پنل کاربر سبد خرید
ورود / عضویت



ورود
عضویت
بازیابی رمز
ورود / عضویت
۰
آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن
آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن
می توان ابداع رایانه را در ردیف چند واقعه ی فناوری مفید از جمله اختراع چاپ، موتور بخار، تلفن، رادیو و تلویزیون قرار داد که هر کدام در زندگی انسان، به نوعی انقلاب ایجاد کرده اند. اولین رایانه ی دیجیتال بزرگ در سال ۱۹۳۷ توسط پروفسور هاوارد آیکن از دانشگاه هاروارد طراحی شد و شرکت آی بی ام در سال ۱۹۴۴ آن را پیاده سازی کرد. این رایانه در ابتدا «ماشین حساب با کنترل خودکار مراحل محاسبه» نامیده شد و سپس به مارک۱ تغییر نام یافت. بیشتر قسمت های این رایانه مکانیکی بود. طول رایانه ۱۵/۵ متر، عرض ۶۱ سانتی متر، ارتفاع ۲/۴ متر و وزن آن بیش از ۵ تن بود. عمل ضرب ساده با این رایانه حدود ۶ ثانیه طول می کشید.

    در سال ۱۹۴۷ رایانه ی مارک ۲ باز هم توسط هاوارد آیکن ساخته شد. در سال ۱۹۴۸ شرکت آی بی ام رایانه SSEC را ساخت که بالاترین سرعت ماشین های محاسبه آن زمان را داشت و عمل ضرب را در ۲۰۰۰۰میکرو ثانیه انجام می داد.

    اولین رایانه ی الکترونیکی (بدون قطعات مکانیکی) در سال ۱۹۴۶ ساخته شد. این رایانه ENIAC نام داشت. با وجود سرعت ۳۰۰ عمل ضرب در ثانیه بازهم بسیار بزرگ بود. در واقع این رایانه حدود ۱۸۰۰۰ لامپ خلاء داشت. پیشرفت در حوزه علوم رایانه به گونه ای بود که در سال ۱۹۵۰ ساخت رایانه جزو صنایع پیشرفته شد.

    بزرگترین تحول در طول تاریخ صنعت رایانه، اختراع ترانزیستور در سال ۱۹۴۷ است. ترانزیستور نوعی کلید الکترونیکی کوچک است که جایگزین لامپ های خلا شدند.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    حجم هرلامپ خلا دویست برابر یک ترانزیستور آن زمان بود. به همین دلیل با به کارگیری ترانزیستور ها، علاوه بر این که رایانه ها کوچک شدند، به دلیل کوتاه شدن مسیر سیم کشی ها سرعت رایانه نیز افزایش یافت. اولین رایانه های ترانزیستوری می توانستند در هر ثانیه یک صد هزار (۱۰۰,۰۰۰) عمل ضرب را انجام دهند.

    شرکت آی بی ام و سایر شرکت های رایانه ای از سال ۱۹۴۷ تا ۱۹۸۰ سیستم های رایانه ای در مدل های متنوع و با قدرت محاسبه و حجم حافظه متفاوت عرضه کردند. جالب توجه است که قدرت محاسبه و حجم حافظه طبق پیشگویی مور (Moore) هر ۱۸ ماه دو برابر می شد و این قانون تا امروز صادق است. با توجه به محدودیت های جدید در رشد و توسعه ی ترانزیستورها شاید این پیشگویی در آینده صادق نباشد.

    شرکت آی بی ام در سال ۱۹۸۱ اولین رایانه ی شخصی را تولید کرد و از آن زمان تاکنون تحولات عظیمی در صنعت رایانه رخ داده است. رایانه های امروزی می توانند بیش از چند میلیون عمل ضرب را در یک ثانیه انجام دهند و این قابل قیاس با اولین رایانه ی هاوارد آیکن نیست که هر عمل ضرب را در ۶ ثانیه انجام می داد.

    رایانه چیست؟

    رایانه، پردازنده ی داده های دیجیتال است. در حقیقت رایانه (کامپیوتر) ماشینی است قابل برنامه ریزی که از ترکیب اجزای الکترونیکی و الکترومکانیکی تشکیل شده است و می تواند پس از دریافت ورودی ها، براساس دنباله ای از دستورالعمل های مشخص، پردازش های خاصی را انجام داده، سپس نتیجه را ذخیره کند یا به خروجی بفرستد. رایانه دو بخش سخت افزار و نرم افزار دارد و در این کتاب بخش سخت افزار رایانه مورد بررسی قرار می گیرد.

    عملکرد رایانه

    رایانه یک سیستم سلسله مراتبی است. سیستم سلسله مراتبی مجموعه ای از زیرسیستم های مرتبط به هم است که هر یک در جای خود از لحاظ ساختاری، یک سیستم سلسله مراتبی دارند و این طبیعت تا پایین ترین سطح ادامه دارد. این طبیعت سلسله مراتبی سیستم های پیچیده مثل رایانه برای طراحی و توصیف عمل کردشان اهمیت فراوان دارد.

    عملکرد یک رایانه بسیار ساده است و به طور کلی به چهار مورد تقسیم می شود:

    • پردازش داده
    • ذخیره ی داده
    • جابه جایی داده
    • کنترل

    پردازش داده:

    به طورکلی رایانه باید قادر به پردازش داده باشد و با توجه به تنوع بسیار زیاد داده ها خواهیم دید که فقط چند نوع پردازش داده ی اصلی وجود دارد.

    ذخیره ی داده:

    از جمله کارهای اصلی رایانه به شمار می آید. داده هایی که برای پردازش وارد رایانه می شوند یا داده های حاصل از پردازش رایانه حتی برای چند لحظه مجبور به ذخیره شدن در حافظه ی اصلی رایانه هستند. بنابراین رایانه حداقل یک کار ذخیره سازی کوتاه مدت انجام می دهد. خیلی از داده ها نیز به صورت بلند مدت، برای اصلاح یا پردازش های بعدی ذخیره می شوند.

    جا به جایی داده ها:

    • رایانه باید بتواند داده ها را بین اجزای خود و دنیای خارج جا به جا کند.
    • دو نوع جا به جایی داده وجود دارد.
    • نوع اول وقتی است که داده به دستگاه هایی که به طور مستقیم به رایانه متصل شده اند، ارسال می گردد یا از آن ها دریافت می شود، به این فرایند ورودی / خروجی گفته می شود.
    • نوع دوم وقتی است که داده به فاصله های دورتر برود و یا از آنجا دریافت شود که به آن فرایند مخابره یا تبادل داده گفته می شود. بدیهی است آنچه که در مورد جا به جایی داده در این کتاب مورد نظر است، فرایند ورودی/ خروجی است که مربوط به تبادل اطلاعات اجزایی است که به طور مستقیم به رایانه وصل هستند و در مورد ارسال داده به مکان های دور، در درس شبکه های رایانه ای بحث می شود.

    کنترل: تمام کارهای مورد اشاره در بالا نیاز به کنترل دارند. این کنترل به وسیله ی دستورات رایانه و توسط پردازنده ی مرکزی انجام می شود. در واقع پردازنده برای برقراری نظم، انجام صحیح کار ها و کنترل ترتیب کار ها، با استفاده از سیگنال های کنترلی، سخت افزارهای متصل به سیستم را کنترل می کند.

    ساختار رایانه

    تاریخ رایانه به سال ۱۹۴۰ برمی گردد. در طی این سال ها محققان و ریاضیدان های بزرگی برای توسعه ی این فناوری فعالیت کرده اند. جان فان نیومن یکی از این دانشمندان است که توانست با تقسیم بندی ساختار رایانه در توسعه ی آن نقش فراوانی داشته باشد. او الگوی بسیار ساده ای را برای رایانه ها پیشنهاد داد که امروزه تمام رایانه ها از این الگو پیروی می کنند. فان نیومن اجزای سخت افزاری رایانه را به پنج دسته تقسیم کرد که عبارت اند از:

    • واحد پردازش مرکزی
    • واحد ورودی
    • واحد خروجی
    • حافظه ی اصلی ( کاری)
    • حافظه ی جانبی ( دائمی )

    در واقع می توان تقسیم بندی فان نیومن برای سخت افزارهای رایانه ی مدرن امروزی را با شکل زیر نشان داد.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    رایانه های امروزی از نظر پردازش داده ها بسیار قدرتمند هستند و امکانات و ابزار بسیار جالبی برای کاربران دارند. کارت صدا، مودم، کارت گرافیک و... باعث افزایش کاربری و قدرت رایانه می شود. به همین دلیل برای شناخت و فهم عملکرد رایانه باید تمام اجزای آن بررسی شوند.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    طرز کار رایانه

    کار اصلی انجام شده به وسیله ی رایانه اجرای برنامه ها و دستورات ارسال شده توسط کاربر است. برنامه، مجموعه دستوراتی است که برای رسیدن به هدف معینی نوشته و در حافظه ذخیره شده باشد. برای اجرای این دستورات، پردازنده آن ها را پردازش می کند.

    پردازش هر دستور از دو گام تشکیل شده است:

    • دستورالعمل را از حافظه بر می دارد که به آن برداشت یا واکشی گویند.
    • دستورالعمل را اجرا می کند، اجرای هر دستور ممکن است خود شامل چند عمل باشد و به ماهیت دستور بستگی دارد.

    زمان لازم برای پردازش یک دستور را سیکل دستور می گویند.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    همانطور که گفته شد، برای پردازش هر دستور دو گام لازم است. به گام برداشت یا واکشی دستور، سیکل برداشت و به گام اجرای دستور، سیکل اجرا می گویند. اجرای دستور به وسیله ی پردازنده فقط در موارد زیر متوقف می شود:

    • رایانه خاموش شود.
    • خطای غیرقابل پیشگیری و اصلاح رخ دهد.
    • دستوری از برنامه که رایانه را متوقف می کند، اجرا گردد.

    سخت افزار رایانه

    در ادامه براساس تقسیم بندی فان نیومن بخش سخت افزاری رایانه را بررسی می کنیم:

    شکل زیر جریان داده ها را بین واحد های فوق از طریق گذرگاه سیستم نشان می دهد.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    واحد پردازش مرکزی

    واحد پردازش مرکزی شامل واحد محاسبه و منطق (Arithmetic Logic Unit - ALU)، واحد کنترل (Control Unit)، کمک پردازنده اعداد اعشاری و ثبات هاست. در شکل زیر این واحد ها نشان داده شده است.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    واحد محاسبه و منطق عملیات محاسباتی و منطقی را انجام می دهد. واحد کنترل، نظارت و هماهنگی تمام واحد های رایانه را بر عهده دارد. ثبات یا رجیستر حافظه ای موقتی و بسیار سریع است که داده های در حال پردازش به طور موقت در آن قرار می گیرند. کمک پردازنده ی اعداد اعشاری، برای انجام محاسبات ممیز شناور و سرعت بخشیدن به کار پردازنده ایجاد شد و در ابتدا به صورت یک تراشه ی جدا در اختیار کاربر قرار می گرفت. پس از مدتی کمک پردازنده ها نیز در داخل پردازنده ی اصلی قرار گرفتند.

    واحد حافظه

    همان گونه که در کتاب مبانی رایانه اشاره شد، حافظه های رایانه به دو گروه حافظه ی اصلی و حافظه ی جانبی تقسیم می شوند:

    حافظه ی اصلی

    حافظ اصلی (Main Memory) یا حافظه ی اولیه، با پردازنده در ارتباط است و داده های مورد نیاز برای عمل پردازش را در خود نگهداری می کند. حافظه های اصلی، از نظر نگهداری داده ها، به دو گروه حافظه ی با دسترسی تصادفی RAM و حافظه ی فقط خواندنی ROM  تقسیم می شوند. حافظه های پنهان و میانگیر نیز از حافظه های اصلی هستند.

    RAM، از تعدادی خانه یا سلول تشکیل شده است و هر خانه قابلیت نگهداری یک یا چند بایت را دارد و با آدرسی منحصر به فرد مشخص می شود. داده های موجود در RAM قابل پاک شدن و جایگزینی با داده های دیگر هستند و هر نوع وقفه ای در جریان برق رایانه، موجب از بین رفتن داده های موجود در آن می شود. استفاده از این نوع حافظه ها، برای نگهداری موقت داده ها تا زمان پردازش یا انتقال نتایج به بیرون از رایانه و یا ذخیره در حافظه های جانبی است. تصویر تعدادی از حافظه های RAM را در تصویر زیر مشاهده کنید.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    ROM، داده ها را به صورت دائمی ذخیره می کند و داده ها با قطع برق از بین نمی روند. از ROM برای حفظ داده ها و دستورالعمل هایی که برای راه اندازی رایانه لازم است استفاده می شود. حافظه های ROM دارای انواع مختلفی هستند که در بخش حافظه ها به آن پرداخته می شود.

    حافظه ی پنهان (Cache) و حافظه ی میانگیر یا بافر (Buffer) هم در رایانه وجود دارند. حافظه ی پنهان بسیار سریع تر از حافظه ی اصلی است و بین حافظه ی اصلی و پردازنده قرار می گیرد. محل این نوع حافظه در بعضی از رایانه ها درون پردازنده است و در بعضی دیگر روی برد اصلی است. داده ها ابتدا از حافظه ی اصلی وارد حافظه ی پنهان می شوند و سپس در اختیار پردازنده قرار می گیرند.

    حافظه های جانبی

    حافظه های جانبی، با توجه به نوع دسترسی به داده ها به دو گروه اصلی تقسیم می شوند که عبارت اند از:

    حافظه های جانبی با دسترسی ترتیبی به داده ها مانند نوار مغناطیسی و حافظه های جانبی با دسترسی مستقیم به داده ها مانند دیسک سخت.

    واحد ورودی

    برای ارتباط با رایانه و ارایه ی دستور و داده ها، کاربر از ابزار متفاوتی استفاده می کند. این دستگاه ها در طی زمان و براساس نیاز کاربران طراحی شده است و هرکدام کاربری خاص خود را دارد. به این ترتیب کاربران با استفاده از این دستگاه های گوناگون ورودی متصل به رایانه مانند صفحه کلید، ماوس و اسکنر (تصویر زیر)، داده ها و دستورات را وارد می کنند.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    واحد خروجی

    هر سیستمی پس از پردازش برای ارائه ی نتیجه، نیاز به دستگاه خروجی دارد. رایانه نیز با استفاده از دستگاه های مختلف نتیجه ی پردازش داده ها را به صورت های گوناگون در اختیار کاربر قرار می دهد. متداول ترین واحد های خروجی، صفحه نمایش، چاپگر و بلندگو هستند. صفحه نمایش مسطح با فناوری LCD متداول است. انواع چاپگر های رنگی و غیر رنگی با سرعت های متفاوت و با فناوری لیزری یا جوهر افشان توسط سازندگان مختلف در بازار عرضه می شود.

    تلویزیون و پروژکتور را نیز می توان به عنوان واحد خروجی به رایانه متصل کرد و از آن ها برای نمایش اطلاعات استفاده کرد. استفاده از پروژکتور در تصویر زیر نشان داده شده است.

    آشنایی با کامپیوتر و قطعات آن

    دستگاه های ورودی/خروجی

    بعضی از دستگاه ها، هم ورودی و هم خروجی هستند، مثل دیسک گردان های دیسک سخت و لوح فشرده، کارت صدا، کارت مودم و کارت شبکه، که در بخش های بعدی با این دستگاه ها و عملکرد آن ها نیز آشنا خواهید شد.

    برچسب ها
    منابع
    نویسنده
    آتوسا الهی
    آتوسا الهی

    نا مشخص
    مجموع پست ها: 35 مجموع سوالات: 0 مجموع پاسخ ها: 0
    مطالب مرتبط
    سایر آموزش های لوازم دیجیتال
    پرسش و پاسخ
    ۱ پاسخ
    ۰ امتیاز
    asus f102 تعویض باتری
    آموزش تعویض باتری لپ تاپ ایسوس Asus X551CA
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    نوع رم برای dell5010?
    آموزش تعویض حافظه RAM لپ تاپ دل Dell Inspiron n5110
    ۰ پاسخ
    ۰ امتیاز
    سایز هارد لب تاب n5010
    آموزش تعویض هارد دیسک لپ تاپ دل Dell Inspiron n5110
    سوالتان را بپرسید
    محصولات آموزشی
    فروشگاه