بسم الله الرحمن الرحيم
الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على رسول الله الأمين وعلى آله وصحبه
ومن سلك سبيلهم واستن بسنتهم إلى يوم الدين
يصعب بل ويستحيل في كثير من الأحيان على العقل البشري التعامل مع كل التفاصيل في الأنظمة المعقدة إذا لم يتعامل معها بالطريقة الصحيحة، فمثلاً في خريطة العالم لا يمكنك تحديد شارع البلدية في الخرطوم وشارع منرهيمنتية في هلسنكي في آن واحد. وكذلك في جهاز الحاسوب بأنواعه المختلفة، وأعني بالحاسوب هنا المعالج لأنه الجزء المهم في الحاسوب. حيث يوجد في الشريحة الواحدة البلايين من الترانسيزتورات. فيستحيل على العقل البشري أن يتصوَّر كل هذه التفاصيل في آن واحد. فما هي الطريقة السليمة للتعامل مع الأنظمة المعقدة؟
الطريقة السليمة تكمن في تقسيم النظام المعقد لوحدات وإخفاء تفاصيل هذه الوحدات. أو تقسيمه إلى طبقات وإخفاء تفاصيل الطبقات الدنيا عند التعامل مع كل طبقة. عند التقسيم إلى وحدات فيجب النظر إلى كل وحدة نظرة كليَّة دون النظر إلى التفاصيل عند التعامل مع الوحدات الأكثر تعقيداً. ومسألة التعامل بالكليات لها فوائد عديدة منها تسهيل التعامل مع النظام المعقد، ومنها تسهيل دراسة النظام ويدخل في ذلك طرق التعليم، ومنها تقسيم العمل بما في ذلك التصنيع والاختبار وسائر تفاصيل التصنيع بمراحله المختلفة، وغالباً ما تكون المراحل هي:
ومسألة اخفاء التفاصيل يتعامل بها الإنسان في حياته اليومية ولا يخلو منها نظام من الأنظمة المعقدة، فعندما يقود الإنسان سيارته فإنه في الغالب لا معرفة له بطرق عمل الآليات المختلفة في السيارة بما في ذلك المحرك، ولكنه يعرف كيف يشغل السيارة وكيف يتحكم فيها من لحظة بدأ القيادة إلى لحظة إيقافها. وكذلك عندما يتعامل الإنسان مع جهاز الجوال فإنه يعرف ما يسمى بالواجهة التي من خلالها يتعامل مع الجهاز ويستخدم وظائفه المختلفة، ولكن لا علم له بكيفية عمل هذه الواجهة وتداخلها مع الوحدات المختلفة في النظام.
ويجدر أن أذكر هنا نقطة مهمَّة يجب على كل مطوِّر لأي نظام معقَّد أن يهتم بها، وهي أنه لا بد من تجاهل التفاصيل عند التعامل مع النظام المعقد حتى مع معرفتها، وذلك لأنها تشغل الذهن وتصرفه عن التفكير بصورة صحيحة. وأذكر أنني انتبهت إلى هذه النقطة المهمة جداً عند حديث أستاذ مادة كنا ندرسها خلال مرحلة ما قبل التخرج، وهي مادة تسمى الخوارزمي والمعلومات المركَّبة إذا صحت الترجمة، حيث ذكر أستاذ هذه المادة هذه النقطة، وقد ساعدتني هذه النقطة كثيراً عندما كنا ننفذ النظريات في التجارب والدراسة التطبيقية. تخيل المثال المذكور في أوَّل المقال: كيف يستطيع مخطط نظام المعالج أن يتعامل مع كل تلك البلايين من الترانسيزتورات إذا كان يفكر في تفاصيلها عند التخطيط المتكامل للنظام؟ هذا من المستحيلات على العقل البشري المحدود.
وإذا عدنا إلى مثال خريطة العالم فإن الطريقة الصحيحة للتعامل معها هي النظر إلى القارات والمحيطات والوحدات الكبيرة فقط عند التعامل مع كل العالم، وعند التعامل مع كل قارة على حده يمكن إظهار مزيد من التفاصيل، وعند التعامل مع كل دولة يمكن إظهار تفاصيل أكثر، وعند التعامل مع كل مدينة يمكن حينها إظهار الشوارع والأحياء المختلفة.
ومسألة التعامل مع الكليات والجزئيات وتقسيم الأنظمة المعقدة إلى وحدات أو طبقات تفيد في طرق التدريس، فإذا أخذنا خريطة العالم كمثال فإنَّ تدريسها يمكن أن يتم بطريقتين؛ الطريقة الأولى تٌسمَّى بالبدء من الأعلى والثانية البدء من أسفل، وذلك لأنه وعند تقسيم النظام المعقَّد إلى طبقات فقد جرى العرف على تسمية الطبقات الأكثر تعقيداً بالطبقات العليا والتي تصبح غير معقدة بسبب إخفاء تفاصيل الطبقات الدنيا، والطبقات الدنيا غير معقدة من غير حاجة إلى إخفاء تفاصيل. فالطبقة الدنيا فيها أقل التفاصيل.
وبالتالي فيمكن دراسة خريطة العالم بدراسة خريطة الحي، والحي طبقة دنيا لأنه لا توجد تفاصيل أكثر في الغالب، ويمكن البدء بدراسة القارات والمحيطات في خريطة العالم، وهي الطبقة العليا وذلك لإخفاء كثير من التفاصيل والتعامل مع القارة ككليَّة بإخفاء التفاصيل الأصغر. ولتقريب المسألة للطفل فمن الأفضل البدء بالطبقة الدنيا، ولكن البدء بالطبقات العليا ما أمكن هي الطريقة الأفضل في تلقي سائر العلوم. وفي مسألة تعليم النظم المعقدة توجد نظريتان إحداهما تعنى بتدريس الكليات قبل الجزئيات والأخرى تبدأ بالجزئيات قبل الكليات، والذي يترجح عندي الجمع بين الطريقتين، وفي نظري أن البدأ بالكليات أفضل من البدء بالجزئيات ما أمكن وكان أقرب إلى الذهن.
وكثير من علماء الشريعة يفضِّلون طريقة البدء بالكليَّات أو بتعبير آخر البدء من أعلى، ففي علم النحو مثلاً يفضلون البدء بمثل كتاب الآجرومية الذي يحوي كليات علم النحو ثم الدخول في جزئياته، وهي أفضل الطرق ما أمكن إلى ذلك سبيلاً. وطريقة الفقهاء في تلقي الفقه أقرب إلى الكليات والبدء من أعلى من طريقة المحدثين، وذلك لأن متون الفقه تشمل كليات الفقه وجملته من غير الخوض في تفاصيله وذكر أدلته.
ولكن يجب ملاحظة أن البدء بالتفاصيل قد يكون أفضل كما في مثال خريطة الحي للطفل الصغير، لأنها أقرب إلى ذهنه وفهمه. ومن أمثلة ذلك تعليم الصغير العمليات الرياضية الأربع، وهي الضرب والقسمة والجمع والطرح، وهذه تفاصيل صغيرة، بخلاف قاعدة إيجاد المجهول السيني من معادلة الدرجة الثانية فهي قاعدة كلية تحوي هذه العمليات الأربع. والغاية من الرياضيات هي تقليل التفكير. حاول أن تبرهن قاعدة إيجاد المجهول السيني من معادلة الدرجة الثانية، ستجد صعوبة إذا انقطعت وقتاً طويلاً عن الرياضيات. ثم اعلم إذا نجحت في إثباتها أنه يمكن حل المسائل بنفس طريقة الإثبات من غير حاجة إلى القاعدة، وستلاحظ أن الهدف من القاعدة هو تقليل الصعوبة والتعامل مع نظام معقد.
قرأت في مقدمة كتاب (الإلكترونيات، تقريب عن طريق النظام). (Electronics a system approach)، وهو كتاب يعنى بتقريب مادة الإلكترونيات بدءاً بالأنظمة والكليات وليس الجزئيات، حيث ذكر مؤلف الكتاب أنه وجد قبولاً واسعاً واختير ككتاب تدريس في كثير من الكليات والمدارس، وأن كثيراً من الكتب التي ألفت بعده انتهجت نهجه في شرح الإلكترونيات. وهذا أحد الأدلة على أنَّ البدء بالكليات هو الأفضل ما أمكن وكان أقرب إلى الفهم.
ومن الأمثلة السهلة التي قد يعرفها كثير من القراء في التعامل مع الكليات تركيب جهاز الحاسوب، فقطعة لوحة الصوت أو لوحة الشبكة أو لوحة الشاشة تعتبر أمثلة للتعامل مع الكليات. فكل واحدة من هذه القطع عبارة عن لوحة إلكترونية تجد فيها ما تجده في اللوحة الأم من مكونات، بل يوجد في بعض هذه اللوحات المتخصِّصة معالج. فكل ما على التقني الذي يُعنى بصيانة أو تركيب أجهزة الحاسوب أن يعرفه هو وظيفة كل لوحة على حده وواجهة تركيبها في اللوحة الأم. فلكل من اللوحة الصغيرة واللوحة الأم واجهة لإلصاق أحدهما بالآخر. وإذا كان التقني أكثر مهارة فإنه يلزمه معرفة تفاصيل أخرى مما يتعلق بالملاءمة بين القطع الإلكترونية، إلا أن الملاءمة موجودة في أغلب القطع بسبب استخدام معايير متفق عليها بين الشركات المصنعة، وقد يحتاج إلى استخدام كتيب الشرح أو استخدام الشبكة العالمية لمعرفة بعض التفاصيل المهمة.
سواءٌ في التعليم والشرح أو الدراسة والتحليل أو التخطيط والتنفيذ فإن مفهوم الكليات وإخفاء التفاصيل لا يمكن الاستغناء عنه في جميع الأنظمة المعقدة. فتصنيع أجهزة الجوالات مثلاً لا يتم في شركة واحدة، وهذا ما أشرت إليه عندما ذكرت تقسيم العمل - والذي هو من أهم فوائد هذا التصوُّر - وأن تقسيم العمل يمكن أن يكون بين أعضاء الفريق للنظام الأقل تعقيداً، ويمكن أن يكون بين الشركات المختلفة في الأنظمة الأكثر تعقيداً. على سبيل المثال فإن نظام التشغيل الأكثر استخداماً في جوالات النوكيا والإركسون وغيرها هو المعروف بسمبيان، وهو ملك لشركة بريطانية تحمل نفس الاسم، والمعالجات المستخدمة في أجهزة الجوالات هي من تصنيع شركات أخرى. بل حتى المقاومات الكهربائية تحتاج إلى شركات خاصة وذلك لتحديد قيمة المقاومة بدقة عالية، ويدخل في ذلك اختيار المواد التي لا تتأثر بالحرارة والضوء ونحو ذلك في درجة توصيلها ومقاومتها للكهرباء وتنقية المادة من الشوائب ونحو ذلك.
في مجال تصميم المواقع الإلكترونية على سبيل المثال من المفضل استخدام أحد أنظمة إدارة المحتويات كأساس للموقع الإلكتروني، بل لست مبالغاً إن قلت إن أي موقع مهما كانت درجة تعقيده لا يستخدم أحد أنظمة إدارة المحتويات فهو موقع غير ناجح، ولكن من الغريب أن أسمع بعضهم يتحدث مقابل استخدام نظام إدارة محتويات استخدام لغة البي أتش بي مثلاً. وللأسف فإن هذا البعض ليسوا طلاباً في معهد أو جامعة بل شركة معروفة من شركات التصميم بإحدى الدول العربية، وذلك عندما صممت موقعاً لشركة عربية، فتحدثت الشركة بهذه اللهجة الموغلة في الجهل بالأنظمة الحديثة.
وإذا كنت من المهتمين بتصميم المواقع فلا تصدق من يقول لك: "إنها تقيدك لأنها جاهزة، ولن تستطيع تغيير الشكل الخارجي أو الوظائف"، فهذا كلام من يجهل التعامل باحتراف مع أنظمة إدارة المحتويات. ومن أفضل أنظمة إدارة المحتويات في المصادر المفتوحة دروبال. ورغم أن الكثيرين يفضلون نظام جملة لأنه الأكثر سهولة إلا أن نظام دروبال غير معقد وفيه ميزات أخرى جيدة.
وما سبق لا يعني إطلاقاً استغناء المصمِّم بأحد أنظمة إدارة المحتويات عن معرفة لغة البي أتش بي ومعرفة أحد أنظمة قواعد المعلومات، وما يتعلق بالمواقع من لغة الأتش تي أم أل والسي أس أس وغير ذلك من التفاصيل، ولكن يمكن الاستغناء عن هذه التفاصيل في كثير من الأحيان. ويقولون في مجال التصنيع لا تعد اختراع الإطار. والمعرفة والتعليم غير الانتاج والتطوير، ففي مجال الانتاج توجد عوامل أخرى كثيرة مهمة جداً، والوقت وتقليل التكلفة من أهم ما يجب الاعتناء به. فمن الخطأ في مجال الانتاج والتطوير تصميم كل شئ إذا أمكن استخدام الموجود، بخلاف التعليم والتدريب والذي يُحبَّذ فيه تصميم كل شئ ما أمكن. تخيل شركة عملاقة مثل نوكيا إذا أخرجت منتجاً بمثل مواصفات منتج لإركسون وكان فارق توقيت عرضه في السوق أو سعره غير منافس، كم ستكون الخسارة؟
لقد كان المبرمجون الأوائل يبرمجون مباشرة عن طريق لغة الآلة وهي الصفر والواحد، وكانت البرمجة تتم عن طريق ثقوب على بطاقة. ومع الزمن تم الاستغناء كثيراً عن هذه التفاصيل وتم استبدال البرمجة بلغات أكثر فاعلية من حيث توفير الجهد والوقت. بل قرأت في أحد الكتب أن الناس لو كانوا يبرمجون بلغة الآلة إلى الآن لما تم إنتاج الموجود من البرامج الآن في مائة سنة لو عمل كل البشر بالبرمجة!! ولكن هذا لا يعني أن الناس استغنوا عن معرفة هذه اللغة، فهي لا تزال حية وتستخدم في أقل الأحوال عند تصنيع المعالجات ونحوها من الشرائح الإلكترونية. ولكن في الواقع فهي تستخدم في نطاق أوسع، ففي مجال الأنظمة المضمنة – وأعتذر مرة أخرى عن أي خطأ في الترجمة – لا يزال التعامل المباشر معها موجوداً. لتوضيح ما سبق فإن طبقات البرمجيات ثلاث وهي:
ورغم أن كتاب (الإلكترونيات، تقريب عن طريق نظام) قد ساعد كثيراً في تقريب هذه المادَّة، إلا أنها بحاجة إلى مزيد تقريب عن طريق الكليات. فلا تزال تجد صعوبة عند تدريس هذه المادة. والسبب هو أن الكثيرين لا يهتمون بشرح الكليات. وكما ذكرت سابقاً فإن شرح الكليات هو الأفضل ما أمكن وأصبح أقرب إلى الذهن. والكلية التي لها وظيفة تطبيقية للمستخدم العادي هي الأقرب إلى الذهن. فإذا كنت تدرس مادة في البرمجة، فمن الأفضل تشغيل البرنامج الصغير ليرى طلابك الداخل والخارج قبل البدء في شرح كود البرنامج.
فكتاب (الإلكترونيات، تقريب عن طريق نظام) يقصد بالنظام الوحدات التي تؤدي وظائف غير ظاهرة للمستخدم العادي، مثل الترانسيزتور والدايود (الصمام) والأمبليفاير (المصفاة). بينما يكون من الأفضل البدء بنظام صغير له وظيفة تطبيقية للمستخدم العادي. ثم الدخول في شرح الوحدات الوظيفية الأصغر. وقد لاحظت أن بعض خريجي كليات الكهرباء لا يعرفون وظيفة بعض الوحدات الصغيرة في الإلكترونيات مثل المكثف الكهربائي والملف الكهربائي، حيث سمعت أحد الطلاب النابغين وهو خريج كلية هندسة كهربائية يقول: كنا ندرس أشياء قديمة لا وجود لها في الوقت الحديث ومثل لذلك بالملف والمكثف!؟
ولفائدة المهتمين بالإلكترنيات، من خريجي الهندسة الكهربائية والإلكترونية وتقنية المعلومات والاتصالات ونحوهم، فقد حاولت حصر أصغر الوحدات في الإلكترونيات (الطبقة الدنيا) في ست وحدات فقط، لا أظن وجود غيرها في عالم الإلكترونيات، سواء الرقمي منه أو العادي، وأقصد بالإلكترونيات هنا ما يوجد عادة في اللوحة الإلكترونية وما يتعلق بها مما له صلة بالوظائف الأساسية، باستبعاد الخارج المستفاد منه مثل المحرك الكهربائي والذاكرة الثانوية لأن وظيفتها غير أساسية في تشغيل النظام:
وأما الذاكرات المركزية التي استبعدتها من الوحدات السابقة، فيمكنك أن تضيف إلى ماسبق النظام المغنطيسي كما في القرص الصلب غالباً وشريط التسجيل العادي وشريط الفيديو القديم وبعض البطاقات، والنظام الضوئي كما في القرص المدمج، والذي أظن خروجه من السوق بعد مدة كما خرج شريط التسجيل القديم. وأما الموصل الكهربائي فيكون عادة نحاسي والتوصيل كهربائي في لوحة الإلكترونيات والأجهزة، وأما في الشبكات وأنظمة الاتصالات فيمكن تقسيمه إلى قسمين فقط: الكهربائي عن طريق الأسلاك النحاسية غالباً. الكهرومغنطيسي عن طريق الألياف الضوئية أو الاتصالات اللاسلكية.
المكون السادس للإلكترونيات هو العامل الرئيسي في التطور المذهل في الأجهزة الإلكترونية بما في ذلك الحواسيب، وما زال هو العامل الرئيس في تطورها المستمر حسب قانون مور الشهير. أسأل الله عز وجل أن ينفعني والقارئ الكريم بما كتبت، والله من وراء القصد وهو يهدي السبيل.
عمر عبداللطيف محمدنور عبدالله
لينكشوبنج، السويد
يوم الثلاثاء 22 محرم 1432هـ - 28 ديسمبر 2010م
رجوع إلى قسم ثقافة ومعارف
يصعب بل ويستحيل في كثير من الأحيان على العقل البشري التعامل مع كل التفاصيل في الأنظمة المعقدة إذا لم يتعامل معها بالطريقة الصحيحة، فمثلاً في خريطة العالم لا يمكنك تحديد شارع البلدية في الخرطوم وشارع منرهيمنتية في هلسنكي في آن واحد. وكذلك في جهاز الحاسوب بأنواعه المختلفة، وأعني بالحاسوب هنا المعالج لأنه الجزء المهم في الحاسوب. حيث يوجد في الشريحة الواحدة البلايين من الترانسيزتورات. فيستحيل على العقل البشري أن يتصوَّر كل هذه التفاصيل في آن واحد. فما هي الطريقة السليمة للتعامل مع الأنظمة المعقدة؟
الطريقة السليمة تكمن في تقسيم النظام المعقد لوحدات وإخفاء تفاصيل هذه الوحدات. أو تقسيمه إلى طبقات وإخفاء تفاصيل الطبقات الدنيا عند التعامل مع كل طبقة. عند التقسيم إلى وحدات فيجب النظر إلى كل وحدة نظرة كليَّة دون النظر إلى التفاصيل عند التعامل مع الوحدات الأكثر تعقيداً. ومسألة التعامل بالكليات لها فوائد عديدة منها تسهيل التعامل مع النظام المعقد، ومنها تسهيل دراسة النظام ويدخل في ذلك طرق التعليم، ومنها تقسيم العمل بما في ذلك التصنيع والاختبار وسائر تفاصيل التصنيع بمراحله المختلفة، وغالباً ما تكون المراحل هي:
- دراسة المطلوبات
- التخطيط للنظام جملة من غير تفصيل.
- تنفيذ الوحدات.
- اختبار كل وحدة على حده.
- تنفيذ النظام بربط الوحدات.
- اختبار النظام.
- تشغيل النظام وصيانته.
ومسألة اخفاء التفاصيل يتعامل بها الإنسان في حياته اليومية ولا يخلو منها نظام من الأنظمة المعقدة، فعندما يقود الإنسان سيارته فإنه في الغالب لا معرفة له بطرق عمل الآليات المختلفة في السيارة بما في ذلك المحرك، ولكنه يعرف كيف يشغل السيارة وكيف يتحكم فيها من لحظة بدأ القيادة إلى لحظة إيقافها. وكذلك عندما يتعامل الإنسان مع جهاز الجوال فإنه يعرف ما يسمى بالواجهة التي من خلالها يتعامل مع الجهاز ويستخدم وظائفه المختلفة، ولكن لا علم له بكيفية عمل هذه الواجهة وتداخلها مع الوحدات المختلفة في النظام.
ويجدر أن أذكر هنا نقطة مهمَّة يجب على كل مطوِّر لأي نظام معقَّد أن يهتم بها، وهي أنه لا بد من تجاهل التفاصيل عند التعامل مع النظام المعقد حتى مع معرفتها، وذلك لأنها تشغل الذهن وتصرفه عن التفكير بصورة صحيحة. وأذكر أنني انتبهت إلى هذه النقطة المهمة جداً عند حديث أستاذ مادة كنا ندرسها خلال مرحلة ما قبل التخرج، وهي مادة تسمى الخوارزمي والمعلومات المركَّبة إذا صحت الترجمة، حيث ذكر أستاذ هذه المادة هذه النقطة، وقد ساعدتني هذه النقطة كثيراً عندما كنا ننفذ النظريات في التجارب والدراسة التطبيقية. تخيل المثال المذكور في أوَّل المقال: كيف يستطيع مخطط نظام المعالج أن يتعامل مع كل تلك البلايين من الترانسيزتورات إذا كان يفكر في تفاصيلها عند التخطيط المتكامل للنظام؟ هذا من المستحيلات على العقل البشري المحدود.
وإذا عدنا إلى مثال خريطة العالم فإن الطريقة الصحيحة للتعامل معها هي النظر إلى القارات والمحيطات والوحدات الكبيرة فقط عند التعامل مع كل العالم، وعند التعامل مع كل قارة على حده يمكن إظهار مزيد من التفاصيل، وعند التعامل مع كل دولة يمكن إظهار تفاصيل أكثر، وعند التعامل مع كل مدينة يمكن حينها إظهار الشوارع والأحياء المختلفة.
ومسألة التعامل مع الكليات والجزئيات وتقسيم الأنظمة المعقدة إلى وحدات أو طبقات تفيد في طرق التدريس، فإذا أخذنا خريطة العالم كمثال فإنَّ تدريسها يمكن أن يتم بطريقتين؛ الطريقة الأولى تٌسمَّى بالبدء من الأعلى والثانية البدء من أسفل، وذلك لأنه وعند تقسيم النظام المعقَّد إلى طبقات فقد جرى العرف على تسمية الطبقات الأكثر تعقيداً بالطبقات العليا والتي تصبح غير معقدة بسبب إخفاء تفاصيل الطبقات الدنيا، والطبقات الدنيا غير معقدة من غير حاجة إلى إخفاء تفاصيل. فالطبقة الدنيا فيها أقل التفاصيل.
وبالتالي فيمكن دراسة خريطة العالم بدراسة خريطة الحي، والحي طبقة دنيا لأنه لا توجد تفاصيل أكثر في الغالب، ويمكن البدء بدراسة القارات والمحيطات في خريطة العالم، وهي الطبقة العليا وذلك لإخفاء كثير من التفاصيل والتعامل مع القارة ككليَّة بإخفاء التفاصيل الأصغر. ولتقريب المسألة للطفل فمن الأفضل البدء بالطبقة الدنيا، ولكن البدء بالطبقات العليا ما أمكن هي الطريقة الأفضل في تلقي سائر العلوم. وفي مسألة تعليم النظم المعقدة توجد نظريتان إحداهما تعنى بتدريس الكليات قبل الجزئيات والأخرى تبدأ بالجزئيات قبل الكليات، والذي يترجح عندي الجمع بين الطريقتين، وفي نظري أن البدأ بالكليات أفضل من البدء بالجزئيات ما أمكن وكان أقرب إلى الذهن.
وكثير من علماء الشريعة يفضِّلون طريقة البدء بالكليَّات أو بتعبير آخر البدء من أعلى، ففي علم النحو مثلاً يفضلون البدء بمثل كتاب الآجرومية الذي يحوي كليات علم النحو ثم الدخول في جزئياته، وهي أفضل الطرق ما أمكن إلى ذلك سبيلاً. وطريقة الفقهاء في تلقي الفقه أقرب إلى الكليات والبدء من أعلى من طريقة المحدثين، وذلك لأن متون الفقه تشمل كليات الفقه وجملته من غير الخوض في تفاصيله وذكر أدلته.
ولكن يجب ملاحظة أن البدء بالتفاصيل قد يكون أفضل كما في مثال خريطة الحي للطفل الصغير، لأنها أقرب إلى ذهنه وفهمه. ومن أمثلة ذلك تعليم الصغير العمليات الرياضية الأربع، وهي الضرب والقسمة والجمع والطرح، وهذه تفاصيل صغيرة، بخلاف قاعدة إيجاد المجهول السيني من معادلة الدرجة الثانية فهي قاعدة كلية تحوي هذه العمليات الأربع. والغاية من الرياضيات هي تقليل التفكير. حاول أن تبرهن قاعدة إيجاد المجهول السيني من معادلة الدرجة الثانية، ستجد صعوبة إذا انقطعت وقتاً طويلاً عن الرياضيات. ثم اعلم إذا نجحت في إثباتها أنه يمكن حل المسائل بنفس طريقة الإثبات من غير حاجة إلى القاعدة، وستلاحظ أن الهدف من القاعدة هو تقليل الصعوبة والتعامل مع نظام معقد.
قرأت في مقدمة كتاب (الإلكترونيات، تقريب عن طريق النظام). (Electronics a system approach)، وهو كتاب يعنى بتقريب مادة الإلكترونيات بدءاً بالأنظمة والكليات وليس الجزئيات، حيث ذكر مؤلف الكتاب أنه وجد قبولاً واسعاً واختير ككتاب تدريس في كثير من الكليات والمدارس، وأن كثيراً من الكتب التي ألفت بعده انتهجت نهجه في شرح الإلكترونيات. وهذا أحد الأدلة على أنَّ البدء بالكليات هو الأفضل ما أمكن وكان أقرب إلى الفهم.
ومن الأمثلة السهلة التي قد يعرفها كثير من القراء في التعامل مع الكليات تركيب جهاز الحاسوب، فقطعة لوحة الصوت أو لوحة الشبكة أو لوحة الشاشة تعتبر أمثلة للتعامل مع الكليات. فكل واحدة من هذه القطع عبارة عن لوحة إلكترونية تجد فيها ما تجده في اللوحة الأم من مكونات، بل يوجد في بعض هذه اللوحات المتخصِّصة معالج. فكل ما على التقني الذي يُعنى بصيانة أو تركيب أجهزة الحاسوب أن يعرفه هو وظيفة كل لوحة على حده وواجهة تركيبها في اللوحة الأم. فلكل من اللوحة الصغيرة واللوحة الأم واجهة لإلصاق أحدهما بالآخر. وإذا كان التقني أكثر مهارة فإنه يلزمه معرفة تفاصيل أخرى مما يتعلق بالملاءمة بين القطع الإلكترونية، إلا أن الملاءمة موجودة في أغلب القطع بسبب استخدام معايير متفق عليها بين الشركات المصنعة، وقد يحتاج إلى استخدام كتيب الشرح أو استخدام الشبكة العالمية لمعرفة بعض التفاصيل المهمة.
سواءٌ في التعليم والشرح أو الدراسة والتحليل أو التخطيط والتنفيذ فإن مفهوم الكليات وإخفاء التفاصيل لا يمكن الاستغناء عنه في جميع الأنظمة المعقدة. فتصنيع أجهزة الجوالات مثلاً لا يتم في شركة واحدة، وهذا ما أشرت إليه عندما ذكرت تقسيم العمل - والذي هو من أهم فوائد هذا التصوُّر - وأن تقسيم العمل يمكن أن يكون بين أعضاء الفريق للنظام الأقل تعقيداً، ويمكن أن يكون بين الشركات المختلفة في الأنظمة الأكثر تعقيداً. على سبيل المثال فإن نظام التشغيل الأكثر استخداماً في جوالات النوكيا والإركسون وغيرها هو المعروف بسمبيان، وهو ملك لشركة بريطانية تحمل نفس الاسم، والمعالجات المستخدمة في أجهزة الجوالات هي من تصنيع شركات أخرى. بل حتى المقاومات الكهربائية تحتاج إلى شركات خاصة وذلك لتحديد قيمة المقاومة بدقة عالية، ويدخل في ذلك اختيار المواد التي لا تتأثر بالحرارة والضوء ونحو ذلك في درجة توصيلها ومقاومتها للكهرباء وتنقية المادة من الشوائب ونحو ذلك.
في مجال تصميم المواقع الإلكترونية على سبيل المثال من المفضل استخدام أحد أنظمة إدارة المحتويات كأساس للموقع الإلكتروني، بل لست مبالغاً إن قلت إن أي موقع مهما كانت درجة تعقيده لا يستخدم أحد أنظمة إدارة المحتويات فهو موقع غير ناجح، ولكن من الغريب أن أسمع بعضهم يتحدث مقابل استخدام نظام إدارة محتويات استخدام لغة البي أتش بي مثلاً. وللأسف فإن هذا البعض ليسوا طلاباً في معهد أو جامعة بل شركة معروفة من شركات التصميم بإحدى الدول العربية، وذلك عندما صممت موقعاً لشركة عربية، فتحدثت الشركة بهذه اللهجة الموغلة في الجهل بالأنظمة الحديثة.
وإذا كنت من المهتمين بتصميم المواقع فلا تصدق من يقول لك: "إنها تقيدك لأنها جاهزة، ولن تستطيع تغيير الشكل الخارجي أو الوظائف"، فهذا كلام من يجهل التعامل باحتراف مع أنظمة إدارة المحتويات. ومن أفضل أنظمة إدارة المحتويات في المصادر المفتوحة دروبال. ورغم أن الكثيرين يفضلون نظام جملة لأنه الأكثر سهولة إلا أن نظام دروبال غير معقد وفيه ميزات أخرى جيدة.
وما سبق لا يعني إطلاقاً استغناء المصمِّم بأحد أنظمة إدارة المحتويات عن معرفة لغة البي أتش بي ومعرفة أحد أنظمة قواعد المعلومات، وما يتعلق بالمواقع من لغة الأتش تي أم أل والسي أس أس وغير ذلك من التفاصيل، ولكن يمكن الاستغناء عن هذه التفاصيل في كثير من الأحيان. ويقولون في مجال التصنيع لا تعد اختراع الإطار. والمعرفة والتعليم غير الانتاج والتطوير، ففي مجال الانتاج توجد عوامل أخرى كثيرة مهمة جداً، والوقت وتقليل التكلفة من أهم ما يجب الاعتناء به. فمن الخطأ في مجال الانتاج والتطوير تصميم كل شئ إذا أمكن استخدام الموجود، بخلاف التعليم والتدريب والذي يُحبَّذ فيه تصميم كل شئ ما أمكن. تخيل شركة عملاقة مثل نوكيا إذا أخرجت منتجاً بمثل مواصفات منتج لإركسون وكان فارق توقيت عرضه في السوق أو سعره غير منافس، كم ستكون الخسارة؟
لقد كان المبرمجون الأوائل يبرمجون مباشرة عن طريق لغة الآلة وهي الصفر والواحد، وكانت البرمجة تتم عن طريق ثقوب على بطاقة. ومع الزمن تم الاستغناء كثيراً عن هذه التفاصيل وتم استبدال البرمجة بلغات أكثر فاعلية من حيث توفير الجهد والوقت. بل قرأت في أحد الكتب أن الناس لو كانوا يبرمجون بلغة الآلة إلى الآن لما تم إنتاج الموجود من البرامج الآن في مائة سنة لو عمل كل البشر بالبرمجة!! ولكن هذا لا يعني أن الناس استغنوا عن معرفة هذه اللغة، فهي لا تزال حية وتستخدم في أقل الأحوال عند تصنيع المعالجات ونحوها من الشرائح الإلكترونية. ولكن في الواقع فهي تستخدم في نطاق أوسع، ففي مجال الأنظمة المضمنة – وأعتذر مرة أخرى عن أي خطأ في الترجمة – لا يزال التعامل المباشر معها موجوداً. لتوضيح ما سبق فإن طبقات البرمجيات ثلاث وهي:
- لغة الآلة وهي الصفر والواحد.
- لغة الأسمبلي، وهي اللغة التي يختارها مصنع المعالج.
- اللغات العليا بمختلف أنواعها
ورغم أن كتاب (الإلكترونيات، تقريب عن طريق نظام) قد ساعد كثيراً في تقريب هذه المادَّة، إلا أنها بحاجة إلى مزيد تقريب عن طريق الكليات. فلا تزال تجد صعوبة عند تدريس هذه المادة. والسبب هو أن الكثيرين لا يهتمون بشرح الكليات. وكما ذكرت سابقاً فإن شرح الكليات هو الأفضل ما أمكن وأصبح أقرب إلى الذهن. والكلية التي لها وظيفة تطبيقية للمستخدم العادي هي الأقرب إلى الذهن. فإذا كنت تدرس مادة في البرمجة، فمن الأفضل تشغيل البرنامج الصغير ليرى طلابك الداخل والخارج قبل البدء في شرح كود البرنامج.
فكتاب (الإلكترونيات، تقريب عن طريق نظام) يقصد بالنظام الوحدات التي تؤدي وظائف غير ظاهرة للمستخدم العادي، مثل الترانسيزتور والدايود (الصمام) والأمبليفاير (المصفاة). بينما يكون من الأفضل البدء بنظام صغير له وظيفة تطبيقية للمستخدم العادي. ثم الدخول في شرح الوحدات الوظيفية الأصغر. وقد لاحظت أن بعض خريجي كليات الكهرباء لا يعرفون وظيفة بعض الوحدات الصغيرة في الإلكترونيات مثل المكثف الكهربائي والملف الكهربائي، حيث سمعت أحد الطلاب النابغين وهو خريج كلية هندسة كهربائية يقول: كنا ندرس أشياء قديمة لا وجود لها في الوقت الحديث ومثل لذلك بالملف والمكثف!؟
ولفائدة المهتمين بالإلكترنيات، من خريجي الهندسة الكهربائية والإلكترونية وتقنية المعلومات والاتصالات ونحوهم، فقد حاولت حصر أصغر الوحدات في الإلكترونيات (الطبقة الدنيا) في ست وحدات فقط، لا أظن وجود غيرها في عالم الإلكترونيات، سواء الرقمي منه أو العادي، وأقصد بالإلكترونيات هنا ما يوجد عادة في اللوحة الإلكترونية وما يتعلق بها مما له صلة بالوظائف الأساسية، باستبعاد الخارج المستفاد منه مثل المحرك الكهربائي والذاكرة الثانوية لأن وظيفتها غير أساسية في تشغيل النظام:
- المقاومة الكهربائية
- الموصل الكهربائي
- الملف الكهربائي
- المكثف الكهربائي
- مصدر فولت
- تقاطع السالب الموجب في مادة شبه موصلة مثل السيليكون
وأما الذاكرات المركزية التي استبعدتها من الوحدات السابقة، فيمكنك أن تضيف إلى ماسبق النظام المغنطيسي كما في القرص الصلب غالباً وشريط التسجيل العادي وشريط الفيديو القديم وبعض البطاقات، والنظام الضوئي كما في القرص المدمج، والذي أظن خروجه من السوق بعد مدة كما خرج شريط التسجيل القديم. وأما الموصل الكهربائي فيكون عادة نحاسي والتوصيل كهربائي في لوحة الإلكترونيات والأجهزة، وأما في الشبكات وأنظمة الاتصالات فيمكن تقسيمه إلى قسمين فقط: الكهربائي عن طريق الأسلاك النحاسية غالباً. الكهرومغنطيسي عن طريق الألياف الضوئية أو الاتصالات اللاسلكية.
المكون السادس للإلكترونيات هو العامل الرئيسي في التطور المذهل في الأجهزة الإلكترونية بما في ذلك الحواسيب، وما زال هو العامل الرئيس في تطورها المستمر حسب قانون مور الشهير. أسأل الله عز وجل أن ينفعني والقارئ الكريم بما كتبت، والله من وراء القصد وهو يهدي السبيل.
عمر عبداللطيف محمدنور عبدالله
لينكشوبنج، السويد
يوم الثلاثاء 22 محرم 1432هـ - 28 ديسمبر 2010م
|
|
|---|
رجوع إلى قسم ثقافة ومعارف
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق