<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rss version="2.0">
	<channel>
		<title>حسوب I/O - مساهمات المستخدم Hussein_alhasan</title>
		<description>المساهمات التي أرسلها Hussein_alhasan - حسوب I/O</description>
		<language>ar</language>
		<generator>حسوب I/O</generator>
		<item>
			<title>ممارسات هندسة البرمجيات الحديثة</title>
			<pubDate>Thu, 29 Apr 2021 17:20:40 +0000</pubDate>
			<link>https://io.hsoub.com/Software_engineering/118500-%D9%85%D9%85%D8%A7%D8%B1%D8%B3%D8%A7%D8%AA-%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%D8%A9-%D8%A7%D9%84%D8%A8%D8%B1%D9%85%D8%AC%D9%8A%D8%A7%D8%AA-%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%AF%D9%8A%D8%AB%D8%A9</link>
			<description><![CDATA[ممارسات هندسة البرمجيات الحديثة: في غضون حوالي 50 عامًا ، نما تعقيد البرامج من رمز الالة المثقوب يدويًا على الورق الشريط ، إلى لغات البرمجة الموجهة للكائنات ، مجمعة في بيئات التطوير المتكاملة. لكن هذا النمو في التطور لم يكن ممكنًا بدون تحسينات في الأجهزة. لتقدير النمو الهائل لأجهزة الحوسبة في القوة والتطور ، نحتاج للعودة إلى والدة الحوسبة الإلكترونية. منذ أربعينيات القرن العشرين تقريبًا وحتى منتصف الستينيات ، تم إنشاء كل جهاز كمبيوتر من أجزاء فردية ، تسمى المكونات المنفصلة ، والتي كانت جميعها متصلة ببعضها البعض. على سبيل المثال ، يتكون ENIAC من أكثر من 17000أنبوب مفرغ ، و 70000 مقاومة ،و 10000 مكثف و 7000 صمام ثنائي ، تتطلب جميعها 5 ماليين وصلة ملحومة يدويًا. تعني إضافة المزيد من المكونات لزيادة الأداء مزيدًا من التوصيلات والمزيد من الأسلاك وعادلة أكثر تعقيدًا ، ما أطلق عليه اسم استبداد الأرقام. بحلول منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، أصبحت الترانزستورات متاحة تجاريًا ويتم دمجها في أجهزة الكمبيوتر. كانت هذه أصغر بكثير وأسرع وأكثر موثوقية من الأنابيب المفرغة ، لكن كل ترانزستور كان كذلك لا يزال مكونًا منفصلا. في عام 1959 ،قامت شركة IBM بتحديث حواسيبها ذات الأنبوب المفرغ &quot;709 &quot;إلى ترانزستورات عن طريق استبدال جميع الأنابيب المفرغة المنفصلة ذات الترانزستورات المنفصلة. كان الجهاز الجديد ، 7090 IBM ، أسرع بست مرات ونصف التكلفة. كانت أجهزة الكمبيوتر الترانزستور هذه بمثابة الجيل الثاني من الحوسبة الإلكترونية . ومع ذلك ، على الرغم من أن الترانزستورات المنفصلة أسرع وأصغر. لقد أصبح تصميمها صعبًا ، ناهيك عن تصنيع أجهزة الكمبيوتر فعليًا بالمئات من آلاف المكونات الفردية. بحلول الستينيات ، وصل هذا إلى نقطة االنهيار. غالبًا ما كانت الأجزاء الداخلية من أجهزة الكمبيوتر مجرد تشابكات ضخمة من الأسلاك. جاك كيلبي : جاء الاختراق في عام 1958 ، عندما عرض جاك كيلبي ، الذي يعمل في شركة Instruments Texas المدمج : ببساطة: بدلا من بناء أجزاء الكمبيوتر من العديد من المكونات والأسلاك المنفصلة كلها معًا ، تضع العديد من المكونات معًا ، داخل مكون واحد جديد. هذه تسمى الدوائر المتكاملة ، أو المرحلية. روبرت نويس : بعد بضعة أشهر في عام 1959 ، جعلت شركة Semiconductor Fairchild ، بقيادة روبرت نويس ، الدوائر المتكاملة عملية كيلبي و فيرتشايلد : قام كيلبي ببناء دوائره المتكاملة من الجرمانيوم ، وهي مادة نادرة وغير مستقرة. لكن ، فيرتشايلد استخدم السليكون الوفير ، والذي يشكل حوالي ربع قشرة الأرض! إنه أيضًا أكثر استقرارًا ، وبالتالي أكثر موثوقية. لهذا السبب ، يُنظر إلى Noyce على نطاق واسع على أنه والد الدوائر المتكاملة الحديثة ، مما أدى إلى دخول عصر اإلإكترونيات ... وأيضًا وادي السيليكون ، حيث كان مقر فيرتشايلد وحيث يوجد العديد من الاخرين في الأيام الأولى ، قد يحتوي IC فقط على دائرة بسيطة مع عدد قليل من الترانزستورات ، مثل هذا المثال المبكر لشركة Westinghouse . لكن حتى هذا سمح بدوائر بسيطة ، مثل البوابات المنطقية من الحلقة 3 ، ليتم تعبئتها يصل إلى مكون واحد. الدوائر المتكاملة هي نوعًا ما مثل ليغو لمهندسي الكمبيوتر &quot;لبنات البناء&quot; التي يمكن ترتيبها في مجموعة لا حصر لها من التصاميم الممكنة. ومع ذلك ، لا يزال يتعين توصيلهم ببعضهم البعض في وقت ما لإنشاء أكبر وأكثر الدوائر المعقدة ، مثل جهاز كمبيوتر كامل. لهذا ، كان لدى المهندسين ابتكار آخر: لوحات الدوائر المطبوعة ، أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بدالا من لحام وتجميع قطع الأسلاك ، مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، التي يمكن تصنيعها بكميات كبيرة ، اجعل جميع الأسلاك المعدنية محفورة فيها * لتوصيل المكونات معًا. باستخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور و ICsمعًا ، يمكن للمرء أن يحقق نفس الدائرة الوظيفية تمامًا على أنها مصنوعة من مكونات منفصلة ، ولكن مع عدد أقل بكثير من المكونات الفردية والمتشابكة الأسلاك. * بالإضافة إلى أنه أصغر وأرخص وأكثر موثوقية. تم تصنيع العديد من الدوائر المتكاملة المبكرة باستخدام مكونات منفصلة صغيرة جدًا تم تعبئتها على شكل وحدة واحدة ، مثل مثال IBMمن عام 1964. ومع ذلك ، حتى عند استخدام مكونات bitty-itty حقًا ، كان من الصعب الحصول على أكثر من ذلك بكثير حوالي خمسة ترانزستورات على IC واحد. لتحقيق تصميمات أكثر تعقيدًا ، كانت هناك حاجة إلى عملية تصنيع مختلفة جذريًا غير كل شيء: الطباعة الحجرية! باختصار ، إنها طريقة لاستخدام الضوء لنقل أنماط معقدة إلى مادة ، مثل أشباه الموصلات. لديها فقط عدد قليل من العمليات الأساسية ، ولكن يمكن استخدامها لإنشاء دوائر معقدة بشكل لا يصدق. دعنا نسير من خلال مثال بسيط ، على الرغم من أنه واسع النطاق ، لنجعل واحدًا من هؤلاء! نبدأ بشريحة من السيليكون ، والتي ، مثل الكعكة الرقيقة ، تسمى رقاقة. السيليكون ، خاص لأنه أشباه موصلات ، أي ، مادة يمكنها أحيانًا توصيل الكهرباء وأحيانًا أخرى ال تفعل ذلك. يمكننا التحكم في مكان ووقت حدوث ذلك ، مما يجعل السيليكون المادة الخام المثالية . صنع الترانزستورات : يمكننا أيضًا استخدام رقاقة كقاعدة لوضع دوائر معدنية معقدة ، بحيث يتم دمج كل شيء ، مثالي لـ ... الدوائر المتكاملة! والخطوة التالية هي إضافة طبقة أكسيد رفيعة أعلى السيليكون ، والتي تعمل بمثابة طبقة واقية طلاء. ثم نضع مادة كيميائية خاصة تسمى مقاوم الضوء. عند تعرضها للضوء ، تتغير المادة الكيميائية وتصبح قابلة للذوبان ، لذلك يمكن غسلها بعيدًا بمواد كيميائية خاصة مختلفة. لا تعتبر مقاومات الضوء مفيدة جدًا في حد ذاتها ، ولكنها قوية جدًا عند استخدامها مع بعضها البعض مع قناع ضوئي. هذا مثل قطعة من فيلم فوتوغرافي ، ولكن بدلا من صورة للهامستر أكل بوريتو صغير ، يحتوي على نمط يتم نقله إلى الرقاقة . نقوم بذلك عن طريق وضع قناع ضوئي فوق الرقاقة وتشغيل ضوء قوي. عندما يحجب القناع الضوء ، لا يتغير مقاوم الضوء. ولكن عندما يصطدم الضوء بمقاوم الضوء ، فإنه يتغير كيميائيًا مما يتيح لنا الغسيل بعيدًا فقط مقاوم الضوء الذي تعرض للضوء ، يكشف بشكل انتقائي عن مناطق طبقة الأكسيد لدينا. الان ، باستخدام مادة كيميائية خاصة أخرى ، غالبًا ما تكون حامضًا ، يمكننا إزالة أي أكسيد مكشوف ، وحفر حفرة صغيرة على طول الطريق وصوال إلى السيليكون الخام. لاحظ أن طبقة الأكسيد الموجودة أسفل المقاوم للضوء محمية. للتنظيف ، نستخدم مادة كيميائية خاصة أخرى تغسل أي مادة مقاومة للضوء متبقية. نعم ، هناك الكثير من المواد الكيميائية الخاصة في الطباعة الحجرية الضوئية ، ولكل منها مادة محددة جدًا . الان يمكننا رؤية السيليكون مرة أخرى ، نريد تعديل المناطق المكشوفة فقط إلى الأفضل توصيل الكهرباء. للقيام بذلك ، نحتاج إلى تغييره كيميائيًا من خلال عملية تسمى: المنشطات. غالبًا ما يتم ذلك بغاز ذو درجة حرارة عالية ، مثل الفوسفور ، الذي يخترق في المنطقة المكشوفة من السيليكون. هذا يغير خصائصه الكهربائية. لكننا ما زلنا بحاجة إلى بضع جولات أخرى من الليثوغرافيا الضوئية لبناء ترانزستور. تبدأ العملية بشكل أساسي مرة أخرى ، أولا عن طريق بناء طبقة أكسيد جديدة ... والتي نغطيها في مقاوم الضوء. الان ، نستخدم قناعًا ضوئيًا بنمط جديد ومختلف ، مما يسمح لنا بفتح نافذة صغيرة فوق المنطقة المخدرة. مرة أخرى ، نقوم بغسل مقاوم الضوء المتبقي. يعد التوقيت مهمًا للغاية في الطباعة الحجرية الضوئية من أجل التحكم في أشياء مثل انتشار المنشطات وعمق الحفر. الان لدينا كل القطع التي نحتاجها لانشاء الترانزستور الخطوة الأخيرة هي عمل قنوات في طبقة الأكسيد حتى نتمكن من تشغيل القليل من المعدن و الأسلاك لأجزاء مختلفة من الترانزستور لدينا. مرة أخرى ، نطبق مقاومًا للضوء ، ونستخدم قناعًا ضوئيًا جديدًا لحفر قنوات صغيرة. الان ، نستخدم عملية جديدة ، تسمى المعدن ، والتي تسمح لنا بإيداع طبقة رقيقة من المعادن ، مثل الألومنيوم أو النحاس. لكننا لا نريد تغطية كل شيء بالمعدن. نريد حفر تصميم دائرة محدد للغاية. لذلك ، على غرار ما سبق ، نطبق مقاومًا للضوء ، ونستخدم قناعًا ضوئيًا ، ونحل المقاومة المكشوفة ، واستخدام مادة كيميائية لإزالة أي معدن مكشوف. لقد اكتمل الترانزستور الخاص بنا أخيرًا! يحتوي على ثلاثة أسلاك صغيرة تتصل بثلاثة أجزاء مختلفة من السيليكون ، كل منها مخدر طريقة معينة لإنشاء ، في هذا المثال ، ما يسمى ترانزستور تقاطع ثنائي القطب. باستخدام خطوات مماثلة ، يمكن للطباعة الحجرية الضوئية إنشاء عناصر إلكترونية مفيدة أخرى ، مثل المقاومات والمكثفات ، كلها على قطعة واحدة من السيليكون (بالإضافة إلى جميع الأسلاك اللازمة لربطها في دوائر) وداعا المكونات المنفصلة! في مثالنا ، صنعنا ترانزستورًا واحدًا ، لكن في العالم الواقعي ، تضع الفوتوشوب الملايين من التفاصيل الصغيرة كلها مرة واحدة. على الرغم من أنه يمكننا إنشاء قناع ضوئي لرقاقة كاملة ، يمكننا الاستفادة من حقيقة أن الضوء يمكن تركيزه وعرضه على أي حجم نريده. تُستخدم رقاقة السيليكون المفردة بشكل عام لإنشاء العشرات من الدوائر المتكاملة. بعد ذلك ، بمجرد أن تحصل على رقاقة كاملة ممتلئة ، تقطعها وتعبئتها في رقائق ميكروية ، تلك المستطيلات السوداء الصغيرة التي تراها في الإلكترونيات طوال الوقت. فقط تذكر: في قلب كل من هذه الرقائق توجد واحدة من هذه القطع الصغيرة من السيليكون. مع تحسن تقنيات الطباعة الحجرية الضوئية ، تقلص حجم الترانزستورات ، مما سمح بزيادة حجمها في بداية الستينيات ، نادراً ما احتوى IC على أكثر من 5 ترانزستورات ، لكنهم لم يتمكنوا من ذلك . ولكن بحلول منتصف الستينيات ، بدأنا في رؤية دوائر متكاملة تحتوي على أكثر من 100 ترانزستور في السوق جوردون مور : في عام 1965 ، استطاع جوردون مور رؤية الاتجاه: كل عامين تقريبًا ، شكرًا للتقدم في المواد والتصنيع ، يمكنك أن تناسب ضعف عدد الترانزستورات في نفس القدر من المساحة. هذا يسمى قانون مور. على الرغم من أن المصطلح تسمية خاطئة إلى حد ما. إنه ليس قانونًا على الإطلاق ، إنه اتجاه أكثر. لكنها فكرة جيدة. كما انخفضت أسعار IC بشكل كبير ، من متوسط 50 دوالرًا في عام 1962 إلى حوالي 2 دولار في عام .1968 اليوم ، يمكنك شراء المرحلية مقابل سنتات.11 كان للترانزستورات الأصغر والكثافة الأعلى فوائد أخرى أيضًا. كلما كان حجم الترانزستور أصغر ، قل الشحن الذي يجب عليك تحريكه ، مما يسمح له بالتبديل بالإضافة إلى ذلك ، فإن الدوائر الأكثر إحكاما تعني تأخيرًا أقل في الإشارات مما يؤدي إلى سرعات ساعة أسرع. روبرت نويس و جوردون مور : في عام 1968 ، تعاون روبرت نويس وجوردون مور وأسسوا شركة جديدة تجمع بين كلمات متكاملة و الكترونيات ... إنتل ... أكبر صانع للرقائق اليوم. كانت وحدة المعالجة المركزية 4004 Intel ، من الحلقتين 7 و 8 ، عالمة فارقة. تم إصداره في عام 1971 ، وكان أول معالج يتم شحنه على شكل IC ، ما يسمى بالمعالج الدقيق ، لأنها كانت صغيرة بشكل جميل! كان يحتوي على 2300 ترانزستور. اندهش الناس من مستوى التكامل ، وحدة المعالجة المركزية بأكملها في شريحة واحدة ، وهما اثنان فقط قبل عقود من الزمن ، كان من الممكن أن تملأ غرفة بأكملها باستخدام مكونات منفصلة. بشرت هذه الحقبة من الدوائر المتكاملة ، وخاصة المعالجات الدقيقة ، بالجيل الثالث من الحوسبة. وكان 4004 Intelمجرد البداية. تطور الترانزستور في وحدة المعالجة المركزية : بحلول عام 1980 ، احتوت وحدات المعالجة المركزية على 30 ألف ترانزستور. بحلول عام 1990 ، تجاوزت وحدات المعالجة المركزية عدد المليون ترانزستور. بحلول عام 2000 ، 30 مليون ترانزستور ، وبحلول عام 2010 ، واحد. مليار. ترانزستور. في واحد. IC .يا إلهي! لتحقيق هذه الكثافة ، تم تحسين أفضل دقة ممكنة باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية من حوالي 10 آلاف نانومتر ، أي حوالي 1/10 من سمك شعرة الإنسان ، إلى حوالي 14 نانومتر اليوم. هذا أصغر بأكثر من 400 مرة من خاليا الدم الحمراء! وبالطبع ، لم تكن وحدة المعالجة المركزية هي المكونات الوحيدة التي تستفيد منها. تقدم الأجهزة الإلكترونية : تقدمت معظم الأجهزة الإلكترونية بشكل كبير: ذاكرة الوصول العشوائي ، وبطاقات الرسومات ، ومحركات الأقراص الصلبة ، أجهزة استشعار الكاميرا ، سمها ما شئت. تحتوي معالجات اليوم ، مثل وحدة المعالجة المركزية A10 داخل 7 iPhone ، على عقل يذوب 3.3 مليار الترانزستورات في IC حوالي 1سم في 1سم. هذا أصغر من طابع بريدي! والمهندسون المعاصرون ال يضعون هذه التصاميم يدويًا ، ترانزستورًا واحدًا في كل مرة - هذا ليس ممكنًا بشريًا. بدءًا من السبعينيات ، تم استخدام تكامل واسع النطاق جدًا ، أو برنامج VLSI لإنشاء تصميمات شرائح تلقائيًا بدلا من ذلك. باستخدام تقنيات مثل التوليف المنطقي ، حيث يمكن وضع مكونات كاملة عالية المستوى ، مثل ذاكرة التخزين المؤقت ، يقوم البرنامج بإنشاء الدائرة بأكثر الطرق فعالية. يعتبر الكثيرون أن هذا هو بداية الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر. لسوء الحظ ، توقع الخبراء نهاية قانون مور لعقود من الزمن ، و ربما اقتربنا منه أخيرًا. هناك مشكلتان مهمتان تمنعاننا من المزيد من التصغير. أولا ، نحن نصطدم بالقيود على مدى الدقة التي يمكننا من خلالها صنع ميزات على قناع ضوئي وإنها رقاقة ناتجة عن الأطوال الموجية للضوء المستخدمة في الطباعة الحجرية الضوئية. استجابةً اولا ، عمل العلماء على تطوير مصادر ضوئية ذات أطوال موجية أصغر وأصغر يمكنها عرض ميزات أصغر وأصغر. المسألة الثانية هي أنه عندما تصبح الترانزستورات صغيرة حقًا ، تكون الأقطاب الكهربائية فيها يمكن فصلها عن طريق بضع عشرات من الذرات فقط ، ويمكن للإلكترونات أن تقفز الفجوة ، وهي ظاهرة تسمى نفق الكم. إذا تسربت الترانزستورات من التيار ، فإنها لا تصنع مفاتيح جيدة جدًا. ومع ذلك ، يعمل العلماء والمهندسون بجد الكتشاف طرق للتغلب على هذه المشكلات. تم عرض ترانزستورات بحجم 1 نانومتر في مختبرات الأبحاث. ما إذا كان هذا سيكون مجديًا تجاريًا في أي وقت لا يزال مقنعًا في الغموض. لكن ربما سنكون قادرين على حلها في المستقبل.]]></description>
		</item>
	</channel>
</rss>
