بخش اوّل: سخت‌افزار
1-1 سخت‌افزار کامپیوتر
1-1-1 مفاهیم
سخت‌افزار کامپیوتر چیست؟: به قسمت‌های فیزیکی، قابل لمس و قابل رؤیت کامپیوتر، سخت‌افزار گفته می‌شود. نظیر صفحه‌کلید، ماوس، پردازنده، بورد اصلی، هارد دیسک، فلاپی دیسک، مانیتور، حافظه و غیره.
انواع کامپیوتر: کامپیوترها از نقطه‌نظرهای متفاوت، به دسته‌های مختلف تقسیم می‌شوند. به عنوان مثال، کامپیوترها از نظر اندازه بهSupercomputer و Mainframe Computer و Mini Computerو Workstationو Micro Computer یا Personal Computer تقسیم می‌شوند. در شکل 1، این تقسیم‌بندی نمایش داده شده است.
- Supercomputerها قدرتمندترین و گران‌ترین کامپیوترها هستند که برای محاسبات بسیار پیچیده در دولت‌ها، دانشگاه‌ها و شرکت‌های تجاری بسیار بزرگ کاربرد دارند. قابلیت دستیابی همزمان برای میلیون‌ها کاربر را دارند. این نوع کامپیوترها به دلیل حجم زیاد و قیمت بسیار بالا، کمیاب بوده و بنا بر سفارشات سازمانی ساخته می‌شوند.
- Mainframeها کامپیوترهایی هستند که نسبت به سوپرکامپیوترها، اندازه و قیمت و قدرت کمتری دارند. این کامپیوترها قادرند میان هزاران کاربر به صورت همزمان (Time Sharing) مورد استفاده قرار بگیرند؛ از این رو دارای ورودی‌ها، خروجی‌ها و مخازن ذخیره‌سازی زیادی هستند. از این کامپیوترها در سازمان‌های بسیار بزرگ و بانک‌ها (جهت اداره کردن تراکنش‌های تحت اینترنت و به طور کلی، تجارت الکترونیکی) استفاده می‌شود.
- Minicomputerها یا Midsized Computerها، نسبت به Mainframeها، اندازه، قدرت و قیمت کمتری دارند و گاهاً به عنوان سرورهای شبکه‌ای و اینترنت در شرکت‌های بزرگ کاربرد دارند. قابلیت دستیابی همزمان برای صد‌ها کاربر را دارند.
- Workstationها، کامپیوترهای قدرتمند تک-کاربره (single user) هستند. در مواردی استفاده می‌شوند که نیاز به پردازش حجم زیادی از داده‌ها وجود داشته باشد؛ از این رو اغلب به عنوان سرورهای شبکه و اینترنت و همچنین به منظور طراحی محصول و انیمیشن‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- Microcomputerها که غالباً آنها را تحت عنوان کامپیوترهای شخصی (Personal Computers- PC) می‌شناسیم، ارزان‌ترین، کم‌قدرت‌ترین و کم‌حجم‌ترین نوع کامپیوترها هستند. قابلیت دستیابی همزمان برای تنها یک کاربر را دارند. کامپیوترهای رومیزی (Desktop)، کامپیوترهای کیفی (Laptop- Notebook) و همچنین کامپیوترهای دستی (PDA، Smart Phone) از این دسته هستند.
شکل 1 – انواع کامپیوترها از نظر اندازه (اندازه، قدرت، سرعت پردازش، میزان حافظه‌ی اصلی، ظرفیت ذخیره‌سازی، هزینه، تعداد کاربران همزمان از چپ به راست افزایش می‌یابد)
فاکتورهای هزینه، کارآیی و سرعت کامپیوتر
- هدفِ سازندگان کامپیوترها، کاهش هزینه (Cost) و افزایش کارایی (Performance) سیستم‌ها بوده است. بنابراین نسبت هزینه به کارایی، یکی از شاخص‌های ارزش‌گذاری روی کامپیوترها محسوب می‌گردد.
- مهمترین قسمت‌های تأثیرگذار روی کارایی و سرعت کامپیوتر، پردازنده (سرعت پردازنده، سرعت و اندازه‌ی حافظه‌ی کَش، پهنای باند پردازنده، سرعت گذرگاه FSB و تعداد دستورالعمل‌های تعریف شده در پردازنده)، حافظه (زمان دستیابی و ظرفیت حافظه) و هارد (زمان دستیابی و ظرفیت هارد) می‌باشند. با فرض یکسان بودن زمان دستیابی در دو RAM یا دو Hard مختلف، آنکه ظرفیت و فضای خالی بیشتری دارد، تأثیر بیشتری در افزایش کارایی کامپیوتر دارد. البته عوامل متعدد دیگری نظیر سرعت پردازش گرافیکی و حافظه کارت گرافیک، سالم و قدرتمند بودن «سیستم‌عامل» و آلوده نبودن آن به برنامه‌های مخرب و یا «زیاد نبودن برنامه‌های در حال اجرا» نیز در کارایی کامپیوتر مؤثرند.
- تقسیم‌بندی و ترتیب کامپیوترها بر اساس هریک از فاکتورهای «اندازه»، «نوع پردازنده و قدرت پردازش»، «میزان حافظه‌ی اصلی»، «ظرفیت ذخیره‌سازی»، «هزینه» و «تعداد کاربرانی که به طور همزمان به سیستم دسترسی دارند» به شکل بالا (شکل 1) خواهد بود.
انواع کامپیوتر از نظر تکنولوژی کدامند؟
| 1- کامپیوترهای از نظر تکنولوژی به سه دسته‌ی کامپیوترهای آنالوگ، دیجیتال و ترکیبی (Hybrid) تقسیم می‌شوند.
کامپیوترهای آنالوگ، داده‌ها را به عنوان مقادیر پیوسته از یک ویژگی فیزیکی (مثل دما، سرعت، فشار) تشخیص می‌دهند؛ مانند سرعت‌سنج اتوموبیل. کامپیوترهای دیجیتالی، وسایل الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی و پرسرعتی هستند که محاسبات ریاضیاتی، مقایسه و ذخیره‌سازی را انجام می‌دهند. این کامپیوترها، داده‌ها را با حساب کردن سیگنال‌های گسسته از ولتاژهای الکتریکی بالا یا پایین، تشخیص می‌دهند. کامپیوترهای ترکیبی، هر دو نوع داده‌ها را (چه آنالوگ و چه دیجیتال) پردازش می‌کنند (مثلاً در هواشناسی). 2- کامپیوترها از نظر هدف و کاربردشان، به دو دسته‌ی کامپیوترهای همه‌منظوره (General Purpose) و خاص‌منظوره (Special Purpose) تقسیم می‌شوند. کامپیوترهای خاص‌منظوره مثل کامپیوترهای تشخیص بیماری یا کامپیوترهای پوشیدنی (Wearable). کامپیوتر همه‌منظوره مثل کامپیوتر شخصی. 3- کامپیوترها از نظر تعداد دستورالعمل‌ها به دو دسته‌ی RISC و CISC تقسیم می‌شوند.
|
کامپیوترهای شخصی (PC):
- برای کاربردهای خانگی و اداری طراحی شده‌اند.
- معمولاً چندان گران‌قیمت نیستند.
- ظرفیت ذخیره‌سازی (هارد دیسک) کامپیوترهای شخصی حداکثر چند ترابایت (TeraByte-TB) است.
- ظرفیت حافظه‌ی اصلی (RAM) آنها معمولاً کمتر از 8 گیگابایت است.
- سرعت و قدرت پردازنده‌ی آنها نسبتاً بالا است. در حال حاضر از پردازنده‌های چند-هسته‌ای (Multi-Core) استفاده می‌شود تا قابلیت انجام پردازش‌های موازی (چند پردازش به صورت همزمان) را تسهیل نماید. سرعت پردازنده، تعداد سیکل‌های دستوری است که در یک ثانیه اجرا گردیده و با مقیاس هرتز (Hz) سنجیده می‌شود. پردازنده‌های امروزی سرعت چند گیگا هرتزی (GHz) دارند.
- کاربران کامپیوترهای شخصی، تقریباً همه‌ی افراد می‌توانند باشند؛ از جمله کودکان، دانشجویان، ادارات کوچک و بزرگ مختلف.
- کامپیوتر شخصی انواع مختلف دارند. از جمله: Desktop یا رومیزی، کیفی (مثل Laptop و Netbook)، Tablet یا صفحه‌ای و کف‌دستی (مثل تلفن هوشمند، دستیار دیجیتال شخصی یا (PDA. لیست آنها در جدول 2 نمایش داده شده است.
| جدول 2 – انواع کامپیوترهای شخصی | |||||
| کف‌دستی (Palmtop) | کیفی یا دستی (Handheld) | رومیزی | |||
| تلفن همراه و تلفن هوشمند
Smart Phone | دستیار دیجیتال شخصی
PDA | تبلت
Tablet | نِت بوک
Netbook | لپ‌تاپ (یا نوت‌بوک)
Laptop (Notebook) | دسکتاپ
Desktop |
| قابل حمل (Portable) | ثابت | ||||
- در جدول فوق (جدول 2)، وزن کامپیوترها از چپ به راست کاهش می‌یابد.
- کارآیی و قدرت کامپیوترهای کف‌دستی از کامپیوترهای دستی و رومیزی کمتر است.
- وزن، قیمت، قدرت و کارآیی Tablet از Netbook و Netbook از Notebook کمتر است.
- تکنولوژی به کار رفته در لپ‌تاپ‌ها از تکنولوژی کامپیوترهای رومیزی، پیشرفته‌تر است (به دلیل تلاش در جهت کاهش اندازه)؛ بنابراین قیمت لپ‌تاپ از دسکتاپ بیشتر است. اما الزاماً لپ‌تاپ‌ها، قدرت و سرعت بیشتری از دسکتاپ‌ها ندارند.
مهمترین مشخصه‌های سیستم‌های دیجیتالی امروزی
- تکنولوژی IrDA(Infrared Data Association) تکنولوژی انتقال داده‌ها با استفاده از امواج الکترومغناطیس (طیف میان امواج مایکروویو و امواج مرئی) است. با Infrared می‌توان اطلاعات را در یک بُرد محدود (حداکثر 5 متر) ارسال نمود (به کمک LED). دو وسیله ارتباطی باید در خط دید (Line of Sight) یکدیگر قرار داشته باشند و وجود دیوار و موانع، مانع از ارسال داده‌ها می‌شود (برخلاف بلوتوث و Wi-Fi). بر اساس استانداردها، Infrared را به سه دسته‌ی کم سرعت (Near IR)، سرعت متوسط (Mid IR)، و سرعت زیاد (Far IR) تقسیم می‌شوند.
- تکنولوژی بلوتوث (Bluetooth) یک تکنولوژی ارتباطی کوتاه برد بر اساس امواج رادیویی (با طول موج کوتاه) است که حداکثر تا فاصله 10 متری، قابلیت انتقال داده دارد. نام آن از نام پادشاه دانمارکی گرفته شده و برای اولین بار در شرکت سوئدی اریکسون (جهت ساخت شبکه‌های PAN) مطرح گردید. آخرین نسخه‌ی آن که سرعت بالاتری نسبت به نسخه‌های قبلی دارد، در سال 2010 معرفی شد.
- رایج‌ترین و کارآ ترین تکنولوژی انتقال طلاعات بصورت بی‌سیم، تکنولوژی Wi-Fi (Wireless Fidelity) است که بر اساس امواج رادیویی عمل می‌کند. روز به روز در حال بهبود و گسترش بوده به طوری که در حال حاضر شبکه‌های محلی بی‌سیم و استفاده از اینترنت به صورت بی‌سیم، کاربرد بسیار زیادی یافته است.
- نمایشگرهای بصری الکترونیکی که از طریق لمس یک یا چند انگشت (Multi Touch)، عملیات را اجرا می‌کنند، صفحات لمسی یا Touch Screen نامیده می‌شوند. در واقع همان کاری که به وسیله موس و صفحه‌کلید در کامپیوتر انجام می‌شود، به وسیله انگشتان دست یا قلم‌های ویژه (Stylus) صورت می‌گیرد. صفحات لمسی به دو صورت مقاومتی (یا فشاری،) و خازنی (Capacitive) هستند.
- سیستم مسیریابی مبتنی بر فضا که اطلاعات مربوط به موقعیت و زمان را در هر شرایط جوی، به کمک حداقل 4 ماهواره (در جو زمین) رصد می‌کند، GPS است. علاوه بر کاربردهای متنوع و مختلف، از GPS می‌توان به عنوان قطب‌نما هم استفاده کرد.
- سیستم‌های عاملِ وسایل دیجیتالی و به خصوص سیستم‌های عامل تلفن همراه (Phone OS)، دائماً در حال تغییر و توسعه می‌باشد تا کارایی نرم‌افزاری، سرعت، همخوانی با سخت‌افزارها و اجرای برنامه‌های کاربردی (APP) را بهبود بخشند. از رایج‌ترین سیستم‌های عامل می‌توان به Android، Windows Mobile، iOS، BlackBerry، Symbian و Bada اشاره کرد. شایان ذکر است که بسیار از تلفن‌های همراه، قابلیت اجرای برنامه‌هایی که به زبان جاوا نوشته شده‌اند را نیز دارند.
- در تلفن‌های هوشمند امروزی، شتاب سنج (Accelerometer)ها جاسازی می‌شوند تا تلفن قادر باشد صفحه نمایش را نیز به محض حرکت افقی یا عمودی گوشی، به طور مناسب بچرخاند.
بیشتر بخوانید:
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت اول)
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت دوم)-سخت افزار ۱
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت سوم)-سخت افزار ۲
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت چهارم)- نرم افزار
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت پنجم)-شبکه‌های کامپیوتری و اینترنت
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت ششم)-کاربردهای ICT
فناوری اطلاعات و ارتباطات (قسمت هفتم)-سلامت در ICT و حفظ محیط زیست
