مقدمة الكتاب
(Preface)
إن هذا الكتاب يتناول ثلاثة مواضيع مترابطة تكاد أن تكون موضوعاً واحداً وهي: تنظيم الحاسوب (Organization) ومعمارية الحاسوب (Architecture) وأيضاً تصميمه (Design). وهذه هي المواضيع الأساسية التي تنضوي تحت عنوان معدات الحاسوب (Computer Hardware)، ويمكن تعريف كل منها كما يلي:
• تصميم الحاسوب: وهو يتعلق بتطوير وحدات الحاسوب البنائية من صمامات مفرغة ثم ترانزستورات، ثم تجميع الترانزستورات على الدارات أو الدوائر التكاملية (Integrated circuits: IC) والتي منها الصغيرة (Small Scale Integration: SSI) مثل البوابات المنطقية والنطاطات، والمتوسطة (Mediom: MSI) مثل الجامع والطارح والعدادات والمسجلات، والكبيرة (Large :LSI) والكبيرة جداً (Very Large: VLSI) مثل الذاكرة والمعالج المايكروي.
• تنظيم الحاسوب: والذي يتعلق بطريقة ربط وحدات الحاسوب المختلفة لتكوين نظام الحاسوب.
• معمارية الحاسوب: وهو يتعلق بتركيب وسلوك أجزاء نظام الحاسوب الرئيسية وهي الذاكرة والمعالج ووحدات الإدخال والإخراج وكيف يتم التفاعل بين هذه الوحدات من أجل المعالجة وتلبية حاجات مستخدم الجهاز.
فهذا الكتاب يُزودنا بمعلومات أساسية ومعرفة ضرورية لفهم تركيب وعمل معدات الحاسوب، ولقد حاولت جاهداً التدرج في طرح المعلومات من الأسهل إلى الأصعب بحيث لا يحتاج القارئ للرجوع إلى مراجع أخرى كمتطلب لفهم هذا الكتاب. فهو يبدأ بأساسيات تصميم منطق الحاسوب (من الوحدة الأولى إلى الرابعة)، ثم شرح لغة التجميع (Assembly Language) الخاصة بعائلة المعالجة 8086 والتي لها الدور الكبير في فهم تنظيم ومعمارية الحاسوب، حيث أنها تخاطب معدات الحاسوب بشكل مباشر (من الوحدة الخامسة إلى الثامنة)، ومن ثم دراسة معمارية وتنظيم الحاسوب بشكل عام بما يعطي نموذجاً وأساساً للحواسيب المختلفة (من الوحدة التاسعة إلى الحادية عشر).
ونستعرض فيما يلي الوصف المختصر لمحتويات كل وحدة في هذا الكتاب.
الوحدة الأولى:تتحدث عن تعريف الكمبيوتر الرقمي، تركيبه المادي، أنظمة العدد والتحويلات، والمكملات. وهذا بمثابة مقدمة للجبر البولي والبوابات المنطقية.
الوحدة الثانية: تستعرض البوابات المنطقية، الجبر البولي، الدوال المنطقية واختصارها بواسطة قوانين الجبر البولي تارةً وبواسطة خارطة كارنوف تارةً أخرى، وأيضاً تمثيل هذه الدوال بالدوائر المنطقية. وهذا ما يعتبر أساساً للدوائر التجميعية والتتابعية.
الوحدة الثالثة: تتناول بعض أمثلة الدوائر التجميعية مثل دوائر الجمع والطرح، دائرتا فك الشيفرة والمشفر، ودائرتا الاختيار وعكس الاختيار. وغالباً ما تدخل هذه الدوائر في تركيب وحدة الحساب والمنطق.
الوحدة الرابعة: حيث تتناول بعض أنواع المراجيح التي تدخل في تركيب العدادات والمسجلات وهي ما تعرف بالدوائر التتابعية.
الوحدة الخامسة: تعطي مقدمة عن لغة التجميع الخاصة بعائلة المعالجات 8086، كما تشرح مقاطع الذاكرة وعنونتها، وأنواع المسجلات في الكمبيوتر الشخصي.
الوحدة السادسة: تغطي التعليمات الأساسية في لغة التجميع، بعض القواعد البرمجية الهامة، وأيضاً بعض الأمثلة البرمجية.
الوحدة السابعة: تستعرض بعض تعليمات القفز، تعليمات الوصول إلى الذاكرة، وبعض الأمثلة البرمجية.
الوحدة الثامنة: تتناول جمل التعريف في قسم البيانات، بعض عمليات المقاطعة، المكدّس والبرامج الفرعية، وبعض التطبيقات البرمجية.
الوحدة التاسعة: تقدم لغة رمزية لوصف العمليات التي تحدث في داخل الحاسوب. كما تشرح كيفية بناء ناقل المعلومات، وبناء وحدة الحساب والمنطق والإزاحة. وهذا يخص تصميم ومعمارية الحاسوب بشكل عام.
الوحدة العاشرة: تشرح التعليمة بلغة الكمبيوتر، تنظيم معالجة البرنامج المخزن، دورة التعليمة، وحدة التحكم، وهيكلية الإدخال والإخراج. وهذا يخص تصميم وتنظيم الكمبيوتر الأساسي (البسيط).
الوحدة الحادية عشر: تبين كيفية التحكم بالمسجلات والذاكرة، التحكم بالمرجاح المنفرد، التحكم بخطوط الاختيار لناقل المعلومات، والتحكم بوحدة الحساب والمنطق.
هذا وتحتوي كل وحدة في نهايتها على أسئلة وتمارين لقياس مدى الاستيعاب والفهم لدى القارئ أو الدارس لهذا الكتاب.
وسيكون هذا الكتاب بعون الله مفيداً للطلبة الجامعيين والمدرسين والمتخصصين في مجالات الحاسوب المختلفة وأخص منها علم الحاسوب وهندسة الحاسوب ونظم المعلومات الحاسوبية.
وإنه لمن دواعي سروري أن أتلقى من القارئ لهذا الكتاب أية ملاحظات تتعلق بالناحية العلمية أو التنظيمية أو غير ذلك، مما يعود علينا جميعاً بالخير والفائدة، سائلاً العلي القدير أن نكون قد ساهمنا ولو بالنذر القليل في إغناء مكتبتنا ولغتنا العربية ببعض العلوم التقنية الحديثة.
