الفصل السادس : Common Units of Measure:
Storage, Throughput, and Speed
الجزء الأول : #1
الوحدات الشائعة للقياس: التخزين، النطاق الترددي، والسرعة (Common Units of Measure: Storge, Throughput, and Speed):
تسعى تكنولوجيا المعلومات دائمًا لنقل واستقبال وتخزين وتحديد موقع المعلومات بأسرع وقت ممكن، مع ارتفاع استخدام الحوسبة السحابية، والتصوير الرقمي، والفيديو عالي الدقة، أصبحت الحاجة إلى التخزين أكثر من أي وقت مضى، فهم الوحدات المستخدمة لقياس التخزين والنطاق الترددي وسرعة المعالجة أمر أساسي في أي مجال من مجالات تكنولوجيا المعلومات، هذا الفصل يغطي موضوع CompTIA IT Fundamentals+ الهدف 1.5: مقارنة وتباين الوحدات الشائعة للقياس: وحدات التخزين (bit، byte، KB، MB، GB، TB، PB)، النطاق الترددي (bps، Kbps، Mbps، Gbps، وTbps)، وسرعة المعالجة (MHz، GHz).
وحدات التخزين (Storage units):
تُقاس وحدات التخزين بسعة التخزين الدائم، وبما في ذلك الأقراص المغناطيسية، البصرية، والذاكرة الفلاش؛ الذاكرة فقط للقراءة (ROM) والذاكرة العشوائية (RAM، والمعروفة أيضًا بالتخزين المؤقت)، وتستخدم وحدات التخزين نظامين عدديين: قوى العدد 2 وقوى العدد 10، ولذلك، من المهم معرفة أي نظام عددي يُستخدم لقياس سعة التخزين لجهاز معين.
Bit :
أصغر وحدة تخزين هي الـ bit، والـ bit هو 0 أو 1 في النظام الثنائي (الأساس 2)، الـ nibble يعادل أربعة bits.
Bits :
مصطلح bits (جمع) يشير إلى حجم السجلات الداخلية في المعالج (CPU)، و يمكن للمعالج ذو 32-bit معالجة المعلومات بعناصر بعرض 32-bit ويمكنه أيضًا الوصول إلى عناوين الذاكرة حتى 2^32 (4,294,967,296 أو 4GB)، ويمكن للمعالج ذو 64-bit معالجة المعلومات بعناصر بعرض 64-bit ويمكنه أيضًا الوصول إلى عناوين الذاكرة حتى 2^64 (18,446,744,073,709,600,000 أو 18 ZB [زيتابايت]).
Byte:
الـ byte يعادل ثمانية bits، ويتطلب تخزين حرف واحد في ملف نصي واحد byte، وتُستخدم مضاعفات الـ byte في جميع الوحدات الأكبر للقياس.
KB:
اعتمادًا على الجهاز، يمكن أن يكون الكيلوبايت (KB) إما 1024 byte (النظام العشري، قوة العدد 2) أو 1000 byte (النظام العشري، قوة العدد 10).
MB:
اعتمادًا على الجهاز، يمكن أن يكون الميغابايت (MB) إما 1,048,576 byte (1024 كيلوبايت باستخدام قوى العدد 2) أو 1,000,000 (مليون) byte (النظام العشري، قوى العدد 10)، عادةً، يتم التعبير عن RAM (ذاكرة النظام أو ذاكرة الكاش) باستخدام طريقة قوى العدد 2، في حين يتم التعبير عن سعة الأقراص ووسائط التخزين باستخدام القياسات العشرية.
لحساب قيمة الميغابايت الثنائية من قيمة بالملايين، قسم السعة بالـ byte على 1,048,576، في الشكل الأتي ، ويعرض نظام التشغيل (Windows 10) كلا القيمتين باستخدام ورقة الخصائص لقرص CD-R مُستخدم جزئيًا. المساحة المستخدمة على هذا القرص CD-R تتجاوز 166 مليون byte، والتي تتحول إلى 158MB باستخدام الميغابايت الثنائية (قوى العدد 2).
الصوره الأولى من الفصل
ملاحظة:
بعض الأقراص الصلبة الحالية تحتوي على ذاكرة تخزين مؤقتة سعتها 64MB، وذاكرة التخزين المؤقت هي RAM مدمجة في القرص لتحسين أداء القراءة/الكتابة، وذاكرة التخزين المؤقت بسعة 64MB تحتوي على 67,108,864 byte (64 ميغابايت ثنائية).
GB:
اعتمادًا على الجهاز، يمكن أن يكون الجيجابايت (GB) إما 1,073,741,824 (1024 ميغابايت باستخدام قوى العدد 2) أو 1,000,000,000 byte (النظام العشري، قوى العدد 10). ولإضافة إلى احتمالية حدوث لبس، يستخدم مصنعو الأجهزة وموردو أنظمة التشغيل كلا الطريقتين لوصف السعة.
على سبيل المثال، بطاقة ذاكرة فلاش أو محرك USB بسعة 32GB يحتوي على سعة 31,880,904,704 byte (ما يقرب من 32 مليار byte)، كما هو مقاس من قبل الشركة المصنعة. ومع ذلك، تستخدم Windows كل من byte العشري وGB الثنائي للتعبير عن سعة القرص، لذا فإن نفس القرص له سعة 29.6GB باستخدام نظام قياس GB الثنائي (قوى العدد 2).
ومع ذلك، فإن 32GB من RAM (التي يمكن تركيبها كـ 4×8GB أو 2×16GB وحدات ذاكرة) توفر مساحة عمل تبلغ 34,359,738,368 byte، لأن الذاكرة تقاس باستخدام GB الثنائي.
لحساب قيمة GB الثنائية من قيمة بالمليارات، قسم السعة بالـ byte على 1,073,741,824. يوضح الشكل التالي كيفية عرض Windows لسعة قرص DVD+R أحادي الجانب. يصف المورد هذا القرص على أنه قرص بسعة 4.7GB.
الصوره الثانيه من الفصل
TB:
الترابايت (TB) إما 1,099,511,627,776 byte (1024 جيجابايت باستخدام قوى العدد 2) أو 1,000,000,000,000 byte (قوى العدد 10)، وعمومًا، يقيس مزودو التخزين أقراصهم باستخدام السعات المستندة إلى قوى العدد 10، بينما تستخدم أنظمة التشغيل قياسات السعة المستندة إلى قوى العدد 2 (ثنائي)، راجع الشكل الاتي لمثال على سعات اثنين من الأقراص متعددة الترابايت.
الصوره الثالثه من الفصل
PB:
مقارنة السعات:
الجدول الأول.
هل تساءلت يومًا عن مدى المساحة التي تشغلها صورة رقمية؟ أو مسار أغنية MP3 مدته 3 دقائق؟ أو ملف Microsoft Word من صفحة واحدة؟ الجدول التالي يقارن بين متطلبات المساحة النموذجية لأنواع ملفات البيانات الشائعة.
الجدول الثاني من الفصل
- (*): عدد البكسلات (أفقي × رأسي) في الصورة الثابتة
- (**): المدة (الدقائق:الثواني)
- (^): الجودة (إعدادات الضغط، حيث الجودة المنخفضة = حجم ملف أصغر)
وحدة النطاق الترددي (THROUGHPUT UNIT):
تُستخدم وحدات النطاق الترددي لقياس السرعة التي يتم بها نقل البيانات بين نقاط النهاية، مثل من الإنترنت إلى مودم عريض النطاق، أو من القرص الصلب إلى الكمبيوتر، وتستخدم وحدات النطاق الترددي أنظمة عد بالأعداد العشرية.
Bps:
Bits في الثانية؛ قسم على 10 لتحديد Bps (Bytes في الثانية)، وتُستخدم أساسًا لقياس سرعة المودمات القديمة التي تعتمد على الاتصال الهاتفي (analog).
Kbps:
كيلوبت في الثانية الواحدة يساوي 1000bps، حاليًا، يُستخدم Kbps بشكل أساسي لقياس سرعات اتصالات الإنترنت ذات الأداء المنخفض (256–768Kbps). يوضح الشكل 6-4 مقارنة بين سرعات أجهزة الوصول إلى الإنترنت القديمة.
الصوره الرابعه من الفصل
Mbps:
ميجابت في الثانية الواحدة يساوي 1000Kbps، ويُستخدم Mbps على نطاق واسع لقياس سرعات اتصالات الإنترنت عالية السرعة وعريض النطاق، اتصالات الشبكات المحلية (LAN)، وأجهزة الإدخال/الإخراج مثل USB 1.1، USB 2.0، وFireWire. يوضح الشكل 6-5 مقارنة بين سرعات هذه الاتصالات.
الصوره الخامسه من الفصل
Gbps:
جيجابت في الثانية الواحدة يساوي 1000Mbps، وتُستخدم قياسات Gbps بشكل أساسي للتعبير عن سرعات الإنترنت والشبكات المحلية (LAN) فائقة السرعة (مثل Gigabit Ethernet و10G Ethernet)، وسرعات اتصالات الأجهزة عالية الأداء، مثل USB 3.1 Gen 1 (5Gbps)، USB 3.1 Gen 2 (10Gbps)، وSATA Revision 3 (6Gbps) K، ويوضح الشكل التالي مقارنة بين هذه الأجهزة.
الصوره السادسه من الفصل
Tbps:
تيرابت في الثانية الواحدة يساوي 1000Gbps، وتُستخدم Tbps بشكل أساسي لقياس سرعات اتصالات الإنترنت بين الدول والمناطق.
ملاحظة:
إذا كنت بحاجة لتحويل قياس مثل Mbps (ميغابت في الثانية) إلى MBps (ميغابايت في الثانية)، قسم القياس على 10، على سبيل المثال، 480Mbps (معدل نقل USB 2.0) يعادل 4.8MBps.
سرعة المعالجة (PROCESSING SPEED):
سرعة المعالجة (المعروفة أيضًا بسرعة الساعة) تقيس عدد الدورات التي يمكن أن ينفذها المعالج في الثانية، وتتحكم سرعة المعالجة بشريحة ساعة بلورية على اللوحة الأم، كل مجموعة من نبضة وراحة تُعد دورة ساعة (راجع الشكل الأتي ).
ملاحظة:
لتعلم المزيد عن اللوحات الأم والمكونات الأخرى الموجودة داخل الكمبيوتر، ستكون متوفره في الفصل العاشر من الشهادة، وهي بعنوان "اشرح هدف المكونات الداخلية الشائعة للكمبيوتر".
الصوره السابعه من الفصل
عندما يتم مقارنة المعالجات ذات التصميم الداخلي المتشابه ولكن بسرعات ساعة مختلفة، يمكن للمعالج ذو سرعة الساعة الأعلى أداء المزيد من العمل في وقت معين.
ملاحظة:
المعالجات لا تختلف فقط في سرعة الساعة ولكن في عوامل تصميم أخرى مثل عدد العمليات التي يمكن تنفيذها خلال دورة الساعة وحجم ذاكرة التخزين المؤقت (التي تقلل الحاجة للتحقق من الذاكرة الرئيسية للعثور على العملية التالية)، لهذه الأسباب وغيرها، فإن مقارنة المعالجات التي تستخدم تصميمات داخلية مختلفة بناءً على سرعة الساعة فقط ستؤدي إلى استنتاجات غير صحيحة حول الأداء.
ميغاهرتز (Mhz):
ميغاهرتز واحد (MHz) يعادل مليون دورة في الثانية، كان لدى IBM PC الأصلي (1981) معالج Intel 8088 يعمل بسرعة 4.77MHz (4,770,000 دورة في الثانية)، بحلول عام 1986، كان معالج Intel 80286 يعمل بسرعة 12MHz (12,000,000 دورة في الثانية). بحلول عام 1999، كانت معالجات Intel وAMD تعمل بسرعات ساعة تتجاوز 500MHz (500,000,000 دورة في الثانية).
ملاحظة:
يُستخدم MHz أيضًا لقياس معدل ساعة حافلة الإدخال/الإخراج المستخدمة بواسطة وحدات الذاكرة، لتحديد معدل البيانات (معدل النقل) لوحدات الذاكرة الشائعة (DDR، DDR2، DDR3، وDDR4)، اضرب معدل ساعة الذاكرة في 2.
جيجاهرتز (Ghz):
جيجاهرتز واحد (GHz) يعادل مليار دورة (1,000,000,000) في الثانية. 1GHz يساوي 1000MHz، وتقريبًا جميع المعالجات المستخدمة في الحواسيب الشخصية المصنعة في السنوات الـ 15 الماضية كانت تعمل بسرعات تتجاوز 1GHz، والسرعات الشائعة للمعالجات الحالية من Intel وAMD تتجاوز 3GHz، والمعالجات المحمولة الأحدث المستخدمة في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية التي تعمل بنظامي Android وiOS تعمل بسرعات تتجاوز 2GHz، ويوضح الشكل الآتي مقارنة بين سرعات الساعة للمعالجات النموذجية من عام 1981 حتى الآن.
الصوره الثامنه من الفصل
النهاية:
وهذه كانت نهاية الفصل السادس من شهادة ITF ، الفصل لم يكن كبير ، بلكان خفيف والشرح مناسب أتمنى أن يكون قد لاقى إعجابكم، وكما هي العاده تستطيع الأنضمام إلينا الى مجتمعنا على تلجرام وتشاركنا رأيك.
