مقدمه ای بر کامپيوتر
ماشين کامپيوتر در ابتدا به منظور انجام محاسبات پيچيده و حجيم ساخته شد و به همين دليل آن را کامپيوتر به معني حسابگر و شمارنده ناميده اند. امروزه کامپيوتر به يک وسيله چند منظوره تبديل شده است که داراي حافظه بوده و قابل برنامه ريزي مي باشد . از اين رو کامپيوتر قادر به انجام عمليات و محاسبات رياضي و منطقي روي اطلاعات بوده و از نظر سرعت ثبت اطلاعات و نگهداري اطلاعات پر حجم سرعت بازيابي و خستگي ناپذيري بر انسان برتري دارد . البته اين بدان معنا نيست که اين ماشين تمام تواناييهايش از انسان برتر باشد . زيرا او فاقد خلاقيت و نوآوري است و در اين مورد انسان بر کامپيوتر برتري دارد . به عبارتي کامپيوتر در واقع وظيفه جمع آوري و طبقه بندي و تنظيم و خلاصه کردن و محاسبه به روي اطلاعات را بر عهده دارد . و مي تواند اطلاعات خام يا ديتا را به اطلاعات مفيد و قابل استفاده تبديل يا پردازش کند . اولين کامپيوتري که بشر ساخت از ابتداي نامهاي مخترحين آنها گرفته شده است که بصورت زير است ATANSOFF-BERRY-COMPUTER که از ابتداي نام آنها گرفته شده است (ABC) اولين کامپيوتر بين سالهاي 1937 تا 1942 ساخته شد و هدف از ساخت آن حل معادلات بود . بعدها کامپيوترها بزرگتر و پيچيده تر شدند . به مرور که کامپيوترها پيشرفته تر شدند آنها کوچکتر گرديدند که در حال حاضر کامپيوترهاي امروزي بسيار کوچکتر و ارزان تر از کامپيوترهاي اوليه مي باشند . کامپيوترهاي اِی - بي - سي و انياک را جزء کامپيوترهاي نسل اول مي دانند و کامپيوترهاي نسل دوم در سال 1959 ايجاد شدند و ساختار مدار آنها از ترانزيستورها بود . با پيدايش تراشه هاي کوچک سيليکوني اولين مدارهاي مجتمع ساخته شدند .
سال 1975 سال ظهور کامپيوترهاي شخصي مي باشد . با ورود ميکروپروسسورها برنامه نويسان دستورالعملهايي را نوشتند که به زبان بيسيک به کدهاي مورد نياز در ميکروپروسسور ترجمه مي شد . که اولين برنامه نويسان به اين طريق بيل گيتز و پاول آلن بودند که شرکت مايکرو سافت را بصورت تجارتي در آوردند . و در حال حاضر از توليد کنندگان بزرگ نرم افزار در دنيا مي باشند برنامه هاي تحت ويندوز و ميکروپروسسورهاي اينتل متعلق به اين شرکت يعني مايکرو سافت مي باشد . کامپيوتر آي بي ام اي تي که از ميکرو پروسسورهاي 80286 استفاده مي نمايد در سال 1984 ساخته شد . اين کامپيوتر در آن سالها بسيار سريع تر از مدلهاي قبلي عمل مي کرد زيرا ميکروپروسسور آن قوي بود . در سال 1987 شرکت آي بي ام توليد کامپيوترهاي خود را با نام PS2 شروع کرد و PS1 را نيز وارد بازا کرد . که از ميکروپروسسورهاي 80386 و 80486 استفاده نمود کامپيوترهاي امروزي را کامپيوترهاي نسل چهارم مي نامند . بعد از ميکرو پروسسورهاي 80486 ميکروپروسسورهاي پنتيوم وارد بازار شدند
کامپيوتر به عنوان يک سيستم داراي چهار قسمت است که عبارتند از
INPUT UNIT
MEMORY UNIT
CPU
OUTPUT UNIT
که از آنها به ترتيب مي توان به اين طريق نام برد
قسمتهاي دو و سه که شامل واحد حافظه و واحد پردازش مرکزي است داخل يک جعبه به نام کيس قرار دارد که از نظر ظاهري به دو صورت ايستاده و خوابيده وجود دارد
TOWER
DESKTOP
منبع تغذيه يا Power Supply در درون اين جعبه قرار دارد.
در سيستم علاوه بر پردازشگر و حافظه قطعات سخت افزاري ديگري نيز وجود دارند. بعد از مقدمه اي که در مورد کامپيوتر و تاريخچه آن آمد لازم است که اجزاء کامپيوتر از لحاظ سخت افزاري بيان شود . در ادامه به بيان و توضيح اين مطلب به شرح ذيل مي پردازيم
بورد اصلي MOTHERBOARD OR MAIN BOARD
اين بخش در برگيرنده اغلب مدارهاي کامپيوتر است که اجزايي چون سي - پي - يو / حافظه اصلي شامل رم و رام / حافظه کمکي شامل دي وي دي و سي دي / هارد ديسک و فلاپي ديسک و وسايل خارجي از قبيل ماوس / کي برد / و مانيتور به وسيله آن با هم ارتباط برقرار مي کنند
سي پي يو CENTRAL PROCESSING UNIT
سي - پي -يو يا واحد پردازش مرکزي مغز يک کامپيوتر است . تمامي تفکرات . محاسبات و پردازشهاي لازم در اين قسمت صورت مي گيرد . سرعت سي پي يو با واحد مگا هرتز سنجيده مي شود و اين مقدار برابر با تعداد دفعاتي است که يک سيگنال مي تواند در مدت يک ثانيه مدارات کامل موجود در سي پي يو را بپيمايد يا به عبارتي معادل تعداد محاسباتي است که در طول يک ثانيه سي پي يو انجام ميدهد. در حال حاضر سی پی يو با واحد پردازش گيگا هرتز به بازار آمده است.
اگر سرعت يک سي پي يو فرضا برابر 500 مگا هرتز باشد به اين معناست که سي پي يو مزبور قادر است 500 ميليون کار يا محاسبات رادر يک ثانيه انجام دهد . در کامپيوترهاي شخصي واحد پردازش مرکزي يا سي پي يو درون يک تراشه به نام ريز پردازنده قرار دارد . اين قسمت مستقيما به بورد اصلي متصل مي شود که براي سيستم در حکم همانطور که قبلا گفته شد مغز است . کنترل و اجراي دستورالعمل ها به عهده ريز پردازنده است . ريز پردازنده داراي دو قسمت اصلي به نام واحد کنترل و واحد حساب و منطق است
کارت گرافيکVideo Graphic Area
کارت گرافيکی کارتی است که درون جعبه بر روی برد اصلی قرار می گیرد و توليد کننده تصاوير برای مانيتور است. در ابتدا اين کارت بر روی درگاه ISA قرار می گرفت ، سپس از نوع PCI توليد شد و اکنون از نوع AGP است. اين کارت می تواند در درون برد اصلی گنجانده شده باشد که به اين نوع برد اصلی ، VGA OnBoard گفته می شود. و يا کارتی جداگانه بر روی درگاه AGP برد اصلی قرار گيرد. کارت گرافيکی همواره نوع خاصی از RAM بر روی خود داشته است تا با سرعت بالاتری تصاوير را توليد کند، ولی اکنون می تواند از RAM روی برد اصلی نيز استفاده ببرد.
هارد ديسک HARD DISK DRIVE
درايوهاي هارد ديسک به منظور ذخيره برنامه ها و اطلاعات مورد استفاده قرار مي گيرد . هنگامي که فايلي را ذخيره مي کنيد اين فايل بر روي هارد ديسک شما ذخيره مي گردد . در هنگام خريد ديسک سخت لازم است ميزان ظرفيت مورد نياز را حدس بزنيد و ديسکي با دو برابر ظرفيت تخمين زده شده خريداري کنيد و توجه کنيد چنانچه در هر صفحه هزار کاراکتر تايپ شده باشد يک ديسک سخت 200 مگا بايتي مي تواند در حدود 200000 برگ از اين صفحات را ذخيره کند . ديسک سخت آسيب پذير است لذا احتمال خرابي فايل يا فايلها روي ديسک سخت وجود دارد
لذا براي حفاظت از اطلاعات لازم است حداقل يک نسخه از آنها براي روز مبادا نسخه برداري شود . هارد ديسک مهمترين حافظه جانبي محسوب مي شود و از نظر موقعيت قرار گرفتن در داخل واحد سيستم و درون کيس قرار دارد . بعد از سي پي يو که مغز کامپيوتر محسوب مي شود و حافظه رم که به عنوان ميز کار از آن استفاده ميشود هارد ديسک قلب کامپيوتر به حساب مي آيد
فلاپی ديسک FLOPPY DISK OR DISKETTE
اين ديسک ها سابقا داخل يک محفظه انعطاف پذير جاسازي مي شدند و از اين رو به آنها فلاپي ديسک يا ديسک لرزان گفته مي شود . در طرح جديد اين ديسک ها يک پوسته پلاستيکي سخت با يک پوشش فلزي لغزنده اين ديسک را در بر مي گيرد . ظرفيت اين نوع ديسک 44/1 مگا بايت است و به راحتي قابل جابجايي بين کامپيوترها است . درايو يا گرداننده اين ديسک در کيس کامپيوتر قرار دارد ولي خود ديسک در دسترس ما قرار دارد . بطوريکه مي توانيم اطلاعات و اسنادي را از يک کامپيوتر به کامپيوتر ديگر منتقل کنيم . زيرا درايو يا گرداننده اين نوع ديسک قابليت خواندن و نوشتن اطلاعات را داراست .
حافظه در کامپيوتر
حافظه هاي اصلي کامپيوتر عبارتند از :
RAM = RANDOM ACCESS MEMORY
ROM = READ ONLY MEMORY
حافظه رم RAM
هنگامي که برنامه اي توسط يک کامپيوتر اجرا مي شود کامپيوتر آن را در داخل رم ذخيره مي کند مقدار رم موجود در يک کامپيوتر کارايي کامپيوتر را به ميزان قابل توجهي تحت تاثير خود قرار مي دهد . هر چه ميزان رم موجود در يک کامپيوتر بيشتر باشد اين کامپيوتر مي تواند کارهاي بيشتري را با سرعت بيشتري انجام دهد .مي توانيد اطلاعات رم را خوانده و اطلاعاتي را روي حافظه رم بنويسيد ولي هنگامي که برق کامپيوتر قطع مي شود يا کامپيوتر را خاموش مي کنيد تمامي اطلاعات موجود در رم از بين مي روند وپاک مي گردند
حافظه رام ROM
اين حافظه فقط خواندني است که حاوي اطلا عاتي جهت راه اندازي کامپيوتر است اين اطلاعات توسط سازنده بورد اصلي درون حافظه قرار داده مي شود . اين حافظه ثابت است و اطلاعاتش غير قابل تغيير است بطوريکه بعد از خاموش کردن کامپيوتر و يا قطع جريان برق اطلاعات درون رام پاک نمي شود
ديسک فشرده يا سي دي رام CD ROM
تا چندي پيش استفاده از فلاپي ديسک اصلي ترين روش انتقال برنامه بين کامپيوترها محسوب مي شد ولي تولد برنامهاي حجيم و پيوسته باعث شد تا نياز به ديسک با ظرفيت بيشتر احساس شود . يک سي دي رام به تنهايي قادر است اطلاعاتي معادل 460 فلاپي ديسک را در خود نگهداري کند که در حدود 700 مگا بايت مي باشد . امروزه درايوهاي سي دي رام به يکي از قسمتهاي استاندارد تمام کامپيوترهاي شخصي تبديل شده اند . معيار سنجش کارايي اين درايوها سرعت آنها مي باشد . سرعت سي دي درايو بصورت مضربي از سرعت خواندن اطلاعات که در حدود 150 کيلو بايت در ثانيه مي باشد که به ايکس نشان داده مي شود
امروزه سي دي درايوهاي با سرعت 52 ايکس در بازار عرضه شده اند . تنها مشکلي که اين نوع از ديسکها دارند اين است که تنها يک بار امکان ذخيره اطلاعات روي آنها وجود دارد . و بعد فقط خاصيت رام را پيدا مي کنند يعني فقط خواندني مي شوند . براي ذخيره اطلاعات روي سي دي دستگاهي بنام سي دي رايتر نياز مي باشد که شبيه درايوسي دي بوده ولي امکان ضبط اطلاعات را روي سي دي دارد
ديسک ويدئويي ديجيتالي دي وي دي DVD = DIGITAL VERSATILE DISK
امروزه ديسکهاي دي وي دي از سي دي رامها پيشي گرفته اند . ظاهر دي وي دي همانند سي دي ها مي باشند و تنها تفاوت آنها در ظرفيت بالاي آنهاست . ظرفيت ديسکهاي دي وي دي از 4 گيگا بايت تا 17 گيگا بايت مي باشد که ظرفِت بسيار بالايي مي باشد
واحد هاي شمارش ظرفيت حافظه
واحد هاي ظرفيت حافظه به ترتيب عبارتند از
نمودار سلسله مراتب ذخيره اطلاعات در حافظه به ترتيب زير است
BIT < BYTE < KB < MB <GB
دستگاههاي ورودي و خروجي در کامپيوتر
يک کامپيوتر براي ارتباط با دنياي خارج به لوازم و وسايلي احتياج دارد که به آنها دستگاههاي ورودي و خروجي مي گويند . دستگاههاي ورودي وظيفه انتقال داده و برنامه ها را به درون حافظه کامپيوتر به عهده دارند و دستگاههاي خروجي عمل انتقال نتايج پردازش داده ها را به بيرون از کامپيوتر بر عهده دارند . معمولا دستگاههاي ورودي و خروجي که امروزه به کار مي روند عبارتند از
دستگاههاي ورودي INPUT DEVICE
· KEY BOARD
· MOUSE
· FLOPPY DISK DRIVE
· SCANNER
· MICROPHONE
· LIGHT PEN
· GAME PAD & JOYSTICK
· CD DRIVE
همانطور که در بالا ذکر شده است دستگاههاي ورودي عبارتند از : صفحه کليد - ماوس -ديسک گردان - اسکنر - ميکروفون - قلم نوري و دسته بازي
دستگاههاي خروجي OUPUT DEVICE
· MONITOR
· PRINTER
· SPEAKER
· PLOTER
· FLOPPY DISK DRIVE
· CD WRITER
که دستگاههاي خروجي کامپيوتر نيز شامل : صفحه نمايش - چاپگر - بلند گو - رسام - و ديسک گردان مي باشند
همانطور که در بالا ذکر شد ديسک گردان فلاپی در دو گروه آمده است يعني به عنوان يک ابزار ورودي و خروجي بطور همزمان عمل مي کند . در اين قسمت در مورد دستگاههاي ورودي و خروجي به اختصار توضيح ميدهيم
صفحه کليد KEY BOARD
صفحه کليد ضروري ترين وسيله از دستگاههاي ورودي به حساب مي آيد که شامل مجموعه اي از کليدها مي باشد . اين کليدها در صفحه کليد به سه دسته تقسيم مي شوند
اسکنر SCANNER
يکي از دستگاههاي ورودي ديگر اسکنر است . اين دستگاه امکان تبديل اطلاعات چاپ شده به قالبهاي ديجيتالي مناسب براي انتقال به نرم افزارهاي خاص را فراهم مي سازد
جهت انتقال يا ورود متن چاپي به يک کامپيوتربه وسيله اسکنر برنامه هاي کاربردي خاصي معروف به (او آر سي ) وجود دارد
ORC = OPTICAL CHARACTER RECOGNITION
بدين صورت متون چاپي به فايلهاي متن قابل پردازش در يک برنامه وازه پرداز تبديل مي شوند
دوربين ديجيتالي و اينترنتي DIGITAL CAMERA & WEBCAM
عکسهاي تهيه شده توسط اين دستگاه روي حافظه اي مانند حافظه هاي کامپيوتر قابل نگهداري است . و به راحتي مي توان آنها را با قالب ديجيتالي مستقيما به کامپيوتر انتقال داد
(VOICE RECOGNITION) ميکروفون MICROPHONE
اين دستگاه به کمک يک نرم افزار مي تواند صداي کاربر را به داخل پي سي انتقال دهد . همچنين مي تواند گفتار را به نوشتار تبديل کند . و در واقع سيگنالهاي صوتي را به متن ديجيتالي تبديل مي کند . اين دستگاه براي معلولان جسمي و افرادي که بينايي ضعيف دارند مي تواند کاربرد فراواني داشته باشد
بلندگو SPEAKER
از دستگاههاي واحد خروجي است . بلند گوهاي متصل به دستگاه پي سي دقيقا عملکردي مشابه بلند گوهاي متصل به دستگاه ضبط صوت معمولي را دارند . امروزه کامپيوترهاي پي سي پيشرفته به عنوان سيستمهاي چند رسانه اي به فروش مي رسند زيرا قابليت اين را دارند که به عنوان يک دستگاه پخش يا ضبط صوت و تصوير مورد استفاده قرار گيرند
بلند گوها ممکن است مستقيما به برق وصل شوند و داراي يک تقويت کننده تو کار باشند . براي اتصال بلند گوها به پي سي لازم است يک کارت صدا داخل کيس نصب شود
قلم نوري LIGHT PEN
وسيله اي به شکل قلم است که بانزديک شدن به صفحه نمايش براي ترسيم اشکال دلخواه و براي کنترل آيکونها يا گزينه هاي نمايش يافته در صفحه نمايش مورد استفاده قرار مي گيرد
صفحه نمايش قابل لمس TOUCH SCREEN
اين وسيله را اغلب مي توان در کيوسکهاي اطلاعات عمومي مشاهده کرد . نحوه بکارگيري اين وسيله بدين گونه است که کاربر براي انتخاب هر يک از گزينه ها ي پيشنهاد شده در صفحه نمايش به سادگي آن را با انگشتان خود در صفحه نمايش لمس مي کند
مودم MODEM
مودم به دو صورت داخلي و خارجي وجود دارد که بنام اينترنال و اکسترنال نام گذاري شده است . اين دستگاه جزء دستگاههاي ورودي و خروجي است . مودم براي بر قراري ارتباط بين کامپيوتر شما و شبکه يا خط تلفن مورد استفاده قرار مي گيرد . پس از برقراري اين ارتباط قادر خواهيد بود پيامهاي الکترونيکي دلخواه خود را براي افراد مختلف ارسال کرده و از اينترنت استفاده کنيد
همچنين اگر کامپيوترشما داراي اسکنر نيز باشد به کمک مودم مي توانيد همانند دستگاه فاکس به ارسال و دريافت اسناد بپردازيد
رسام PLOTTER
يکي از وسايل خروجي گرافيکي محسوب مي شود . کار اين دستگاه بر عکس ديجيتايزر است. اين دستگاه در حال حاضر براي ترسيم نقشه هاي مهندسي استفاده مي شود
تعريف درگاه يا پورت PORT
درگاه محل اتصال لوازم جانبي به کامپيوتر است که از طريق آن عمليات ورود و خروج اطلاعات صورت مي گيرد . اين درگاه ها روي بورد اصلي کامپيوتر قرار دارند . انواع درگا هاي کامپيوتر عبارتند از
---------------------------------------------------