مواضيع

1

منتدى علوم الحاسب / لغات البرمجة

« في: سبتمبر 02, 2003, 03:23:46 صباحاً »

لغات البرمجة ..... إنجاز سبرنتيكي أم تعقيد لا معنى له

                  عندما صمم بابيج في القرن التاسع عشر آلة الفروق الميكانيكية ، التي يعتبرها معظم البريطانيين وبعض الأمريكيين الأب الروحي للحواسيب  الحديثة ،  لم يكن يخطر على بال أحد أن هذا الإبتكار الذي  أعتبر وقتها ترفاً فكرياً وتبذيراً لا معنى له ، حيث مولته الجمعية الملكية البريطانية بأكثر من أربعين ألف جنيه ذهبي حينها  ، سيغدو بعد أقل من مائة عام الملهم الرئيس لأحد أهم إبتكارات ونتاجات النصف الثاني من القرن العشرين ، وتبلورت هذه النظرة عملياً عندما أبصر الحاسوب  Mark – 1   النور في شهر آب عام 1944 ، حيث إعتبره البعض أعظم نتاج فكري للبشرية منذ نشوء الحضارة ، بينما إعتبره الآخرون نموذجاً كهربائياً رديئاً لحاسوب السيد بابيج الميكانيكي ، خصوصاً وأن السيدMARK – 1   كان يوازي في حجمه تقريباً ملعب كرة قدم نموذجي ، ويحتاج إلى طاقة كهربائية تكفي لإنارة مدينة متوسطة الحجم ، ويعتمد نظام التبريد بالماء ، حيث يستهلك يومياً حوالي 60 ألف ليتر فقط .

أجيال الحواسيب :
               كان الحاسوب Mark – 1  وإخوته مثل INAK II وباقي أفراد العائلة الكريمة ، تدعى الجيل الأول من الحواسيب ، وكانت تعتمد في بنيتها أساساً على الصمامات الكهربائية ، بينما تعتمد كلياً في برمجتها على لغة الآلة  وفق نظام العد البينري والثماني والست عشري ، بل إن بعضها إعتمد نظام العد العشري الذي خلق مشاكل برمجية هائلة دفعت القائمين على تطوير نظام التشغيل إلى إلغاء المشروع برمته .
 وبظهور الحاسوب IBM 7070  الذي أبصر النور عام 1958 ظهر الجيل الثاني من الحواسيب ، وهو يعتمد كلياً على الترانزيستورات ، ويعتمد نظم تشغيل تستوعب لغات برمجية قريبة من لغة الإنسان " كوبول ، فورتران .. إلخ ... " مع إمكانية تنفيذ أكثر من برنامج في الوقت نفسه .
وشهدت صناعة الحواسيب قفزة ممتازة أخرى من خلال الحاسوب IBM 360  عام 1963 ، الذي إعتمد كلياً على الدارات التكاملية التي أدت إلى صغر حجم الحاسب إلى حد كبير ، مع إرتفاع سرعة الأداء إلى أكثر من 100000 عملية / ثا مع إمكانية وصل الحاسوب بحواسيب ومعدات أخرى خارجية ، مما يجعلنا نعتبر السيد IBM 360   الجد الشرعي والمباشر لحواسيبنا العلوج التي نعمل عليها هذه الأيام ، صحيح أن العلج الذي أكتب عليه هذا المقال مختلف كلية عن جده سواء بالشكل أو الحجم أو الأداء أو نظم التشغيل ، إلا أن المكونات الرئيسة لكل من الجد والحفيد لا تختلف كثيراً من وجهة نظر علم الإلكترونيات المعاصر " دعونا من النقاش البيزنطي حول التركيبات البنيوية والتردادت مفرطة السرعة و .. و .. إلخ ... " ولنناقش الموضوع من وجهة سيبرنتيكية  بحتة ، حيث يمكن إعتبار الحاسوب صندوقاً أسود لذاكرة خرافية ، وعليه يمكن تقسيم الذواكر إلى نوعين ، داخلية " كالذواكر النشطة القابلة للمحي فور قطع التغذية الكهربية عنها ، والذواكر الميتة التي يتم فيها تخزين قواعد وبيانات التعريف الأصلية لكل قطعة على حدة والذواكر شبه الميته أو المقفولة إلى حين ، كالإيبرومات والفلاش  " ، وذواكر خارجية كأقراص السي دي ، والأقراص المرنة والطابعات والكروت المثقبة والكاميرات الرقمية وأشرطة التسجيل وغيرها من وسائط حفظ المعلومات وإسترجاعها ، ومن المؤكد أن IBM 360   خالٍ تماماً من Flash Memory   ، لكنه يحوي العديد من الدوائر التكاملية شبه المقفلة ، والشبيهة إلى حد كبير بالفلاش ، كما أنه لم يكن يحوي أقراصاً صلبة أو مرنة ، لكنه كان يحوي الكثير من بدائل التخزين  التي قد لا تروق لنا كثيراً في هذه الأيام ، لكنها كانت أكثر من مقبولة قبل أربعين عاماً .

لغات البرمجة :
                  رأينا كيف أن الجيل الأول من الحواسيب كان يعتمد كلياً على اللغة الوحيدة التي يفهمها الكومبيوتر حتي اليوم ، وهى لغة الآلة  التي تعتمد ثنائية (0 , 1  ) أو ما نسميه كهربائياً  بـ ( ON , OFF  ) ، ونتيجة الصعوبة الهائلة التي يواجهها المبرمجون في كتابة البرامج ، وتتبع الأخطاء البشرية الناجمة عن هذه الثنائية الجافة ، ظهرت الحاجة إلى تطوير لغة أكثر سهولة ، وأقرب إلى الإنسان من تلك الثنائيات المضجرة التي لا تنتهي ، فظهرت لغة " اسمبلي " التي تعتمد الحروف بدل الأرقام ، حيث تكتب الأوامر بها ثم تترجم إلى لغة الآلة بواسطة Assembler       " مجمِّع " موجود مسبقاً بذاكرة ميته في بعض أنواع الجيل الأول ، ومعظم أنواع الجيل الثاني والثالث .
الإ أن الرمزية المفرطة للغة إسمبلي ، جعل منها لغة مقتصرة على المبرمجين المحترفين ، مما جعل الحاجة إلى إبداع لغات أخرى أكثر سلاسة وسهولة لقطاعات أوسع من هواة الكومبيوتر ، فظهرت اللغات الراقية أو العالية تمييزاً لها عن اللغات الدنيا المتمثلة بالأسمبلي ولغة الثنائيات ، وكانت باكورة تلك اللغات وأهمها تقريباً ، لغة فورتران " FORmula TRANslator " التي أبدعتها شركة IBM  عام 1956 و فتحت المجال لظهور اللغات الأخرى المعروفة، وهى خاصة بالتطيبقات الرياضية والعلمية كما هو واضح من إسمها ، ثم لغة COBOL  و BASIC  وC  وPASCAL   و LOGO   ، وبحلول عام 1970 كان هناك أكثر من خمسة الآف لغة برمجة عالية ، لا أعرف أسماء معظمها ، ثم ظهرت في السنوات الأخيرة اللغات المرئية ( Visual Languages   مثلVB  و VC )  والنصية ( Scripting  Languages  مثل Java script  )  و النصية المرئية مثل VBS    ، كنتاج مباشر لتطور الكومبيوتر و الأنترنت ، لكن السمة الغالبة لكل تلك اللغات هى حاجتها للمصنفات  " Compilers  " التي تعمل كمترجمات أو مفسرات للكومبيوتر كي يستوعب مغزى تلك اللغات الراقية من خلال ثنائياته الأزلية .
وتقوم حالياً معظم شركات نظم التشغيل بإدراج تلك المفسرات في بنية النظام نفسه وخصوصاً بالنسبة للغات النصية المستعملة عادة لبرمجة وتصميم ويب ، حيث يُدرج المفسر في بنية نظام الإتصال والتفاعل عبر الأنترنيت  ، بحيث يكون النظام فاهماً للأوامر المكتوبة بهذه اللغة أو تلك ، حتى دون الحاجة لتحميل المفسر مع برنامج اللغة العليا الذي ننوي إستخدامه  ، بينما تقوم شركات البرمجة بإدراج المفسر مع  البرنامج البرمجي ، لتحميله بشكل تلقائي على النظام .
ومنذ لغة فورتران بل منذ اسمبلي  والمحارف التي يتم حجزها في نظم التشغيل هى محارف إنجليزية بحتة ، أو محارف لاتينية بشكل أكثر دقة ، بعضها لرموز شائعة وبعضها الآخر لكلمات فصيحة أو عامية ، وتقوم المفسرات التي هى أساساً جداول تحويل رقمية ، بترجمة تلك الكلمات والرموز إلى نظام العد الثنائي ، وهكذا يعمل الحاسوب المحترم بكل سلاسة ودونما أدنى مشاكل .

إبتكار لغة البرمجة :
                        يعتمد إبتكار اللغة البرمجية أساساً على المحاكاة والبناء المنطقي الرياضي ، وهما مفهومان أساسيان في السيبرنتيكا ، كما يعتمد بناء المفسر على المنطق الجبري الرياضي وجداول التحويلات الرمزية وفق قواعد سيبرنتيكية صارمة جنباً إلى جنب مع البناء اللغوي المنطقي ، وكلما كان البناء الرياضي محكماً أكثر كلما كانت اللغة أقوى ، مما يعني بناء برنامج متكامل بعدد أقل من السطور ، وبغض النظر عن الفروق السيبرنتيكية بين لغة وأخرى مثل الفرق الجوهري بين لغة C  ولغة Basic  حيث تعتمد الأولى على الإجراءات  ( Procedurals  )  أساساً بينما تعتمد الثانية إلى حد كبير على الروتين الجزئي ( Subroutines  ) فإن الفرق الرئيس يكمن في البناء الرياضي الفضفاض و الهش للغة Basic مما يعني سطور أكثر عند كتابة البرنامج نفسه ، المكتوب بلغة C  ، وسوف نشرح في هذه العجالة الشكل الرئيس للبناء الرياضي للغة Basic  الذي لا يختلف كثيراً عن البناء الرياضي لـVB  ، وقد إخترناها بالذات  لأنها اللغة الأكثر شعبية في العالم من جهة ، وكون معظم برامج ويندوز مبنية أساساً عليها من جهة أخرى .
وقبل الخوض بالبنية الرياضية للغة Basic  دعونا نأخذ فكرة عن كيفية بناء لغة برمجة ، فاللغة البرمجية لم تأت من فراغ ، ومنذ عام 1950 وعلماء السيبرنتيكا الرياضية يبحثون عن محارف موحدة تتحدث بها جميع الآلات ، وكان من الضروري وضع قاموس موحد لتلك المحارف وهذا ماحصل عام 1958 في مدينة زيوريخ ، عندما إجتمع المعنيون ذوو الصلة وطوروا اللغة البدائية الأولى المعروفة بإسم ALGOL – 60  حيث وضعوا القاموس المحرفي المعتمد حالياً لدى جميع شركات ابتكار وتطوير لغات البرمجة  ، والذي يبدأ بعبارة (( مايمكن قوله ينبغي قوله بوضوح ، وما لايمكن قوله فيجب السكوت عنه )) ولهذا لا تحوي اللغة السيبرنتيكية الدولية أكثر من 600 كلمة ، جميعها أوامر للتحكم والبناء البرمجي بدءاً بكلمة Begin  وإنتهاءاً بكلمة End  ، وقد تم مؤخراً بعد ظهور اللغات النصية إضافة 96 كلمة لهذا القاموس العتيد ، فيا لها من لغة شاعرية غنية .
ويعتمد البناء المنطقي لإبتكار لغة برمجة على جبر بول الذي يمتاز عن الجبر العادي بأن الرموز فيه تعبر عن مقولات وليس أرقام وكميات ، بينما يعتمد البناء الرياضي على العلاقات بين تلك المقولات وفق الخوارزميات المعتمدة في الجبر الخطي وجبر المصفوفات ،  تلك العلاقات قد تكون صحيحة منطقياً ( True  ) أو غير صحيحة ( False  ) ، ولنأخذ مثالاً عملياً وفق جبر بول على هذا البناء ، ولنقم بتحويل المقولة التالية إلى رموز جبرية :
" سأذهب بالتأكيد إلى مباراة كرة القدم إذا حصلت على بطاقة مجانية أو إذا دعاني صديقي ، وإذا لم يسقط المطر " ، لقد كانت الإشتراطات هى كما يلي :
1.   مباراة كرة القدم ، ولنرمز لها بالحرف ( ك )
2.   إذا حصلت على بطاقة مجانية ، ولنرمز لها بالرمز ( ب )
3.   إذا دعاني صديقي ، ولنرمز لها بالرمز ( ص )
4.   إذا لم يسقط المطر،  ولنرمز لسقوط المطر بالرمز م ولعدم سقوط المطر بالرمز  (م¯ )
وبسبب هذه الإشتراطات نلاحظ أن هناك عوامل مشتركة تحت الصيغة إذا ( if  ) المحجوزة سلفاً في قاموسنا السيبرنتيكي ، كما أن هناك علاقات شبيهة بالعلاقات الرياضية تكمن في عبارات :  و ( and  ) التي تعني في قاموس السيبرنتيكا العتيد ( X ) ، وكلمة أو ( or  ) التي تعني ( + ) ، بينما عملية الذهاب المقرونة بتلك الإشتراطات فتعبر عن إشارة المساواة ( = ) ، وهكذا يمكن صياغة المقولة كما يلي :
ك = ب X م¯+  ص X م¯ ←
ك = ( ب + ص ) . م¯
إن جميع لغات البرمجة سواء كانت تعتمد الإجراءات والقوائم أم الروتينات الجزئية أم كليهما معاً ، تعتمد في بنائها المنطقي على أشباه المثال أعلاه ، وبالطبع فإنك من خلال مباراة كرة قدم واحدة لن تستطيع أن تبني لغة برمجية غنية كلغة  C ، لكن المثال يعطي صورة شبه دقيقة عن البناء المنطقي الرياضي للغات البرمجة بشكل عام خصوصاً وأن مكتبات الربط الديناميكية المستخدمة بوفرة في البرامج الحديثة هى محاكاة سيبرنتيكية رمزية شمولية لعمليات يتطلبها البرنامج ولا داعي لتكرارها، حيث تستدعيها التطبيقات المختلفة التي تعتمد نفس الإجراءات كلما دعت الحاجة .
ويلعب البناء الرياضي دوراً هاماً في تحديد قوة اللغة أو محدوديتها ، ولكن يجب الإنتباه إلى إن البناء الرياضي الهش للغة بيسيك مثلاً لا يمنع من تصميم برامج أكثر من رائعة على أساسها ، ولذا يقول الإحترافيون دائماً أن أفضل وأقوى لغة برمجة هى اللغة التي تتقنها ، ولكل لغة برمجة خصوصياتها ومكامن ضعف وقوة فيها ، فليست هناك حتى الآن لغة خالية من العيوب ، وما تحدثنا عنه من ضعف يهم المطورين والساعين " مشكورين " لتعريب لغات البرمجة أكثر مما يهم المبرمجين والمستثمرين  ، ولكن أخذ فكرة عن نقاط ضعف لغة بيسيك لا يخلو من فائدة للجميع ، فعلى سبيل المثال يمكن حساب sin  أي زاوية في Classic Basic  من خلال الدالة sin بشكل مباشر لكن معرفة زاوية نعرف مسبقاً جيبها أو تجيبها ، متعذر بشكل مباشر في بنية Classic Basic لعدم وجود دالة مستقلة لهذا الأمر حيث يتوجب القيام بهذا الموضوع من خلال الدالة ATN  بإستخدام القانون :
  sin² θ + cos² θ = 1  
  
ونحن نعلم أن :                           tan θ = sin θ / cos θ  
وهكذا عند معرفة ظل الزاوية يمكن إستخدام الدالة ATN  للحصول على زاوية معروف جيبها أو تجيبها ، وهذا طريق ممل وطويل ، و هناك عشرات العقد النفسية الأخرى الأدهى ، التي لم يجد المطورون لها حلولاً حتى مع أحدث إصدارات VB   وخصوصاً فيما يتعلق بالجذور ، ومشاكل الدالة DIM   التي تبقى ثابتة طيلة عمل البرنامج  وتتطلب التجانس ، مما يعني عدم إمكانية الحصول على مصفوفة واحدة من مصفوفتين غير متجانستين إلا بشق الأنفس وطلوع الروح ، و بعد عشرات رسائل الخطأ، بعكس اللغات التي تعتمد القوائم  كلغة LOGO   مثلاً .

ولكن وفي جميع الأحوال ، لكي تكون مبرمجاً جيداً عليك أن تكون رياضياً ماهراً ، إلا إذا أردت الإكتفاء بالصيغ والقوالب الجاهزة ، حيث ينحصر عملك حينها بالقص واللصق ، وإدراج بعض المحارف التي تضفي حيوية على برنامجك ، وهذا يمكن وصفه بكل ما تشاء من عبارات المديح والثناء وتحت كافة المسميات التي تتيحها لغتنا الصحَّافية  إلا البرمجة .

ـ منقول ـ

2

أسس هندسة كهربائية و الكترونية / السيبرنتيكا .... لغة العصر المنسية

« في: سبتمبر 02, 2003, 03:18:20 صباحاً »

السبرنتيكا "  The Cybernetica" ..... لغة العصر المنسية

في مكتب جانبي ملحق بأحد مراكز الأبحاث في العالم ينبعث لغط غير عادي يثيره أساتذة و مهندسو كهرباء  وإلكترون على مستوى عالٍ من الكفاءة مع نظراء لهم من قسمي الفيزياء النظرية والتطبيقية ، وعلى جانب آخر جلس قسم من أساتذة الطب المخضرمين يسجلون ملاحظاتهم ، ثم يقوم أحدهم إلى لوحة عرض سلايد ويبدأ بشرح مفصل لهيكلية بنية العين ........ مشهد سوريالي قد لا يبدو مترابطاً للوهلة الأولى .

وفي مكتب آخر ملحق بنفس المركز ، وربما بمركز آخر يجلس قسم من الأساتذة المختصين بالرياضيات البحتة وآخرون من قسم الرياضيات الفيزيائية مع مبرمجين إحترافيين لمناقشة موضوع رياضي بحت يتعلق بسلاسل فورييه خصوصاً ، والحلول التقريبية للمعادلات التفاضلية عموماً ، وينحصر النقاش بأدق المعاملات والمتغيرات الجزئية التي يساهم وضعها بعين الإعتبار في الوصول إلى أعلى دقة عملية ممكنة أثناء إجراء هذا النوع من الحسابات .

وفي مكتب جانبي ثالث وربما رابع وخامس وعاشر ، تتكرر هذه المشاهد يومياً مئات المرات ، لكن السمة المشتركة بين كل تلك النقاشات أنها تدور بالإنجليزية أو الفرنسية أو الروسية والأسبانية ... أو حتى السنغالية ، لكنك لن تسمع حرفاً واحداً بالعربية ، لسبب بسيط هو أن الأماكن التي تجري فيها تلك النقاشات غير المفهومة لنا حتى الآن ،  تقع جغرافياً ـ للأسف ـ خارج تلك المنطقة الواقعة بين المحيط الأطلسي والخليج العربي .  

مشاكل التصميم :
       الجهد الجماعي في الإبتكارات الحديثة : يعاني المصممون المعاصرون عموماً من مشاكل عديدة أثناء تحويل مفهوم فيزيائي ما إلى دارة إلكترونية يحقق خرجها هذا المفهوم ، خصوصاً إذا كانت تلك الدوائر تحتاج إلى تداخل مفاهيم فيزيائية وكهربائية عديدة ، وتزداد المشكلة صعوبة إذا كان الخرج مرتبطاً بحركة ميكانيكية خطية أو تفاضلية فائقة الدقة و مصممة أساساً لفرع آخرمن العلوم كالطب أو الكيمياء التطبيقية " أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي مثلاً ، أو المثفلات فائقة الدوران المستعملة  في الكيمياء الحيوية والتطبيقية بكثرة " مما يحتاج إلى جهد مشترك مضاعف بين كافة فروع العلم لتلبية المتطلبات التي تحتاجها الحضارة .
واسمحوا لي الآن أن أحاول توضيح المفهوم بصورة أقل تعقيداً ، ولنتخيل أن مركزاً لتحليل الدم يحتاج إلى جهاز تثفيل ذو سعة ما  وسرعة دوران ما ،  وفق مواصفات معينة ، وضعها أطباء وكيميائيون خبراء بالدم والمصل وسرعة التثفل وخلافه ، وبالطبع فإن المهندسين الكهربائيين قادرون نظرياًً على صناعة محرك كهربائي يدور محوره بأقصى سرعة فيزيائية تتيحها  قوانين الميكانيكا بغض النظر عن مبادىء كارنو ومفاهيم الإحتكاك  ، لكن وبالاستعانة بمستشارين ومصممين ميكانيكيين يمكن تحديد السرعة العملية التي يمكن الوصول إليها في ضوء علم الميكانيكا والتحريك  المعاصر ، خصوصاً عند تركيب تطبيقات حجمية على المحور " مما سيؤدي إلى تباطؤ السرعة على المحيط ، ويزداد التباطؤ كلما كان المحيط أكبر كما تعلمون " أي أن السرعة المحورية المطلوبة  مرتبطة أصلاً بالتطبيق الحجمي الذي سيتم تركيبه على المحور ، وهذا لايمكن حسابه في الأجهزة فائقة الدقة إلا بالأستعانة  بميكانيكين أولاً وأخيراً ،  كما أن سرعة التثفل المطلوبة لايمكن لمهندس كهربائي أو ميكانيكي أن يعرفها ، وإن عرفوها فإنهم لن يصمموا مثل هذه الأجهزة على مسؤوليتهم الشخصية بناءً على معرفتهم تلك ، الخارجة عن نطاق إختصاصاتهم أصلاً ، وبالتالي  فإن تحديد سرعة التثفل المطلوبة لاختبار مرض الناعور مثلاً خاضعة لنصائح وتوجيهات أطباء وكيميائيين حيويين إختصاصيين بالدم ، وهكذا نرى أن جهازنا العتيد الذي  ننوي تصميمه وإياكم ، وبدأنا به قبل قليل  يحتاج ببساطة بالأضافة إلينا ،  إلى أطباء وكيميائيين وميكانيكيين ، وربما مهندسيين صناعيين أيضاً للوصول إلى الشكل الأمثل عندما ننوي تسويقه تجارياً بكميات كبيرة " ما رأيكم بهذه الفكرة  المربحة؟؟ .. " .

تلك كانت بعض المشاكل التي يعاني منها المهندسون والمصممون العصريون ، ..... مشاكل لم تكن على ما يبدو تشكل حاجزاً أمام الرواد الأوائل على الإبتكار والإبداع  ، عندما كان عصر الإبتكارات والإبداعات الفردية سائداً ، .... ذلك العصر الذي يبدو أنه ولّى للأسف بإستثناء حالات فردية نادرة هنا أو هناك ......  ونحن هنا لسنا بصدد نعي أديسون ومايكل فاراداي  وغيرهم من المخترعين أوالعلماء العباقرة ، ولكننا فقط  نحاول شرح مايدور في العالم من حولنا حالياً ونحن نائمون في العسل مكتفين بالحديث عن عباقرة ومواهب نادرة  بين جيراننا وزملائنا لم تتح لهم الفرصة لإظهار تلك العبقرية نتيجة عدم الرعاية والتمويل والإهتمام ... وهذا قد يكون صحيحاً ، لكن الصحيح والمؤكد أكثر أن الاختراعات الحديثة بالكامل هى إبداع جماعي وليس فردياً ، وكذلك التطوير ، بدءاً من أول مفاعل لتخصيب اليورانيوم ومروراً بالطائرات النفاثة والكومبيوتر ، وإنتهاءاً بأحدث دائرة منطقية إنتهى مصمموها من وضع اللمسات الأخيرة عليها اليوم .

مفهوم الصندوق الأسود :
          جون والاس ، قبعاتي .... يصنع ويبيع القبعات  : يعتمد تصميم الدوائر الحديثة وخصوصاً تلك التي تحتوي على عدة طبقات ، إعتماداً أساسياً على مفهوم يسمى الصندوق الأسود ، وهو مفهوم أساسي ليس في التصميم فحسب ، بل في علم الفلك الراديوي ، وعلم الفلك الطيفي ، وميكانيك الكم بشقيه الكلاسيكي والنسبي ، وفروع أخرى في العلوم ليست ببالي الآن ، وهو ببساطة يعتمد على أدنى أشكال المعرفة ، ثم التدرج شيئاً فشيئاً لزيادة هذه المعرفة بإلغاء أو تأكيد الاحتمال ، فعلى سبيل المثال ، لنفرض أنني أجهل كل شيء عن المسافة بين الأرض والقمر ، ثم علمت بطريقة ما أن المسافة بين الأرض والقمر هى أبعد من المسافة بين صيدا وبيروت ، وأنا أعلم مسبقاً أن المسافة بين صيدا وبيروت هى 100 كم مثلاً ، هنا أصبحت أعرف يقيناً أن المسافة بين الأرض والقمر هى أكثر من 100 كم ،  قد تكون 101 كم ، لست أدري ، لكنها ليست 100 كم بالتأكيد ، ... وقد أتمكن فيما بعد من معرفة أن المسافة هى أكبر من المسافة بين بيروت باريس ، وأنا أعلم مسبقاً أن المسافة بين بيروت وباريس هى 4000 كم ، وبالتالي أتمكن تلقائياً من التأكد بأن القمر يبعد عنا أكثر من 4000 كم ، وفي الوقت نفسه ، وبطريقة ما أتمكن من معرفة أن القمر أقرب إلينا من الشمس ، وهكذا أعلم أن القمر يقع في مسافة محصورة بين 4000 كم ، وبين الشمس ، وتضيق مسافة الإفتراض كلما علمت معلومة جديدة ، حتى أصل إلى القيمة الحقيقية أو المقاربة لها إلى حدٍّ كبير في النهاية ، قد يكون هذا أشح أشكال المعرفة ، لكنه في الهندسة النووية مفهوماً أساسياً حتى تاريخ كتابة هذه السطور ، وكذلك في فروع أخرى كثيرة من العلم  .

مالنا  وهذا الاسترسال ، دعونا نعود إلى مثالنا القمري ، البعد عن القمر هنا هو صندوق أسود بحاجة لمعرفته ، الأمر نفسه يحصل عند تصميم دائرة إلكترونية لغرض ما ، الفرق الوحيد هنا بين القمر كصندوق أسود والدائرة الإلكترونية ، هو أن الدائرة الإلكترونية ينظر إليها كصندوق أسود من خلال ما يسمى بالواقع الإفتراضي ، طالما أن الدائرة الموقرة لم تصمم بعد ... الذي يحصل هنا أني أفترض أنني صممتها ، ومن ثم أبدأ بدراستها كصندوق أسود ، إعتماداً على الخرج الذي من المفترض أن تنتجه ، وعلى إفتراض أن الدائرة المطلوبة هى  دائرة راديو ترانزستور عادي FM    ... الموضوع ببساطه  ينظر إليه على ثلاث مراحل هى :
1ـ دخل تغذية متردد أو مستمر بغض النظر عن الفولطيه
2ـ صندوق أسود هو راديو الترانزيستور الذي أنوي تصميمه ، ولن أشارككم بأرباحه عندما أبدأ بالإنتاج التجاري الواسع له ،  ولاحظ هنا أنني إفترضت أنه موجود بالفعل " مبدأ الواقع الإفتراضي ".
3ـ  خرج  صوتي يجعلني أستمع على رطانة وضجيج  مايكل جاكسون رغماً عن أنفي .

الموضوع ببساطة يكمن في التساؤل التالي ،  ما هو الشيء الذي  من المفترض أن يحتويه هذا الصندوق الأسود و الذي يمكن النظر إليه مبدئياً كمحول لتيار التغذية من كهرباء إلى موجة صوتية .، الجواب قد يكون بسيطاً لكم نظراً لبساطة المثال ، لكن عند تصميم أجهزة أكثر تعقيداً يصبح الجواب أكثر تعقيداً بالطبع  ، وتندرج الإجابة على مثل هذه الأسئلة و الأمثلة  التي طرحناها في هذه العجالة ومنها مثالنا الطربي الأخير تحت إسم السبرنتيكا ….. ذلك العلم الذي أتاح لنا إبتكار العديد من الاختراعات والإبتكارات التي نراها حالياً ، وأهمها الحواسيب المنتشرة بوفرة في هذه الأيام ، ولغات البرمجة ، التي هى الوسيلة الرئيسة لتفاعل هذه الحواسيب مع العالم الخارجي المحيط بها ،  والطائرات النفاثة والأقمار الصناعية ، والأتمتة والمكننة المؤتمته  في المصانع الضخمة ، وأجهزة الليزر الطبية والصناعية وأجهزة التصوير الصوتي والموجي الطبية الحديثة ،  وكل مانراه في حياتنا من إختراعات يعود الفضل في وجودها إلى مجموعات أو فرق عمل وليس إلى إبداع شخص واحد ، مما يدفعنا إلى تبسيط تعريف السبرنتيكا والقول بأنها الإبتكار العلمي الناتج عن إتحاد مختلف صنوف العلم وليس علماً واحداً بحد ذاته ، فهى أقرب إلى مفهوم أمم متحدة للعلوم " بدون مجلس أمن  بالطبع " ، كما أنها تقوم على التبسيط والإختصار كلما كان هذا ممكناً ، ويبدو هذا واضحاً في المثال التالي الذي تورده جميع مراجع وموسوعات السبرنتيكا في كل اللغات ، بدون إستثناء لتوضيح مفهوم السبرنتيكا وميلها للاختصار بإهمال ما يعتقد أنه لا داعي له والإبقاء على الحد الأدنى الضروري فقط ، المهم أن المثال يحكي قصة طريفة عن السيد جون والاس أحد أصحاب ورشات الخياطة المتخصصة بصناعة القبعات في ضواحي لندن و الذي  أراد الإعلان عن ورشته بطريقة مبتكرة فأحضر أربعة  من علماء السبرنتيكا طالباً مشورتهم في وضع إعلان نموذجي لورشته ، مقترحاً أن يكون الإعلان على شكل قبعة يكتب عليها : جون والاس …. قبعاتي ، يصنع ويبيع القبعات ، فما كان من السبرنتيكي الأول إلا أن قال : من المعلوم أن القبعاتي يصنع القبعات ، وبالتالي فهذه العبارة زائدة ولا معنى لها ، وقال الثاني : القبعاتي  أيضاً  يبيع القبعات ، ولذا فإن هذه العبارة زائدة كذلك ، فقال الثالث : جون والاس ؟؟ .. الزبون لا يهمه أن تكون جون والاس أو جيمس ديون أو أي أسم ثالث ، المهم أن تكون قبعاتك جيدة ، أما الرابع فقال : إن عبارة قبعاتي المكتوبة على لوحة بشكل قبعة هو إستفزاز للزبون ، وإتهام صريح  له بالغباء مما قد يكون له مردود سيء على حركة المبيعات ، فمن الواضح أن شكل القبعة يوحي بجلاء للزبون بأن هذا محل قبعاتي وليس بقال .
وبغض النظر عما إذا كانت القصة قد حصلت حقيقة أم لا ، فإنها توضح بجلاء المبادئ الأولية لعلم السبرنتيكا ، وأعتقد أنكم فهمتم الآن الصور السوريالية التي أوردتها في بداية الموضوع ، فالمثال الأول يتحدث عن تصميم ليزر أرغوني لمعالجة قرنية العين ، أما المثال الثاني فيدور حول تصميم برنامج تطبيقي للتعامل مع سلاسل فورييه  بقوة برنامج مات لاب البرمجي الشهير ، وبسهولة وسلاسة  برنامج ماث كاد ، ولعلكم تستغربون إذا علمتم بوجود مهندسيين مدنيين ومعماريين بالأضافة إلى مهندسين صناعيين في مراكز تصميم اللوحات الأم للكومبيوتر في جميع الشركات العالمية  لمعاونة الباحثين والمهندسين الذين يقومون بتطوير وإبتكار لوحات جديدة ، وذلك بغرض التغلب هندسياً على بعض الحلول السمجة التي يقدمها الكومبيوتر للّوحات المطبوعة متعددة الطبقات ، أثناء حدوث تقاطعات غير مرغوب فيها ، أو لتقليل جسور الوصل ، التي تزيد من الهدر الطاقوي  والتيارات الراجعة  والشواش ، مما ينعكس سلباً على أداء اللوحة بشكل عام .    

وسوف أحاول في مواضيع لاحقة إدراج دارة حماية  إلكترونية 195 ـ 240 فولط / ~  ،  بحمولة قصوى 80 أمبير من تصميم العبد الفقير ، على السبحانية كما يقال ، أي بمجهود فردي ، وإيراد دارة حماية بنفس الإستطاعة ومصممة في ألمانيا وفق أدق تفاصيل السبرنتيكا ، للمقارنة بينهما ، وستجدون في دائرتي الفاشلة التي ماتزال تعمل في منزلي منذ أكثر من خمس سنوات بكل أمانة ،  عشرات القطع التي لا لزوم لها ، أو يمكن التغلب على وجودها فيزيائياً أو هندسياً ، بمجرد إطلاعكم على مخطط الدائرة الألمانية المدروسة بشكل رائع على ما يبدو ، لكنني أتمنى من كل قلبي أن تصوتوا لصالح دارتي ، منشان جبر الخواطر على الأقل .

3

منتدى علوم الحاسب / تعلم الزنجبارية في خمسة أيام

« في: مارس 10, 2003, 07:22:58 صباحاً »

قبل كل شيء لاتظن أنك بآفو وكاوي ومفك فاحص يمكن أن تصلح كمبيوتر بالطريقة نفسها التي تصلح تلفزيون سوني أبيض وأسود يعود إلى عصر ما قبل الكامبري أو إلى العصور الجليدية في أحسن الأحوال  .
ولكن وببعض الحذاقة قد يمكن أن تنجح بإصلاح أكثر من نصف أعطال الهارد وير التي قد تبدو للوهلة الأولى غير قابلة للأصلاح .
وعلى طريقة تعلم الإنجليزية في ثلاثة أيام  أو تعلم اللغة الزنجبارية في أسبوع  سنتطرق إلى الأعطال الشائعة واحداً واحداً و تبيان كيف يمكن التعامل معها :

1 ـ أعطال المازر بورد : غالباً ما يمكن أن تعود المازر للعمل بعد نزع البطارية أولاً وغسل المازر جيداً بالكحول الطبي النقي مع الفرك الناعم القوي غير الشديد لسكك الذواكر والبي سي آي بفرشاة أسنان ناعمة ونظيفة ، كما يمكن غسل دبابيس المعالج بالطريقة نفسها ولكن مع توخي الحذر الشديد ، وكذلك يمكن غسل إيبرومة البيوس بعد نزعها من مكانها يحذر أيضاً ..... ثم الأنتظار لتجف المازر تماماً ، حيث نعيد تركيب البطارية ونتوكل على الله ونعيد وصل بقية القطع .
وفي بعض الأحيان قد تحتاج إلى بروب " مجس " صوتي موصول بشاشة راسم لتباين إذا كانت المازر متعرضة لكسر أو شعر غير مرئي ، وفي حال عدم توفره يمكن الأستعانة بمكبر من نوع جيد وفحص قاعدة المازر من الخلف والتركيز على الجهة السفلى لقواعد الذواكر والمعالج بالدرجة الأولى لأنها الأكثر تعرضاً للكسر نتيجة الضغط ... وفي معظم الأحيان تكفي نقطة لحام لتعود المازر ... عين الله عليها .
وننصح هنا بتركيب كرت الشاشة أولاً والتشغيل ، فإن عملت المازر نركب كرت الصوت ... ثم المودم وهكذا .
أما في المازرات المدمجة فننصح بالإطلاع على مخطط المازر جيداً ووضع الجنابر لكرت الصوت والشبكة والمودم في وضعية عدم التشغيل ، والإكتفاء بجنبر كرت الشاشة في وضعه الصحيح ... ثم التدرج ، وقد يكون من الأفضل قفل جنبر الشاشة أيضاً والإستعانة بكرت شاشة عادي على البي سي آي ، لضمان الفحص الكامل للمازر .
وبكل الأحوال لا تنسى إستعمال جنبر تفريغ السيموس بعد هذه النفضة السريعة للمازر ، وإنتبه لجمبر فصل التغذية ، فهناك بعض أنواع الباور سوبلاي تجعل المازر يعمل وإن كان جنبر فصل التغذية موصولاً  بينما هناك أنواع أخرى حساسة لهذا الجنبر " هو جنبر ثنائي بدون خيار ، يقفل التغذية إن كان موجوداً ، ولفتح التغذية يجب نزعه من مكانه نهائياً ، ويمكن معرفة إن كان العطل هو ناجم عن وجوده أم لا على الأغلب من خلال أن الشاشة لاتعمل بتاتاً و لاتصدر المازر أي بيب بينما أضواء الكي بورد والكيس تعمل بشكل عادي ، ويختلف مكان وجود هذا الجنبر من مازر لأخرى ولذا يجب دراسة مخطط المازر بشكل جيد قبل البدء بهذه الألعاب الصبيانية .

2 ـ ليس من حل للمعالج سوى غسل دبابيس القاعدة بالأسبيرتو النقي والفرك بحذر بفرشاة الأسنان ، فإن لم يعمل ، فلا حيلة لى ولك إلا بأن تتكل على الله و تشتري واحداً أخراً جديداً .

3ـ أعطال الذواكر : أيضاً بالغسيل بالأسبيرتو " من منكم قرأ مسرحية مريض الوهم لموليير ، حيث الأطباء لا يصفون لعلاج جميع الأمراض سوى الحقنة والفصد " فإن لم تعمل .. إرمها فوراً ، فلسنا هنا ندعي العلم بكل شيء ، وجل من لا يخطيء يا جماعة .

4ـ لاتضيع وقتك على إصلاح كرت الصوت أو المودم الداخلي " أما الخارجي فموضوع آخر " ،  أو كرت الشاشة ، فهى غالباً غير قابلة للأصلاح ، أما الباور سبلاي  و سواقة الفلوبي ديسك  فمن العبث إضاعة الوقت على إصلاحهما ، خصوصاً بعد رخص أثمانها الشديد .
 
5 ـ  أعطال الهارد ديسك : عموماً يتميز الويسترن ديجيتال بأنه ذو لوحة كهربائية ممتازة ومحرك أقراص داخلي سيء للغاية وحساس لدرجة غير معقولة ، ولذا فإن أغلب أعطال الويسترن هى في المحرك الذي ما أن تنقل الكيس بعنف نسبي من مكان إلى آخر حتى يبدأ الهارد بالطقطقة رويداً رويداً حتى يصل إلى مرحلة العزف النشاز الشبيه بموسيقا مايكل جاكسون خلال أسبوع على الأغلب ، في هذه الحالة إغسل يديك منه ،
بينما تتميز هاردات الكوانتم " أصبحت قطعاً نادراً هذه الأيام " بأنها ذات محرك جبار ولوحة بائسة إلى درجة مثيرة للشفقة ، وكذلك السامسونج  وتتميز الأنواع الأخرى كالماكس تور والسي جيت الجديد  بأنها لا للعير ولا للنفير .
وفي كل الأحوال يمكن تركيب لوحة جيدة من هارد عطلان على محرك جيد لهارد معطل كهربائياً ، شريطة أن يكونا من نفس النوع والسعة والموديل " مثلاً شركة ويسترن تنتج 5 أنواع مختلفة من الهارد 5400 دورة  سعة 20 جيجا ، وكلها شبه متماثلة ، ولا يمكن التميز بينها إلا بعد الفحص الدقيق للمرة الألف ، ويختلف فيها فقط رقم الأيسي الثانوي على اللوحة الكهربائية " ، ويمكن معرفة تعدد  الأنواع  لنفس الموديل من خلال الهلب / مخطط الماستر والسلاف ، للديسك مانيجر ويسترن الذي توزعه الشركة  ، وكذلك الأمر بالنسبة للأنواع الأخرى .

ولن نتطرق لموضوع ترميم الباد سيكتور ، فأنتم تعرفونه بالتأكيد ، ولكن الوسيلة الأولى لأمكانية إصلاح الهارد تكمن في وضع الجنبر في مكانه الصحيح في الماستر وليس السلاف طالما أنكم تستعملون هارد واحد في جهازكم
" هذا بالنسبة للمازرات القديمة أما الحديثة فستجبره على العمل حتى بدون جنبر " .
وعندما لا يقبل الهارد الفرمته بديسك بدء الأقلاع " ويندوز 98 أو ملينيوم " ، رغم أن البيوس قد تعرف عليه ، فقد يكون السبب هو وجود نظام الملفات إن تي إف إس  على الهارد وليس الفات 16 أو 32 ، وعندها لا يمكن الفرمته الحقيقية إلا بإستخدام الديسك مانيجر للهارد وليس ديسك الويندوز ، كما أن بكل هارد مجموعة تعريف أو مسار 512 بايت ، من المعمل موجودة بذاكرة ميته فيه ، ومن الممكن لسبب ما أن يكون الهارد مضيع هل 512 بايت أي أنه أصبح خرفان ، وهنا أيضاً لا يمكن إستعادة هذا الجزء الحيوي إلا بإستعمال الديسك مانيجر ، كما أن نظام الأو إس يخلق المشاكل نفسها .
بكل الأحوال ننصح بالفرمته  بواسطة الديسك مانيجر دائماً وإن كان لا يوجد مشاكل هارد وير ولا ننصح بديسك الويندوز اللي بيقصر العمر " لاحظ أن الفورمات الحقيقي بديسك الويندوز يجعل الهارد يبدأ بالجعير وكأن بداخله عشرة مايكل جاكسون وعشرين شاكيرا " ، و بهذه المناسبة اعتقد أن مشاكل الفيزيائي أحمد مع جهازه العتيد ستزول عند الفرمته بالديسك مانيجر ، وعملية أسماء الملفات العربي والأنجليزي لاعلاقة لها  ، فهو لا يقرأ أسماء ملفات بالعربي لأن به   رواسب وتراكمات نتيجة خرفنة هارده كما أظن " جرب يا فيزيائي أحمد وإدعي لي " .

6 ـ إصلاح السي دي روم : أبسط أعطال الهارد وير هى أعطال السي دي روم ، وهى غالباً ما تنحصر في عدم إمكانية السي دي روم على القراءة ، أو عدم قدرته على القراءة المنتظمة بدون فرملات مفاجئة ، وهى غالباً ناتجة عن تراكم أوساخ على العين الليزرية للسي دي روم ، تجعل أقراص التنظيف غير قادرة على إزالتها ، وبهذه الحالة إتبع التالي حرفياً :
ـ إفصل كبل الداتا واترك التغذية مكانها ، أشعل الجهاز وادخل للبيوس ، إفتح باب السي دي روم وإنزع كبل التغذية منه مع مراعاة ترك الباب مفتوحاً ، لأنه من المستحيل فك السي دي روم والباب مغلق دون تكسير مسننات السي دي روم ، أو تسبيب مشاكل حقيقية في السي دي روم .
ـ أطفىء جهاز الكومبيوتر
ـ فك براغي السي دي روم وهنا ستجد أنه سينفصل عن بعضه بكل سلاسة  ، طالما أن الباب مفتوح
ـ حرك العين بحذر كي لا يتضرر الستيب موتور الذي يحركها ، وأدفعها إلى الفراغ الذي يتيح لك مسحها بحرية
ـ ضع قليلاً من أي سائل تنظيف عدا الأسيتون " لأنه يسبب تبقيع البلاستيك الشفاف المحيط بالعين "  على خرقة سميكة " لا تستعمل المحارم " وأفرك العين الليزرية وضع طرف المفك فوق الخرقة  وإضغط بحذر على العين  وأفرك بالمفك للتنظيف .
ـ أعد تركيب السي دي وأوصله بالكومبيوتر ، وشغل دون أن تهاب الردى .

وفي بعض الأحيان يكون السيدي شغال لديك فتفكه لتركيبه على جهاز آخر ، فلا يعمل ، وفي هذه الحالة تأكد من أن جنبر السي دي " و مكانه هو بجانب جك كبل الداتا والباور " موضوع على السلاف وليس الماستر لأن مازر الكومبيوتر الثاني متقادمة نسبياً على الأغلب .
أما الأعطال الخاصة بعدم إصدار العين الليزرية لأي شعاع  ، أو أعطال جنون الستيب موتور وكذلك عدم  رؤية الكومبيوتر للسيدي روم بتاتاً دون أن يكون كبل الداتا مقطوعاً أو يعاني من مشاكل فهى أعطال تقنية بحته لا يتسع المجال هنا للحديث عنها أولاً ، وهى أحد أهم مصادر رزق كاتب هذه السطور ثانياً ، فإتركوا لنا بعض أسرار المهنة نسترزق منها يا جماعة ، ولا أنسى هنا الدعاء لشركة إل جي ، " إحدى أهم مصادر رزقنا "  حيث أن غالبية سواقات السيدي التي تصلنا للأصلاح  هى من هذا النوع ذو العدسات التعيسة .

أعطال الشاشة : هى أعطال تقنية أيضاً تحتاج إلى تقني متل أخوكم  كاتب السطور ، أوبعض الزملاء في هذا المنتدى  وفي منتدى الهندسة الألكترونية و الكهربائية  .

ياجماعة من زمان قالوا : كانت النصيحة بجمل  ، ونحن منقبل منكم بخاروف بهل الأيام

ودمتم لأخيكم
خضر كتيلة

 '>  '>  '>  '>  '>

4

طاقة كهربائية- توليد و نقل و استثمار الطاقة الكهربائية / مساحة مقطع الموصل

« في: مارس 03, 2003, 06:47:32 صباحاً »

قبل تفصيل الموضوع لابد من إيراد بعض القواعد الأساسية التي لن تضر المبتدئين ويستطيع الإحترافيون أن يتجاوزوها علماً أن الحسابات الواردة  تتعلق بالتيار المتناوب اللازم لتشغيل أجهزة القدرة وليس دارات التيارات الضعيفة ، التي تخضع للقواعد نفسها ولكن مع بعض الإضافات والإختلافات  :

أنصح و بشدة قبل كل شيء بمراجعة موضوعي عن التأريض في هذا المنتدى بعد الإطلاع على هذا الموضوع لإرتباط الموضوعين ببعض إرتباطاً وثيقاً .

مبادىء عامة :

شدة التيار وهو شدة الدفق المار في واحدة الزمن ويقاس بالأمبير ويتناسب طردياً مع مساحة مقطع الناقل  ويتوقف على مايلي :

1 ـ فرق الجهد ويسمى أحياناً بفرق الكمون أو فرق التوتر وهو ضغط القطب الساخن(( الفاز )) على مقاومة ما أثناء إنسياب التيار بإتجاه القطب البارد (( النتر )) ، وإن إعترض بعض المدرسييين الذين مايزالوا عاشقين للعبارات غير المفهومة التي علمونا إياها في المدراس وزادوها لنا غموضاً في الجامعة ففرق الكمون هو فرق الجهد الناشيء بين أحد أطوار المولد وبين الأرض ويقاس بالفولط ، وقد يقصد بفرق الجهد أحياناً الفرق بين طورين ويساوي في محولات الطاقة من التردد المتوسط (( لغاية 30 ألف فولط )) إلى التردد المنخفض 110 فولط = 110 X الجذر التربيعي لـ 4 = 220 فولط .
التردد المتوسط إلى التردد المنخفض 220 = 220 X الجذر لتربيعي لـ 3 = 380 فولط ، فهمتوا شي ؟؟؟؟؟ لنعد إلى تعريفتا الأول إذن .

2 ـ مقاومة الأسلاك الكهربائية وتقاس بالأوم وهى مقاومة إتجاهها عكس إتجاه مرور التيار ويمكن تشبيهها إذن بتيار عكسي يقف بوجه إنسيابية مرور التيار الأصلي وتختلف قيمتها من معدن لآخر .

3ـ الإستطاعة وهى القدرة المطلوبة للتغلب على ممانعة المقاومة في الدارة لجريان التيار وتساوي
w=v.a أي : الإستطاعة = فرق الجهد * شدة التيار وتقاس بالواط ومضاعفاته . لكن التعريف المفضل لدى جهابذة المدرسيين هو أن الأستطاعة هى العمل الذي يتم خلال واحدة الزمن .. ويغدو القانون المفضل لديهم إذن هو :
w=R.a^2 أي الأستطاعة تساوي المقاومة X مربع شدة التيار  
وأعترف أنه القانون المفضل لي أيضاً

تقاس المقاومة كما أسلفنا بالأوم ويعبر عنها رياضياً كما يلي :
R= n.L/S                 حيث R المقاومة وتقاس بالأوم ، n المقاومة النوعية للناقل وتقاس بالأوم / متر ، L طول الناقل ويقاس بالمتر ، S مساحة مقطع الناقل ويقاس بالمليمتر المربع

ويلاحظ مما سبق أن العوامل المؤثرة أساساً  في المقاومة هى طول الناقل ومساحة مقطعه ونوع مادته .. وهناك عوامل أخرى بالطبع كدرجة حرارة الجو الذي تعمل فيه الدائرة الكهربائية ، والكهرباء السكونية والشواش " الضجيج " إلا أن تأثيرها ليس ملموساً بشكل كبير على أجهزة القدرة وإنما على دوائر التيارات الضعيفة " الدارات الإلكترونية عموماً " أو على دوائر القدرة التي تتطلب حدود تسامح منخفضة (( كمولد كهربائي يعمل في محطة مير المرحومة مثلاً )) ، لذلك لن نتطرق إليها حالياً .

بعد تلك العجالة أعتقد أنكم قد حصلتم على الآر بي جي اللازم للدخول إلى ساحة الوغى في موضوع مقاطع الأسلاك ، فلنبدأ على بركة الله  :

يرتبط حساب مقطع الناقل بأن يضع المهندس أو الفني في حساباته الإعتبارات التالية :
1 ـ هبوط التوتر من المنبع
2ـ الحمولة " شدة التيار " المطلوب للآلة
3ـ نوع الناقل " ألمنيوم - ذهب - حديد - نحاس أحمر - نحاس أصفر .. إلخ ... "
4ـ بعد الآلة عن المنبع
5 ـ درجة الحرارة المتوسطة للجو الذي ستعمل به الآلة
6 ـ عامل الأمان

وسنتعرض لكل فقرة بالتفصيل الممل ، واللي مو عاجبو الموضوع .... الباب بيفوِّت جمل :

1ـ هبوط التوتر من المنبع : كما فهمنا مما سبق فإن زيادة الأحمال على محولات الطاقة " المنبع الذي يغذي الحي "  يؤدي إلى هبوط توتر التيار الواصل إلى منزلك ، ولا حيلة لك في هذا الموضوع إلا في إستعمال منظم جهد (( لا أنصح به )) أو في زيادة مقطع الأسلاك بين عمود الشبكة الرئيسي ومدخل منزلك  للضعف إذا كانت كهرباء بلدك تعمل على محولات تيار إلى 110 فولط و 1.5 مرة إذا كانت المحولات 220 فولط ، وتدل الحسابات النظرية على أن هبوط التوتر على شبكات 220 فولط بقيمة أكبر من 5 % تشكل خطراً  على الأجهزة الكهربائية عموماً بإستثناء التلفزيون الحديث وبعض الأجهزة الأخرى التى تعمل في ظل إنخفاض التردد ل 90 فولط ، أي أن التيار من الممكن أن يشكل (( نظرياً )) خطراً على الأجهزة إذا إنخفض التوتر إلى ما دون 209 فولط في شبكات ال 220 و إلى 105 في شبكات ال 110 فولط .
لكن الحياة والتجربة غالباً ما تكذب الحسابات النظرية لحسن الحظ ، ولهذا السبب لا تقلقوا كثيراً ، فو الله العظيم لقد إلتقيت بالآفو متر أول مرة في حياتي في السنة الجامعية الأولى منذ أكثر من خمس عشرة عاماً وعندما شرحوا لنا كيفية إستعماله أصبت بالهوس لقياس فرق الجهد في منزلنا عشرات المرات يومياً ، ولم أجد فرق الجهد يزداد ولو مرة خلال الخمسة عشر عاماً عن 195 فولط ، فما بالك بـ 209 فولط ، ومع ذلك (( وأنا لا أستعمل منظم جهد في منزلي )) لم يتخرب لنا  براد ولا طاحونة مولينكس ولا لمبة نيون ولا شيء إلا نتيجة الإهتراء الطبيعي مع الزمن ، فلا داعي للقلق المفرط عندما لاتتطابق حساباتكم النظرية مع التجارب العملية في هذا المجال ، وإن كان من المستحسن بل من الضروري تقليص الفارق بين الحساب النظري والتجربة إلى أدنى حد ممكن لإن ما أوردته من خلال تجربتي العملية ليس قانوناً بالطبع .

2 ـ الحمولة : تتطلب الآلات الكهربائية عموماً ، وتلك التي تعتمد على تحويل الكهرباء إلى حرارة خصوصاً " حمام كهربائي ، مدافىء .. إلخ .... " شدة تيار مرتفعة نسبياً ويجب الإنتباه إلى هذا الموضوع جيداً عند البدء بدراسة وتصميم أي مشروع كهربائي جديد .

3 ـ نوع الناقل : طالما أن أبحاث الموصلية الفائقة ما تزال في الطور المعملي وفي درجات حرارة سيبيرية وتطبق في إطار ضيق في دارات التيارات الضعيفة فقط فلا بد لنا من الإنتظار حتى يخترع لنا الفيزيائيون موصلاً فائقاً يعمل في درجات الحرارة العادية ، والإكتفاء مؤقتاً بالنواقل التقليدية ... , و اجودها الذهب بالطبع .... ولكن وطالما أن البطر لم يبلغ بأحدكم حداً يجعله يستعمل الذهب في مد شبكة منزله ، فعلينا إذن الإكتفاء بالنحاس والألمنيوم كموصلين جيدين ، وأنصح بالنحاس طبعاً وإن كان أغلى ثمناً قليلاً ، ولكن النتيجة المادية واحدة في النهاية طالما أن الفرق بين السعرين سيتم وضعه وصرفه في مجال مساحة المقطع " نحتاج لمقاطع أقل في الشبكات المصنوعة من النحاس عادةً " .

4 ـ بعد الآلة عن المنبع : نلاحظ من قانون المقاومة السابق أنه كلما إبتعدت الآلة عن المنبع كلما إحتجنا لمساحة مقطع أكبر للناقل ، وبالعكس .... كلما إقتربنا ، كلما إحتجنا لمقطع أقل " وهى القاعدة التي يتم بموجبها ، بناء على قانوننا السابق بإحتساب طول ومقطع الفواصم  المنصهرة والفيوزات ، بل والشبكة بأكملها .

5 ـ  درجة حرارة الجو :  ثبت بالتجربة أن الآلات العاملة في سيبيريا تحتاج لمقاطع أسلاك أكبر مما لو كانت نفس الآلة تعمل في الربع الخالي ، ويضع المصممون نصب أعينهم هذه الحقيقة حالياً ، فأصبحنا نرى على الآلة ضمن المواصفات الفنية ، أن هذه الإشتراطات القياسية هى في حدود درجة حرارة كذا  ، ويجب وضع هذا العامل ضمن المؤثرات عند تصميم شبكات لألآت حساسة لهذا النوع من الإستجابة " مثل المساعدات الكهربائية لبواديء الإقلاع في الطائرات مثلاً " .

6 ـ عامل الأمان : وهو العامل الذي يضع في حسبانه المتغيرات الآنية على الدارة مثل إنخفاض أو إرتفاع التوتر المفاجىء ، بدء الإقلاع ، التوقف المفاجىء للآلة عن العمل ، وجود آلة ذات حمل عالي جداً تعمل على نفس الطور مثل آلة لحام كهربائي أحادية الطور لحداد أحضره جارك لتلحيم قضبان الحديد في بلكونة منزله مثلاً ... إحتمال وارد جداً أليس كذلك ؟؟؟؟ وعامل الأمان بالنسبة للمواصفة القياسية الأوربية DIN لشبكة أسلاكها من النحاس تساوي 1.5 من أعظم قيمة إحتمالية لشدة التيار ، أي أن آلة تعمل في جو درجة حرارته المتوسطة 30 درجة  مئوية ، و تتطلب شدة تيار أعظمي مقداره 5 أمبير ، وتبعد عن المنبع 5 متر مثلاً ، تحتاج إلى سلك نحاسي مقطعه 1مم حسب قوانينا السابقة ، لكنها وبإدراج عامل الأمان وفق مواصفة الـ DIN   تحتاج إلى سلك نحاسي مقطعه 1.5 مم ، أصبحت الفكرة مفهومة تماماً لديكم أليس كذلك ؟؟!! .

حاجة اليوم مو هيك ... منكمل بكرة لأنكن أكيد تعبتوا .. بس بدكون الحق .. أنا هلكت أكتر منكم .
أخوكم
خضر كتيلة

5

منتدى علم الفيزياء العام / التأريض

« في: فبراير 28, 2003, 06:15:10 صباحاً »

أعزائي
يتعامل معظمنا مع خطوط التأريض والنتر والمانعات بنظرة سطحية وبساطة علماً أنه علم مستقل بحد ذاته وهام جداً وخصوصاً في الأجهزة الحساسة عالية الطاقة مثل أجهزة الرنين الغناطيسي الحديثة التي تتطلب تأريضاً نموذجياً لؤاد الشواش الناجم عن الشحنات الهائمة ، وقد تصل كلفة دراسة تأريض نموذجية لهذا النوع من الأجهزة إلى أربعة الآف دولار أمريكي ، وقد تصل كلفة تأريض محطات البث إلى عشرات هذا الرقم فكيف يتم هذا التأريض ؟
ببساطة أنت تحتاج إلى جهاز قياس فرق مقاومة من النوع HE-OHM622 ديجتال ثلاثي الأقطاب أو ما يماثله ، ويبلغ سعره التقريبي ثلاثون ألف دولار أمريكي فقط ، وإذا كنت من عباد الله المفلسين مثلي فلا تجزع ، فهناك عشرات الطرق الفنية للأستغناء عن هذا الجهاز الفاجعة والإكتفاء بآفوميتر عادي " سعره لا يتجاوز 2 دولار " كما يمكن القياس بإستخدام بانسة أمبير ديجيتال " تعود فكرة إستخدامها في قياس المقاومات إلى أخوكم الفقير لله وتؤدي إلى نفس النتيجة " بإتباع الآتي :
1 - بالنسبة لمانعات الصواعق نستعمل رمح معدني مدبب على أعلى المبنى موصول بسلك نحاسي معزول مقطعه من 18 - 35 مم "حسب إرتفاع المبنى أو المأذنه " موصول بنهايته الأخرى بصفيحة نحاسية قياس 90 * 50 سم سماكة 1.5 مم على الأقل ، مدفونة على عمق يزيد عن إرتفاعها بمرة ونصف على الأقل " منعاً لتوتر الخطوة " ونضيف اليها مواد المعالجة المطلوبة " 10 كغ برادة حديد + 15 كغ ملح كلور الصوديوم + 3 كغ فحم نباتي بمسافة تبعد 35 سم على الأقل عن الصفيحة " لا يجوز بتاتاً تماس مواد المعالجة مع جسم الصفيحة " وننغمر المنطقة بالماء .
والآن كيف نقيس المقاومة لنعرف مدى جودة المانعة ..... ببساطة يجب قياس مقاومة طرف المانعة مع كل من الشبابيك المعدنية و أنابيب المياه بإستعمال أوميتر عادي " معظم أجهزة الآفوميتر تستطيع قياس الأوم " وشريط نحاسي معزول جيداً نربط طرفه بالمنجور أو ماسورة الماء ، وطرفه الآخر بأحد قطبي الآفوميتر بعد تحويله إلى وضعية قياس الأوم " وليس الكيلو أوم " ونصل القطب الآخر للآفو بصفيحتنا العزيزة ، .
إن قراءة مقاومة أقل من 1 أوم يعني أن مانعتنا نموذجية ، وتتفوق على شقيقتها المعلقة فوق برج بيزا ،
أما إذا كانت تتجاوز 2 أوم وتقارب 3 أوم فهذا يعني أنها تحتاج إلى تدعيم بأوتاد نحاسية مدببة الرأس " قطر 1.5 إنش وطول 1.5 م أو أنبوب مغلفن مدبب الرأس قطره لا يقل عن 2 إنش وطوله 2 م ويبعد عن الصفيحة العزيزة مسافة تزيد على مجموع طولي الوتد والصفيحة " 2.5 م بالنسبة لوتد النحاس و 3 م بالنسبة للوتد المغلفن ..... وموصول مع الصفيحة على التوازي .
ويجب الإنتباه إلى ضرورة الحصول على مقاومة نموذجية ولو إضطررت لزرع الأرض أوتاداً من مشرقها إلى مغربها ، بسبب أن المقاومة تزداد على الصفيحة بمرور الزمن نتيجة الأكسدة ، وننصحك بحال عدم قدرتك على الوصول إلى 1 - 2 أوم أن تتخلى عن مانعة الصواعق من أصلها لأنك تصنع في هذه الحالة صياد صواعق وليس مانعة .
أما الحصول على النتر و التأريض النظامي للأجهزة الحساسة فله جلسة أخرى وأستودعكم الله لأنني مليت من الكتابة ، وكرهت شكل الكي بورد .
أستودعكم الله
أخوكم
خضر كتيلة

6

منتدى علوم الفلك / الزئبق الأحمر

« في: فبراير 26, 2003, 06:15:19 صباحاً »

شباب
نسمع كثيراً عن الزئبق الأحمر وعن دوره ومصدره الأشعاعي الكبير الذي يجعله نموذجياً في صناعة القنابل النووية بتقنية متدنية ، وعن أنه الطعام المفضل لأخوتنا أحفاد بعلزبول وعن أنه يحول المعادن الرخيصة إلى ذهب ... أي أنه بالعربي المفشكل حجر الفلاسفة
هل من جواب أفادكم الله عن ماهيته وتركيبه الذري ومواصفاته الفيزيائية عموماً
ولكم خالص المودة
أخوكم
خضر كتيلة