ما هي الحوسبة ؟

يستخدم نظام الكمبيوتر العديد من الأجهزة مرتبة بطرق مختلفة لحل العديد من المشكلات. هذا يشكل بيئة الحوسبة حيث يتم استخدام العديد من أجهزة الكمبيوتر لمعالجة وتبادل المعلومات للتعامل مع قضايا متعددة.

ما هي الحوسبة ؟

الحوسبة هي أي نشاط موجه نحو الهدف يتطلب أو يستفيد أو يصنع أجهزة كمبيوتر.

على سبيل المثال ، تشمل الحوسبة تصميم وتطوير وبناء أنظمة الأجهزة والبرمجيات ؛ معالجة وهيكلة وإدارة أنواع مختلفة من المعلومات ؛ إجراء البحوث العلمية على أجهزة الكمبيوتر وباستخدامها ؛ جعل أنظمة الكمبيوتر تتصرف بذكاء ؛ إنشاء واستخدام وسائل الاتصال والترفيه وما إلى ذلك.

تشمل الحقول الفرعية للحوسبة هندسة الكمبيوتر وهندسة البرمجيات وعلوم الكمبيوتر وأنظمة المعلومات وتكنولوجيا المعلومات.

يمكن تعريف الحوسبة أيضًا على أنها فرع من فروع العلوم الهندسية التي تتعامل مع الدراسة المنهجية للعمليات الحسابية ، والتي تُستخدم لوصف المعلومات وتحويلها.

كما أن لها معاني محددة اعتمادًا على السياق والمجال الذي تستخدم فيه. على سبيل المثال ، الحوسبة السحابية ، الحوسبة الاجتماعية ، الحوسبة في كل مكان ، الحوسبة المتوازية والحوسبة الشبكية كلها تندرج تحت مظلة المعنى العام للحوسبة بينما لا تزال لها غرض محدد وتعريف منفصل عن بعضها البعض. في الأساس ، هذه تطبيقات مختلفة للحوسبة.

ما هي علوم الحوسبة ؟

تتعامل علوم الحوسبة مع التخزين والمعالجة وحوسبة غلاف الويب توزيع المعلومات. يتوصل علماء الحوسبة إلى حلول بأكثر الطرق فعالية أثناء إنشاء البرامج الأكثر ذكاءً وأمانًا.

يجب أن تكون البرامج التي يطورونها آمنة وموثوقة وسهلة الاستخدام. لتلبية هذا المطلب الأخير ، يتعاون علماء الحوسبة مع أشخاص من العديد من التخصصات المختلفة ، مثل الخبراء القانونيين والمديرين والموظفين الذين سيستخدمون البرنامج.

يعتمد مجتمعنا بشكل متزايد على علوم الحوسبة. العديد من منتجاتنا اليومية هي نتيجة لعلوم الحوسبة ، لكن المنظمات والمؤسسات الحكومية تعمل أيضًا بشكل متزايد مع أنظمة الكمبيوتر الآلية.

تعتمد الشركات ، على سبيل المثال ، اعتمادًا تامًا على علوم الحوسبة لدعم جميع عملياتها اللوجستية والمالية والإنتاجية. في مجال الرعاية الصحية ، نشهد توسعًا سريعًا في تطبيقات علوم الحوسبة في ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي ، وتسلسل الحمض النووي ، وتشغيل الروبوتات ، ومعدات العناية المركزة.

يتم تخزين المعلومات رقميًا بشكل متزايد ، وفي عصر الوسائط الاجتماعية هذا ، بكميات غير مسبوقة.

ما هو جهاز الحوسبة ؟

جهاز الحوسبة هو وحدة وظيفية يمكنها إجراء عمليات حسابية جوهرية ، بما في ذلك العديد من العمليات الحسابية والعمليات المنطقية دون تدخل بشري. يمكن أن يتكون الجهاز الحاسوبي من وحدة قائمة بذاتها أو عدة وحدات مترابطة.

يمكن أن يكون أيضًا جهازًا يوفر مجموعة محددة من الوظائف ، مثل الهاتف أو المنظم الشخصي ، أو وظائف عامة مثل الكمبيوتر المحمول أو كمبيوتر سطح المكتب.

ما هي أنواع بيئات الحوسبة ؟

الأنواع المختلفة لبيئات الحوسبة هي:

1.بيئة الحوسبة الشخصية

في بيئة الحوسبة الشخصية ، يوجد نظام كمبيوتر واحد. جميع عمليات النظام متاحة على الكمبيوتر ويتم تنفيذها هناك. الأجهزة المختلفة التي تشكل بيئة الحوسبة الشخصية هي أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة والطابعات وأنظمة الكمبيوتر والماسحات الضوئية وما إلى ذلك.

2.بيئة حوسبة تقاسم الوقت

تسمح بيئة الحوسبة التي تشارك الوقت لعدة مستخدمين بمشاركة النظام في وقت واحد. يتم توفير شريحة زمنية لكل مستخدم ويتحول المعالج بسرعة بين المستخدمين وفقًا لذلك. لهذا السبب ، يعتقد كل مستخدم أنه الوحيد الذي يستخدم النظام.

3.بيئة حوسبة خادم العميل

في حوسبة خادم العميل ، يطلب العميل موردًا ويوفر الخادم هذا المورد. قد يخدم الخادم عدة عملاء في نفس الوقت عندما يكون العميل على اتصال بخادم واحد فقط. عادة ما يتواصل كل من العميل والخادم عبر شبكة كمبيوتر ولكن في بعض الأحيان قد يكونان في نفس النظام.

4.بيئة الحوسبة الموزعة

تحتوي بيئة الحوسبة الموزعة على عدة عقد منفصلة ماديًا ولكنها مرتبطة ببعضها البعض باستخدام الشبكة. تتواصل جميع العقد في هذا النظام مع بعضها البعض وتتعامل مع العمليات جنبًا إلى جنب. تحتوي كل من هذه العقد على جزء صغير من برنامج نظام التشغيل الموزع.

5.بيئة الحوسبة السحابية

يتم نقل الحوسبة بعيدًا عن أنظمة الكمبيوتر الفردية إلى سحابة من أجهزة الكمبيوتر في بيئة الحوسبة السحابية. يرى مستخدمو السحابة فقط الخدمة المقدمة وليس التفاصيل الداخلية لكيفية تقديم الخدمة. يتم ذلك عن طريق تجميع جميع موارد الكمبيوتر ثم إدارتها باستخدام برنامج.

6.بيئة الحوسبة العنقودية

تشبه بيئة الحوسبة العنقودية بيئة الحوسبة المتوازية حيث أن كلاهما يحتوي على وحدات معالجة مركزية متعددة. ومع ذلك ، فإن الاختلاف الرئيسي هو أن الأنظمة المجمعة يتم إنشاؤها بواسطة نظامين أو أكثر من أنظمة الكمبيوتر الفردية المدمجة معًا والتي تعمل بعد ذلك بالتوازي مع بعضها البعض.

أنظر أيضاً: مكونات الحوسبة السحابية

ما هي الحوسبة السحابية ؟

الحوسبة السحابية هي مصطلح عام لأي شيء يتضمن تقديم خدمات مستضافة عبر الإنترنت. تنقسم هذه الخدمات إلى ثلاث فئات رئيسية: البنية التحتية كخدمة (IaaS) والنظام الأساسي كخدمة (PaaS) والبرمجيات كخدمة (SaaS).

يمكن أن تكون السحابة خاصة أو عامة. تبيع السحابة العامة الخدمات لأي شخص على الإنترنت. السحابة الخاصة هي شبكة مملوكة أو مركز بيانات يوفر خدمات مستضافة لعدد محدود من الأشخاص ، مع إعدادات وصول وأذونات معينة. هدف الحوسبة السحابية ، خاصًا أو عامًا ، هو توفير وصول سهل وقابل للتطوير إلى موارد الحوسبة وخدمات تكنولوجيا المعلومات.

تتضمن البنية التحتية السحابية مكونات الأجهزة والبرامج المطلوبة للتنفيذ السليم لنموذج الحوسبة السحابية. يمكن أيضًا اعتبار الحوسبة السحابية بمثابة حوسبة فائدة ، أو حوسبة عند الطلب.

تم استلهام اسم الحوسبة السحابية من رمز السحابة الذي يستخدم غالبًا لتمثيل الإنترنت في المخططات الانسيابية والرسومات التخطيطية.

كيف تعمل الحوسبة السحابية؟

تعمل الحوسبة السحابية من خلال السماح لأجهزة العميل بالوصول إلى البيانات عبر الإنترنت ، من الخوادم وقواعد البيانات وأجهزة الكمبيوتر عن بُعد.

يربط اتصال شبكة الإنترنت الواجهة الأمامية (بما في ذلك الوصول إلى جهاز العميل والمتصفح وتطبيقات برامج الشبكة والسحابة) بالطرف الخلفي ، والذي يتكون من قواعد البيانات والخوادم وأجهزة الكمبيوتر). تعمل الواجهة الخلفية كمستودع لتخزين البيانات التي يتم الوصول إليها من خلال الواجهة الأمامية.

تتم إدارة الاتصالات بين الأطراف الأمامية والخلفية بواسطة خادم مركزي. يعتمد الخادم المركزي على البروتوكولات لتسهيل تبادل البيانات. يستخدم الخادم المركزي كلاً من البرامج والبرامج الوسيطة لإدارة الاتصال بين أجهزة العميل المختلفة والخوادم السحابية. عادة ، سيكون هناك خادم مخصص لكل تطبيق فردي.

إقرأ أيضاً: تعريف السحابة الالكترونية

أمثلة على الحوسبة السحابية

تتضمن أمثلة الحوسبة السحابية ما يلي:

محرّر مستندات Google و Microsoft Office 365: يمكن للمستخدمين الوصول إلى مستندات Google و Microsoft Office 365 عبر الإنترنت. يمكن أن يكون المستخدمون أكثر إنتاجية لأنه يمكنهم الوصول إلى العروض التقديمية للعمل وجداول البيانات المخزنة في السحابة في أي وقت ومن أي مكان على أي جهاز.

البريد الإلكتروني والتقويم و Skype و WhatsApp: تستفيد رسائل البريد الإلكتروني والتقويمات و Skype و WhatsApp من قدرة السحابة على تزويد المستخدمين بإمكانية الوصول إلى البيانات عن بُعد حتى يتمكنوا من الوصول إلى بياناتهم الشخصية على أي جهاز في أي وقت وفي أي مكان يريدون.

Zoom: Zoom عبارة عن منصة برمجية قائمة على السحابة لمؤتمرات الفيديو والصوت تسجل الاجتماعات وتحفظها في السحابة ، مما يتيح للمستخدمين الوصول إليها في أي مكان وفي أي وقت.

AWS Lambda: يتيح Lambda للمطورين تشغيل التعليمات البرمجية للتطبيقات أو الخدمات الخلفية دون الحاجة إلى توفير أو إدارة الخوادم. يتطور نموذج الدفع عند الاستخدام باستمرار مع مؤسسة لاستيعاب التغييرات في الوقت الفعلي في استخدام البيانات وتخزين البيانات.

الحوسبة السحابية مقابل استضافة الويب التقليدية

تتميز الخدمة السحابية بثلاث خصائص مميزة تميزها عن استضافة الويب التقليدية:

• يمكن للمستخدمين الوصول إلى كميات كبيرة من قوة الحوسبة عند الطلب. يباع عادة بالدقيقة أو بالساعة.
• إنه مرن – يمكن للمستخدم الحصول على قدر كبير أو صغير من الخدمة كما يريد في أي وقت.
• تتم إدارة الخدمة بالكامل من قبل المزود (لا يحتاج المستهلك إلا إلى جهاز كمبيوتر شخصي والوصول إلى الإنترنت). أدت الابتكارات المهمة في المحاكاة الافتراضية والحوسبة الموزعة ، فضلاً عن تحسين الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة ، إلى تسريع الاهتمام بالحوسبة السحابية.

خصائص الحوســبة السحابية

بعض الفوائد الرئيسية للحوسبة السحابية هي:

توفير الخدمة الذاتية: يمكن للمستخدمين النهائيين تدوير موارد الحوسبة لأي نوع من عبء العمل تقريبًا عند الطلب. يمكن للمستخدم النهائي توفير إمكانات الحوسبة ، مثل وقت الخادم وتخزين الشبكة ، مما يلغي الحاجة التقليدية لمسؤولي تكنولوجيا المعلومات لتوفير موارد الحوسبة وإدارتها.

المرونة: يمكن للشركات التوسع بحرية مع زيادة احتياجات الحوسبة ، وتقليصها مرة أخرى مع انخفاض الطلب. وهذا يلغي الحاجة إلى استثمارات ضخمة في البنية التحتية المحلية ، والتي قد تظل نشطة وقد لا تظل كذلك.

الدفع لكل استخدام: يتم قياس حساب الموارد على مستوى دقيق ، مما يمكّن المستخدمين من الدفع فقط مقابل الموارد وأعباء العمل التي يستخدمونها.

مرونة أعباء العمل: غالبًا ما يستخدم مقدمو الخدمات السحابية موارد فائضة لضمان التخزين المرن والحفاظ على أعباء العمل المهمة للمستخدمين قيد التشغيل – غالبًا عبر مناطق عالمية متعددة.

مرونة الترحيل: يمكن للمؤسسات نقل أعباء عمل معينة من أو إلى السحابة – أو إلى منصات سحابية مختلفة – حسب الرغبة أو تلقائيًا – لتحقيق وفورات أفضل في التكلفة ، أو لاستخدام خدمات جديدة عند ظهورها.

وصول واسع للشبكة: يمكن للمستخدم الوصول إلى البيانات السحابية أو تحميل البيانات إلى السحابة من أي مكان متصل بالإنترنت وباستخدام أي جهاز.

تعدد الإيجارات وتجميع الموارد: يتيح تعدد الإيجارات للعديد من العملاء مشاركة نفس البنى التحتية المادية أو نفس التطبيقات ، ومع ذلك لا يزالون يحتفظون بالخصوصية والأمان على بياناتهم الخاصة. من خلال تجميع الموارد ، يقوم مقدمو الخدمات السحابية بخدمة العديد من العملاء من نفس الموارد المادية. يجب أن تكون مجموعات الموارد لموفري الخدمات السحابية كبيرة جدًا ومرنة بدرجة كافية حتى يتمكنوا من تلبية متطلبات العديد من العملاء.

فوائد الحوسبة السحابية

تتميز الحوســبة السحابية بالعديد من المزايا الجذابة للشركات والمستخدمين النهائيين. بعض الفوائد الرئيسية للحوسبة السحابية هي:

توفير التكاليف

يمكن أن يؤدي استخدام البنية التحتية السحابية إلى تقليل التكاليف ، حيث لا يتعين على المؤسسات إنفاق مبالغ ضخمة من المال لشراء المعدات وصيانتها.

هذا يقلل من تكاليف الإنفاق الرأسمالي – حيث لا يتعين عليهم الاستثمار في الأجهزة أو المرافق أو المرافق أو بناء مراكز بيانات كبيرة لاستيعاب أعمالهم المتنامية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تحتاج الشركات إلى فرق تقنية معلومات كبيرة للتعامل مع عمليات مركز البيانات السحابية لأنها يمكن أن تعتمد على خبرة فرق موفري الخدمات السحابية.

تعمل الحوسبة السحابية أيضًا على خفض التكاليف المتعلقة بالتوقف عن العمل. نظرًا لأن التعطل نادرًا ما يحدث في الحوسبة السحابية ، فلا يتعين على الشركات إنفاق الوقت والمال لإصلاح أي مشكلات قد تكون مرتبطة بالتوقف عن العمل.

التنقل

يعني تخزين المعلومات في السحابة أنه يمكن للمستخدمين الوصول إليها من أي مكان باستخدام أي جهاز متصل بالإنترنت فقط. هذا يعني أنه لا يتعين على المستخدمين حمل محركات أقراص USB أو محرك أقراص ثابت خارجي أو أقراص مضغوطة متعددة للوصول إلى بياناتهم.

يمكن للمستخدمين الوصول إلى بيانات الشركة عبر الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة الأخرى ، مما يمكّن الموظفين عن بُعد من البقاء على اطلاع دائم مع زملاء العمل والعملاء. يمكن للمستخدمين النهائيين معالجة الموارد وتخزينها واستردادها واستعادتها بسهولة في السحابة.

بالإضافة إلى ذلك ، يوفر بائعو السحابة جميع الترقيات والتحديثات تلقائيًا ، مما يوفر الوقت والجهد.

التعافي من الكوارث

جميع المنظمات تقلق بشأن فقدان البيانات. يضمن تخزين البيانات في السحابة أنه يمكن للمستخدمين دائمًا الوصول إلى بياناتهم حتى إذا كانت أجهزتهم ، على سبيل المثال ، أجهزة الكمبيوتر المحمولة أو الهواتف الذكية ، غير قابلة للتشغيل.

باستخدام الخدمات المستندة إلى السحابة ، يمكن للمؤسسات استرداد بياناتها بسرعة في حالة الطوارئ ، مثل الكوارث الطبيعية أو انقطاع التيار الكهربائي.

تحديات الحوسبة السحابية

على الرغم من المزايا الواضحة للاعتماد على الخدمات السحابية ، فإن الحوسبة السحابية تحمل تحدياتها الخاصة لمحترفي تكنولوجيا المعلومات:

1.أمان السحابة

غالبًا ما يُعتبر التحدي الأكبر الذي يواجه الحوسبة السحابية. عند الاعتماد على السحابة ، تخاطر المؤسسات بخرق البيانات واختراق واجهات برمجة التطبيقات والواجهات وبيانات الاعتماد المشبوهة ومشكلات المصادقة.

علاوة على ذلك ، هناك نقص في الشفافية فيما يتعلق بكيفية ومكان معالجة المعلومات الحساسة الموكلة إلى مزود السحابة.

2.إدارة التكلفة

يمكن أن تجعل خطط الاشتراك المدفوعة أولاً بأول للاستخدام السحابي ، جنبًا إلى جنب مع أعباء العمل المتقلبة ، من الصعب تحديد التكاليف النهائية والتنبؤ بها.

3.نقص الموارد والخبرات

مع التقدم السريع في تقنيات الدعم السحابي ، تكافح المؤسسات لمواكبة الطلب المتزايد على الأدوات والموظفين الذين لديهم مجموعات المهارات والمعرفة المناسبة.

4.حوكمة تكنولوجيا المعلومات

يمكن للحوسبة السحابية أن تجعل حوكمة تكنولوجيا المعلومات صعبة ، حيث لا توجد سيطرة على توفير عمليات البنية التحتية وإلغاء توفيرها وإدارتها. هذا يمكن أن يجعل من الصعب إدارة المخاطر بشكل صحيح ، والامتثال لتقنية المعلومات وجودة البيانات.

5.الامتثال لقوانين الصناعة

عند نقل البيانات من التخزين المحلي المحلي إلى التخزين السحابي ، قد يكون من الصعب إدارة الامتثال للوائح الصناعة من خلال طرف ثالث.

6.إدارة السحابة المتعددة

يمكن لعمليات النشر متعددة السحابة أن تفكك الجهود لمواجهة تحديات الحوسبة السحابية العامة.

7.الأداء

إلى حد كبير خارج سيطرة المنظمة التي تتعاقد مع مزود خدمات سحابية. يمكن أن تتداخل حالات الانقطاع مع الإنتاجية وتعطل العمليات التجارية إذا لم تكن المؤسسات مستعدة لخطط الطوارئ.

8.بناء سحابة خاصة

قد تكون هذه مهمة شاقة لأقسام تكنولوجيا المعلومات.

9.ترحيل السحابة

تتسبب عملية نقل التطبيقات والبيانات الأخرى إلى بنية أساسية سحابية في كثير من الأحيان في حدوث مضاعفات. غالبًا ما تستغرق مشاريع الترحيل وقتًا أطول مما كان متوقعًا وتتجاوز الميزانية.

10.تأمين البائع

في كثير من الأحيان ، يمكن أن يتسبب التبديل بين موفري السحابة في حدوث مشكلات كبيرة. وهذا يشمل عدم التوافق التقني والقيود القانونية وتكبد تكاليف كبيرة.

أنواع خدمات الحوسبة السحابية

كما ذكرنا سابقًا ، يمكن تقسيم الحوسبة السحابية إلى ثلاث فئات عامة لتقديم الخدمات:

1.البنية التحتية كخدمة IaaS

يوفر موفرو IaaS ، مثل AWS ، مثيل خادم افتراضي وتخزينًا ، بالإضافة إلى واجهات برمجة التطبيقات التي تتيح للمستخدمين ترحيل أحمال العمل إلى جهاز افتراضي (VM).

يتمتع المستخدمون بسعة تخزين مخصصة ويمكنهم بدء تشغيل الجهاز الظاهري والتخزين وإيقافهما والوصول إليه وتكوينهما حسب الرغبة. يوفر موفرو IaaS مثيلات صغيرة ومتوسطة وكبيرة وكبيرة جدًا وذاكرة أو محسّنة للحساب ، بالإضافة إلى السماح بتخصيص المثيلات لتلبية احتياجات أعباء العمل المختلفة.

إقرأ أيضاً: ما هو العالم الافتراضي ؟

2.المنصة كخدمة PaaS

في نموذج PaaS ، يستضيف مقدمو الخدمات السحابية أدوات التطوير على البنى التحتية الخاصة بهم. يصل المستخدمون إلى هذه الأدوات عبر الإنترنت باستخدام واجهات برمجة التطبيقات أو بوابات الويب أو برنامج البوابة.

تُستخدم PaaS لتطوير البرامج العامة ، ويستضيف العديد من موفري PaaS البرنامج بعد تطويره. يشمل موفرو PaaS الشائعون نظام Lightning Platform من Salesforce و AWS Elastic Beanstalk و Google App Engine.

3.البرمجيات كخدمة SaaS

SaaS هو نموذج توزيع يقدم تطبيقات برمجية عبر الإنترنت ؛ غالبًا ما تسمى هذه التطبيقات بخدمات الويب. يمكن للمستخدمين الوصول إلى تطبيقات وخدمات SaaS من أي مكان باستخدام جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول متصل بالإنترنت.

في نموذج SaaS ، يحصل المستخدمون على حق الوصول إلى برامج التطبيق وقواعد البيانات. أحد الأمثلة الشائعة لتطبيق SaaS هو Microsoft Office 365 للإنتاجية وخدمات البريد الإلكتروني.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

تتألق أجهزة الكمبيوتر الكمومية عندما يتضمن الحل عددًا أو معالجة بيانات بكميات هائلة من المدخلات. وهي مصممة لمعالجة المشكلات المعقدة التي قد تستغرق أجهزة الكمبيوتر العملاقة من أيام إلى عدم القدرة على حلها.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية محاكاة الجسيمات دون الذرية للكون من خلال التحدث بنفس لغة الإلكترون أو البروتون. نحن في بداية نموذج الحوسبة الكمومية الذي من المتوقع أن يكون له تأثير كبير على فهمنا للكيمياء والبيولوجيا والفيزياء.

في حين أنه من المثير للاهتمام أنها ليست أسرع عالميًا من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، إلا أنها تؤدي أنواعًا معينة من العمليات الحسابية بشكل أسرع. قد لا تكون كل عملية أسرع ، ولكن عدد العمليات اللازمة للوصول إلى نتيجة باستخدام خوارزميات معينة صغير بشكل كبير.

كيف تعمل الحوســـبة الكمومية – الأساسيات

لقد اعتدنا جميعًا على أجهزة الكمبيوتر الثنائية القائمة على المعالجات التي تستخدم الترانزستورات لإجراء العمليات الحسابية. تشغيل ، إيقاف ، واحد ، صفر … يمكن التنبؤ به إلى حد كبير.

لكن اللعبة تتغير تمامًا مع أجهزة الكمبيوتر الكمومية. في هذا المجال ، تفسح معالجة وتخزين أنظمة 1 و 0 للأنظمة الكلاسيكية المجال للكيوبتات أو البتات الكمومية باعتبارها لبنة البناء الأساسية للمعلومات الكمومية ، التي يتم اختبارها كنظام ميكانيكي كم ذي حالتين.

تكمن قوة هذه الكيوبتات في قدرتها المتأصلة على التوسع الأسي بحيث تسمح الآلة ذات الكيوبت بأربع عمليات حسابية في وقت واحد ، وتسمح الآلة المكونة من ثلاثة كيوبت بإجراء ثماني عمليات حسابية ، وتقوم الآلة ذات الأربعة كيوبت بإجراء 16 عملية حسابية في وقت واحد.

إقرأ أيضاً: ما هو الواقع المعزز ؟

الخصائص الأساسية للحوسبة الكمومية

الخصائص الأساسية للحوسبة الكمومية هي التراكب والتشابك والتداخل.

1.التراكب

التراكب هو قدرة النظام الكمومي على أن يكون في حالات متعددة في نفس الوقت. إن مثال الانتقال إلى التراكب هو قلب عملة ، والتي تهبط باستمرار كرؤوس أو ذيول – وهو مفهوم ثنائي للغاية. ومع ذلك ، عندما تكون تلك العملة في الجو ، فهي عبارة عن رأس وذيول على حد سواء وحتى تهبط وتتجه وذيولها في آنٍ واحد. قبل القياس ، يوجد الإلكترون في حالة تراكب كمي.

2.التشابك

التشابك كخاصية كمومية يأخذ الأشياء ويربطها عن طريق تشابكها معًا بشكل دائم. عند إضافة كيوبت إضافي إلى كمبيوتر كمي ، يمكن لآلة كمومية سعة 50 ذراعاً أن تفحص حالتين أس 50 حالة في وقت واحد. تسمح الزيادة في الطاقة بالإضافة إلى تشابك الكيوبتات لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بحل المشكلات بكفاءة ، وإيجاد حل أسرع ، مع عدد أقل من العمليات الحسابية.

يمكن استخدام التداخل للتحكم في الحالات الكمية وتضخيم الإشارات التي تؤدي إلى الإجابة الصحيحة ، مع إلغاء الإشارات التي تؤدي إلى إجابة خاطئة.

3.التماسك / فك الترابط

أجهزة الكمبيوتر الكمومية حساسة للغاية للضوضاء والتأثيرات البيئية. لسوء الحظ ، تبقى المعلومات كميّة فقط لفترة طويلة. وبالتالي ، فإن عدد العمليات التي يمكن إجراؤها قبل فقدان المعلومات محدود. إن معرفة المدة التي ستستغرقها المعلومات الكمومية مسبقًا قبل أن تنفد عن التماسك أمر بالغ الأهمية.

تطبيقات الحــــوسبة الكمومية

مع تطور التكنولوجيا ، يمكن أن تؤدي الحوسبة الكمومية إلى تقدم كبير في العديد من المجالات ، من الكيمياء وعلوم المواد إلى الفيزياء النووية والتعلم الآلي. تشمل أفضل التطبيقات:

• التعلم الالي
• تصميم محفز فائق
• طب
• كيمياء
• تغير المناخ / علوم الأرض
• كيمياء البطارية
• علم المواد
• هندسة
• الذكاء الاصطناعي
• أمن المعلومات
• المحاكاة الحيوية
• طاقة
• الخلايا الكهروضوئية
• الخدمات المالية
• سلسلة التوريد والخدمات اللوجستية

تاريخ الحوسبة السحابية

يعود تاريخ الحوسبة السحابية وتطورها إلى الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأت الشركات في استخدام أجهزة كمبيوتر كبيرة الحجم ، ولكن شراء جهاز كمبيوتر لكل مستخدم كان مكلفًا للغاية. لذلك ، خلال أواخر الخمسينيات وأوائل الستينيات ، تم تطوير عملية تسمى مشاركة الوقت للاستفادة بشكل أكثر كفاءة من وقت المعالج الباهظ.

مكنت مشاركة الوقت المستخدمين من الوصول إلى العديد من مثيلات الحوسبة المركزية في وقت واحد ، مما يزيد من قوة المعالجة ويقلل من وقت التوقف عن العمل. تمثل هذه الفكرة أول استخدام لموارد الحوسبة المشتركة ، وأساس الحوسبة السحابية الحديثة.

تعود أصول تقديم موارد الحوسبة باستخدام شبكة عالمية إلى جذورها في الغالب في عام 1969 – عندما ساعد عالم الكمبيوتر الأمريكي جي سي آر ليكليدر في إنشاء شبكة وكالة مشروعات الأبحاث المتقدمة ، والتي يُطلق عليها اسم مقدمة للإنترنت. كان هدف Licklider هو توصيل أجهزة الكمبيوتر في جميع أنحاء العالم بطريقة تسمح للمستخدمين بالوصول إلى البرامج والمعلومات من أي مكان.

في سبعينيات القرن الماضي ، بدأت الحوسبة السحابية تتخذ شكلًا ملموسًا بشكل أكبر مع إدخال أول أجهزة افتراضية ، مما سمح للمستخدمين بتشغيل أكثر من نظام حوسبة واحد ضمن إعداد مادي واحد. أدت وظيفة هذه الأجهزة الافتراضية إلى مفهوم المحاكاة الافتراضية ، والتي كان لها تأثير كبير على تقدم الحوسبة السحابية.

في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، طورت Microsoft و Apple و IBM تقنيات عززت البيئة السحابية وطوّرت استخدام الخادم السحابي واستضافة الخادم. ثم في عام 1999 ، أصبحت Salesforce أول شركة تقدم تطبيقات الأعمال من موقع ويب.

في عام 2006 ، أطلقت أمازون Amazon Web Services (AWS) ، التي تقدم خدمات مثل الحوسبة والتخزين في السحابة. بعد ذلك ، أطلق اللاعبون التقنيون الرئيسيون الآخرون ، بما في ذلك Microsoft و Google ، عروض السحابة الخاصة بهم للتنافس مع AWS.

مستقبل الحوسبة السحابية

حدد أكثر من 30 بالمائة من صانعي القرار في مجال تكنولوجيا المعلومات في المؤسسات السحابة العامة كأولوية قصوى في عام 2019 ، وفقًا لـ “RightScale 2019 State of the CloudReport”. ومع ذلك ، فإن اعتماد المؤسسة للسحابة العامة ، خاصة للتطبيقات ذات المهام الحرجة ، لم يحدث بالسرعة التي توقعها العديد من الخبراء.

ولكن في المستقبل ، من المرجح أن تقوم المؤسسات بترحيل أعباء العمل ذات المهام الحرجة إلى السحابة العامة. أحد أسباب هذا التحول هو أن مديري الأعمال الذين يرغبون في ضمان قدرة شركاتهم على المنافسة في عالم التحول الرقمي الجديد يطالبون بالسحابة العامة.

يتطلع قادة الأعمال أيضًا إلى السحابة العامة للاستفادة من مرونتها وتحديث أنظمة الكمبيوتر الداخلية وتمكين وحدات الأعمال المهمة وفرق DevOps الخاصة بهم.

بالإضافة إلى ذلك ، يركز مقدمو الخدمات السحابية ، مثل IBM و VMware ، على تلبية احتياجات تكنولوجيا المعلومات للمؤسسات ، جزئيًا عن طريق إزالة الحواجز التي تحول دون اعتماد السحابة العامة التي تسببت في ابتعاد صناع القرار في مجال تكنولوجيا المعلومات عن احتضان السحابة العامة بشكل كامل سابقًا.

بشكل عام ، عند التفكير في اعتماد السحابة ، ركزت العديد من المؤسسات بشكل أساسي على تطبيقات السحابة الأصلية الجديدة. لم يكونوا مستعدين لنقل تطبيقاتهم الأكثر أهمية للمهام إلى السحابة العامة.

ومع ذلك ، بدأت هذه المؤسسات الآن في إدراك أن السحابة جاهزة للمؤسسة إذا حددت الأنظمة الأساسية السحابية المناسبة ، أي تلك التي لديها تاريخ في خدمة احتياجات المؤسسة.

الأسئلة الشائعة