شرح أجهزة الإدخال والإخراج في الحاسوب
أجهزة الإدخال والإخراج Input & Output Devices
تعد وحدات الإدخال والإخراج حلقة وصل بين
العالم الخارجي ومكونات الحاسوب الداخلية ويُمكّن نظام التشغيل، الحاسوب، من
استعمال أجهزة الإدخال والإخراج بشكل فعال ومتكامل بما يتناسب مع حاجة المستخدم.
ما هي أقسام أجهزة الإدخال والإخراج؟
نستطيع
تقسيم أجهزة الإدخال والإخراج إلى ثلاثة أقسام رئيسية وهي على النحو التالي:
1- وحدات إدخال Input Units
يمكن لجهاز الإدخال إرسال البيانات إلى جهاز
الحاسوب، لكن لا يمكنه استلام البيانات من ذلك الجهاز. وتتضمن أمثلة أجهزة الإدخال
ما يلي:
أ- لوحة المفاتيح والماوس Mouse & Keyboard
يقبل كل من الكيبورد والماوس الإدخال من المستخدم
ويرسل تلك البيانات إلى الكمبيوتر. لا يمكنهم قبول أو إعادة إنتاج المعلومات (الإخراج)
من الكمبيوتر.
ب- المايكروفون Microphone
يستقبل الصوت الناتج عن مصدر إدخال، ويرسل هذا
الصوت إلى الكمبيوتر ليتم معالجته من تخزين وتعديل ونقل وغيره.
ج- كاميرا الويب (أو كاميرا الانترنت) Webcam
تستقبل كاميرا الويب أو الانترنت الصور التي
تم التقاطها أي (عملية الإدخال) وترسل تلك الصور إلى جهاز الكمبيوتر.
2- وحدات إخراج Output Units
يمكن لجهاز الإخراج تلقي البيانات من جهاز الحاسوب،
لكنه لا يمكنه إرسال البيانات إلى ذلك الحاسوب. تتضمن أمثلة أجهزة الإخراج ما يلي:
أ- الشاشة Screen
تستقبل البيانات من جهاز كمبيوتر (مخرجات) وتعرض
تلك المعلومات كنصوص وصور على الشاشة ليتمكن المستخدم من رؤيتها. لا يمكن قبول البيانات
من مستخدم وإرسال تلك البيانات إلى جهاز آخر عن طرق تلك الشاشة.
ب- جهاز الإسقاط العمودي أو البروجكتور Projector
يستقبل البيانات من جهاز كمبيوتر كأداة إخراج
ويعرضها، أو يعرض مشاريع، كنص وصور وفيديو ورسوم متحركة على سطح مسطح، مثل الجدار أو
الشاشة. ولا يمكن قبول البيانات من المستخدم وإرسالها إلى الحاسوب بواسطته.
ج- مكبرات الصوت Loud Speakers
تستقبل مكبرات الصوت إشارات الصوت
الكهربائية الضعيفة من جهاز الحاسوب عن طريق منافذ الصوت وتكبيرها أو تضخيمها ليتمكن
المستخدمون من سماعها بوضوح. حيث لا يمكن لمكبر الصوت استقبال الصوت الناتج عن المستخدمين
وإرساله إلى جهاز الكمبيوتر.
د- الطابعة Printer
تستقبل البيانات من جهاز الكمبيوتر وتعرض تلك
المعلومات مطبوعة على الأوراق من نصوص وصور ليتمكن المستخدم من مشاهدتها والتفاعل
معها.
3- وحدات إدخال وإخراج معاً Input & Output Units
بعض الأجهزة تمتلك خاصية استقبال وارسال البيانات
من المستخدمين، أو جهاز الحاسوب في نفس الوقت. الأمر الذي يصنف تلك الأجهزة على
أنها وحدات ادخال وإخراج. وتتضمن أمثلة أجهزة الإدخال / الإخراج ما يلي:
أ- محرك CD-RW ومحرك DVD-RW
تلقي البيانات من جهاز الحاسوب (إخراج)، لنسخها
على قرص مضغوط أو قرص DVD قابل للكتابة. أيضاً، يرسل
محرك الأقراص البيانات الموجودة على قرص مضغوط أو قرص DVD (إدخال) إلى جهاز الكمبيوتر.
ب- محرك أقراص فلاش USB
يستقبل ويحفظ البيانات من جهاز الإدخال. أيضاً،
يرسل محرك الأقراص البيانات من جهاز الكمبيوتر الى ذلك الجهاز (أي الإخراج).
ج- شاشة اللمس Touching Device
تستطيع
شاشة اللمس أن ترسل البيانات وتستقبلها بناءً على المنطقة المستخدمة في تلك الشاشة
والمقسمة لتحدد الوظيفة المطلوبة بحسب المحتوى. تتواجد شاشات اللمس في الأجهزة
التي ليست بحاجة الى أجهزة ادخال كالكيبورد والماوس. من الأمثلة على شاشات اللمس
أجهزة الهواتف الذكية كالأيفون والأيباد وأجهزة اللوح الذكي وغيرها العديد من
الأجهزة.
ما هو الفرق بين جهاز الإدخال والإخراج في الحاسوب؟
يرسل جهاز
الإدخال البيانات والمعلومات إلى نظام الكمبيوتر للمعالجة. بينما تقوم أجهزة
الإخراج بإخراج وعرض تلك البيانات التي تمت معالجتها.
ومن هنا
نلاحظ أن دور أجهزة الإدخال هي فقط ارسال البيانات من خارج الحاسوب الى داخله.
بينما يقتصر دور أجهزة الإخراج على استقبال المعلومات، أو بالأحرى البيانات التي
تم معالجته وعرضه خارج نظام الحاسوب.
معظم الأجهزة
المرتبطة بالحاسوب هي أجهزة إدخال أو أجهزة إخراج فقط، حيث لا يمكنها قبول سوى إدخال
البيانات من قِبَلِ المستخدم الى جهاز الكمبيوتر أو إخراج البيانات المعالجة التي تم
إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر ومعالجه. ومع ذلك، يمكن تصنيف بعض من أجهزة الحاسوب على
أنها أجهزة إدخال وإخراج معاً وفي آنٍ واحدٍ (أجهزة إدخال / إخراج).
على سبيل المثال،
كما ترى في الشكل الذي في الأسفل، يرسل جهاز الإدخال وهو لوحة المفاتيح، إشارات كهربائية،
يتم تلقيها بواسطة الكمبيوتر كمدخلات. يتم تفسير هذه الإشارات بواسطة الكمبيوتر وعرضها
على الشاشة كنص أو رمز أو حتى صور، والتي بدورها سيتم طباعتها على قطعة من الورق
باستخدام جهاز الإخراج وهو الطابعة.
طريقة توصيل أجهزة الإدخال والإخراج بالحاسوب
توصل
أجهزة الإدخال والإخراج بالحاسوب باستعمال أجهزة وسيطة تسمى متحكم الإدخال
والإخراج كما في الشكل التالي:
أمثلة على متحكمات الإدخال والإخراج
من الأمثلة على متحكمات الإدخال والإخراج
بطاقات (كرتات) الشاشة وهو حلقة وصل بين الشاشة والمعالج المركزي. هناك متحكمات
إدخال وإخراج تكون مدمجة داخل الحاسوب مثل متحكم الإدخال والإخراج الخاص بلوحة
المفاتيح والفأرة وقد تجد في الحواسيب الحالية متحكمات الإدخال والإخراج مدمجة
داخليا في الحاسوب.
ما هي مهام متحكمات الإدخال والإخراج؟
هنالك
ثلاثة مهام رئيسية لمتحكم الادخال والإخراج وهي على النحو التالي:
1- التحكم بالجهاز الخارجي
2- تخزين البيانات الخاصة
بالجهاز الخارجي بشكل مؤقت
3- نقل البيانات بين
المعالج المركزي والجهاز الخارجي
عملية تبادل البيانات بين المعالج المركزي والجهاز الخارجي
تتم عملية وآلية نقل البيانات بين المعالج
المركزي وأي جهاز خارجي بعدة خطوات هي:
1- يفحص المعالج المركزي حالة متحكم
الإدخال والإخراج الخاص بذلك الجهاز.
2- يرجع متحكم الإدخال
والإخراج حالته للمعالج المركزي.
3- يطلب المعالج المركزي
عملية نقل البيانات في حالة جاهزيته.
4- يأخذ متحكم وحدة
الإدخال والإخراج البيانات من الجهاز أو يرسلها.
ما هي مميزات وخصائص متحكم الإدخال والإخراج؟
ويتميز متحكم الإدخال والإخراج
بما يأتي:
أ- يقلل الضغط على المعالج المركزي لكي
يقوم بأعمال أكثر أهمية من نقل البيانات بما يحسن أداء الحاسوب.
ب- القدرة على استعمال أجهزة متنوعة من
حيث:
1-
السرعة حيث أن الأجهزة الخارجية تكون عادة أبطأ من المعالج المركزي والاكرة
الرئيسية.
2-
آلية نقل البيانات (متوالية أو متوازية).
3-
خيارات استقبال البيانات أو ارسالها في المرة الواحدة (8 بت أو 16 بت أو 32 بت
...).
والشكل التالي يوضح
آلية نقل البيانات بطريقة التوالي Series
والتوازي Parallel
