البدايات النظرية للإعلام الآلي

عالم الإعلام الآلي يرتبط ارتباطا وثيقا بالحساب والمنطق خاصة في بداياته إذ تعتبر الحسابات الرياضية والعمليات المنطقية العوامل الأولى المؤسسة لنظام الإعلام الآلي.
بداية لنلقي نظرة على ما يسمى نظام التعداد العشري وهو النظام الحسابي المعمول به في كل أنحاء العالم.ويشتمل على 10 رموز {,2,1,0, .....,9} تمثل الأعداد من صفر إلى تسعة على التوالي .وكل كتابة لكل الأعداد التي هي أكبر من تسعة هي عبارة عن تركيب رقمي باستعمال الرموز العشرة مثلا: الرقم 23 هو تركيب للرقم 3 و الرقم 2 .
(^ الأس)
أكبر عدد يمكن تمثيله بواسطة رقمين مثلا هو( 10^2 -1) =100-1=99 بحيث:
10: هو الأساس.
2: تمثل مرتبتين أو رقمين.
1 : مرتبة الصفر.
عدد الأعداد التي يمكن تمثيلها برقمين هو 10^2 (من 0 إلى 99 ).
يمكن ملاحظة شيء في أنظمة التعداد ,أنه يمكن التحصل على الأرقام المكونة العدد بواسطة بواقي القسمة الإقليدية الطبيعية على أساس النظام (إلى حاصل القسمة المعدوم).
مثلا :للتحصل على أرقام العدد 112 :


شكل التعداد العشري قاعدة لظهور ما يسمى التعداد الثنائي الذي يحتوي فقط على رمزين {0,1} وهو يتبع نفس قواعد التعداد العشري بحيث يعطي أرقام الأعداد بواسطة القسمة الاقليدية.
مثلا: العدد 19 .


إليكم قائمة للأعداد من 0 الى 20 في التعداد الثنائي:
0 0
1 1
2 10
3 11
4 100
5 101
6 110
7 111
8 1000
9 1001
10 1010
11 1011
12 1100
13 1101
14 1110
15 1111
16 10000
17 10001
18 10010
19 10011
20 10100
أكبر عدد يمكن تمثيله بواسطة 4 أرقام (منازل) مثلا هو ( 2^4 )-1=15 أي 1111 .
عدد الأعداد التي يمكن تمثيلها ب 4 منازل هو 2^4 = 16.
Binary digit) byte أو bitيرمز لكل منزلة من منازل الأرقام في التعداد الثنائي ب
ومنه نقوم بالتحويلات التالية:
1octet = 8 bit
1ko (kilo octet) =2 ^10 o
1Mo (Méga octet)=2^20 o
1Go (Giga octet)=2^30 o
1To (Téra octet)=2^40 o

في المنطق اقترنت قيم القضايا ب 0 للخطأ و 1 للصواب فإذا وضعنا 0 و 1 هذا يساوي 0 لأن قضية ما لا يمكن أن تكون خاطئة وصحيحة في نفس الوقت (بوصل ) إذن فالقضية خاطئة.
وهو الذي مهد لظهور نظام الإعلام الآلي Algèbre de Boole وفي هذا المجال ظهر ما يسمى منطق أو جبر بول
لأنه من الجهة العملية وتحديدا في الدارات الكهربائية المصغرة التي هي من أهم الأجزاء الأساسية المكونة للحاسوب و الآلات الحاسبة يمكن اعتبار حالتين :
*حالة وجود إشارة كهربائية
* حالة غياب إشارة كهربائية ( في الحقيقة هي إشارة خفيفة)
وهو ما يوافق 1,0 على التوالي.
لهذا فان كل أنواع المعلومات سواء كانت أعداد أو حروف أو تعليمات تترجم إلى سلسلة من 0 و1 وتسمى لغة الآلة
Langage machine
وكل أنواع لغات البرمجة والبرامج المتطورة تقوم بعملية ترجمة وتحويل لتعليماتها إلى لغة الآلة.

في الحقيقة إن مجال الإعلام الآلي شاسع شساعة هذا الكون وكلما أبحرت فيه وتعمقت أدركت أنك لا تعرف منه سوى القليل ,ولأنه مجال ينمو ويتطور بوتيرة سريعة جدا تجد نفسك دائما أمام بحث ودراسة متجددة ولا يمكن التوقف عن تلقي المعرفة.
إن المعلومات السابقة تعتبر القاعدة الأساسية لعمل أنظمة الإعلام الآلي والتي تعتمد على كيفية تمثيل و معالجة المعلومات آليا ولكن فوق هذا تصبح الأمور أكثر تعقيدا ويتطلب الأمر دراية ببعض المفاهيم الأساسية.
لذلك سأحاول إعطاء بعض المعلومات المكملة للموضوع.
تحدثت من قبل عن نظام التعداد الثنائي ,هناك أيضا نوعان من أنظمة التعداد المستعملة وهي : النظام الثماني octale
ويشتمل على 8 رموز من 0 الى 7 و التعداد بالقاعدة 16 Hexadécimale بمجموعة رموز هي:
.{F , E, D, C, B , A,9, 8, 7, 6, 5, 4 ,3, 2, 1, 0} حيث
A=10,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15
و بنفس الطريقة يمكن الحصول على أرقام عدد ما بواسطة بواقي القسمة على 16 مثلا: العدد 175 يكتب في القاعدة 16 :AF

وقد صيغ هذا النظام لأنه ملائم لتمثيل الأعداد الكبيرة, فإذا لاحظنا مثلا العدد 175 يمثل بثلاثة أرقام في النظام العشري بينما يمثل برقمين فقط في القاعدة 16, وهي طريقة لتوفير مساحة التخزين.
وهناك عمليات خاصة بالتحويلات من قاعدة إلى قاعدة أخرى مثل:

موضوع في القمة عزيزتي عزيزة ...فعلا عالم الاعلام الالي عالم فسيح شساعة هذا الكون ...أعجبني كثيرا أسلوبك الذي تكتبين به ...بارك الله فيك

سلام الاخت عزيزة
و الله موضوع في قمة الروعة مشكورة جدا على الشرح الوافي و لكن غير الكافي ، غير كاف لانك فتحت الشهية حتى ننهل المزيد من المعلومات و التي نجحت في تبسيطها لنا بشكل جميل.
غير انه لي ملاحظة و احدة فقط

عزيزة كتب:
وقد صيغ هذا النظام لأنه ملائم لتمثيل الأعداد الكبيرة, فإذا لاحظنا مثلا العدد 175 يمثل بثلاثة أرقام في النظام العشري بينما يمثل برقمين فقط في القاعدة 16, وهي طريقة لتوفير مساحة التخزين.

صحيح ان النظام الست عشري ملائم لتمثيل الاعداد الكبيرة لكنه لا يساهم في توفير مساحة التخزين ببساطة لانه لا يمكننا التخزين باستعمال هذا النظام. و لا يستعمل في الانظمة الالكترونية جميعها سوى النظام الثنائي
و السر الكامن من وراء اختيار النظام الثنائي بدل الست العشري أو الثماني يكمن في أن الوسائط الالكترونية المستعملة في التخزين تعتمد على خواص فيزيائية لحالات المادة و هي محددة و حتى اكون اكثر دقة اتكلم عن حالة الاستقطاب لهذه العناصر
و معلوم انه اما يكون استقطاب موجب او سالب
يعني حالتين و من هنا جاءت الفكرة في استغلال هذه الخواص الفيزيائية للمادة لامكانية من اجل تجسيد فكرة ترجمة هذه الخصائص الى وسائط لتخزين المعلومات اولا بحيث
الاستقطاب السالب هو 0 و نحققه من الناحية الالكترونية بفروق الكمون حوالي 3 قولط
الاستقطاب الموجب هو 1 و نحققه من الناحية الالكترونية بفروق الكمون حوالي 5 قولط
قد تزيد او تنقص .
يعني انه كان للمادة 16 تغيرا في الحالة الفيزيائية لامكننا استعمال النظام الست عشري اي رقم لكل حالة.
و لكم ان تتصوروا لو كان للمادة 28 حالة فيزيائية لامكننا تخصيص حرف للغة الضاد لكل حالة و لصار بامكاننا محادثة الكمبيوتر بدل الكتابة على لوحة المفاتيح
و لظهر جيل جديد من الحواسب من يدري بمواصفات خرافية -- ابتسامة عريضة --
حسنا قد يتساءل الان البعض منكم عن الجدوى بالتعامل بالنظام 16 أقول لكم ببساطة
صحصح انه لا يفيد في التقليص من حجم التخزين و لكنه ينفع في حالات اخرى خصوصا اذا اردنا مثلا تمثيل الملف اذ انه يقلص لنا التعامل مع الارقام
حيث انه بدل ان نمثل الاتي :
1000111010101110010011110
نمثله بالاتي :
11d5c9e
طبعا لم نربح مساحة قي التخزين لان الملف يخزن دائما هكذا 1000111010101110010011110 و لكن يمكن الاستفادة من هذه التحويلات الرياضية مثلا عند تمثيله بغرض تبسيطه أكثر.
و حتى اختم حديثي هناك الان محاولات عدة من اجل كسر المفهوم الحالي للتخزين القائم على النظام الثنائي حيث تمكنت دراسات حديثة بالتاكيد على انه يمكن استخدام خواص قيزيائية لمواد معينة تكون لها اكثر من حالة فيزيائية
و اتكلم هنا عن استقطاب البلورات مع دمجها بمنطق رياضي la logique flou
ملاحظة : نظام العد الثنائي مرتبط بــ la loqiue booleen نسبة الى العالم bool
وممكن للاخ بكير التدخل هنا و اتمام االموضوع لانني سمعته ذات مرة يتكلم عن الموضوع و يمكن للجميع مطالعة المقال باحدى مجلات science et vie من مكتبة الجمعية (مجلد ملخص لــ 10 سنوات للمجلة)
يتحدث فيه عن هذا الامر.
أرجو ان اكون قد افدت و تكون الفكرة قد و صلت
شكرا عزيزة مرة اخرى و في انتظار المزيد منك، في انتظار تجاوب الاعضاء سلامي

السلام عليكم مشكور زميلي على الإضافات المفيدة
في الحقيقة كنت أنوي وضع تكملة للموضوع بما أنه لاقى تجاوبا من البعض ,لكن وجدت أن الأمور أصبحت أكثر تعقيدا وتحتاج الى شرح مطول والتطرق الى مواضيع أخرى مرتبطة بمجال الاعلام الآلي

ومع ذلك وبما أنك تحدثت عن منطق bool فسأحاول أن
أضع شرحا بسيطا حول هذا الموضوع
فقط أريد أن أوضح أنه بالنسبة للتعداد بالقاعدة 16 لم أقصد ربح المساحة الفيزيائية بالضبط بل المنطقية إذا صح التعبير لأنه وفي المستوى الأدنى للآلة لايمكن التمثيل الا بحالتين كما ذكرت وجود وغياب اشارة كهربائية
(اشارة خفيفة)
والذي يتوافق مع التمثيل الثنائي ربما لم أحسن التعبير لأني أردت تبسيط الأمور بشكل يمكن فيه للجميع الفهم والاستفادة من المعلومات
على كل شكرا على المداخلة , ننتظر منك مساهمات أخرى
تحياتي

سلام
شكرا للأخت على الموضوع القيم وإنشاء الله سنتطرق للبرمجة في المواضيع القادمة

علم نظم العد هو من العلوم الأساسية و المطلوبية في علوم البرمجة و علوم الحاسب. فالحواسيب كآلة إلكترونية فهو يعمل بالكهرباء وكل تمثيل للبيانات في داخله ما هي إلا صورة لجهود كهربائية تتأرجح ما بين الجهد الأعلى وجهد أدنى, أو ما تسمى بالجهود المنطقية لأنها يعبر عنها ب true او false, أو ب 0 و 1.
لو قمنا بعملية جراحية للحاسب لوصلنا أنه مجموعة هائلة من الأسلاك والروابط الكهربائية. كل سلك يمر به جهد كهربائي, إما الجهد الأعلى, أو جهد أدنى. فكل سلك هو حامل لمعلومة وهي ترمز إما صفر و إما واحد حسب قيمة الجهد المار بالسلك . فكل سلك حامل لمعلومة يطلق عليه إسم BIT. ومجموعة من البتات ( أو أسلاك كهربائية (تعميما)) ستكون هي أول نظام عد يستطيع الحاسب العمل به ( وهو النظام الوحيد): نظام العد بالرقمين الصفر و الواحد , لا مكان ل 2 أو 3 او 4 ...., فقط 0 و 1.
ما يصطلح عليه أيضا ب نظام العد البيناري Binarry system. فما هو هذا العلم وما هو هذا العد و ما أصله؟. من المنظور الرياضي :

النظام العددي المعمول بعه عادة هو نظام العد العشري Decimal System وسمي ب العشري لأنه يستخدم عشرة رموز لكتابة أي عدد صحيح و هي : 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9. فكل عدد في هذا النظام لا يستخدم إلا هذه الرموز فقط..
ملا حظة أخرى في هذا النظام أن طريقة كتابة عدد يتكون من عدة رموز-أرقام, تكون على أساس أن كل رقم له رتبة يجب إحترامها: مثلا العدد 123 لا يمكن كتابة ترتيب أرقامه على شكل آخر ك 132 او 231.
هذا لأن 1 يمثل عدد المئات و2 تمثل عدد العشرات و 3 تمثل عدد الوحدات في العدد 123
أي يمكن كتابة العدد 123 على شكل قوى للعدد عشرة:
123= 3 * 10^0 + 2 * 10^2 + 1* 10^3
العدد 10 يسمى قاعدة العد the base في النظام العشري.
جيد, لنفترض أن الإنسان خلقه الله ب أصبع واحدة في كل يد عوض عشرة أصابع!! كيف سيكون نظام العد؟
سيستعمل رمزين فقط للتعبير على كل الأعداد و سيبدأ العد هكذا:
0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111...
عوض أن يكتب في النظام العادي ( نظام العشرة أصابع):
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 13 14 15 ..
هذا النظام الذي يعتمد على رمزين فقط يسما ببساطة نظام العد الثنائي لأنه يستخدم رقمين هما الصفر و الواحد..
لاحظ أن هذا النظام الثنائي له قاعدة كما في النظام العشري و هي 2.
فيمكنك مثلا كتابة:
1110b = 0 * 2^0 + 1*2^1+ 1*2^2+ 1*2^3= 14d
فالعدد 1110 في النظام العد الثنائي يكتب 14 في نظام العد العشري.
الحاسب هي آلة إلكترونية تعمل بالكهرباء التي تمر في أسلاكها كما ذكرت أعلاه, فهو لا يعرف ما ذا تعني الأعداد أو السلاسل المحرفية أو الملفات ...
فهو يعتمد فقط على الكهرباء للتعامل مع البيانات. لهذا فإن أبسط طريقة له في العد هو: هل يوجد جهد كهربائي في سلك أم لا يوجد؟
إن وجد فإنه يعتبره كأنه 1 , إن كان الجهد منعدم فهو صفر.
لكن سلك واحد لا يكفي للتعامل مع الكم الهائل للبيانات , لهذا فإنه يقوم برص عدد من الأسلاك (bits) واحدة جنب الأخرى ,مرتبة لكي يتعامل معها كأنها أرقام ضخمة.كل سلك يرمز لخانة من خانات وزن 2, او بتعبير آخر سلك الأول لخانة الوحدات , والثاني للعشرات ( العشرات بالمفهوم العام لنظم العد), والثالث للمئات والرابع لعشرات المئات ....
فسلك واحد يكفي لتخزين رقمين فقط: 1 أو 0
لكن سلكين يمكن أن يكتب فيها عدد ك : 00, 01, 10, 11
أربعة أسلاك : من 0000 إلى 1111.
و هكذا..
كل سلك يمكنه تخزين رقم من قوى العدد 2 ويسمى بالبت Bit = Binarry Digit.
فالحاسب( المعالج Processor) يحتوي على خانات من 8 Bits وتسمى ب البايت Byte. ومن خانات 16Bits و تسمى ب Word. و من خانات 32Bits و تسمى ب DoubleWord.

ارجو أن أكون قد بسطت الأمر على كل مبتدئ يسأل على نظام العد الثنائي. لأنه أساس كل فهم لنظم العد المعتمدة في الحواسيب.
هناك نظام عد آخر وهو نظام له أهمية كبيرة جدا في البرمجة المنخفظة المستوى عند التعامل مع المعالجات و هو نظام العد الستعشري Hexadecimal system.
و أهميته تكمن في تبسيط كتابة الأعداد الثنائية لأنه نظام يعتمد على قاعدة العد 16 , و16 هي مضاعهف من مضاعفات 2 : 16= 2^4 ورموزه الستة عشر هي: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f.
أضيفة الرموز الست الأخيرة: A B C D E F لتكملة الرموز الستة عشر. أهمية هذا النظام أنه يبسط كثيرا تمثيل الأرقام المكتوبة بنظام العد BINARY. لأن كل 4 BITS يمكن كتابتها برمز واحد فقط من رموز العد HEX.

في المثال رقم ممثل بنظامي العد البيناري ونظام العد الستعشري.
الواضح في المثال هو ميزة نظام العد الثنائي في تبسيط الكتابة لأرقام العد البيناري. فكل 4 ارقام من العدد البيناري يمكن كتابته بحرف واحد من رموز الستعشري.
يكفي ان نقسم كل عدد مكتوب بالبناري إلى مجموعات من بيتات كل محموعة من 4 بيت ثم نحولها إنطلاقا من الجدول أعلاه إلى العدد المقابل له بالستعشري.

F250B25C(hex) = 11110010010100001011001001011100 (bin)


كودbin 1111 0010 0101 0000 1011 0010 0101 1100
hex F 2 5 0 B 2 5 C
لتفرقة ما بين الأعداد العشرية و الأعداد الستعشرية نظيف رمز يشير أن هذا العدد هو ست عشري وليس عددا عشريا. فقد يحصل لبس في تعريف العدد 25 هل هو مكتوب بنظام العد العشري ام بنظام العد الستعشري.
رمز التفرقة يختلف من لغة لأخرى كإظافة حرف h في آخر العدد 25h, أو في باسكال دلفي مثلا نستخدم $ في أول العدد 25$ ,وفي لغة البرمجة C نستخدم 0x في مقدمة كل عدد:

exemple $3af4e = 0x3af4e = 3af4eh = 13* 16^0 + 4* 16^1 + 15* 16^2 + 10* 16^3 + 3* 16^4= (241486)d

لهذا فالعدد 25 يختلف تماما عن 25$ فالأول مكتوب في نظام العدد العشري أما الثاني فهو عدد مكتوب في نظام العد الستعشري:
in hex $25 = 5 * 16^0 + 2* 16^1 = 37 in decimal<> 25 decimal