شكل 1.9 - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 هندسة الكهرباء والحاسب

المفاهيم الأساسية

هندسة الطاقة: مجال متخصص مهمته تحسين طرائق نقل الطاقة من مصادرها وتوزيعها، وتحويل جميع أنواع الطاقة (المتجددة والوقود الأحفوري) إلى كهرباء جاهزة للاستخدام عبر شبكات التوزيع، مثل الشبكات الذكية.

هندسة الإلكترونيات: مجال يهتم ببحث وتصميم وتطوير واختبار مكونات الأنظمة الإلكترونية للتطبيقات التجارية أو العلمية، مثل دوائر الاتصالات والصوتيات والمتحكمات.

هندسة الآلات الدقيقة والتحكم: مجال يقوم بتخطيط وتصميم ومراقبة أنظمة الأتمتة في بيئة التصنيع، ويتضمن التعامل مع أجهزة القياس وأنظمة التحكم وبرمجيات إدارة العمليات.

هندسة الاتصالات: مجال يرتكز على تصميم حلول تسمح للأجهزة والأنظمة بالتواصل والعمل معًا، خاصة مع ظهور تقنيات مثل إنترنت الأشياء وشبكات الجيل الخامس والذكاء الاصطناعي المتقدم.

هندسة الحاسب: مجال يجمع بين الهندسة الكهربائية والإلكترونيات وعلوم الحاسب، ويساهم في تطوير تقنيات الحاسب مثل الرقائق الدقيقة والخوادم والحوسبة الكمية.

هندسة البرمجيات: مجال يوفر حلولاً برمجية للتحديات العصرية من خلال تطوير البرامج التي تعمل داخل الأجهزة الرقمية والشبكية لحمايتها وتمكين المستخدم من أداء المهام.

خريطة المفاهيم

```markmap

علم الهندسة

تاريخ الهندسة

خط زمني بارز (شكل 1.1)

• الثورة الصناعية (1800 م): جيمس واط - المحرك البخاري.
• العصر الحديث (1900 م): هنري فورد - خط التجميل.
• إلى اليوم: استمرار التطور.

عصر النهضة وعصر التنوير

• ليوناردو دافينشي: مهندس لامع صمم نموذجًا أوليًا للطائرة المروحية.
• إغلاق طريق الحرير: دفع الأوروبيين للبحث عن طرق تجارية جديدة.
• اكتشاف أمريكا (1492م): على يد كريستوفر كولومبس، مما مهد لعصر الاستعمار.

العصر الصناعي

• المحرك البخاري (1776م): اختراع جيمس واط، بداية الثورة الصناعية.
• نتائج الثورة الصناعية:

- أوجدت مشكلات تطلبت حلولاً هندسية مختلفة.

- أحدثت تغيرات تقنية واجتماعية متسارعة.

- استمرت الابتكارات في الهندسة الميكانيكية والطبية الحيوية.

العصر الحديث

• هنري فورد (1913م): أدخل خط التجميل المتحرك.
• تطورات القرن العشرين:

- اختراعات في التصنيع والكيمياء والكهرباء.

- تطورات في الحوسبة والهندسة النووية.

- اختراع الأسلحة النووية وصواريخ الفضاء.

• عصر العولمة (التسعينيات): حقبة جديدة من التعاون العالمي بين المهندسين.
• عصر المعلومات:

- معالجة الذكاء الاصطناعي للبيانات الضخمة.

- تحسين جودة الحياة بشكل سريع.

- التحديات: أزمة الطاقة الناتجة عن استنفاذ الموارد الطبيعية.

مجالات الهندسة

الهندسة الكيميائية

#### 1. هندسة الكيمياء الحيوية (Biochemical Engineering)

• المجال: صناعات الأدوية والمشروبات.
• المهام:

- تطوير عقاقير وعلاجات جديدة.

- ابتكار طرق لإنتاج الأطعمة والمشروبات وحفظها.

- تصميم طرائق جديدة لتكرير الوقود الأحفوري واستخراج وقود أنظف وأكثر كفاءة.

• الهدف: تقليل انبعاث الملوثات في الجو.

#### 2. الهندسة البيئية (Environmental Engineering)

• الأهمية: بسبب التلوثات المتزايدة ونفاد الموارد الطبيعية.
• المهام:

- إيجاد حلول مثالية للمشكلات البيئية.

- تخفيض التأثير السلبي على البيئة.

• السياق: العمل ضمن مشاريع جديدة للشركات والحكومات مع مراعاة التنمية المستدامة.

#### 3. الهندسة النووية (Nuclear Engineering)

• الهدف: تطوير وسائل آمنة وفعالة لتوليد الكهرباء من الطاقة النووية (بديل للوقود الأحفوري).
• المخاطر: إمكانية الاستخدام العسكري.
• التوجهات الحالية:

- بناء جيل جديد من محطات الطاقة النووية الآمنة التي تنتج نهايات أقل خطراً.

- ضمان عدم تحويل الطاقة النووية إلى أسلحة.

#### 4. هندسة العمليات (Process Engineering)

• المهمة: تصميم وتحسين عمليات تحويل المواد الأولية (الخام) والطاقة إلى مواد مختلفة وأنواع أخرى من الطاقة.
• الدور: مرحلة أساسية في كل حل هندسي لتحويل المواد ومصادر الطاقة إلى مواد قابلة للاستهلاك.

الهندسة المدنية (Civil Engineering)

#### 1. هندسة التشييد والإنشاءات (Construction Engineering)

• المهمة: إدارة عملية إنشاء المباني والمنشآت.
• الإدارة: إدارة فرق كبيرة من مهندسي الإنشاءات والكهرباء والمواد.
• المهارة: مهارات متطورة في إدارة المشاريع والتواصل.

#### 2. الهندسة الجيوتقنية (Geotechnical Engineering)

• المهمة: تحليل وتجهيز أسطح التربة والصخور لضمان سلامة البناء.
• مثال: تحديد موقع أعمدة الجسر لضمان الاستقرار أثناء الزلازل.
• التعاون: العمل مع مهندسي التشييد.

#### 3. هندسة البلديات (Municipal Engineering)

• المهمة: التخطيط الحضري وتحليل المواقع واحتياجات السكان.
• أمثلة: تخطيط إمدادات الطاقة والمياه، والتخلص من النفايات، وتقسيم المناطق (سكنية/تجارية/صناعية).

#### 4. هندسة النقل (Transportation Engineering)

• الهدف: ضمان تنقل سريع وآمن للمواطنين.
• التصميم: تصميم شبكات الطرق والحافلات والمترو.
• التحليل: تحليل حركة المرور لتحسينها وتخفيض التلوث والتكلفة.
• التعاون: العمل مع مهندسي البلدية والجيوتقنيين.

#### 5. الهندسة المعمارية (Architectural Engineering)

• المهمة: تصميم مبانٍ جميلة، مرنة، مستدامة، وآمنة باستخدام مبادئ الهندسة والتفكير الإبداعي.
• التعاون: العمل مع مهندسي الإنشاءات والكهرباء.

الهندسة الكهربائية والحاسوب (Electrical and Computer Engineering)

#### 1. هندسة الطاقة (Power Engineering)

• المهمة: تحسين نقل الطاقة وتوزيعها.
• التركيز: تحويل الطاقة من مصادر متجددة وأحفورية إلى كهرباء قابلة للاستخدام.
• التقنية: استخدام الشبكات الذكية للتوزيع لتوفير الطاقة والمال.

#### 2. هندسة الإلكترونيات (Electronics Engineering)

• المهمة: بحث وتصميم وتطوير واختبار مكونات الأنظمة الإلكترونية.
• التطبيقات: دوائر الاتصالات السلكية واللاسلكية، الالتقاط الفضائي، الصوتيات، المتحكمات.

#### 3. هندسة الآلات الدقيقة والتحكم (Instrumentation Engineering)

• المهمة: تخطيط وتصميم ومراقبة أنظمة الأتمتة في التصنيع.
• الأدوات: التعامل مع أجهزة القياس، أنظمة التحكم، برمجيات إدارة العمليات.

#### 4. هندسة الاتصالات (Telecommunications Engineering)

• المهمة: تصميم حلول للتواصل بين الأجهزة والأنظمة.
• السياق الحديث: إنترنت الأشياء، شبكات الجيل الخامس، الذكاء الاصطناعي المتقدم (Edge AI)، الرقائق العصبية.

#### 5. هندسة الحاسب (Computer Engineering)

• التركيب: مزيج من الهندسة الكهربائية والإلكترونيات وعلوم الحاسب.
• المساهمة: تطوير تقنيات الحاسب مثل الرقائق الدقيقة، الخوادم، الحوسبة الكمية.
• قطاعات العمل: التصنيع، الرعاية الصحية، النقل.

#### 6. هندسة البرمجيات (Software Engineering)

• المهمة: توفير حلول برمجية للتحديات العصرية.
• الأهمية: كل جهاز رقمي أو شبكي يعتمد على برامج داخلية للحماية وتمكين المهام.

```

نقاط مهمة

• الشبكات الذكية لتوزيع الطاقة هي تقنية واعدة توفر الطاقة والمال للمستهلكين في المنازل والصناعة.
• مهندسو الاتصالات في طليعة رواد التقنية مع ظهور إنترنت الأشياء وتقنيات متقدمة مثل الجيل الخامس والذكاء الاصطناعي المتقدم.
• هندسة الحاسب تجمع بين تخصصات متعددة (كهرباء، إلكترونيات، علوم حاسب) لتطوير تقنيات حاسوبية متقدمة.
• تطوير البرمجيات مجال بالغ الأهمية لأن كل جهاز رقمي يعتمد على برامج داخلية تعمل بشكل مستمر.

هندسة الكهرباء والحاسب Electrical and Computer Engineering

1. هندسة الطاقة Power Engineering

هندسة الطاقة مجال متخصص للغاية ومهمته تحسين طرائق نقل الطاقة من مصادرها وتوزيعها، ويحتاج مهندسو الطاقة إلى إيجاد طرائق لتحويل جميع أنواع الطاقة التي يتم توليدها سواء من مصادر متجددة أو من الوقود الأحفوري إلى كهرباء جاهزة للاستخدام من خلال شبكات توزيع الطاقة. وفي الوقت الراهن تستخدم الشبكات الذكية للتوزيع، وهي تقنية واعدة توفر الكثير من الطاقة والمال للمستهلكين في المنازل وفي مجالات الصناعة المختلفة.

2. هندسة الإلكترونيات Electronics Engineering

يهتم مهندسو الإلكترونيات ببحث مكونات الأنظمة الإلكترونية للتطبيقات التجارية أو العلمية وتصميمها وتطويرها واختبارها. فهم ينشئون الدوائر والمكونات الإلكترونية الخاصة بالاتصالات السلكية واللاسلكية والالتقاط الفضائي والصوتيات والأدوات والمتحكمات.

3. هندسة الآلات الدقيقة والتحكم Instrumentation Engineering

لدى مهندسي الآلات الدقيقة والتحكم واحدة من أهم الوظائف في عمليات التصنيع، فهم يقومون بتخطيط أنظمة الأتمتة وتصميمها ومراقبتها في بيئة التصنيع. وتتضمن مهنة هندسة الآلات الدقيقة والتحكم التعامل مع أجهزة القياس وأنظمة التحكم وكذلك برمجيات إدارة العمليات.

4. هندسة الاتصالات Telecommunications Engineering

مع التطبيق المتزايد لتقنيات إنترنت الأشياء، أضحى مهندسو الاتصالات في طليعة رواد التقنية، وترتكز مهنتهم على تصميم الحلول التي تسمح للأجهزة والأنظمة بالتواصل والعمل معًا. وفي الوقت الحاضر ومع ظهور شبكات الجيل الخامس وتقنيات إيدج الذكاء الاصطناعي (Edge Al) والرقائق العصبية والتقنيات المتقدمة الأخرى، يواجه مهندسو الاتصالات فرصًا وتحديات كبيرة لتغيير حياة البشر للأفضل في السنوات القادمة.

5. هندسة الحاسب Computer Engineering

تجمع هندسة الحاسب بين الهندسة الكهربائية وهندسة الإلكترونيات وعلوم الحاسب. يساهم مهندسو الحاسب في تطوير مجموعة واسعة من تقنيات الحاسب ودعمها مثل الرقائق الدقيقة والخوادم أو حتى الأجهزة الخاصة ببعض التقنيات الحاسوبية الحديثة مثل أجهزة الحوسبة الكمية (Quantum Computers). ويعمل مهندسو الحاسب مع قطاعات واسعة من الأعمال تشمل قطاع التصنيع، وقطاع الرعاية الصحية، وقطاع النقل.

6. هندسة البرمجيات Software Engineering

يوفر مهندسو البرمجيات حلولاً برمجية للتحديات العصرية المستمرة من خلال تطوير البرمجيات، ويكفي أن تعلم أن كل جهاز رقمي أو شبكي، توجد فيه برامج داخلية هامة تعمل بشكل مستمر لحماية الجهاز وتمكين المستخدم من أداء المهام المطلوبة مما يجعل تطوير البرمجيات مجالاً مهماً للغاية.

شكل 1.9: مهندس اتصالات

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

14

هندسة الكهرباء والحاسب Electrical and Computer Engineering 1. هندسة الطاقة Power Engineering هندسة الطاقة مجال متخصص للغاية ومهمته تحسين طرائق نقل الطاقة من مصادرها وتوزيعها، ويحتاج مهندسو الطاقة إلى إيجاد طرائق لتحويل جميع أنواع الطاقة التي يتم توليدها سواء من مصادر متجددة أو من الوقود الأحفوري إلى كهرباء جاهزة للاستخدام من خلال شبكات توزيع الطاقة. وفي الوقت الراهن تستخدم الشبكات الذكية للتوزيع، وهي تقنية واعدة توفر الكثير من الطاقة والمال للمستهلكين في المنازل وفي مجالات الصناعة المختلفة. 2. هندسة الإلكترونيات Electronics Engineering يهتم مهندسو الإلكترونيات ببحث مكونات الأنظمة الإلكترونية للتطبيقات التجارية أو العلمية وتصميمها وتطويرها واختبارها. فهم ينشئون الدوائر والمكونات الإلكترونية الخاصة بالاتصالات السلكية واللاسلكية والالتقاط الفضائي والصوتيات والأدوات والمتحكمات. 3. هندسة الآلات الدقيقة والتحكم Instrumentation Engineering لدى مهندسي الآلات الدقيقة والتحكم واحدة من أهم الوظائف في عمليات التصنيع، فهم يقومون بتخطيط أنظمة الأتمتة وتصميمها ومراقبتها في بيئة التصنيع. وتتضمن مهنة هندسة الآلات الدقيقة والتحكم التعامل مع أجهزة القياس وأنظمة التحكم وكذلك برمجيات إدارة العمليات. 4. هندسة الاتصالات Telecommunications Engineering مع التطبيق المتزايد لتقنيات إنترنت الأشياء، أضحى مهندسو الاتصالات في طليعة رواد التقنية، وترتكز مهنتهم على تصميم الحلول التي تسمح للأجهزة والأنظمة بالتواصل والعمل معًا. وفي الوقت الحاضر ومع ظهور شبكات الجيل الخامس وتقنيات إيدج الذكاء الاصطناعي (Edge Al) والرقائق العصبية والتقنيات المتقدمة الأخرى، يواجه مهندسو الاتصالات فرصًا وتحديات كبيرة لتغيير حياة البشر للأفضل في السنوات القادمة. 5. هندسة الحاسب Computer Engineering تجمع هندسة الحاسب بين الهندسة الكهربائية وهندسة الإلكترونيات وعلوم الحاسب. يساهم مهندسو الحاسب في تطوير مجموعة واسعة من تقنيات الحاسب ودعمها مثل الرقائق الدقيقة والخوادم أو حتى الأجهزة الخاصة ببعض التقنيات الحاسوبية الحديثة مثل أجهزة الحوسبة الكمية (Quantum Computers). ويعمل مهندسو الحاسب مع قطاعات واسعة من الأعمال تشمل قطاع التصنيع، وقطاع الرعاية الصحية، وقطاع النقل. 6. هندسة البرمجيات Software Engineering يوفر مهندسو البرمجيات حلولاً برمجية للتحديات العصرية المستمرة من خلال تطوير البرمجيات، ويكفي أن تعلم أن كل جهاز رقمي أو شبكي، توجد فيه برامج داخلية هامة تعمل بشكل مستمر لحماية الجهاز وتمكين المستخدم من أداء المهام المطلوبة مما يجعل تطوير البرمجيات مجالاً مهماً للغاية. --- SECTION: شكل 1.9 --- شكل 1.9: مهندس اتصالات وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 14 --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: مهندس اتصالات Description: A photograph showing a person from the back, wearing a white hard hat and a yellow safety vest, looking at a document or blueprint. In the background, a large metal telecommunications tower with antennas is visible against a clear blue sky. The image illustrates the field of telecommunications engineering. Context: This figure visually represents a telecommunications engineer at work, relating to the 'هندسة الاتصالات' section on the page.