ويختلف التصميم المعماري الداخلي لأجهزة الكمبيوتر من نظام إلى آخر. ومع ذلك، تظل مكونات الكمبيوتر الأساسية هي نفسها بالنسبة لجميع أنظمة الكمبيوتر. تتوافق الوحدات التالية (الوحدات الوظيفية) مع العمليات الأساسية التي تقوم بها جميع أنظمة الكمبيوتر.
أجزاء الكمبيوتر الأساسية
مكونات الكمبيوتر: وحدة الإدخال
يجب أن تدخل البيانات والتعليمات إلى نظام الكمبيوتر قبل إجراء أي عملية حسابية على البيانات المقدمة، وتقوم وحدة الإدخال التي تربط البيئة الخارجية بنظام الكمبيوتر بهذه المهمة. بطريقة يفهمها الكمبيوتر.
على سبيل المثال، يتم إدخال البيانات من لوحة المفاتيح بطريقة تشبه الكتابة، لكن هذه الطريقة تختلف عن طريقة إدخال البيانات عن طريق الفأرة (الفأرة)، وهي نوع مختلف من أجهزة الإدخال. ومع ذلك، بغض النظر عن الشكل الذي يتلقى فيه الكمبيوتر مدخلاته، يجب على جميع أجهزة الإدخال أن تزود الكمبيوتر بالبيانات التي يتم تحويلها إلى رموز ثنائية حتى تتمكن الذاكرة الرئيسية للكمبيوتر من قبولها.
ويتم تحقيق هذا التحول من خلال وحدات تسمى واجهات الإدخال، مثل لوحة المفاتيح والماوس والماسح الضوئي.
باختصار، تقوم وحدة الإدخال بالوظائف التالية:
- يقبل (أو يقرأ) قائمة التعليمات والبيانات من العالم الخارجي.
- ويقوم بتحويل هذه التعليمات والبيانات إلى تنسيق مقبول للكمبيوتر.
- يوفر التعليمات والبيانات المحولة إلى نظام الكمبيوتر لمزيد من المعالجة.
مكونات الحاسوب: وحدة الإخراج
إن وظيفة وحدة الإخراج هي عكس وظيفة وحدة الإدخال تماما، وهي تقديم المعلومات ونتائج الحسابات إلى العالم الخارجي.
وبالتالي تقوم وحدة الإخراج بتوصيل الكمبيوتر بالبيئة الخارجية. مثلما تعمل أجهزة الكمبيوتر باستخدام الكود الثنائي، فإن النتائج الناتجة تظهر أيضًا في شكل ثنائي.
ولكن يتم ترجمتها إلى شكل مقبول للإنسان (مقروء)، قبل أن يتم إطلاقه للعالم الخارجي. ويتم تحقيق هذه المهمة عن طريق وحدات تسمى واجهات الإخراج، مثل شاشة الكمبيوتر والطابعة وغيرها.
ونتيجة لذلك، تقوم وحدة الإخراج بالوظائف التالية:
- قبول النتائج التي يتم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر والتي تكون في شكل مشفر وبالتالي لا يمكن للإنسان فهمها بسهولة.
- تحويل هذه النتائج المشفرة إلى نموذج مقبول (مقروء) من قبل الإنسان.
- عرض النتائج المحولة والتواصل مع العالم الخارجي.
مكونات الكمبيوتر: وحدة التخزين
يجب تخزين البيانات والتعليمات التي يتم إدخالها إلى نظام الكمبيوتر من خلال وحدات الإدخال داخل الكمبيوتر قبل بدء المعالجة الفعلية. وبالمثل، فإن النتائج التي ينتجها الكمبيوتر بعد المعالجة يجب أيضًا تخزينها في مكان ما داخل نظام الكمبيوتر قبل نقلها إلى وحدات الإخراج.
علاوة على ذلك، يجب حفظ النتائج الوسيطة التي ينتجها الكمبيوتر للمعالجة المستمرة. تم تصميم وحدة التخزين الرئيسية لنظام الكمبيوتر للقيام بكل هذه الأشياء: فهي توفر مساحة لتخزين البيانات والتعليمات، ومساحة للنتائج المتوسطة، ومساحة للنتائج النهائية.
ويمكن تلخيص الوظائف التي تقوم بها وحدة التخزين فيما يلي:
- جمع البيانات المطلوب معالجتها والتعليمات اللازمة للمعالجة والتي ترد من وحدات الإدخال على اختلاف أنواعها.
- الوصول إلى النتائج المتوسطة للمعالجة.
- جمع النتائج النهائية بعد الانتهاء من عملية المعالجة قبل إصدار هذه النتائج وعرضها على وحدة الإخراج مهما كانت.
مكونات الكمبيوتر: وحدة المعالجة المركزية (CPU)
تُعرف وحدة التحكم والوحدة الحسابية والمنطقية في نظام الكمبيوتر بوحدة المعالجة المركزية (CPU)، وهي أحد المكونات الأساسية للكمبيوتر. وحدة المعالجة المركزية هي العقل لأي نظام كمبيوتر. كما يحدث في جسم الإنسان، يتم اتخاذ جميع القرارات الرئيسية عن طريق الدماغ، وتعمل أجزاء الجسم الأخرى وفقًا لتوجيهات الدماغ. وبالمثل، في نظام الكمبيوتر، يتم إجراء جميع الحسابات والمقارنات الرئيسية داخل وحدة المعالجة المركزية، وهي المسؤولة أيضًا عن تنشيط ومراقبة عمليات الوحدات الأخرى في نظام الكمبيوتر.