كمبيوتر CMOS

أنواع أجهزة الكمبيوتر CMOS

يشير مصطلح **كمبيوتر CMOS** إلى كمبيوتر يستخدم تقنية أشباه الموصلات المعدنية الأكسيدية التكميلية (CMOS). يمكن استخدام هذه التقنية لصنع أنواع مختلفة من الترانزستورات، مثل NMOS و PMOS. لذلك، يمكن للمرء إنشاء بوابات منطقية ومكونات هيكلية أخرى للكمبيوتر على رقاقة باستخدام هذه التقنية.

نظرًا لأن مصطلح "CMOS" غامض نوعًا ما، يمكن تعريف أنواع أجهزة الكمبيوتر التي قد تندرج في هذه الفئة بشكل أوسع.

إذا كان CMOS في هذا السياق يشير أكثر إلى شريحة CMOS في كمبيوتر بدلاً من المنهجية المستخدمة لصنع الرقائق، فقد يتم تطبيق تعريفات وتصنيفات أكثر دقة.

تحتوي اللوحة الأم لأي كمبيوتر على العديد من الرقائق أو الدوائر المتكاملة. لكل شريحة وظيفة مختلفة، مثل التحكم في ناقل الذاكرة، وناقل PCI، و وحدة المعالجة المركزية - جميع الوظائف والمكونات الأساسية لعمل أي كمبيوتر.

• كمبيوتر أحادي اللوحة

  يُطلق عليه أيضًا وحدة اللب أو SBC، هذا الكمبيوتر الصغير الذي يضم وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وموصلات الإدخال والإخراج على لوحة دوائر واحدة. جميع المكونات الأساسية لتشغيل أي برنامج وتشغيل أي برنامج موجودة في لوحة واحدة لإنشاء نظام حوسبة شامل. غالبًا ما يتم دمج هذه الأنظمة الحاسوبية المفهومة مباشرة في أجهزة وآلات أخرى، مثل الروبوتات والأجهزة الأوتوماتيكية.

• كمبيوتر مضمن

  يتم دمج هذه الأنظمة مباشرة في أجهزة وآلات أخرى لتمكين الأتمتة والتحكم. تم بناؤها لتطبيقات ومهام محددة، مثل التحكم في محرك السيارة، والأذرع الروبوتية، والآلات المعقدة، وحتى الأجهزة المنزلية. غالبًا ما تستخدم هذه أجهزة الكمبيوتر أجهزة كمبيوتر أحادية اللوحة.

• أجهزة الكمبيوتر الشخصية

  هناك نوعان رئيسيان من أجهزة الكمبيوتر الشخصية: سطح المكتب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. أجهزة الكمبيوتر الشخصية مخصصة للاستخدام الفردي ويمكن بناؤها لإعطاء الأولوية لمهام محددة على حساب أخرى. قد تتضمن هذه التخصيصات ألعاب الفيديو، وتحرير الفيديو، واستكشاف العالم، من بين العديد من تفضيلات التخصيص الأخرى.

• الخادم

  تم تصميم هذه الأجهزة بشكل أساسي لتخزين كميات هائلة من البيانات. تتمثل وظيفتهم الرئيسية في مشاركة المعلومات وتوفيرها على الشبكات. عادة ما يتم إيوائها داخل مزارع الخوادم - مراكز بيانات كبيرة ومتخصصة مصممة لتخزين الخوادم بكفاءة إلى جانب خوادمها والبنى التحتية ذات الصلة، مثل أنظمة التدفئة والتبريد، وأنظمة الطاقة الكهربائية، وأنظمة الأمان.

ميزات ووظائف أجهزة الكمبيوتر CMOS

تتمتع أدوات CMOS بصفات استثنائية تجعلها أجهزة وأطر وبرامج أساسية في مجال الابتكار.

• صغر الحجم: بفضل ابتكار CMOS الذكي، من الممكن تقليل أحجام الأجهزة دون التضحية بالأداء أو تنفيذ مصممين معقدين. هذا يساعد على زيادة كثافة تركيز PCB، مما يمكّن من معالجة البيانات السريعة.
• انخفاض استهلاك الطاقة: توفر رقائق CMOS أيضًا خيارات قليلة جدًا فيما يتعلق باستخدام الطاقة، وهذا ليس سوى القليل، خاصةً فيما يتعلق بالأجهزة التي تعمل بالبطاريات. تدعم هذه التأثيرات، جنبًا إلى جنب مع دوائر المعدات المتوقعة للتعامل مع الإشارات المتقدمة، تنسيقًا مباشرًا بين الوظائف الرقمية والبسيطة.
• مستوى عالٍ من التكامل: يفصل الاندماج الكبير لأجهزة CMOS بين أداء الإطار المتكامل وأداء الجهاز. يتم تحقيق ذلك، وبالتالي، بسبب العوائد الكبيرة للرقائق، التي تجمع الأنشطة المشروعة مع قوى إنتاجية هائلة وسرعة.
• معالجة الإشارات الرقمية: يمكّن الكمبيوتر CMOS المزود بميزات أجهزة مناسبة من قدرات معالجة الإشارات الرقمية التي تمكّن من المعالجة السريعة للإشارات المعقدة في نقل الوسائط، وتطبيقات الصوت والفيديو، وأدوات التشخيص الطبي، والتحكمات الميكانيكية.
• تصميم النظام على الرقاقة (SoC): يعتبر ابتكار CMOS الترتيبات الفرعية للنظام على اللوحة (CoC)، بما في ذلك الأنظمة الفرعية المعقدة التي تتكون من مناطق رقمية وبسيطة ومختلطة ومركبة، بالإضافة إلى مكونات ذكية وذاكرة، كلها موجودة داخل وافل سيليكون واحد.
• قدرات الإشارة المختلطة: يجعل ابتكار CMOS ذو الإشارة المختلطة من الممكن مزج الإشارات الرقمية المتقدمة مع الإشارات البسيطة البسيطة، مما يمكّن من معالجة تطبيقات الإشارة المختلطة، مثل الإرسال بتردد لاسلكي، حيث يجب تنسيق معالجة الإشارة البسيطة والرقمية.
• تقليل التداخل الكهرومغناطيسي: يمكن أن يلوث التداخل الكهرومغناطيسي الإشارات الرقمية الحساسة ويخلّ بتشغيل الأنظمة الرقمية بشكل قانوني، مما يؤدي إلى تقليل الدقة والأداء في أدوات CMOS الرقمية. ومع ذلك، فإن تقليل ترددات EM يعني تقليل السعة التعاونية الأساسية عن طريق زيادة تقدير السعة إلى قيمتها.
• الكفاءة من حيث التكلفة: يؤدي إنتاج CMOS على نطاق واسع، إلى جانب قدرته على تنفيذ قدرات معقدة في حزمة واحدة، إلى تقليل تكاليف النظام وزيادة جودة وموثوقية المنتجات الإلكترونية، مما يجعل CMOS الحل المفضل في التطبيقات الحساسة للتكلفة، مثل الأجهزة المحمولة.

تطبيقات CMOS

يحتوي CMOS على مجموعة واسعة من التطبيقات خارج استخدامه في **كمبيوتر CMOS**.

• مستشعر الصورة:

  أحد الاستخدامات الهامة لتقنية CMOS هو في تصنيع أجهزة استشعار الصور للكاميرات والهواتف المحمولة. تحول أجهزة استشعار الصور الضوء إلى إشارة كهربائية، وتتضمن ملايين الترانزستورات الصغيرة والدايودات الضوئية. تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية لاستخدام هذه التقنية في انخفاض استهلاك الطاقة، خاصةً بالنسبة للأجهزة المحمولة.

• معالج الصورة:

  بمجرد التقاط مستشعر الصورة للصورة، يعالج معالج الصورة، وهو عادةً رقاقة مخصصة، الصورة ويعززها. يقلل من الضوضاء، ويضبط التعريض، ويحسن اللون قبل حفظ الصورة النهائية. يعمل معالج الصورة بشكل وثيق مع المستشعر ويستخدم تقنية CMOS لمنطقها.

• مستشعر الحركة:

  تكتشف أجهزة استشعار الحركة الحركة الفيزيائية، التي تشعر بها من خلال التغيرات في التسارع أو السرعة. تُوجد عادةً في الهواتف الذكية، وأنظمة الأتمتة، وأجهزة الأمان. تأتي المستشعرات مجهزة بنظام ميكرو إلكتروميكانيكي (MEMS) يعمل مع رقاقة منطقية مصنوعة من CMOS.

• دوائر المنطق الرقمي:

  بالإضافة إلى التطبيقات المذكورة أعلاه، تُستخدم تقنية CMOS خارج الكمبيوتر في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية مثل الساعات الرقمية، والآلات الحاسبة، وأجهزة التحكم عن بعد. إنه يساعد في إنتاج دوائر منطقية بسيطة، وسجلات التحول، وعدادات، كلها ضرورية لعمل الأجهزة الرقمية بشكل صحيح.

كيفية اختيار كمبيوتر CMOS

• الاستخدام:

  الخطوة الأولى هي تحديد الغرض المقصود. ابحث عن الكمبيوتر CMOS المحدد الذي يناسب الغرض المطلوب، سواء كان ذلك لتطوير البرامج، أو المهام ذات الصلة بالبرامج، أو أي وظيفة محددة أخرى.

• وحدة التحكم الدقيقة أو المعالج الدقيق:

  اختر وحدة تحكم دقيقة إذا كان التطبيق المخطط له يتضمن أنظمة مضمنة، ومهام تحكم، ومهام نموذجية مشابهة لوحدة التحكم الدقيقة. وبالمثل، اختر معالجًا دقيقًا إذا كانت التطبيقات تتطلب قوة معالجة عالية وعمليات معقدة.

• تحقق من قوة المعالجة:

  الخطوة التالية هي النظر في قوة المعالجة وسرعة كمبيوتر CMOS. قارن قوى المعالجة وسرعات المعالجة واختر الأفضل الذي يناسب متطلبات التطبيق وحمل العمل المطلوبة.

• سعة الذاكرة:

  تلعب الذاكرة دورًا مهمًا في أداء الكمبيوتر. ثم، ضع في اعتبارك حجم الذاكرة ونوعها. بالإضافة إلى ذلك، ضع في اعتبارك خيارات التخزين مثل القرص الصلب أو SSD لتشغيل البرامج بسلاسة والحصول على مساحة تخزين كافية.

• منافذ الإدخال والإخراج:

  تُستخدم منافذ الإدخال والإخراج لربط الأجهزة الأخرى. ثم، اختر كمبيوتر CMOS يحتوي على منافذ واجهات إدخال / إخراج مناسبة للأجهزة الطرفية المحددة، بما في ذلك USB، ومقبس الصوت، و HDMI، و Ethernet، والاتصال اللاسلكي.

• البرامج وأدوات التطوير:

  ابحث عن توفر أدوات برامج مناسبة، ولغات برمجة، ومكتبات، ونظام تشغيل مطلوب للتطبيق المقصود. اختر عاملًا قويًا يدعم لغة البرمجة وأدوات تطوير البرامج المطلوبة للمهمة المحددة.

• عامل الشكل:

  يعتبر عامل الشكل للكمبيوتر مهمًا إذا كان يجب نقله بشكل متكرر. لذلك، اختر خيار سطح المكتب إذا كان سيبقى في مكان واحد. ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى قابلية النقل، فاختر الخيار الذي يناسب المتطلبات، سواء كان جهاز كمبيوتر محمولًا أو لوحيًا أو جهازًا مضمنًا.

أسئلة وأجوبة

س: ماذا يعني CMOS؟

ج: أشباه الموصلات المعدنية الأكسيدية التكميلية (CMOS) هي تقنية دوائر متكاملة تستخدم ترانزستورات أشباه الموصلات المعدنية الأكسيدية التكميلية. يتم استخدامه بشكل شائع لعمل رقائق الكمبيوتر، بما في ذلك تلك الموجودة في ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية وأجهزة استشعار الصور.

س: ماذا يفعل CMOS في الكمبيوتر؟

ج: CMOS ضروري لتخزين إعدادات BIOS للكمبيوتر وتتبع ساعة النظام والتاريخ. يقوم BIOS بتشغيل الكمبيوتر عند تشغيله ويوفر معلومات حول الأجهزة وأنظمة التشغيل.

س: كم مرة يجب استبدال بطارية CMOS؟

ج: متوسط عمر بطارية CMOS هو خمس سنوات. ومع ذلك، يمكن أن تدوم البطاريات حتى عشر سنوات في بعض الحالات.

س: ماذا يحدث عند فشل بطارية CMOS؟

ج: سيبدأ تشغيل الكمبيوتر، ولكن سيتم إعادة تعيين إعدادات BIOS إلى القيم الافتراضية في كل مرة يتم إيقاف تشغيله. سيتم أيضًا إعادة تعيين الوقت والتاريخ.