تعریف مفاهیم ابتدایی رایانه و مبانی کامپیوتر

انسان همیشه برای انجام کارها و راحت زیستن،ابزارهای مختلفی را اختراع نموده و به کار گرفته است.ازجمله مسائلی که همواره برای انسان مطرح بوده ، شمارش و محاسبات می باشد. سیر تحول ابزارهای شمارش از انگشتان دست شروع شده و سپس به چوب خط و چرتکه رسیده است.چینی ها با اختراع چرتکه تحول بزرگی در امر شمارش ایجاد نمودند. این تحول سرانجام به اختراع رایانه منجر شده است. درنتیجه می توان گفت کاربرد اولیه رایانه به عنوان وسیله ای برای شمارش و محاسبات بوده است.

تعریف رایانه و مزایای آن

رایانه ماشینی است که از اجزای مکانیکی و الکترو مکانیکی تشکیل شده. رایانه دارای حافظه می باشد و رایانه دارای قابلت برنامه ریزی است. یک رایانه می تواند عملیات محاسباتی، عملیات منطقی و عملیات ریاضی را بادقت و سرعت زیاد انجام دهد. قابلیتها ی رایانه و مزایای رایانه می تواند زیاد و متعدد باشد : سرعت زیاد و انجام عملیات، دقت زیاد و قابلیت اعتماد ذخیره داده ها، سهولت ارتباط و خستگی ناپذیری رایانه

اصطلاحات رایانه یا اصطلاحات کامپیوتر

به منظور یادگیری علم کامپیوتر و علم رایانه همانند علوم دیگر باید واژه ها و اصطلاحات اولیه آن را فرا گرفت. در این قسمت با برخی از اصطلاحات کامپیوتر یا اصطلاحات رایانه آشنا می شوید

تعریف سیستم System

سیستم یا سامانه مجموعه ای است که برای رسیدن به یک هدف، اجزای آن بر اساس روش ویژه ای با هم کار می کنند. یک سیستم system معمولا از ورودی، عملیات و خروجی تشکیل می شود. به عنوان نمونه می توان به کامپیوتر computer یا رایانه اشاره کرد که خود یک سیستم کامپیوتری و یک سیستم رایانه ای می باشد.

داده یا Data چیست؟

مواد اولیه مورد نیاز که ‍‍پیش از انجام عملیات و به عنوان ورودی یا معل.م مسئله در اختیار داریم را داده یا Data می گویند.به عنوان مثال اگر مسئله ما تععین نمرات معدل دانش آموزی باشد نمرات موجود در کارنامه این دانش آموز نقش داده را دارند. داده ها می توانند صدا تصویر عدد حروف الفبا علامت یا ترکیبی از آنها باشد که به عنوان ورودی به سیستم کامپیوتر یا رایانه داده می شود.

پردازش یا Process چیست؟

به مجموعه عملیاتی که بر روی داده هایا Data برای رسیدن به نتایج صورت می گیرد وردازش گفته می شود به عنوان مثال مرتب سازی داده ها جستجو در بین آنها و یا محاسبات انجام گرفته بر روی داده ها از انواع پردازش محسوب می شوند در مسئله تعیین معدل یک دانش آموز عملیات محاسبه مجموعه نمرات و تقسیم عدد حاصل بر تعداد دروس پردازش مسئله خواهد بود.

اطلاعات یا Information

پس از هر پردازش خاص روی داده هاآنها به اطلاعات تبدیل می شوند به عنوان مثال معدل رتبه دانش آموز دیگر داده نیستند بلکه اطلاعات هستند که از داده های خام به دست آمده اند به عبارتی دیگر اطلاعات همان داده های خام اولیه می باشند که بر روی آنها پردازش صورت گرفته است اطلاعات نیز مانند داده ها دارای انواع و اشکال متفاوتی می باشند مثل صدا تصویر عدد حروف الفبا علامت و یا ترکیبی از اینها.

یک رایانه یا کامپیوتر از چه اجزایی تشکیل شده است

به طور کلی می توان گفت رایانه از دو بخش اصلی تشکیل شده است. بخش نرم افزاری یک کامپیوتر و بخش سخت افزاری کامپیوتر.

بخش سخت افزاری رایانه

بخش سخت افزاری یک رایانه را به بخشی می گویند که فیزیکی و قابل لمس باشد. مانند کی بورد یا صفحه کلید یک کامپیوتر،مونیتور یا صفحه نمایش رایانه،سی پی یو یا واحد پردازش رایانه،پاور یا منبع تغذیه،رم یا حافظه موقت کامپیوتر،موس رایانه و … که به این بخش تشکیل دهنده با اصطلاح سخت افزار یا Hardware کامپیوتر می گویند. رایانه ها برای وارد کردن داده و پردازش روی داده ها و همچنین خروجی گرفتن از داده ها از ابزارهایی استفاده می کنند به همین علت کامپیوترها دارای چهار واحد اصلی می باشند

واحد ورودی کامپیوتر به یکسری دستگاه ها و سخت افزارهایی گفته می شود که کار آنها وارد کردن داده به رایانه می باشد

واحد حافظه رایانه به سخت افزارهایی در یک سیستم کامپیوتری اطلاق می شود که کار آن ذخیره دستورات در رایانه می باشد

واحد پردازش مرکزی رایانه به قسمتی از سخت افزارهای کامپیوتر گفته می شود که وظیفه آن پردازش داده های ورودی و ذخیره شده در حافظه رایانه و پس از آن تبدیل داده به اطلاعات و همچنین کنترل سیستم کامپیوتری می باشد

واحد خروجی دستگاه هایی هستند که پس از تولید اطلاعات آنها را به نمایش میگذارند مثل صفحه نمایش رایانه یا یک پرینتر

نرم افزار یا Software چیست

نرم افزارهای رایانه قابل لمس نیستند مانند اکثر نرم افزارهای کاربردی که در کامپیوترها وجود دارد ما دستورهایی را وارد کامپیوتر می کنیم این دستورها هر کدام برای مدیریت سخت افزاری یک سیستم کامپیوتری و یا انجام یک کار کاربردی وارد سیستم می شود به مجموعه ای از این دستورات که برای مدیریت سیستم رایانه و یا یک کار مشخص و کاربردی طراحی می شود را نرم افزار کامپیوتر می گویند

انواع رایانه ها با توجه به قدرت پردازش

رایانه ها را می توان با توجه به قدرت پردازش و میزان استفاده از حافظه به ریز رایانه یا Micro Computer ، رایانه های کوچک یا Mini Computer ، رایانه های بزرگ یا MainFrame ، رایانه های بزرگ یا Super Computer تقسیم کرد.

ریز رایانه ها Micro Computer

ریز رایانه ها معمولا به رایانه های خانگی و شخصی و اداری گفته می شود. رایانه های رومیزی و کامپیوترهای کیفی و کامپیوترهای جیبی از این دسته ریز رایانه ها حساب می شوند.

رایانه های رو میزی معمولا از یک صفحه نمایش و یک صفحه کلید و جعبه و کیس و یا یک واحد سیستم تشکیل شده است.

رایانه های کیفی نیز طوری ساخته شده اند که حجم بسیار کمتری نسبت به رایانه های رو میزی دارند و همچنین به صورت یک واحد که حمل و جابجایی آن راحت است طراحی شده است مانند انواع به اصطلاح لپتاپ ها

رایانه های جیبی کامپیوترهایی هستند که راحت در جیب جا می شوند و حجم کمی را اشغال می کنند و دارای امکانات شبکه، دفتر یاداشت، تقویم،ساعت و غیره می باشند.

رایانه های کوچک Mini Computer

رایانه های کوچک یا مینی کامپیوترها ما بین ریز کامپیوترها و کامپیوترهای بزرگ قرار دارند رایانه های کوچک را بیشتر در ادارات، بانکها، دانشگاه ها و مراکز علمی استفاده می شود مینی کامپیوترها دارای قدرت پردازش قوی تری نسبت ریز کامپیوترها هستند و بیشتر داده های با حجم بالا در این کامپیوترها ذخیره و پردازش می شود و در عملکرد دارای تنوع زیادی هستند

رایانه های بزرگ MineFrame

رایانه های بزرگ در کارهای علمی، تجاری و محاسبات بزرگ با حجم داده های زیاد و محاسبات پیچیده استفاده می شوند و قدرت پردازش بالایی دارند و بیشتر از هزار کاربر می توانند همزمان به آن متصل شوند

ابر رایانه Super Computer

سوپر کامپیوترها کامپیوترهای بسیار بزرگ هستند که برای محاسبات بسیار پیچیده تر و حجم اطلاعات بسیار حجیم طراحی شده اند ابر رایانه ها بسیار گران قیمت هستند سوپر کامپیوترها بیشتر در کارهایی با محاسبات سنگین مثل پیشبینی وضع هوا،محاسبات فضایی و ماهواره ای، محاسبات در صنایع نظامی، شبیه سازهای پرواز، محاسبات پیچیده مولکولی و غیره استفاده می شود