في سبيل ادراك أشمل للحاسوب (الجزء 3) : البحث عن الاختلاف ..

[Hameedo]

في سبيل ادراك أشمل للحاسوب (الجزء 3)
البحث عن الاختلاف ..

هذه سلسلة من المقالات التي سأتناول فيها كل شئ عن الحاسوب (باذن الله) ، فكرة عمله ، بداية نشأته ، تدرج تطوره ، العوامل التي بدّلت من مسار هذا التطور ، وكيف تغيّر الحاسوب الي شئ مختلف تماما عن ما اعتقده الحالمون الأولون.

و للقادمين الجدد ،فانني أنصح بقراءة الجزئين الأول والثاني قبل قراءة هذا الجزء ، لأن الأفكار متصّلة في الأجزاء ، والاستفادة العلمية ستكون أكثر اكتمالا عند قراءة الموضوعات بالترتيب .

في سبيل ادراك أشمل للحاسوب (الجزء 1) : البداية ..
في سبيل ادراك أشمل للحاسوب (الجزء 2) : اتحاد الطبيعة والانسان ..

تحدثنا في الجزء الماضي عن آلية انتقال الصوت ، وكيف تستخدم السماعة هذه الآلية في توليد أصوات متنوعة ، فهي تهتز علي نحو متفاوت ، بسرعة أو ببطئ (أو فيما بينهما) مولدة نغمات حادة أو غليظة ، وهي تهتز بقوة أو بضعف ، مولدة صوتا عاليا أو منخفضا ، والمزج بين هذه الخصائص الأربعة يعطينا كل النغمات التي نسمعها .

رأينا أيضا كيف أن الحاسوب يستطيع تمثيل الاهتزاز السريع والبطئ في يسر ، فكل ما عليه أن يفعله هو أن يقوم بتوفير نبضات كهربية متلاحقة الي السماعة ، وتستجيب السماعة بالاهتزاز مع كل نبضة .

هذه الطلقات المتلاحقة من النبضات الكهربية هي من تحدد عدد مرات اهتزاز السماعة في زمن ما ، وبالتالي تحدد سرعة اهتزاز السماعة ، وبالتالي تحدد نوع النغمة .

لكن الحاسوب يفشل في تمثيل الاهتزاز القوي والضعيف ، حيث يحتاج الاهتزاز القوي الي ارسال نبضة قوية (ذات شدة تيار عال) ، والعكس مع الاهتزاز الضعيف ، والذي يحتاج الي ارسال نبضة ضعيفة (ذات شدة تيار منخفضة) .

والمشكلة الحقة ، هو أن كل نبضات الحاسوب متشابهة و ذات شدة متساوية ، فلا يمكن تغيير شدتها ، وبالتالي لن يمكن تغيير شدة الاهتزاز ، وسيعجز الحاسوب عن التحكم في علو وانخفاض الصوت .

وتوفقنا عند سؤال ختامي : كيف يمكن جعل كل نبضة مختلفة عن الأخري ، وتحديدا من ناحية الشدّة ؟

__________________________________________________ ____

1-الشك في كل شئ !

عندما ختمت الجزء الثاني بالسؤال السابق ، كان أول ما توقعته هو أن أتلقي أسئلة عن ما أعتبرته (ثغرة) كبيرة في المقال .

والثغرة هي عبارة أن "كل نبضة في الحاسوب هي نبضة متساوية الشدة ،ومتشابهة مع زميلاتها" ، حيث لم اضع لهذا تفسيرا ، أو سببا مقنعا ، بل وضعتها كحقيقة كونية مطلقة ، ولم يسألني أحد عنها أيضا ، ويبدو أنها انطلّت علي الجميع .

وفيما يخص العلوم الدنيوية ، فان الحقيقة المطلقة الوحيدة التي أعرفها هي وجود خالق لهذا الكون ، فيما عدا ذلك ، فكل شئ مآله التغيير والتبديل والتعديل عليه ، بل والشك فيه .

واذا كان لنا أن نتعلم من الجزء الأول من هذه السلسلة شيئا ، فهو أن لكل شئ مغزي وسببا ، فاختراع الأجهزة التناظرية (السماعة والشاشة) تمّ ليستمع الانسان الي الأصوات ويشاهد الصور ، واختراع الذواكر تمّ ليسجل الانسان ما يحتاجه من صور واصوات ليعرضها مرارا ومرارا ، واختراع المعالجات تمّ ليغير الانسان من هذه الأصوات والصور لتناسب احتياجاته ، أو ليشتق منها بيانات جديدة .

ولأن لكل شئ سببا ومغزي ، بدا النسيج مترابطا متماسكا .. و تقبله عقل الانسان بسرعة .

لا وجود لاختراع صٌنع بلا هدف ، لا وجود لقانون أو قاعدة أو حقيقة بلا فائدة أو مغزي أو حكمة من وراءه أو وراءها .

وعلي هذا تكون تلك العبارة التي اشرت اليها بالأعلي نموذجا مثاليا للسخف العلمي بعينه ! نموذجا للتشدق بحقائق أو نظريات أو قوانين علمية ، دون فهم الغرض منها ، أو المغزي من وراءها .

وتكتمل الصورة السيئة عندما تكون تلك العبارة لا اساس لها من الصحة !

ما الذي يجبر الحاسوب علي جعل كل نبضاته متساوية الشدة ومتشابهة ، ثم يُكلف نفسه عناء البحث عن طريقة متحذلقة معقدة لتمييز نبضاته عن بعضها ؟

هل يوجد سبب منطقي لذلك ؟ هل أدركت التناقض في الأمر ؟

ما نحتاجه حقا هو الشك المستمر ، التساؤل الدائم عن طبيعة الأمور .. كيف تعمل ولماذا تعمل ؟ ولماذا هي هكذا ؟ ولماذا لا تكون عكس هكذا ؟

إن الطبيعة المتشككة ، الناقدة ، هي أولي لبنات الفطرة العلمية السليمة ، وهي أول ما يعطي الانسان القدرة علي تمييز الصالح من الطالح ، والحقيقة من الزيف و الدجل ، وحينها حتي لو اجتمع أهل الأرض جميعا علي اقناعه بالخطأ ، فستذهب جهودهم ُسدي .

وعلي الرغم من كل تلك الخطبة الطويلة ، والتي تجعلني ابدو كشيخ خرف ، يتحدث من جوف أهلكته السنون الطوال .. علي الرغم من هذا ، الا أن العبارة المقصودة لم تكن خاطئة علي الاطلاق ، ولا حتي بمقدار شعرة !

إن الحاسوب الأحمق يستخدم نبضات متساوية بالفعل ، ويحاول البحث عن وسيلة لتمييز نبضاته عن بعضها .

لكن السؤال الذي يطرح نفسه الآن ، والذي من المفترض أن يكون مطروحا بالفعل ، وأن تتحدث عنه الصحف و وسائل الاعلام ، وأن ترتج المنابر العلمية باصوات الصارخين به ، هو : كيف ولماذا ؟

__________________________________________________ ____

2-لا يوجد فنكوش !

والفنكوش هو التعبير السوقي البديل لكل أنواع الذواكر ، كما تم توضيحه في الجزء الأول .

والفنكوس هو شريط من مادة تستطيع تخزين النبضات الكهربية في خلايا صغيرة ، بحيث تسجل كل خلية نبضة واحدة فقط ، ثم يتم قراءة الشريط ، واسترجاع النبضات المخزنة عليه بواسطة السماعة .

والنظير الأقرب لشريط الفنكوش في عالم الواقع هو شريط المذياع Cassette (كاسيت) ، والذي ينقرض تدريجيا في الوقت الحالي .

ولأن الشريط مكون من خلايا متساوية ، فان شدة النبضات التي تسجل في كل خلية ، يجب أن تكون متساوية أيضا ، وهذا بسبب وجود علاقة وثيقة بين حجم الخلية وبين شدة النبضة التي يمكن تخزينها فيها .


أنا شريط الفنكوش ، هل تتذكرني ؟

زيادة شدة النبضة المخزنة تحتاج الي زيادة حجم كل خلية ، وهنا يصبح أمامنا حلّين :

1-إما أن نُنوع في أحجام خلايا الشريط ، بحيث يحتوي علي خلايا قادرة علي استيعاب اضعف شدة ، وخلايا قادرة علي استيعاب ضعفي هذه الشدة ، وأخري قادرة علي استيعاب ثلاثة اضعاف هذه الشدة .. الخ .

وهذا حل غير عملي للأسف ، فالخلايا الكبيرة ستتكلف أكثر بكثير من الخلايا الصغيرة ، فلا ننسي أن كل خلية مطلوب منها أن تسجن بداخلها شحنة ، وشدة الشحنة تتناسب مع حجم الخلية ، وعندما تتذكر أننا قد نحتاج الي خلايا بحجم 99 ضعف ، أو بحجم 500 ضعف ، يمكنك عندها أن تتصور حجم المأزق الذي تورطنا فيه ، فكل هذا يزيد من حجم الشريط ومن تعقيده أضعافا مضاعفة .

هذا أيضا يجعل من أشرطة الفنكوش "أو الذواكر" حلولا غير قابلة لاعادة الاستخدام ، فترتيب الخلايا في كل شريط يتوافق فقط مع لحن واحد .


شريط الفنكوش بأحجام غير متساوية من الخلايا :
من اليسار الي اليمين : خلية بحجم 2 ضعف ، ثم أربعة خلايا بأحجام عادية ، ثم خلية بحجم 3 ضعف .

لن يصلح هذا الشريط الا لتخزين الألحان (البيانات) التي تحتوي علي نبضات ذات شدة مضاعفة في بدايتها ، فلا يمكن له مثلا أن يسجل لحنا يبدأ بشدة 3 اضعاف ، أو أربعة اضعاف ، ولا ينطبق هذا علي أول خلية فقط ، بل علي كل خلية علي طول الشريط ، حيث يجب أن يكون هناك توافق تام بين حجم الخلية ، وشدة النبضة المطلوب تسجيلها .

وهنا كما نري يصبح هذا الحل غير منطقيا علي الاطلاق .

2-الحل الثاني هو أن نبني كل خلايا الشريط بأكبر حجم ممكن ، فاذا افترضنا أن أقصي شدة نحتاج اليها هي 999 ضعف ، فان فالمطلوب هو بناء كل خلية بحيث تكون بحجم 999 ضعف ، و بحيث تقبل تسجيل أفصي شدة موجودة ، بالاضافة الي كل الشدّات الأصغر منها .

وهنا تري حقا حجم المصيبة التي ابُتلي بها الحاسوب ، فتصميم شريط مثل هذا هو أمر مكلف الي درجة أن مجرد التفكير فيه مٌكلف ! ، دعك من أننا لا نضمن احتياجنا الي استخدام شدة أعلي في المستقبل ، وعندها يصبح شريطنا المكلف ، قطعة من "الفنكوش" ، الحقيقي هذه المرة لا المجازي .

وهكذا يمكننا أن نفهم لماذا اقتصرت النبضات التي تخرج من الحاسوب علي استخدام شدة واحدة ثابتة ، فهذا يجعل من تصميم الذواكر أمرا سهلا ، من الناحيتين الاقتصادية والمساحية ، حيث تصبح كل الخلايا متساوية الحجم ، كما يُمكننا ذلك من استخدام عدد كبير من تلك الخلايا في أي منظومة ذاكرة .

ما العمل اذن ؟ إن لدينا حلين لا يصلحان ، والمشكلة ما زالت قائمة ، كيف نجعل كل نبضة مختلفة عن الأخري ؟

__________________________________________________ ____

3-بلا جدوي !

كما تعودنا في الجزء الأول ، فلحل أي مشكلة يجب أن نسردها هكذا :

1-السماعة تقرأ شريط الفنكوش "الذاكرة" خلية خلية ، وعندما تقرأ خلية مسجل بها نبضة كهربية (واحد) ، فانها تستقبل هذه النبضة ، ويسري في السماعة التيار فتهتز .


السماعة تقرأ خلية خلية ، وتهتز باستقبال الواحد (النبضة) .. ولا تفعل شيئا مع استقبال الصفر .

2-لكن السماعة تحتاج أكثر من مجرد الاهتزاز لتوليد الصوت ، فهي تحتاج الي معرفة قوة الاهتزاز لتحديد مدي علو الصوت ، وبدون ذلك ، فستعطي السماعة صوتا ثابت العلوّ ، مثلما تستقبل نبضات ثابتة الشدة !

3-تخيل أن تكون كل الأصوات من حولك صاحبة علو ثابت ، حينها .. ، لن تولد النغمات والألحان ، فحتي النغمة الواحدة تحتوي علي درجات مختلفة من علو الصوت .

4- تغيير قوة الاهتزاز يحتاج الي استقبال نبضات متغيرة الشدة ، فتارة نحتاج نبضة بشدة 1 ضعف مثلا ، وتارة نحتاج أخري بشدة 2 ضعف ، وأخري بشدة 5 ضعف ..الخ .

5-لا يمكن عمل ذلك ، بسبب تكاليف الانتاج العالية لوسائط التخزين (الذواكر) ، وعلي هذا لا يمكن الوصول الي حل عن طريق الذواكر .

انتهي .

وكقاعدة عامة ، وفي أي مشكلة ، طالما وصلنا الي طريق مسدود في أحد أطرافها ، فان الطرف الآخر قد يحمل الاجابة كلها .

والبراعة هنا في ايجاد الطرف الآخر ، فالطرف الأول في مشكلتنا هي الذواكر ، وهي طريق مسدود ، لكن الطرف الثاني هو السماعة نفسها ، وهي طريق لم نعرف حاله بعد .

ما هو دور السماعة في هذه القضية ؟ دورها هو قراءة الذاكرة خلية خلية ، ومن ثم استقبال النبضات المخزنة فيها نبضة نبضة ، وفقط !

كيف يمكن تعديل هذا الدور ؟ يمكن تعديله بمنعها من قراءة الذاكرة تماما ، وبالتالي منعها من استقبال النبضات ، وبالتالي منعها من توليد الصوت، وبهذا نكون قد أرحنا أنفسنا وأرحنا السماعة المسكينة معنا ، وليذهب توليد الصوت وكل الهراء المصاحب له الي الجحيم !

أو يمكن تعديل السماعة بحيث تقرأ الذواكر خليتين خليتين ، أو ثلاثة خلايا .. ثلاثة خلايا ، أو أربعا أربعا ، و بحيث تستقبل النبضات ، نبضتين نبضتين ، أو ثلاثا .. ثلاثا ، أو أربعا أربعا .. وهكذا دواليك ..

حسنا ، يبدو أننا وصلنا الي شئ ما هنا ، تري ما الفائدة المرجوة من شئ كهذا ؟

الفائدة هي الدمج بالبطع !

هل تريد للسماعة أن تهتز بضعف الشدة ؟ اذن اجعلها تقرأ خليتين ، (مٌسجل بهما نبضتين) ، ثم تقوم بدمج النبضتين معا للحصول علي نبضة واحدة بشدة مضاعفة !

هل تريد للسماعة أن تهتز بثلاثة أضعاف الشدة ؟ ، اذن اجعلها تقرأ ثلاثة خلايا (بهم ثلاثة نبضات) في المرة الواحدة ، ثم تقوم بدمجهم معا للحصول علي نبضة واحدة بثلاثة أضعاف الشدة .


السماعة تقرأ خليتين خليتين ..

ويتطلب هذا توافقا مماثلا في آليات التخزين ، فالنبضة صاحبة ثلاثة أضعاف الشدة يتم تقسيمها الي ثلاثة أجزاء ، ثم يتم تسجيل كل جزء علي خلية ، بحيث تٌخزن النبضة كلها علي ثلاثة خلايا متتالية ، والنبضة ذات الأربعة أضعاف ، يتم تقسيمها و تسجيلها علي أربعة خلايا ، وكذا الأمر مع النبضة ذات الخمسة أضعاف ، والستة ، والسبعة ..الخ.

ويقتصر دور السماعة علي قراءة هذه الخلايا المتتالية معا مرة واحدة ، واستقبال النبضات المخزونة فيها ، ودمجها معا للحصول علي نبضة واحدة بشدة كبيرة .

وتتم عملية الدمج في السماعة عن طريق مجموعة من الدوائر الكهربية الاضافية ، والتي سُنسميها "المُجمع" ، وسُنلحق هذا الأخير بالسماعة نفسها ، بحيث يستقبل النبضات ويقوم بمضاعفتها بحسب عددها ، فاذا استقبل نبتضين (مثلا) ، يقوم باخراج نبضة مضاعفة الشدة .


المُجمع ، وهو جهاز يجوي عدة قنوات ، وكل قناة تستقبل نبضة واحدة من خلية واحدة، ليتم دمج النبضات جميعا في نبضة واحدة ذات شدة معينة تذهب الي السماعة .

وبهذا نكون حولنا المشكلة من تخزين نبضة متفاوتة الشدة ، الي تخزين هذه النبضة الواحدة علي عدة خلايا متساوية الشدة . ثم دمج محتوي كل تلك الخلايا معا في نبضة واحدة .


منظر النبضات القابلة للدمج عندما تُسجل علي الذاكرة ، وكل مستطيل ملون يحوي خلايا سيتم دمجها ..

قمة في البساطة حقيقة ، أليس كذلك ؟

لا ليس كذلك ، ولا كذلك ، ولا كذلك ، وأزيد عليهم ولا كذلك كذلك .

إن العقل المدقق سيكتشف فورا الثغرة في هذا النظام ، تلك الثغرة التي تهدم المنظومة كلها من جذورها ، بل وتقتلعها اقتلاعا ، ملقية بها في غيابات الخيال الردئ .

كيف ستعلم السماعة أن المطلوب منها قراءة ثلاثة خلايا معا لتدمج محتوياتهم في لحظة معينة ، ثم قراءة ستة خلايا في لحظة آخري ، ثم قراءة خمسة في لحظة آخري وآخري ؟

إن السماعة هي أداة بلهاء بلا عقل ، وكل ما تفعله هو قراءة الذاكرة من بدايتها الي نهايتها دون تمييز ، فكيف نطلب منها معرفة الخلايا التي سيتم دمجها من الخلايا العادية التي لن يتم دمجها ؟

إن عمل هذا مستحيل بالطبع ، الا إذا قمنا بتعيين قرد مُدرب بشكل جيد ، يحفظ اللحن ، ويقوم بضبط السماعة يدويا في كل مرة ،وستكون مشكلتنا الوحيدة حينها هي توفير مقدار من الموز يكفي "هذا الوحش الجائع" .

لكن ولأن "البعض" من الناس "قد" يكره فكرة الاحتفاظ بقرود في المنزل ، سُننحي هذا الحل جانبا بشكل "مؤقت" ، عالمين أننا سنعود اليه كحل بديل وفعّال اذا ما استفحلت الأمور .

وسنتجاهل عنصرية الانسان تجاه هذا الحيوان المسكين .

هل يجوز أن نُحقر من شأنه ، وننفر منه ، لمجرد أنه لا يستطيع الكلام والتعبير عن رأيه ؟

هل هذا لأنه غبي ، بطئ التعلم ، سريع الهياج ، متقلب المزاج ، وشقي وهمجي و مخرب بدرجة تصيب ربّات البيوت بالجنون المُطبق والانهيار العصبي ؟

كل هذه عيوب بسيطة يمكن تفاديها بقليل من ضبط السلوك ، واجبار القرد علي اتباع نمط حياة معين ، وثق أنه سيتعود عليه ويتبعه في ثبات لا يحيد عنه .

والنمط الثابت هو ما نحتاجه حقا هنا ، (ليس لتأديب القرد) ،ولكن لحل مشكلتنا التي يبدو أنها لن تنتهي أبدا .

سنقوم بضبط السماعة البائسة علي نمط قراءة ثابت ، بحيث تقرأ في كل لحظة عددا ثابتا من الخلايا ، بدلا من العشوائية في القراءة ، ولنفترض أنه ثلاثة خلايا في كل مرة .


السماعة تقرأ ثلاثة خلايا في كل مرة ، لتدمج محتوياتهم ، وكل مستطيل ملون يحوي ثلاثة خلايا ..

لتسجيل نبضة بثلاثة أضعاف الشدة ، فاننا نملأ الثلاثة خلايا كلها .

لكن بفرض أننا نرغب في تسجيل نبضة مضاعفة الشدة (2 ضعف) ، فان طريقة تخزينها ستتكون من تقسيم هذه النبضة الي جزئين ،ثم تسجيلهما علي أول خليتين ، وترك خلية واحدة بعدهما خالية بدون نبضة (صفر) .

هكذا ، وعندما تقرأ السماعة أول ثلاثة خلايا ، فانها ستستقبل نبضتين فقط ، وستقوم بدمجهم معا ، كنبضة مضاعفة الشدة .

واذا أردنا تسجيل نبضة واحدة بأقل شدة ممكنة ، فاننا نخزنها في أول خلية ، ثم نترك خليتين بعدها خاليتين ، لتقرأها السماعة علي أنها نبضة واحدة بشدّة واحدة .

أي أن السماعة تقرأ في كل مرة ثلاثة خلايا ، بغض النظر عن محتويات هذه الخلايا (حتي لو كانت كلها أصفارا) ، وستقوم بالدمج بحسب محتويات هذه الخلايا الثلاث :

0 0 0 = صفر (لا شئ)

1 0 0 = نبضة واحدة

1 1 0 = (دمج نبضتين/واحدين) = نبضة بشدة مضاعفة

1 1 1 =(دمج ثلاثة نبضات/واحدات) = نبضة بثلاثة أضعاف الشدة

لكن قراءة ثلاثة خلايا معا لا تكفي ، فأقصي ما تستطيع هذه المنظومة تقديمه ، هو ثلاثة مستويات من الشدة : شدة دنيا (1 ضعف) ، وشدة مُضاعفة (2 ضعف) ،و شدة ذات ثلاثة أضعاف (3 ضعف) ، ونحن نحتاج الي مستويات أعلي وأعلي بالطبع .

بل أعلي وأعلي وأعلي من الأعلي التي تسبق آخر أعلي !!! ، إننا نحتاج الي نبضات ذات شدة بـ500 ضعف ، وعلي هذا فسنضطر الي ضبط السماعة بحيث تقرأ 500 خلية في كل مرة ، بغض النظر عن محتويات هذه الخلايا ، سواء كانت كلها أصفارا ، أو كلها واحدات ، أو بعضها كذلك وبعضها كذلك .

إن هذا لجنون مطبق ، وعندما تعلم أن الـ500 ضعف هو رقم بخس ، و أن تمثيل الصوت الجيّد يحتاج الي 64 ألف ضعف علي الأٌقل ، يمكنك أن تفهم نوعية الجنون الذي أتحدث عنه !

إننا نعود الي نقطة البداية من جديد ، فتكاليف انتاج الذاكرة بهذا النمط ستكون مرتفعة للغاية ، دعك من أن ثلاثة أرباع الشريط سيكون أصفارا ، لأننا لن نستخدم الحد الأفصي من الشدة في كل مرة ، وسنترك الكثير من الخلايا الخالية، وهو ما يعتبر اهدارا مُروعا للموارد .

إننا وعلي الرغم من كل الجهد الذي نبذله ، ومن كل الفنكوش والقرود والواحدات والأصفار ، ندور في حلقة مفرغة بلا أمل يلوح في الأفق ليعطينا الحل !

لقد استنفدنا كل الحلول ، واحتملنا الاستماع الي حذلقتي التي لا تنتهي ، ومحاولات التذاكي والتظاهر بالفهم ، وجربنا التعديل علي كل شئ ، والتقطنا طرف كل خيط ممكن ، وكل هذا بلا فائدة !

سٌحقا ، أما من حل يصلح معك أيتها السماعة المزعجة ؟ فلتذهبي اذن الي الجحيم أنت وكل التعقيد الذي يقطُر من كل ما يتعلق بك من قريب أو من بعيد .. لا نحتاج اليك أبدا حتي لو جلبتي لنا الذهب في طياتك ، وحتي لو أتيتنا بألف وعد ووعد ، سنحرص علي أن نمحو اسمك وفكرة عملك من الوجود حتي يوم الدين ، ولنقتصّن من كل من تُسوّل له نفسه أن يخترعك وأن يستخدمك في أي شئ ، حتي ولو كوعاء لجمع فضلات الحيوانات!

__________________________________________________ ____

4- لحظة غضب !

لكن الدنيا لا تتوقف عند لحظة غضب ، أو انفعال أخرق ، بل تستمر في عناد مثبتة أنه لا مشكلة بلا حل ، ولا حل دون تفكير وتأمل عميقين وعمل دؤوب ، وملاحظة جيدة .

و نقص الملاحظة الجيدة هو ما يُفوّت علينا فرصة استغلال ما صنعناه بأنفسنا ، لندمره في لحظة تهوّر .

لقد ادّعيت في بداية المقال أن حل أي مشكلة يكون عادة عند أحد أطرافها ، ولقد ضيّعنا الوقت في طرف الذواكر ، ثم طرف السماعة ، ووصلنا الي نهاية مسدودة في كلا منهما ، وعلي هذا حكمنا علي أنفسنا بالفشل .

لكن فاتنا أن نستغل الطرف الجديد الذي جمعناه بأيدينا ، إنه طرف المُجمّع !

إن المجمع يستقبل النبضات من عدة خلايا في نفس الوقت ، ليقوم بدمجهم جميعا في نبضة واحدة .

وكلما ازدادت شدة هذه النبضة الواحدة ، كلما احتجنا لعدد اكبر من الخلايا لدمج محتوياتهم .

وهذا ما يخلق لنا العقبات في كل خطوة ، هذا العدد الكبير من النبضات الذي يستهلكه المجمع من أجل عملية الدمج ، فللحصول علي نبضة بـ100 ضعف للشدة ، يلزم دمج 100 نبضة من مئة خلية ، وهذا عدد كبير وغير مقبول ، ماذا عن 200 ضعف اذن ؟ ، ماذا عن 1000 ضعف ؟

نحن نحتاج الي طريقة لاختصار أعداد النبضات المطلوبة للحصول علي شدة معينة .

والاختصار لمن لا يعرف هو عملية استبدال شئ بشئ آخر أقل منه في الحجم ، أو في أي معيار آخر .

كيف يمكن استبدال تلك النبضات الكثيرة بشئ أقل منها ؟

بالطبع لا يمكن ، فلا يوجد أقل من النبضة الواحدة في الحاسوب ، الا اذا كنت تقصد الصفر بالطبع !

لكن يمكننا أن نحرص علي أن تكون تلك النبضة الواحدة نفسها هي اختصارا لعدد أكبر من النبضات .

وللتوضيح : سنفترض أن كل نبضة في الذاكرة هي في الوافع اختصار لنبضتين ، وسُنعدّل من وظيفة المٌجمع بحيث يستقبل نبضة واحدة من خلية واحدة ، ويحولها الي نبضتين (أي يقوم بمضاعفتها) ، ثم يقوم بدمج النبضتين في نبضة واحدة لكن بشدة مضاعفة .

وعندما يفعل المجمع هذا مع كل خلية في الذاكرة ، فاننا بهذا نضاعف من قدرة كل خلية علي تخزين شدة أكبر من مجرد شدة نبضة واحدة.


المُجمّع يقوم بمضاعفة شدة كل نبضة تصل اليه ، وذلك عن طريق تزويده بمجموعة من الدوائر الكهربية الاضافية .

فباستخدام منظومة الثلاثة خلايا المشار اليها سابقا ، نجد أن أقصي شدة للنبضة الناتجة من حاصل دمج الخلايا الثلاث قد ارتفعت الي شدة ذات ستة أضعاف ، بدلا من ثلاثة أضعاف .

1 1 1 = (دمج لثلاثة نبضات ) = نبضة بثلاثة أضعاف الشدة (نظام قديم)
1 1 1 = (الُمجمّع يقوم بمضاعفة كل نبضة) = 1 1 1 1 1 1 = (دمج لستة نبضات) = نبضة بستة أضعاف الشدة .

والآن بدلا من أن تحتاج السماعة الي قراءة ستة خلايا لتحصل علي شدة ذات ستة أضعاف ، ستقرأ فقط ثلاثة خلايا ، وهذا توفير في عدد الخلايا الي النصف بمجرد تعديل بسيط .

لكن هذا يرفع من الحد الأدني للشدة أيضا ، فباستخدام النظام القديم ، كان الحد الأدني هو شدة ذات ضعف واحد ، بينما في النظام الجديد ، وباستخدام المجمع المعدل ، ارتفع الحد الأدني الي شدة ذات ضعفين .

1 0 0 = نبضة واحدة (نظام قديم)
1 0 0 = (المجمع يقوم بمضاعفة النبضة) = 1 1 0 0 =(دمج لنبضتين) = نبضة ذات شدة مضاعفة .

ليس هذا فحسب ، ولكننا لن نستطيع الحصول علي شدّات باضعاف معينة ، مثل ثلاثة أضعاف ، أو خمسة أضعاف ، أو سبعة أضعاف ، أو أي رقم فردي .. هذا لأن المجمع يقوم بمضاعفة كل النبضات ، والمضاعفة تنتج رقم زوجي دائما ، وليس فرديا أبدا .

وحل هذه المشكلة يكون بجعل المُجمّع مُقيّدا في وظيفته ، فبدلا من مضاعفة كل النبضات في كل خلايا الذاكرة التي تقرأها السماعة ، سيكون مسموحا له بمضاعفة بعض الخلايا فقط .

فمثلا اذا قرأت السماعة ثلاثة خلايا في كل مرة ، فان المجمع يقوم بمضاعفة النبضة في الخلية الثالثة فقط .


المُجمّع يضاعف التبضة الواصلة علي القناة الثالثة ، والتي تستقبل من الخلية الثالثة .

وهذه الطريقة تتيح لنا تفادي أي قيود في الحد الأدني للشدة ، أو في الأرقام الفردية أو الزوجية ، فمن بين كل ثلاثة خلايا ، توجد خليتين قادرتين علي اخراج شدة فردية ، وخلية واحدة قادرة علي اخراج شدة زوجية (2 ضعف) ، وذلك كله بفضل التعديلات التي تمت علي المُجمّع .

ويتبقي فقط تعديل نظام التخزين ، بحيث يأخذ في حسابه التغييرات الجديدة :

للحصول علي شدة ذات 4 ضعف ، يكفي ملأ الثلاثة خلايا كلهم بالنبضات :
1 ضعف + 1 ضعف + 2 ضعف = 4 ضعف

للحصول علي شدة ذات 3 ضعف ، يكفي ملأ خلية واحدة فردية ، والخلية الزوجية :
1 ضعف + لا شئ + 2 ضعف = 3 ضعف

للحصول علي شدة ذات 2 ضعف ، يكفي ملأ الخليتين الفرديتين فقط ، وترك الخلية الزوجية خالية :
1ضعف + 1ضعف + لا شئ = 2 ضعف
أو ملأ الخلية الزوجية فقط ، وترك باقي الخلايا خالية :
لا شئ + لاشئ + 2 ضعف = 2 ضعف

وللحصول علي شدة ذات 1 ضعف ، يكفي ملأ خلية واحدة فردية فقط :
1ضعف + لاشئ + لا شئ = 1 ضعف

وباستخدام هذه المنظومة ، استطعنا الحصول علي نبضة ذات 4 ضعف ، من ثلاثة خلايا ، بالاضافة الي كل الشدّات الأقل من 4 .

والأجمل أنه أصبح الآن بامكاننا أن نزيد عدد الخلايا الزوجية الي خليتين بدلا من واحدة ، وترك خلية واحدة فردية ، وسوف يتيح هذا لنا الحصول علي خمسة اضعاف الشدة ، من نفس الثلاثة خلايا ، بالاضافة الي كل الشدات الأقل .


هذه المرة المُجمّع يقوم بمضاعفة نبضات القناتين الثانية والثالثة ، للحصول علي خمسة أضعاف الشدة من ثلاثة قنوات فقط : 1 + 2 + 2= 5 .

وبالمثل اذا استخدمنا منظومة قراءة بعدد 9 خلايا (في كل مرة تقرأ السماعة 9 خلايا ) ، مع جعل ثمانية من هؤلاء الخلايا بشدة زوجية ، وترك خلية واحدة ذات شدة فردية ، يمكننا الحصول علي شدة ذات 17 ضعف من 9 خلايا فقط!

استخدام مُجمّع بتسعة قنوات ، ومضاعفة النبضات الواصلة علي ثمانية منهم ، يعطينا القدرة علي الحصول علي 17 ضعف للشدة : 1+2+2+2+2+2++2+2+2 = 17

واذا استخدمنا منظومة قراءة بعدد 16 خلية ، وقسمناهن الي 15 خلية زوجية ، وخلية واحدة فردية ، سيمكننا الحصول عندها علي شدة ذات 31 ضعف من 16 خلية فقط ، أي زيادة بمقدار 93% دائما .

وهذا تحسّن كبير ، فالنظام القديم يحتاج الي 31 خلية لاخراج شدة ذات 31 ضعف ، وهذا توفير في عدد الخلايا الي النصف تقريبا .

لكن هذا التحسن ليس كافيا ، فهو يعني أن الشدة ذات الـ60 ألف ضعف ، ستحتاج الي عدد أقل بقليل من 30 ألف خلية ، وهو عدد كبير جدا من أجل نبضة واحدة ، حتي لو كانت بمثل تلك الشدة ، وعلي هذا فنحن نحتاج الي المزيد من الاختصار .

ولتحقيق المزيد من الاختصار ، يمكننا أن نتمادي أكثر ، ونجعل المجمع يضاعف أكثر وأكثر من بعض الخلايا ، فمثلا نجعله يضاعف الخلية الثالثة الي ثلاثة أضعاف ، والخلية الثانية الي ضعفين ، ويجعلنا هذا نحصل علي ستة أعضاف للشدة من ستة ثلاثة خلايا فقط .



وباستخدام نظام قارءة بعدد خمسة خلايا ، يمكننا تصميم المجمع بحيث يترك أول خلية كما هي ، ويضاعف ثاني خلية الي ضعفين ، وثالث خلية الي ثلاثة أضعاف ، ورابع خلية الي أربعة اضعاف ، وخامس خلية الي خسمة أضعاف ، ويتيح هذا الحصول علي شدة ذات 15 ضعف من خمسة خلايا (5+4+3+2+1)، أي زيادة ثلاثة اضعاف .

ولا يعد هذا كافيا ، فحتي لو وصلت الزيادة الي عشرة أضعاف ، (أي يمكن تمثيل 60 ألف ضعف بـ 6 آلاف خلية) لا يزال عدد الخلايا المطلوب كبيرا جدا من أجل نبضة واحدة .

إن نجاحنا في تحقيق اختصار أكبر لعدد النبضات ، سيعني بالضرورة نجاحنا في تخفبض تكاليف تخزين البيانات(النبضات) في الذاكرة ، فسنحتاج الي عدد أقل من الخلايا .

إن نجاحنا في تحقيق هذه الخطوة لا يقل أهمية عن نجاحنا في اختراع السماعة ، والذاكرة أنفسهما .

لكن السؤال الذي لا يزال مُعلّقا في سقف الحجرة منذ بداية المقال ، هو كيف ؟ وبأي معجزة ؟

__________________________________________________ ____

5-بعيدا عن الهراء !

وعلي الرغم من أنني أودّ الاجابة علي هذا السؤال الآن ، الا أن المقال استطال كثيرا ، وبلغ حجمه عنان السماء ، وليُصابنّ القارئ بالُذعر عندما ينتقل بمسطرة الصفحة الي أسفل ، وتتسع عيناه في ارتياع من طول المقال ، ويسقط في النهاية مغشيا عليه .

ومن أجل هذا القارئ ،ورأفة به ، سأؤجل الاجابة في الحلقة القادمة باذن الله ، وسأنتقل مباشرة الي الدروس التقنية المستفادة من كل الهراء والرطانة بالأعلي :

1-لا يوجد فكاك من استخدام خلايا متساوية الحجم ، لتخزين نبضات متساوية الشدة ، ليستخدمها الحاسوب ، فهذا الوضع هو افضل وضع ممكن لتصميم الذاكرة .

2-اكتشفنا أن دمج النبضات المتساوية ينتج عنه نبضة واحدة مُتغيرة الشدة ، وذلك بحسب عدد النبضات المستخدمة .

3-واستتبع هذا تغيير جذريا في طريقة قراءة الذاكرة ، فيدلا من قرائتها خلية خلية ، سُتقرأ ثلاثا ثلاثا ، أو أربعا أو أربعا ، أو عشرا عشرا .. الخ ، ثم يتم دمج محتوياتها بعد ذلك في نبضة واحدة .

4-توصلنا الي فكرة مضاعفة النبضات الخارجة من خلايا معينة ، بحسب ترتيب مكان تلك الخلايا في كل دورة قراءة ، وأتاح هذا لنا الاختصار في عدد النبضات المطلوب دمجها .. لكن هذا الاختصار لا يزال غير كاف للأسف ..

في المرة القادمة (باذن الله) ، سنعرف كيف أصبح بامكاننا ضغط واختصار هذه النبضات 4 آلاف مرّة ، وعندما نفهم كيف يتم هذا ، سنكون قد أمسكنا بلُب القضية كلها ، اللُب الذي نسعي دائما لاستيعابه عند نتعلم شيئا جديدا ، اللب الذي يبذل عقلنا الكثير والكثير من الجهد في سبيل الحصول عليه ، في سبيل ادراك وفهم أشمل .. للحاسوب .

أسئلة الحلقة :
س1 : ما هي أقصي شدة يمكن الحصول عليها من دورة قراءة تتضمن سبعة خلايا ، واحدة منهم زوجيّة ؟
س2 : في رأيك ، هل توجد ثغرة في المقال هذه المرة ؟ وإن وجدت فما هي ؟

[PC - 17]

بارك الله فيك يا دكتور حميدو

س1 : ما هي أقصي شدة يمكن الحصول عليها من دورة قراءة تتضمن سبعة خلايا ، واحدة منهم زوجيّة ؟

(1+1+1+1+1+2)= 8

[CR@N$H]

في المرة القادمة (باذن الله) ، سنعرف كيف أصبح بامكاننا ضغط واختصار هذه النبضات 4 آلاف مرّة

فكرت في أن أجيب و لكن ذلك سيعتبر عدم لباقة مني لذلك حذفت ما كتبت

س1 : ما هي أقصي شدة يمكن الحصول عليها من دورة قراءة تتضمن سبعة خلايا ، واحدة منهم زوجيّة ؟

الجواب هو 8

س2 : في رأيك ، هل توجد ثغرة في المقال هذه المرة ؟ وإن وجدت فما هي ؟

في الحقيقة لا أعلم إن كان ما أفكره فيه هو الثغرة التي تحدثت عنها و لكن سأضعها لعلها تكون الصواب
في حال قمنا بتغيير نوع السماعة بواحدة اخرى ستتغير طبقات تمثيلها لشدة الصوت لذلك لا بد من وحدة ملائمة عامة تأتي خلف المجمع ووحدة أخرى قبل السماعة بحيث تستطيع ان تحافظ على الشدة المطلوبة كما هي (أنت تعلم اني مختص بالإلكترونيات ومثل هذه الحالة لا تقبل إلكترونيا)

[waleednet]

رااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااااا ااااااااااااااااااااااااااااائع يا دكتور حميدو اسلوبك شيق جدا فى سرد الموضوع وان اي شخص لن يفكر بمثل هذا التفكير، فطالما ان السماعة تخرج صوت فلن يسال احد كيف يخرج الصوت
اشكرك كثيرا على هذا الموضوع

[hamed al-dosari]

السلام عليكم

[shark74]

موضوع رائع فعلاٌ يا دكتور
ولكن كل المشاكل ولها حل
فقد يكون النظام الرقمي كما نعرفه قد اصبح غير ملائماٌ
ويحتاج الي تغييره من أساسه ................مثلاٌ
ومشكلة الذاكرة تعتبر محلولة...........الآن
ولكن حل معقد يحتاج للمراجعة
وعموماٌ التغيير هو سنة الحياة

[mahmoud4speed]

موضوع شيق جدا و اسلوب سياقه روعة و هذا ليس بجديد من المشرف hameedo

س1 اعتقد 8
س2 الله اعلم

ولكن لي ملاحظه في مساله "ضغط واختصار هذه النبضات 4 آلاف مرّة"
فعندما كنت افكر وجدت ان ذلك ممكن حدوثه عن طريق التحكم في درجة مضاعفة المجمع ليس كل خلاياه ولكن خلايا معينه حتي نحتفظ بالحد الادني للشده الموجات
هذه بعض الخزعبلات التي استطعت استنتاجها ومنتظر الموضوع القادم بشغف

[Hameedo]

(1+1+1+1+1+2)= 8

نعم اجابة صحيحة ..

فكرت في أن أجيب و لكن ذلك سيعتبر عدم لباقة مني لذلك حذفت ما كتبت

لماذا ؟ يمكنك وضع الاجابة ولو حتي بشكل مختصر .. بل يمكنك أن تقول أنني أود سماعها منك .

الجواب هو 8

مضبوط .

في حال قمنا بتغيير نوع السماعة بواحدة اخرى ستتغير طبقات تمثيلها لشدة الصوت لذلك لا بد من وحدة ملائمة عامة تأتي خلف المجمع ووحدة أخرى قبل السماعة بحيث تستطيع ان تحافظ على الشدة المطلوبة كما هي (أنت تعلم اني مختص بالإلكترونيات ومثل هذه الحالة لا تقبل إلكترونيا)

في الحقيقة لم أنظر للأمر من هذا الجانب قطّ ، لكن هذا لا يعني أن ما تقوله ليس صحيحا ، يمكننا اعتبارها ثغرة لكن علي المستوي المتقدم ، وأشكرك علي تنبيهي لهذا الأمر .

فقد يكون النظام الرقمي كما نعرفه قد اصبح غير ملائماٌ
ويحتاج الي تغييره من أساسه ................مثلاٌ
ومشكلة الذاكرة تعتبر محلولة...........الآن
ولكن حل معقد يحتاج للمراجعة

معظم حلول الحاسوب عموما تتميز بالتعقيد ، وهذا ما يجعل من تصميم المعالجات والذواكر أمرا صعبا وشاقا ، وطويل الأمد .

س1 اعتقد 8

نعم .

ولكن لي ملاحظه في مساله "ضغط واختصار هذه النبضات 4 آلاف مرّة"
فعندما كنت افكر وجدت ان ذلك ممكن حدوثه عن طريق التحكم في درجة مضاعفة المجمع ليس كل خلاياه ولكن خلايا معينه حتي نحتفظ بالحد الادني للشده الموجات

أنت تسير علي الطريق الصحيح بالفعل .

[CR@N$H]

الحل غالبا سيكون بتثقيل قيمة الخانة و جعل لكل خانة وزن خاص فيها مما سيسمح بتشكيل أي رقم نريده عن طريق توليفة معينة من الواحدات و الأصفار "تطبيق نظام العد الثنائي" ولكننا هنا سنحتاج إلى عملية تعديل كبيرة على المجمع حتى يصيح الوضع ممكنا
فمثلا معظم امتدادات الاصوات تحتاج إلى 16 خانة فقط لتسجيل الصوت و قليلا منها يحتاج إلى 32 خانة
أرجو ان اكون قد وفقت بالإجابة
ولكن ما هي الثغرة اذا ؟

[Hameedo]

الحل غالبا سيكون بتثقيل قيمة الخانة و جعل لكل خانة وزن خاص فيها مما سيسمح بتشكيل أي رقم نريده عن طريق توليفة معينة من الواحدات و الأصفار "تطبيق نظام العد الثنائي" ولكننا هنا سنحتاج إلى عملية تعديل كبيرة على المجمع حتى يصيح الوضع ممكنا

نعم ، أحسنت ..

ولكن ما هي الثغرة اذا ؟

اسمح لي بالاحتفظ بها حتي النهاية أخي خير الدين ، فمن يدري ، لربما أستخدمها لاحقا .

[nero&dante]

شكرا صديقي العزيز حميدو على الموضوع واعتذرعن عدم مقدرتي على متابعة ما بدانا سابقا به املا ان نتمكن من متابعته لاحقا باذن الله ان لم يكن لديك مانع طبعا.

تمت قراءة الموضوع قراءة سريعة وجاري الحث عن الثغرة(وارجو ان اتمكن ن العثور عليها ان وجدت)

ولديي هذا السؤال حاليا :

الحل غالبا سيكون بتثقيل قيمة الخانة و جعل لكل خانة وزن خاص فيها مما سيسمح بتشكيل أي رقم نريده عن طريق توليفة معينة من الواحدات و الأصفار "تطبيق نظام العد الثنائي" ولكننا هنا سنحتاج إلى عملية تعديل كبيرة على المجمع حتى يصيح الوضع ممكنا

طبعا هذا الكلام يحتاج الى معرفة مسبقة بطبيعة عمل هذه المور وبما انك تعمل انني لا افقه فيها شيئا فالسؤال هو
ما معنى هذه الكلام؟؟؟؟؟

[مطور ويب]

سـلسـلة مـواضيع قيمة و رائـعـة

شكرا .

[Tempset]

سأقرأ الموضوع وقت فراغي



متحمس جدا





شكرا أستاذنا العزيز حميدو

[Gainward]

بارك الله فيك أخي حميدو و زادك من علمه .. أتمنى أن أجد الوقت الكافي لقرآة الموضوع ، لأنه كبير و مفصل ما شاء الله.

[ibrahimfr]

جزاك الله خيراً على هذا المقال الرائع ...

المُجمع ، وهو جهاز يجوي عدة قنوات ، وكل قناة تستقبل نبضة واحدة من خلية واحدة، ليتم دمج النبضات جميعا في نبضة واحدة ذات شدة معينة تذهب الي السماعة .

عدد القنوات في المجمع محدود ؟ كيف ستعامل المجمع مع عدد أكبر من النبضات ؟