شرح شهاده ITF Plus الفصل الثاني بعنوان: How Computers Store Data: Notational Systems الجزء الأول #1

الفصل الثاني : How Computers Store Data:
Notational Systems

الجزء الأول : #1 

 

 

كيف تخزن أجهزة الكمبيوتر البيانات (How Computers Store Data: Notational Systems) :


إذا لم تفهم أنظمة الترقيم (Notational Systems) وترميز الأحرف، ستشعر بالارتباك عند التعامل مع تكوينات الشبكة، إعدادات الألوان، حجم الأقراص، ومعظم مواضيع تكنولوجيا المعلومات الأخرى. يغطي هذا الفصل الهدف من CompTIA IT Fundamentals: قارن بين أنظمة الترقيم: الأنظمة الثنائية (Notational Systems)، الست عشرية (hexadecimal)، والعشرية (decimal)، وتمثيل البيانات بما في ذلك ترميز الأحرف ASCII وUnicode.

التدوين الثنائي (Binary):

التدوين الثنائي هو الأساس لجميع عمليات الكمبيوتر وتخزين البيانات، و يستخدم النظام الثنائي رقمين فقط: 0 (إيقاف) و1 (تشغيل)، ويُعرف التدوين الثنائي أيضًا بنظام الأساس 2، وكل حرف في الرقم الثنائي يعادل بت (رقم ثنائي)، للعد بالنظام الثنائي، استخدم المثال الموضح في الشكل الأتي.

الصوره الأولى من الفصل

قوى الرقم اثنين (Power of two):

إذا قمت بفحص المكافئات الثنائية للأرقام العشرية 1، 2، 4، و 8، ستلاحظ أنه مع كل مضاعفة للقيمة، يتم استخدام رقم ثنائي إضافي، ويستمر هذا النمط مع المكافئات الثنائية للأرقام العشرية 16، 32، 64، وهكذا.

كطريقة مختصرة لتمثيل القيم بالقيم الثنائية البحتة، التي يمكن أن تصبح طويلة جدًا وصعبة القراءة، يمكنك استخدام الأرقام العشرية مع الأسس لقوى الرقم اثنين بدلًا من ذلك، يقارن الجدول الثاني بين القيم العشرية والثنائية من 2 إلى 1024 (عشري)، المكافئ لقوة الرقم اثنين، والصيغة الممثلة لقوة الرقم اثنين.

 الجدول الاول من الفصل

ملاحظة:

تُستخدم القيم العشرية المعتمدة على قوى الرقم اثنين لوصف حجم أجهزة الذاكرة والتخزين، في الفصل السادس سوف نتعرف على الوحدات الشائعة للقياس التخزين ومعدل النقل والسرعة.

التدوين السادس العشري (HEXADECIMAL):

التدوين الست عشري (hex)، المعروف أيضًا بنظام الأساس 16، يستخدم الأرقام التالية: 0–9 (ما يعادل القيم 0–9 في التدوين العشري) وa–f أو A–F (ما يعادل القيم 10–15 في التدوين العشري)، ليصبح المجموع 16 رقمًا، يوضح الشكل الثاني من الفصل تمثيلًا لهذا النظام.

الصوره الثانيه من الفصل

كل رقم فردي في النظام الست عشري يعادل أربعة بتات (nibble) في النظام الثنائي، وبالتالي، يمكن تمثيل قيمة ثنائية طويلة جدًا بقيمة ست عشر, قصيرة جدًا.

الجدول الثاني من الفصل

هناك العديد من الأماكن في برمجة الكمبيوتر، التطبيقات، والشبكات حيث تُستخدم القيم الست عشرية. هنا بعض الأمثلة:

•  تعبير عن قيم الألوان في Hypertext Markup Language (HTML)، Cascading Style Sheets (CSS)، و X Window System

• عناوين Internet Protocol version 6 (IPv6)

•  عناوين Media Access Control (MAC) للأجهزة الشبكية

ملاحظة:

للحصول على أداة مفيدة لممارسة تحويل العشري إلى الثنائي وحتى الست عشري، انظر هنا.

قيم الألوان الست عشرية (Hex Color Values):

 
الألوان المعروضة (RGB) تُعبّر في ثلاث مجموعات من رقمين ست عشريين، و تمثل المجموعة الأولى قيم اللون الأحمر، والثانية الأخضر، والثالثة الأزرق، على سبيل المثال، استخدم رمز اللون #FF0000 للأحمر (أحمر كامل، لا يوجد أخضر، لا يوجد أزرق)، الأزرق هو #0000FF (لا يوجد أحمر، لا يوجد أخضر، أزرق كامل)، الأبيض هو #FFFFFF (أحمر كامل، أخضر كامل، وأزرق كامل)؛ عندما تُخلط جميع الألوان الضوئية معًا، تكون النتيجة بيضاء، والأسود هو #000000 (لا يوجد أحمر، لا يوجد أزرق، ولا يوجد أخضر)، البرتقالي هو مزيج من الأحمر والأخضر: #FFA500.

ملاحظة:

للاطلاع على رسومات لهذه الأكواد اللونية والعديد من الأكواد الأخرى، انظر هنا.

عناوين Ipv6:

يستخدم Internet Protocol version 6 (IPv6)، الذي يحل محل النسخة الأقدم Internet Protocol version 4 (IPv4)، الترقيم الست عشري لعناوين IP بدلاً من القيم الثنائية الأطول والأصعب قراءة، وعنوان IPv6 هو 128 بت، يتألف من ثمانية أقسام كل منها 16 بت، ويوفر الجدول الثالث من الفصل مثالاً على ما سيبدو عليه عنوان IPv6 في النظام الثنائي، ويظهر الشكل الثالث من الفصل التدوين الست عشري العادي المستخدم.

الجدول الثالث من الفصل

الصوره الثالث من الفصل.

العشري (Decimal):

النظام العددي العادي المستخدم في الحياة اليومية هو النظام العشري، المعروف أيضًا باسم قاعدة 10، وقاعدة 10 تستخدم الأرقام التالية: 0-9، وكما رأيت في الأقسام السابقة من هذا الفصل، تستخدم الحواسيب الأنظمة العشرية، الثنائية، أو الست عشرية لتحديد أو تحديد حجم المكونات المختلفة.

إحدى الأماكن الأكثر شيوعًا لرؤية القيم العشرية هي عند عرض حجم جهاز التخزين في واجهة إدارة مثل ورقة خصائص Windows لمحرك الأقراص، في الشكل التالي، يتم إدراج حجم القرص الصلب وذاكرة الفلاش USB بالبايت باستخدام النظام العشري.

الصوره الرابعه من الفصل

الصوره الرابعه من الفصل: سعات القرص الصلب (يسار) وذاكرة الفلاش USB (يمين) بالبايت (العشري) والجيجابايت الثنائي في ورقة خصائص محرك الأقراص في Windows 10.

ملاحظة:

في الصوره الرابعة من الفصل ، قد تلاحظ أن أحجام الـGB (جيجابايت) المدرجة تبدو أصغر من عدد البايتات مقسومًا على مليار، وذلك لأن الجيجابايت الثنائي يعتمد على مضاعفات 1024 (قوى 2) بدلاً من 1000 (قوى 10)، لمعرفة المزيد، سوف ننقاشها مستقبلاً في الفصل السادس.

تمثيل البيانات (DATA REPRESENTATION): 

 
بالإضافة إلى تخزين، البيانات، فإن كيفية تمثيل البيانات هو مفهوم مهم يجب فهمه. يتم تخزين النص كرموز رقمية، لكن هذه الرموز يجب أن تكون مرسومة إلى حروف لجعلها مفهومة. هناك فئتان رئيسيتان من مجموعات الأحرف التي تم استخدامها في تخزين الكمبيوتر:

• ASCII

• Unicode

الأقسام التالية تقارن وتوضح ميزات هذه المجموعات من الأحرف.

الـ ASCII:

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) هو مجموعة أحرف مكونة من 7 بتات تحتوي على 128 حرفًا، منها 97 حرفًا قابلًا للطباعة، وتشمل هذه الحروف الكبيرة والصغيرة من الأبجدية الإنجليزية، الأرقام من 0 إلى 9، وعلامات الترقيم.


ملاحظة:

تم تخصيص الـ31 حرفًا المتبقية لتسلسل التحكم في الأجهزة للتحكم في الآلات الكاتبة (TTY) التي كانت تُستخدم لنقل واستقبال البيانات عند تطوير ASCII في أوائل الستينيات.

الـ ANSI:
لتسهيل عرض مجموعة أوسع من الأحرف، تم تمديد مجموعة أحرف ASCII لتشمل أحرفًا مثل علامة التجارية، حقوق النشر، رموز العملات، الرموز الرياضية الإضافية، والأحرف اللغوية الأجنبية مع النغمات، تُعرف مجموعة أحرف ASCII الممتدة المكونة من 255 حرفًا أحيانًا باسم مجموعة أحرف ANSI، يوضح الشكل التالي بعضًا من هذه الأحرف الممتدة.

الشكل الخامس: بعض من أحرف ASCII (ANSI) الممتدة وضغطات المفاتيح التي يمكن استخدامها لإدخالها.

لإدخال حرف من ASCII أو ANSI مباشرة من لوحة المفاتيح، اضغط مع الاستمرار على مفتاح Alt وادخل رقم الحرف على لوحة الأرقام (لا يمكنك استخدام الأرقام الموجودة في أعلى لوحة المفاتيح).

صفحات الرموز (Code Pages):

تكمن المشكلة في مجموعات أحرف ASCII القياسية والممتدة أنها لا تستطيع عرض الأحرف المستخدمة في اللغات التي، ولا تستخدم الأبجدية اللاتينية (A–Z)، لتمكين أنظمة التشغيل من التعامل مع الأبجديات غير اللاتينية أو مع اللغات التي تستخدم الأبجدية اللاتينية مع النغمات، طورو بائعو أنظمة التشغيل والطابعات صفحات الرموز، وهي مجموعات من الأحرف الخاصة بكل لغة تم رسمها إلى رموز.

عندما تقوم بتثبيت نظام تشغيل، يُطلب منك اختيار منطقتك ولغتك، بناءً على إجابتك، يختار نظام التشغيل صفحة الرموز الصحيحة لمنطقتك ولغتك.

الـ Unicode:

 
حل Unicode محل مجموعات أحرف ASCII و ASCII الممتدة لأنه يمكن أن يعرض ويطبع الأحرف بأي لغة، يدعم Unicode أحرف ASCII و ASCII الممتدة، والأبجديات اللاتينية وغير اللاتينية، والأحرف الخاصة.

ملاحظة:

ترميز أحرف ASCII و Unicode يمكّن أجهزة الكمبيوتر من تخزين وتبادل البيانات مع أجهزة الكمبيوتر والبرامج الأخرى، وعلى سبيل المثال، التطبيقات مثل Windows Notepad وMicrosoft Office تستخدم ASCII لأغراض التنسيق، لمزيد من المعلومات، انظر [رابط الموقع].

كم عدد الأحرف الإضافية التي يدعمها Unicode ؟ إليك مثال: الخط القياسي في ” Windows font Segoe" يتضمن 216 حرفًا قابلًا للطباعة/العرض عند استخدام مجموعة أحرف Windows: Western (ASCII الممتد)، ومع ذلك، عند اختيار مجموعة أحرف Unicode، يتضمن نفس الخط 576 حرفًا قابلًا للطباعة/العرض.

يمكن لـ Unicode تمكين خط واحد من توفير الأحرف اللاتينية وغير اللاتينية، وعلى سبيل المثال، خط OpenType Myriad Hebrew يتضمن أحرف في الأبجديات التالية عند استخدام مجموعة أحرف Unicode:  اللاتينية القياسية والمزخرفة، Hangul (الكورية)، Katakana (اليابانية المبسطة)، Khmer، Buginese (المستخدمة في إندونيسيا)، المنغولية، Glagolitic (سلافية)، CJK (الصينية الموحدة، اليابانية، الكورية)، Yi (ذات صلة بالتبت)، وأخرى، يوضح الشكل التالي جزءًا من هذه الأحرف المتاحة من خلال أداة Windows Character Map.

الشكل السادس من الفصل: جزء صغير من الأحرف المتاحة في مجموعة أحرف Unicode من نوع OpenType Myriad Hebrew، و الحرف المظلل هو رسم بياني أيديولوجي لـ CJK.

 

لإضافة حرف من مجموعة الأحرف الممتدة، يمكنك استخدام واحدة أو أكثر من الطرق التالية:

• اضغط مع الاستمرار على مفتاح Alt وأدخل رمز الحرف. على سبيل المثال، لإضافة رمز علامة السنت من مجموعة أحرف Verdana في Windows، اضغط مع الاستمرار على Alt، ثم أدخل 0162 من لوحة الأرقام.

•  استخدم أداة رسم الخرائط للحروف لاختيار الحرف بصريًا. يتضمن Windows أداة Character Map الموضحة في الشكل التالي ، يتضمن macOS أداة Character Viewer، وتتضمن توزيعات Linux التي تشمل سطح مكتب GNOME عادةً Gucharmap، بينما تتضمن توزيعات KDE عادةً أداة KCharSelect ، ويمكنك أيضًا استخدام خريطة الأحرف في Java.

النهاية:

وهكذا أنتهى الفصل الثاني من شهادة ITF Plus ، أتمنى ان يكون مفيد ورائع بالنسبة الى الجميع وخصيصاً للمبتدأين ، تستطيع الأنضمام لمجتمعنا على تلجرام وتتشارك معنا رأيك وإذا لديك أقتراحات.