سخت افزار
سخت افزار شامل تمام قسمتهای فیزیکی کامپیوتر می شود که از اطلاعات درون آن و همین طور عملیاتی که بر روی این اطلاعات انجام می دهد و از نرم افزاری که دستوراتی برای انجام وظایف سخت افزار ارائه می دهد مجزا است.
سخت افزار و نرم افزار مرز نامشخصی دارد.
فرم ویر، نرم افزاری است که به صورت توکار در سخت افزار ساخته شده است.
اما این نوع فرم ویر معمولا در قلمرو کاری برنامه نویسان و مهندسین کامپیوتر است و یک مسئله نگران کننده برای کاربران کامپیوتر نیست.
یک کامپیوتر شخصی(PC) از قطعات زیر تشکیل شده است:
Case :که در آن قطعات زیر موجومد میباشد:
برد اصلی:وسیله ای است که واحد پردازش مرکزی (CPU)و حافظه اصلی , حافظه جانبی و...
را متصل به یکدیگر قرار می دهد.
منبع تغذیه:جعبه ای که در آن ولتاژ برق ورودی به کامپیوتر کنترل شده و به مقدار های مشخص تبدیل می کند.
کنترل کننده های حافظه جانبی:مثلIDE ,SCSI یا نوع های دیگر که دیسک سخت ولوح فشرده و انواع دیگر خواننده های رسانه را کنترل میکند.این کنترل کننده ها به صورت مستقیم بر روی برد اصلی سوار شده اند(on board).
کنترل کننده گرافیکی : خروجی مخصوص مانیتور را تولید می کند.
انواع حافظه:
که خود شامل دو گروه :
1-حافظه اصلیRAMوROM
2-حافظه جانبیدیسک سخت وفلاپی دیسک و لوح فشرده و...)می شود.
خطوط انتقال اطلاعات:کنترل کننده هایسریال و موازی وUSBوFireWire )برای ارتباط و کنترل وسایل جانبی خارج از کامپیوترمثل چاپگر و ...
در گاه های کامپیوتر:
1.
درگاه واحد پردازش مرکزی cpu
2.در گاه های بر روی برد اصلی:
3.PCI
4.ISA
5.USB
6.AGP
صفحه نمایش رایانه
دستگاه های جانبی
علاوه بر این سخت افزار شامل اجزا بیرونی یک سیستم کامپیوتری می شود.
نمونه های زیر از انواع رایج اجزا بیرونی رایانه هستند:
همچنین ببینید
دستگاه ورودی
1.کی بورد
2.موس
3.ترک بال
4.جوی استیک
5.اسکنر
6.وب کم
دستگاه خروجی
1.چاپ گر
2.بلند گو
3.مانیتور
4.مودم
آشنائی با سخت افزار
اغلب مردم زمانیکه با واژه تکنولوژی برخورد می نمایند ، بی اختیار کامپیوتر برای آنها تداعی می گردد.
امروزه کامپیوتر در موارد متعددی بخدمت گرفته می شود.
برخی از تجهیزات موجود در منازل ، دارای نوع خاصی از ریزپردازنده می باشند.
حتی اتومبیل های جدید نیز دارای نوعی کامپیوتر خاص می باشند.
کامپیوترهای شخصی ، اولین تصویر از انواع کامپیوترهائی است که در ذهن هر شخص نقش پیدا می کند.
بدون شک مطرح شدن این نوع از کامپیوترها در سطح جهان، باعث عمومیت کامپیوتر در عرصه های متفاوت بوده است .
کامپیوتر شخصی وسیله ای همه منظوره بوده که توان عملیاتی خود را مدیون یک ریزپردازنده است.
این نوع از کا مپیوترها دارای بخش های متعددی نظیر : حافظه ، هارد دیسک، مودم و...
بوده که حضور آنها در کنار یکدیگر به منظور انجام عملیات مورد نظر است .
علت استفاده از واژه همه منظوره بدین دلیل است که می توان بکمک این نوع از کامپیوترها عملیات متفاوتی ( تایپ یک نامه ، ارسال یک نامه الکترونیکی، طراحی و نقشه کشی و ...) را انجام داد .
بخش های اصلی کامپیوترهای شخصی
◄ پردازشگر مرکزی (CPU)
ریزپردازنده بمنزله مغز کامپیوتربوده و مسئولیت انجام تمامی عملیات ( مستفیم یا غیر مستقیم ) را برعهده دارد.
هر چیزی را که کامپیوتر انجام می دهد با توجه به وجود ریز پردازنده است .
◄ حافظه
این نوع از حافظه ها با سرعت بالا، امکان ذخیره سازی اطلاعات را فراهم می نمایند.
سرعت حافظه های فوق می بایست بالا باشد چراکه آنها مستقیما با ریزپردازنده مرتبط می باشند.
در کامپیوتر از چندین نوع حافظه استفاده می گردد:
● ( Random-Access Memory(RAM از این نوع حافظه ، بمنظور ذخیره سازی موقت اطلاعاتی که کامپیوتر در حال کار با آنان است، استفاده می گردد.
● ( Read Only Memory (ROM یک حافظه دائم که از آن برای ذخیره سازی اطلاعات مهم در کامپیوتر استفاده می گردد.
● (Basic Input/Output System (BIOS یک نوع حافظه ROM ، که از اطلاعات آن در هر بار راه اندازی سیستم استفاده می گردد.
● Caching حافظه ای سریع که از آن برای ذخیره سازی اطلاعاتی که فرکانس بازیابی آنان بالا باشد، استفاده می گردد.
● Virtual Memory فضای موجود بر روی هارد دیسک که از آن برای ذخیره سازی موقت اطلاعات استفاده و در زمان نیاز عملیات جایگزینی در حافظه RAM انجام خواهد شد.
◄ برد اصلی (MotherBoard).
برد اصلی کامپوتر بوده که تمام عناصر داخلی به آن متصل خواهند شد.
پردازشگر و حافظه بر روی برد اصلی نصب خواهند شد.برخی از عناصر سخت افزاری ممکن است مستقیما و یا بصورت غیر مستقیم به برد اصلی متصل گردنند.
مثلا یک کارت صدا می تواند همراه برد اصلی طراحی شده باشد و یا بصورت یک برد مجزا بوده که از طریق یک اسلات به برد اصلی متصل می گردد
◄ منبع تغذیه (Power Supply) یک دستگاه الکتریکی که مسئول تامین و نتظیم جریان الکتریکی مورد نیاز در کامپیوتر است .
◄ هارد دیسک (Hard Disk) یک حافظه با ظرفیت بالا و دائم که از آن برای نگهداری اطلاعات و برنامه ها استفاده می گردد.
◄ کنترل کننده (Integrated Drive Electronics(IDE .
اینترفیس اولیه برای هارد ، CD-ROM و فلاپی دیسک است .
◄ گذرگاه ( Peripheral Component Interconnect (PCI .
رایج ترین روش اتصال یک عنصر سخت افزاری اضافه به کامپیوتر است .PCI از مجموعه ای اسلات که بر روی برد اصلی سیستم موجود می باشد، استفاده و کارت های PCI از طریق اسلات های فوق به برد اصلی متصل خواهند شد.
◄ اینترفیس Small Computer System Interface)SCSI) روشی برای اضافه کردن دستگاه های اضافه در سیستم نظیر : هارد و اسکنر است .
◄ پورت Accelerated Graphics Port)AGP) یک اتصال با سرعت بسیار بالا بمنظور ارتباط کارت های گرافیک با کامپیوتر است .
◄کارت صدا (Sound Card) مسئول ضبط و پخش صوت از طریق تبدیل سیگنال های آنالوگ صوتی به اطلاعات دیجیتال و بر عکس است ◄کارت گرافیک (Graphic Cards) مسئول تبدیل اطلاعات موجود در کامپیوتر بگونه ای که قابلیت نمایش بر روی مانیتور را داشته باشند.
دستگاه های ورودی و خروجی ◄مانیتور (Monitor) .
رایج ترین دستگاه نمایش اطلاعات در کامپیوتر است .
◄صفحه کلید (KeyBoard) رایج ترین دستگاه برای ورود اطلاعات است .
◄موس (Mouse) .
رایج ترین دستگاه برای انتخاب موارد ارائه شده توسط یک نرم افزار و ایجاد ارتباط متقابل با کامپیوتر است .
◄رسانه های ذخیره سازی قابل حمل (Removable storage) .
با استفاده از این نوع رسانه ها می توان بسادگی اطلاعاتی را به کامپیوتر خود اضافه و یا اطلاعات مورد نیاز خود را بر روی آنها ذخیره و در محل دیگر استفاده کرد.
● فلاپی دیسک (Floppy Disk) .
رایج ترین رسانه ذخیره سازی قابل حمل است .
● CD-ROM .
دیسک های فشرده رایج ترین رسانه ذخیره سازی برای انتقال وجابجائی نرم افزار ها و ...
می باشند.
● FlashMemory یک نوع خاص از حافظه Rom است(EEPROM) .
این نوع رسانه ها امکان ذخیره سازی سریع و دائم را بوجود می آورند.
کارت های PCMCIA نمونه ای از این رسانه ها می باشند.
● Digital Versatile Disc,Read Only Disk) DVD-ROM این نوع رسانه ذخیره سازی مشابه CD-ROM بوده با این تفاوت مهم که میزان ذخیره سازی آنان بسیار بالا است .
پورت ها ◄موازی (Parallel) .
از این نوع پورت ها اغلب برای اتصال چاپگر استفاده می گردد.
◄سریال (Serial) .
از این نوع پورت ها اغلب برای اتصال دستگاههائی نظیر یک مودم خارجی، استفاده می گردد.
◄پورت ( Uuniversal Serial Bus(USB .
از پورت ها ی فوق بمنظور اتصال دستگاههای جانبی نظیر اسکنر و یا دوربین های وب استفاده می گردد.
اتصالات شبکه و اینترنت ◄مودم (Modem) دستگاهی برای برقرای ارتباط با یک شبکه و یا سیستم دیگر است .
رایج ترین روش ارتباط با اینترنت استفاده از مودم است .
◄کارت شبکه (Lan Card) .
یک نوع برد سخت افزاری که از آن بمنظور بر پاسازی شبکه بین چندین دستگاه کامپیوتر در یک سازمان استفاده می شود.
◄مودم کابلی (Modem Cable) .
امروزه در برخی از نقاط دنیا جهت استفاده و ارتباط با اینترنت از سیستم تلویزیون کابلی استفاده می گردد.
◄مودم های DSL)Digital Subscriber Line) .
یک خط ارتباطی با سرعت بالا که از طریق خطوط تلفن کار می کند.
◄مودم های VDSL)Very high bit-rate DSL) .یک رویکردجدید از DSL بوده که لازم است خطوط تلفن از زیر ساخت مناسب ، فیبر نوری استفاده نمایند.
حافظه و انواع آن در کامپیوتر حافظه با هدف ذخیره سازی اطلاعات) دائم ، موقت ) در کامپیوتر استفاده می گردد.
انواع متفاوتی از حافظه درکامپیوتر استفاده می شود: · RAM · ROM · Cache · Dynamic RAM · Static RAM · Flash Memory · Virtual Memory · Video Memory · BIOS استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپیوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای متفاوتی نظیر : تلفن های سلولی، PDA ، رادیوهای اتومبیل ، VCR ، تلویزیون و ...
نیز در ابعاد وسیعی از آنها استفاده می شود.
هر یک از دستگاه های فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می کنند.
مبانی اولیه حافظه با اینکه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسیله ذخیره سازی الکترونیکی اطلاق کرد، ولی اغلب ازاین واژه برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود.
در صورتیکه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات مورد نیاز خود بصورت دائم از هارد دیسک استفاده کند، قطعا" سرعت عملیات پردازنده ( با آن سرعت بالا) کند خواهد گردید.
زمانیکه اطلاعات مورد نیاز پردازنده در حافظه ذخیره گردند، سرعت عملیات پردازنده از بعد دستیابی به داده های مورد نیاز بیشتر خواهد گردید.
از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می گردد.
همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد ، مجموعه متنوعی ازانواع حافظه ها وجود دارد .
پردازنده با توجه به ساختار سلسله مراتبی فوق به آنها دستیابی پیدا خواهد کرد.
زمانیکه در سطح حافظه های دائمی نظیر هارد یا حافظه دستگاه هائی نظیر صفحه کلید، اطلاعاتی موجود باشد که پردازنده قصد استفاده از آنها را داشته باشد ، اطلاعات فوق از طریق حافظه RAM در اختیار پردازنده قرار می گیرند.
در ادامه پردازنده، اطلاعات و داده های مورد نیاز خود را در حافظه Cache و دستورالعمل های خاص عملیاتی خود را در رجیسترها ذخیره می نماید.
تمام عناصر سخت افزاری ( پردازنده، هارد دیسک ، حافظه و ...) و عناصر نرم افزاری ( سیستم عامل و...) بصورت یک گروه عملیاتی به کمک یکدیگر وظایف محوله را انجام می دهند .
بدون شک در این گروه " حافظه " دارای جایگاهی خاص است .
از زمانیکه کامپیوتر روشن تا زمانیکه خاموش می گردد ، پردازنده بصورت پیوسته و دائم از حافظه استفاده می نماید.
بلافاصله پس از روشن نمودن کامپیوتر اطلاعات اولیه ( برنامه POST) از حافظه ROM فعال شده و در ادامه وضعیت حافظه از نظر سالم بودن بررسی می گردد ( عملیات سریع خواندن ، نوشتن ) .در مرحله بعد کامپیوتر BIOS را از طریق ROM فعال خواهد کرد.
BIOS اطلاعات اولیه و ضروری در رابطه با دستگاه های ذخیره سازی، وضعیت درایوی که می بایست فرآیند بوت از آنجا آغاز گردد، امنیت و ...
را مشخص می کند.
در مرحله بعد سیستم عامل از هارد به درون حافظه RAM استقرار خواهد یافت .
بخش های مهم و حیاتی سیستم عامل تا زمانیکه سیستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود.
در ادامه و زمانیکه یک برنامه توسط کاربر فعال می گردد، برنامه فوق در حافظه RAM مستقر خواهد شد.
پس از استقرار یک برنامه در حافظه و آغاز سرویس دهی توسط برنامه مورد نظر در صورت ضرورت فایل های مورد نیاز برنامه فوق، در حافظه مستقر خواهند شد و در نهایت زمانی که به حیات یک برنامه خاتمه داده می شود (Close) یا یک فایل ذخیره می گردد ، اطلاعات بر روی یک رسانه ذخیره سازی دائم ذخیره و در نهایت حافظه از وجود برنامه و فایل های مرتبط ، پاکسازی !
می گردد.
همانگونه که اشاره گردید در هر زمان که اطلاعاتی ، مورد نیاز پردازنده باشد، اطلاعات درخواستی در حافظه RAM مستقر شده تا زمینه استفاده از آنان توسط پردازنده فراهم گردد.
چرخه درخواست اطلاعات موجود درRAM توسط پردازنده ، پردازش اطلاعات توسط پردازنده و نوشتن اطلاعات جدید در حافظه یک سیکل کاملا" پیوسته بوده و در اکثر کامپیوترها سیکل فوق ممکن است در هر ثانیه میلیون ها مرتبه تکرار گردد.
نیاز به سرعت دلیلی بر وجود حافظه های متنوع چرا حافظه در کامپیوتر تا بدین میزان متنوع و متفاوت است ؟
در پاسخ می توان به موارد ذیل اشاره نمود: پردازنده های با سرعت بالا نیازمند دستیابی سریع و آسان به حجم بالائی از داده ها به منظور افزایش بهره وری و کارآئی خود می باشند.
در صورتیکه پردازنده قادر به تامین و دستیابی به داده های مورد نیاز در زمان مورد نظر نباشد، می بایست عملیات خود را متوقف و در انتظار تامین داده های مورد نیاز باشد.
پردازنده های جدید و با سرعت