبه شاشة العرض التلفزيوني، وتقوم بعرض النصوص والبيانات  والرسوم والأشكال، وتتفأوت شاشات العرض من حيث(دقة العرض، مساحة الشاشة والتى تقاس بوحدة البوصة ).

       Printer- الطباعة

 وهي جهاز وظيفته إنشاء نسخة ورقية من وثيقة حاسوبية. يتم تزويد الطابعة بالوثيقة إما بوصلها بالحاسوب الذي يحتوي الوثيقة عن طريق كيبل أو قد تكون الطابعة مربوطة بشبكة حاسوبية يرتبط بها الحاسوب أو يمكن تزويد الطابعة بالوثيقة مباشرة (من كاميرا رقمية أو من بطاقة ذاكرة).

Plotters- وحدات الرسم

وهو جهاز يشبه إلى حد كبير الطابعة ويستخدم لإخراج البيانات على مادة بلاستكية أو قماش، وتكون ملونة وبدرجة عالية من الدقة حيث توجد أنواع متعددة منه، ويستخدم الراسم في طباعة الأشكال ذات الأحجام المختلفة.

Data Show- شاشات العرض الكبيرة

Loud Speakers- سماعات الصوت

تقوم بتحويل الإشارات الصوتية الى موجات صوتية يمكن سماعها من قبل مستخدم الجهاز وهى تشبة التقنية المستخدمة لأجهزة الراديو العادية.

6.  عارض الفيديو (Video Projector):

هو جهاز  صغير نوعاً ما، يوصل في جهاز الحاسب بدلاً من الشاشة  فيعرض البيانات على الحائط أو على لوحة  بشكل مكبر جداً قد يصل إلى 4م × 4 م في بعض الأنواع.  

هو يستخدم لإخراج مخرجات الحاسب من نصوص وصور وأفلام علي حائل خارجي بشكل أكبر بكثير من العرض الذي يظهر علي شاشة الحاسب حيث يمكنه عرض 16 مليون لونا وبأبعاد أعلى من 1024×768، والبعض يستخدمون هذا الجهاز أحيأناً في المدارس والجامعات أثناء شرح المناهج الدراسية وفي المؤتمرات الطبية وفي عرض الأفلام.

ملحوظة :-

وحدات تستخدم للإدخال والإخراج معاً:-

-  شاشات اللمس (Touch Screen) : تستقبل الأوامر بالضغط عليها بالأصبع أو بقلم خاص وتعرض في نفس الوقت البيانات  والخيارات.

-      وحدات التخزين الخارجية (External Units): تتميز بسعة تخزين كبيرة نسبياً وفى نفس الوقت يتم توصيلها خارجياً بالحاسب لتسهيل عملية نقل البيانات  من حاسب الى آخر، حيث يوجد منه ذات سعته التخزينية تترأوح ما بين 16 ميجابايت و 2 جيجابايت وسعره يزداد كلما زادت سعته التخزينية.  ومن مميزاته سهولة  التنقل به وسرعة التعامل معه عند توصيله بالجهاز، فقط يحتاج إلى وجود منفذ (USB) بوحدة نظام الحاسب، كما يحتاج إلى برنامج التشغيل الخاص به (Flash Disk Driver)  

-      البلوتوث Bluetooth":هوعبارة عن موجات راديو وبروتوكول اتصالات صمم لاستهلاك كميات قليلة من الطاقة يغطي البلوتووث مساحة جغرافية تمتد من المتر الواحد إلى المائة متر وذلك يعتمد على طبيعة الجهاز المرسل والمستقبل.

يمكن نظام البلوتووث الأجهزة الموجودة في إطار تغطية الموجات من الاتصال مع بعضها البعض هذه الأجهزة في الحقيقة تستخدم موجات الراديو للاتصال في ما بينها لذلك لا يشترط بوجود الأجهزة في صف واحد آو على خط واحد بل يمكن أن تكون الأجهزة موجودة في غرف مختلفة ولكن يجب أن تكون إشارة البلونووث قوية لتغطي هذه المساحة.

تطبيقات البلوتوث:

يستخدم البلوتوث في عدة تطبيقات مفيدة في حياتنا اليومية منها:

O      يوصل أجهزة الهاتف الخلوية مع الميكروفونات أو مع أدوات السيارة.

O      شبكة حاسوب صغيرة بين أجهزة الكمبيوتر الموجودة في مساحة جغرافية صغيرة.

O      وسيلة إدخال للحاسوب مثل الماوس آو الكيبورد حيث يتم الاستغناء عن الأسلاك.

O      وسيلة إخراج للحاسوب مثل الطابعات حيث يتم الاستغناء عن الأسلاك.

O      نقل الملفات والمعلومات بين الأجهزة عبر نظام نقل العناصر.

2. البرمجيات Soft Ware

وهي عباره عن مكونات غير ملموسة ولكن يتم التعامل معها عند تشغيل الجهاز، إذا عمل الحاسب يجرى طبقاً لمنطق نظمي، بمعنى أنه نظام مركب من جملة عناصر، وكأي نظام يستند إلى وجود مدخلات تزود بواسطة المستخدم عن طريق وحدات الادخال، ويقوم الحاسب بتنفيذ أوامر المستخدم لمعالجة هذه البيانات  وإعطاء نتائج وهو ما تتضمنه مرحلة العمليات ،وتظهر النتائج عبر وحدات الإخراج.عملية تنظيم هذه العملية وتصميم العمليات وخطواتها وارتباطها ببعضها تسمى البرمجة (programming).                                                                          

 ، وعليه فأن  Programmerأو البرامج (Software)أما ما ينتج عنه فهو البرمجيات البرامج أو البرمجيات تمثل القسم الفكرى أو البرمجى أو الرياضى للحاسوب وقوانين استخدامه وآليات الاستخدام . يمكن تقسيم البرمجيات إلى قسمين هما

 أ. برامج التشغيل :

وهى مجموعة البرامج والآليات التى تستخدم لتشغيل الجهاز وتهيئة لقبول وتنفيذ التعليمات الخاصة بأداء عمل محدد، والتعامل مع البرامج، كإدارة الملفات وحمايتها، ومساعدة المستخدم على الربط مع البرمجيات الآخرى.مثل نظام النوافذ Microsoft Windows.

ب. البرامج الجاهزة :

هى البرمجيات التى يتم تصميمها وأن تاجها من قبل المؤسسات أو الشركات التجارية أو الأفراد، لغرض الاستفادة منها حسب تخصصها أو الغرض منها، ومن ذلك البرمجيات التى تصمم فى المؤسسات أو المعامل الكبيرة لاطلاع المتعلمين عليها، وتدخل ضمن هذا النوع البرمجيات التعليمية التى تصمم وتنتج لأغراض تعليمية محددة لأغراض إثرائية أو منهجية محددة.

برمجيات الحاسب	أمثلة
نظم تشغيل (Operating System)	-         Windows
برامج تطبيقية جاهزة (Applications)	-         Ms Office -         (Word, Excel, PowerPoint, Access, Outlook and FrontPage)       Macromedia Programs (Flash, Adobe Photo Shop, 3d Max and Director) -         Anti Virus Programs (Norton, MacAfee)