اقرأ في هذا المقال
- أنواع أجهزة الكمبيوتر حسب الغرض منها
- ما هي أنظمة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة
- شرح أنظمة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة
حتى الآن كنا نركز على أنظمة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة التي نعرفها جميعًا، ومع ذلك، هناك فئات مختلفة من أنظمة الكمبيوتر التي تكون وظائفها محدودة بشكل أكبر والتي تهدف إلى التعامل مع مجالات حسابية محدودة، تعد أجهزة الكمبيوتر المضمنة أكثر أشكال أجهزة الكمبيوتر انتشارًا في الوجود، توجد هذه الأجهزة في كل مكان، من محركات السيارات وتصنيع الروبوتات إلى أجهزة الفيديو وأفران الميكروويف، تميل إلى القيام بمهام محددة للغاية، عادةً ما تكون الأنظمة التي يتم تشغيلها عليها بدائية، وبالتالي توفر أنظمة التشغيل ميزات محدودة.
أنواع أجهزة الكمبيوتر حسب الغرض منها
أجهزة كمبيوتر للأغراض العامة General-Purpose Computers
معظم أجهزة الكمبيوتر المستخدمة اليوم هي أجهزة كمبيوتر للأغراض العامة، تلك المصممة لمجموعة كبيرة ومتنوعة من وظائف المعالجة، ببساطة عن طريق استخدام جهاز كمبيوتر للأغراض العامة وبرامج مختلفة، يمكن إنجاز العديد من المهام، بما في ذلك الكتابة والتحرير “معالجة الكلمات”، أو معالجة الحقائق في قاعدة البيانات، أو تتبع مخزون التصنيع، أو إجراء الحسابات العلمية، أو حتى التحكم في نظام أمان المؤسسة، واستهلاك الكهرباء، ودرجة حرارة المبنى.
تمّ تصميم أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض العامة لأداء مجموعة متنوعة من الوظائف والعمليات، من المحتمل أن تستخدم هذا النوع من الكمبيوتر لقراءة هذه المقالة وأنا أستخدم جهاز كمبيوتر للأغراض العامة لكتابة هذه المقالة في بعض البرامج (MS Word)، يمكن لجهاز الكمبيوتر للأغراض العامة إجراء مجموعة متنوعة من العمليات لأنّه يمكنه تخزين وتنفيذ برامج مختلفة في وحدة التخزين الداخلية الخاصة به، لسوء الحظ، غالبًا ما يتم تحقيق هذه القدرة على حساب السرعة والكفاءة، ومع ذلك، في معظم الحالات، ستجد أنّ وجود هذه المرونة يجعل هذا الحل الوسط مقبولًا للغاية.
أجهزة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة Special-Purpose Computers
كما يوضح الاسم، تمّ تصميم الكمبيوتر ذي الأغراض الخاصة ليكون محددًا للمهمة وفي معظم الأوقات تكون وظيفته هي حل مشكلة واحدة معينة، تُعرف أيضًا باسم “أجهزة الكمبيوتر المخصصة”، لأنّها مخصصة لأداء مهمة واحدة مرارًا وتكرارًا، قد يكون مثل هذا النظام الحاسوبي مفيدًا في لعب ألعاب الفيديو الرسومية المكثفة، ونظام التحكم في إشارات المرور، ونظام الملاحة في الطائرة، والتنبؤ بالطقس، وإطلاق / تتبع الأقمار الصناعية، والتنقيب عن النفط، وفي صناعات السيارات، وحفظ الوقت في ساعة رقمية، أو روبوت هليكوبتر.
في حين أنّ جهاز الكمبيوتر ذي الأغراض الخاصة قد يحتوي على العديد من الميزات نفسها الموجودة في جهاز كمبيوتر للأغراض العامة، فإنّ قابلية تطبيقه على مشكلة معينة هي وظيفة تصميمه وليس على برنامج مخزن، التعليمات التي تتحكم فيه مدمجة مباشرة في الكمبيوتر، ممّا يجعل التشغيل أكثر كفاءة وفعّالية.
تؤدي وظيفة واحدة فقط وبالتالي تقلل من حجم الذاكرة المطلوبة وأيضًا مقدار المعلومات التي يمكن إدخالها فيها، نظرًا لأنّ أجهزة الكمبيوتر هذه يجب أن تؤدي مهمة واحدة فقط، فهي سريعة في المعالجة، ومع ذلك، فإنّ عيب هذا النوع هو افتقار الكمبيوتر إلى تعددية الاستخدامات، أي لا يمكن استخدامه لأداء عمليات أخرى.
ما هي أنظمة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة
هناك فئات مختلفة من أنظمة الكمبيوتر تعتمد على سرعتها الحاسوبية واستخدامها وأجهزتها، فيما يلي بعض أنظمة الأغراض الخاصة وفقًا لتطبيقات محددة، وهي تستخدم:
- أنظمة الوسائط المتعددة والأنظمة المضمنة في الوقت الحقيقي (Real-time embedded systems Multimedia systems).
- أنظمة الوسائط المتعددة (Multimedia systems).
- الأنظمة اليدوية والمحمولة (Hand held and portable systems).
شرح أنظمة الكمبيوتر ذات الأغراض الخاصة
أنظمة الوسائط المتعددة والأنظمة المضمنة في الوقت الحقيقي
الأنظمة المضمنة هي أجهزة كمبيوتر صغيرة بها مجموعة محدودة من الأجهزة مثل معالج صغير قادر على معالجة مجموعة محدودة من التعليمات، “تسمّى غالبًا بالدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيق (ASIC) والذاكرة الصغيرة (RAM) أو (EPROM) وأجهزة الإدخال / الإخراج (I/O devices)، وعادةً ما تقوم الأنظمة بمهام محددة، ومن الأمثلة على ذلك أفران الميكروويف والروبوتات في وحدة التصنيع وأحدث محركات السيارات وما إلى ذلك.
توجد مجموعة متنوعة من الأنظمة المضمنة، بعضها عبارة عن أجهزة كمبيوتر ذات أنظمة تشغيل قياسية، وبعضها يحتوي على برامج مخصصة مضمنة في ذاكرتها المحدودة، وغالبًا ما لا يمتلك البعض أي برامج أو أجهزة (ASIC) للقيام بالمعالجة، تستخدم جميع الأنظمة المضمنة تقريبًا نظام تشغيل في الوقت الفعلي لأنّها تُستخدم كأجهزة تحكم ولها متطلبات زمنية صارمة.
تُستخدم المستشعرات لإدخال البيانات مثل درجة الحرارة وضغط الهواء وما إلى ذلك، من البيئة إلى النظام المضمن حيث يتم تحليل هذه البيانات ويتم تعديل العديد من عناصر التحكم الأخرى بواسطة النظام المضمن نفسه للتحكم في حالة النظام، أمثلة قليلة على ذلك، هي أجهزة التحكم في الأجهزة المنزلية، وأجهزة التحكم في الأسلحة، وأجهزة التحكم في درجة حرارة الغلاية، ونظام حقن الوقود في محركات السيارات، وما إلى ذلك، يحتاج نظام الوقت الفعلي إلى أن تتم المعالجة في قيود زمنية محددة.
أنظمة الوسائط المتعددة Multimedia systems
تشير الوسائط المتعددة إلى بيانات من أنواع متعددة تتضمن الصوت والفيديو بما في ذلك البيانات التقليدية مثل الملفات النصية ووثائق معالجة الكلمات وجداول البيانات وما إلى ذلك، وتتطلب معالجة بيانات الصوت والفيديو بناءً على قيود زمنية معينة، هذا يسمّى “التدفق” ()، عادةً ما يكون (30) إطارًا في الثانية (30 frames per second) لملف فيديو.
تطبيقات مثل مؤتمرات الفيديو والأفلام والمقاطع التي يتم تنزيلها عبر الإنترنت وتشغيل ملفات (mp3 وDVD وVCD) والتسجيل، هي أمثلة على تطبيقات الوسائط المتعددة المختلفة، عادة ما يكون تطبيق الوسائط المتعددة مزيجًا من الصوت والفيديو، لا تقتصر الوسائط المتعددة على نظام تشغيل سطح المكتب أو أجهزة الكمبيوتر ولكنّها أصبحت أيضًا شائعة في الأجهزة المحمولة باليد.
الأنظمة اليدوية والمحمولة Hand held and portable systems
تشير الأنظمة المحمولة باليد إلى الأجهزة المحمولة الصغيرة التي يمكن حملها وقادرة على أداء عمليات التشغيل العادية، عادةً ما يتم تشغيلها بالبطارية، تشمل الأمثلة المساعدين الرقميين الشخصيين (PDA)، والهواتف المحمولة، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة كمبيوتر الجيب وما إلى ذلك نظرًا لأنّها أجهزة محمولة، فإنّ أوزانها وأحجامها لها قيود معينة نتيجةً لذلك فهي مجهزة بذاكرة صغيرة ومعالجات بطيئة وشاشة صغيرة الشاشات، وغيرها.
سعة الذاكرة الفعلية أقل من (512) كيلوبايت إلى (128) ميجابايت، وبالتالي يجب أن تدير أنظمة تشغيل هذه الأجهزة الذاكرة بكفاءة، نظرًا لأنّ المعالجات تكون أبطأ بسبب مشاكل في البطارية، فلا ينبغي أن يثقل نظام التشغيل.
