آشنایی با انواع مختلف کامپیوتر و رایانه های رایج در دنیا

[Y@SiN]

رایانه یا کامپیوتر چیست what is computer

رایانه یا کامپیوتر ماشینی است که برای پردازش اطلاعات استفاده می‌شود. ورود http://pnu-club.com/imported/mising.jpgاین ماشین به ایران در اوائل دهه ۱۳۴۰ بود که به آن کامپیوتر می گفتند .واژه رایانه در دو دهه اخیر رایج شده و به‌تدریج جای کامپیوتر را گرفت.

ابر رایانه کلمبیا در ناسادر زبان انگیلسی "کامپیوتر" به کسی می گفتند که محاسبات ریاضی را (بدون ابزارهای کمکی مکانیکی) انجام می داد. بر اساس "واژه نامه ریشه یابی Barnhart Concise" واژه کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبان انگلیسی وارد گردید که به معنی "شخصی که محاسبه می‌کند" بوده است و سپس از سال ۱۸۹۷ به ماشینهای محاسبه مکانیکی گفته می شد. در هنگام جنگ جهانی دوم "کامپیوتر" به زنان نظامی انگلیسی و امریکایی که کارشان محاسبه مسیرهای شلیک توپهای بزرگ جنگی توسط ابزاز مشابهی بود، اشاره می کرد.

در اوایل دهه ۵۰ میلادی هنوز اصطلاح ماشین‌ حساب (computing machines) برای معرفی این ماشین‌ها به‌کار می‌رفت; که پس از آن عبارت کوتاه‌تری به نام کامپیوتر(computer) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. برابر این واژه در زبانهای دیگر حتما همان واژه زبان انگلیسی نیست. در زبان فرانسوی واژه "ordinateur"، که معادل "سازمان ده" یا "ماشین مرتب ساز" می باشد به‌کار می‌رود. در اسپانیایی "ordenador" با معنایی مشابه استفاده می‌شود، همچنین در دیگر کشورهای اسپانیایی زبان computadora بصورت انگلیسی مآبانه‌ای ادا می‌شود. در پرتغالی واژه computador به‌کار می‌رود که از واژه computar گرفته شده و به معنای "محاسبه کردن" می باشد. در ایتالیایی واژه "calcolatore" که معنای ماشین حساب بکار می‌رود که بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تاکید دارد. در سوئدی رایانه "dator" خوانده می‌شود که از "data" (داده ها) برگرفته شده است. به فنلاندی "tietokone" خوانده می‌شود که به معنی "ماشین اطلاعات" می باشد. اما در زبان ایسلندی توصیف شاعرانه تری بکار می‌رود، "tölva" که واژه ایست مرکب و به معنای "زن پیشگوی شمارشگر" می باشد. در چینی رایانه "dian nao" یا "مغز برقی" خوانده می‌شود. در انگلیسی واژه‌ها و تعابیر گوناگونی استفاده می‌شود، بعنوان مثال دستگاه داده پرداز("data processing machine".

[Y@SiN]

تاریخچهرایانه یا کامپیوتر computer History

لایبنیتز (leibniz) ریاضی‌دان آلمانی از نخستین کسانی است که در ساختن یک دستگاه خودکار محاسبه کوشش کرد. او که به پدر حسابدارش در تنظیم حساب‌ها کمک می‌کرد، از زمانی که برای انجام محاسبات صرف می‌کرد ناراحت بود.

چارلز بابیج (Charles Babbage) یکی از اولین ماشینهای محاسبه مکانیکی را که به آن ماشین تحلیلی گفته می شد، طراحی نمود، اما بخاطر مشکلات فنی فراوان مورد استفاده قرار نگرفت

در گذشته دستگاههای مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل خط‌کش محاسبه و چرتکه نیز کامپیوتر خوانده می شدند. در برخی موارد از آنها بعنوان رایانه‌های آنالوگ نام برده می‌شود. چراکه برخلاف رایانه‌های رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دو بلکه به‌صورت کمیتهای فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می دهند. چیزی که امروزه از آن بعنوان "رایانه" یاد می‌شود در گذشته به عنوان "رایانه‌های رقمی (دیجیتال)" یاد می‌شد تا آنها را از انواع "رایانه‌های آنالوگ" جدا سازد(که هنوز در برخی موارد استفاده می‌شود مثلا نشانک پرداز آنالوگ (analog signal processing).

[Y@SiN]

رایانه‌ها– کامپوتر چگونه کار می‌کنند

از زمان رایانه‌های اولیه که در سال 1941 ساخته شده بودند تا کنون فناوری‌های دیجیتالی رشد نموده است، معماری فون نوِیمن یک رایانه را به چهار بخش اصلی توصیف می‌کند: واحد محاسبه و منطق (Arithmetic and Logic Unit یا ALU)، واحد کنترل یا حافظه، و ابزارهای ورودی و خروجی ( که جمعا I/O نامیده می‌شود). این بخشها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام گذرگاه (bus) با یکدیگر در پیوند هستند.

[Y@SiN]

کاربردهای رایانه یا کامپیوتر computer

نخستین رایانه‌های رقمی، با قیمتهای زیاد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمی را انجام می دادند، انیاک یک رایانه قدیمی ایالات متحده اصولا طراحی شده تا محاسبات پرتابه‌ای توپخانه و محاسبات مربوط به جدول چگالی نوترونی را انجام دهد. (این محاسبات بین دسامبر 1941 تا ژانویه 1946 روی حجمی بالغ بر یک میلیون کارت پانچ انجام پذیرفت! که این خود طراحی و سپس تصمیم نادرست بکارگرفته شده را نشان می دهد) بسیاری از ابررایانه‌های امروزی صرفاً برای کارهای ویژه محاسبات جنگ افزار هسته‌ای استفاده می‌گردد.

CSIR Mk I نیز که نخستین رایانه استرالیایی بود برای ارزیابی میزان بارندگی در کوههای اسنوئی (Snowy)این کشور بکاررفت، این محاسبات در چارچوب یک پروژه عظیم تولید برقابی انجام گرفت.

برخی رایانه‌ها نیز برای انجام رمزگشایی بکارگرفته می شد، برای مثال Colossus که در جریان جنگ جهانی دوم ساخته شد، جزو اولین کامپیوترهای برنامه‌پذیر بود(البته ماشین تورینگ کامل نبود). هرچند رایانه‌های بعدی می‌توانستند برنامه ریزی شوند تا شطرنج بازی کنند یا تصویر نمایش دهند و سایر کاربردها را نشان دهد.

سیاستمداران و شرکتهای بزرگ نیز رایانه‌های اولیه را برای خودکارسازی بسیاری از مجموعه‌های داده و پردازش کارهایی که قبلا توسط انسان‌ها انجام می گرفت،بکاربستند - برای مثال، نگهداری و بروزرسانی حسابها و دارایی ها. در موسسات پژوهشی نیز دانشمندان رشته‌های مختلف شروع به استفاده از رایانه برای مقاصدشان نمودند.

کاهش پیوسته قیمتهای رایانه باعث شد تا سازمانهای کوچکتر نیز بتوانند آنها را در اختیار بگیرند. بازرگانان، سازمانها، و سیاستمداران اغلب تعداد زیادی از کامپیوترهای کوچک را برای تکمیل وظایفی که قبلا برای تکمیلشان نیاز به رایانه بزرگ (mainframe) گران قیمت و بزرگ بود، به کار بگیرند. مجموعه‌هایی از رایانه‌های کوچکتر در یک محل اغلب بعنوان خادم سرا (server farm) نام برده می‌شود.

با اختراع ریزپردازندهها در دهه 1970 این امکان که بتوان رایانه‌هایی بسیار ارزان قیمت را تولید نمود بوجود آمد. رایانه‌های شخصی برای انجام وظایف بسیاری محبوب گشتند، از جمله کتابداری، نوشتن و چاپ مستندات. محاسبات پیش بینی‌ها و کارهای تکراری ریاضی توسط صفحات گسترده (spreadsheet)، ارتباطات توسط پست الکترونیک، و اینترنت. حضورگسترده رایانه‌ها و سفارشی کردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسیار دیگری بکارگرفته شوند.

در همان زمان، رایانه‌های کوچک، که معمولا با یک برنامه ثابت ارائه می شدند، راهشان را بسوی کاربردهای دیگری بازمی نمودند، کاربردهایی چون لوازم خانگی، خودروها، هواپیماها، و ابزار صنعتی. این پردازشگرهای جاسازی شده کنترل رفتارهای آن لوازم را ساده تر کردند، همچنین امکان انجام رفتارهای پیچیده را نیز فراهم نمودند (برای نمونه، ترمزهای ضدقفل در خودروها). با شروع قرن بیست و یکم، اغلب دستگاههای الکتریکی، اغلب حالتهای انتقال نیرو، اغلب خطوط تولید کارخانه‌ها توسط رایانه‌ها کنترل می‌شوند. اکثر مهندسان پیش بینی می‌کنند که این روند همچنان به پیش برود. یکی از کارهایی که می‌توان بوسیله رایانه انجام داد پروگرام گیرنده ماهواره است.

[Y@SiN]

گونه‌های رایانه یا کامپیوتر computer



فکر می کنید فقط کامپیوتر یا یارانه یک گونه منحصربه فرد آنهم انواع کامپیوتری رومیزی یا لپ تاپ است اگر فکر می کنید ادامه را باهم مرور کنید

[Y@SiN]

رایانه‌های یا کامپیوتر توکار Embedded Computers

در 20 سال گذشته ، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونه‌های قابل ذکر آن می توان جعبه‌های بازی‌های ویدئویی را که بعدها در دستگاههای دیگری از جمله تلفن همراه، دوربین‌های ضبط ویدئویی، و PDAها و دهها هزار وسیله خانگی، صنعتی، خودروسازی و تمام ابزاری که در درون آنها مدارهایی که نیازهای ماشین تورینگ را مهیا ساخته اند، گسترش یافت، را نام برد(اغلب این لوازم برنامه هایی را در خود دارند که بصورت ثابت روی ROM تراشه هایی که برای تغییر نیاز به تعویض دارند،نگاشته شده اند). این رایانه‌ها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شده‌اند "ریزکنترل‌گرها" یا "رایانه‌های توکار" (Embedded Computers) نامیده می شوند. بنابراین تعریف این رایانه‌ها بعنوان ابزاری که با هدف پردازش اطلاعات طراحی گردیده محدودیتهایی دارد. بیشتر می توان آنها را به ماشینهایی تشبیه کرد که در یک مجموعه بزرگتر بعنوان یک بخش حضور دارند مانند دستگاههای تلفن، ماکروفرها و یا هواپیما که این رایانه‌ها بدون تغییر فیزیکی توسط کاربر می توانند برای مقاصد مختلفی بکارگرفته شوند.

[Y@SiN]

كامپيوتر قياسی يا آنالوگ

كامپيوتر قياسی يا آنالوگ كامپيوتری است كه به جای اطلاعات كد دهی شده اعداد را بر مبنای دو داده دائمی که در حال تغيير و همیشه تغييرات ولتاژی را مورد پردازش قرار می‌دهد. كامپيوترهای ديجيتالی مقادير را با سيگنال‌های خاصی بيان می‌كند.

[Y@SiN]

ریزرایانه

قلب هر کامپیوتر دستی یا روی میزی می‌باشد که به عنوان واحد پردازشگر مرکزی شناخته شده است. یک دستگاه محاسبه‌ای کامل است که روی یک تراشه واحد ساخته می‌شود و مجموع دستورات دستگاه را اجرا می‌کند. سه کار مهم را انجام می‌دهد یکی اینکه از واحد همبستگی منطقی/ حساب، استفاده می‌کند یعنی کارهای وابسته به ریاضی چون جمع، تفریق، ضرب و تقسیم‌کردن را انجام می‌دهد, دوم می‌تواند اطلاعات را از مکان یک حافظه به حافظه دیگر انتقال دهد و سوم اینکه می‌تواند تصمیم بگیرد و به یک سری از دستورات جدید که براساس آن تصمیمات می‌باشد جهش کند.

[Y@SiN]

رایانه کوانتومی

عملکرد کار در کامپیوترهای کوانتومی بر اساس سه حالت ۰و۱ وsupervisor می‌باشد.supervisor حالت بین ۰و۱ است.سرعت در کامپیوترهای کوآنتومی ۱۰۱۲ برابر کامپیوترهای معمولی است.

[Y@SiN]

ابررایانه

ابررایانه به رایانه‌ای اطلاق می‌گردد که در زمان معرفی آن در زمینه میزان ظرفیت محاسبه در واحد زمان مقام نخست را در دنیا داشته باشد. این عبارت برای اولین بار توسط مجله «نیویورک ورلد» برای اشاره به جدول‌سازهای آی‌بی‌ام در دانشگاه کلمبیا به کار رفت.

[Y@SiN]

رایانه کوچک مینی کامپیوتر mini computer

مینی کامپیوتر ها کامپیوتر هایی هستند ارزان و حقیقت این است که ابزار برای انواع پردازش اطلاعات ورودی وخروجی به انها ضمیمه شده است در واقع minicomputer ها یک روش ساده و جدید برای توسعه و افزایش تأثیر پردازش اطلاعات هستند که توانایی انسان را افزایش چشمگیری داده اند. mini computer بسیاری ازتکنیک های جدید را رواج داده‌اند که اقتصادی نیز هستند این کامپیوتر ها از اولین و چند کاربرده‌ترین ابزاری هستندکه برای کار نیاز به تعداد زیادی واحد پردازش که به هم batch شده‌اند دارد تا قابلیت شبیه سازی به صورت واحد بیابد ازmini computer ها می‌‌توان به عنوان یک واحد پردازش شخصی که توانایی پاسخگویی به صورت محاوره ای را برای کاربر دارد استفاده کرد و نیاز های او را براورده کرد همچنین بدون نیاز به operator یا خدمات تکنیکی قابل استفاده است بنابراین این یک گام بزرگ در استفاده همگانی در small business,home,organizations است mini computer ها بدون console printerو وسایل جانبی (مثل terminal ورودی اطلاعات که در خرده فروشی برای record خرید ها وتأثیر کارتهای اعتباری validate credit )استفاده می‌‌شود در واقع mini computer هر چه بیشتر استعمال صنعتی بیابد در اتومبیل ها و خانه ها برای سرویس ها خرید و بانک ها به علت توانایی برنامه ریزی منطقی (programble logic capebilty)گسترش مییابد. history of mini computer

همه mini computer ها قابلیت برنامه ریزی دارند و به assembler یا compiler نیاز دارند و به علت انعطاف پزیری انها در مورد multitude application نیز استفاده می‌شوند اولین minicomputer در دهه 60 به‌وسیله Digital Equipment Corporation که توسعه داد PDP-1 را تولید شد

[Y@SiN]

رایانه یا کامپیوتر شخصی Personal Computer

رایانه شخصی یا PC (کوتاه‌شده واژه Personal Computer) به آن دسته از رایانه‌ها گفته می‌شود که برای استفاده شخصی و خانگی بکار می‌رود.

اولین رایانه شخصی تجاری در سال ۱۹۷۸ میلادی توسط شرکت اپل با نام Apple II ارائه شد. این رایانه، ماشین رومیزی کوچکی بود که زبان برنامه نویسی بیسیک را اجرا می‌کرد.

در سال ۱۹۸۱ میلادی نوعی رایانه شخصی توسط شرکت آی‌بی‌ام ارائه شد که موفقیتی بزرگ بود، اما در ژانویه ۱۹۸۴ شرکت اپل رایانه مکینتاش را معرفی نمود.

رایانه شخصی اجزای اصلی مختلفی دارد از قبیل واحد پردازشگر مرکزی، حافظه‌ها، مادربرد، دیسک‌سخت، سیستم عامل، باس پی‌سی‌آی و غیره. وقتی رایانه را روشن می‌کنید از زمان روشن‌کردن تا زمان خاموش کردن آن مراحلی طی می‌شود یعنی سیستم ورودی/ خروجی بسیک تست خودکار خودش را انجام می‌دهد تا ببیند تمام اجزای رایانه درست کار می‌کند یا نه که کلاً به این عمل بوت‌کردن گویند.

دلیل شکست خوردن سایر شرکت ها در مورد ارایه کامپیوتر های شخصی این بود که آنها قابلیت ارتقا نداشتند. و با وجود قیمت مناسب که در ابتدا باعث رونق آنها شده بود این قابلیت را نداشتند و در صورت قدیمی شدن به آسانی آب خوردن دور ریخته می شدند! و این موضوع سبب شد که برای صرفه اقتصادی هم که شده باز مردم به سراغ این شرکت ها بروند و با وجود قیمت بالای آنها مورد توجه قرار بگیرند. مشتریان همیشه به جیبشان نگاه می کنند و دنبال صرفه اقتصادی هستند.

وآن شرکت ها به دلیل تکنولوژی باز ابتدای کار IBM به یاری آن شتافتند و محصولات خود را برای ارتقای IBM PC ساختند در نتیجه باز هم به نفع مشتریان شد.رایانه شخصی بیشتر به رایانه‌های شخصی آی‌بی‌ام اطلاق می گردد. بنابراین، سازگار با PC به مفهوم رایانه‌ای است که بتواند برنامه‌های یک IBM PC را به اجرا درآورد.

از خصوصیات این رایانه‌ها می‌‌توان به موارد زیر اشاره کرد : 1- نسبت به رایانه‌های بزرگ (Main Frame) ارزانتر هستند. 2- تنوع زیادی در شکل و کاربرد آنها وجود دارد. یکی از اشکال رایانه‌های شخصی، رایانه‌های رومیزی هستند.

[Y@SiN]

رایانه پردازنده مرکزی

رایانه های بزرگ( که اغلب در محاوره به ان " اهن بزرگ" میگویند) رایانه های گران قیمت پر قدرت و بزرگی هستند که به طور عمده توسط موسسه های دولتی و شرکت های بزرگ به منظور پردازش داده های با حجم عظیم مورد استفاده قرار می گیرد( از جمله censuses , امار مصرف کننده / صنعت, ERP ,و پردازش تراکنشی بانک). این واژه در اوایل دهه ی 1970 با معرفی رایانه های کوچکتر و ساده تر از جمله سری DEC PDP, که با نام مینی رایانه شناخته شدند,مصطلح شد. این واژه توسط کاربران و صنعت برای توصیف نمونه های بزرگتر اولی( که قبلا به ان " رایانه " می گفتند) استفاده می شد.

توانایی های رایانه های بزرگ جدید بیشتر بر اساس حافظه ی حجیم داخلی , انباره پر ظرفییت و بزرگ خارجی ,ورودی و خروجی سریع و با توان بالا وطراحی درونی با کیفیت ان ها (که باعث اطمینان بیشتر و پشتیبانی پر هزینه اما تکنیکی ان ها شده) تعریف می شود تا با سرعت سی پی یو ان ها. این ماشین ها می توانند سال ها بدون توقف کار کنند ضمن این که در حال اجرا می توان کار تعمیر را بر روی ان ها را انجام داد .فروشندگان رایانه های بزرگ خدماتی از جمله offsite redundancyرا ارایه می دهند- اگر دستگاهی خراب شود , فروشنده به مشتری این اختیار را می دهد تا برنامه های خود را حتی در حین تعمیرات(اغلب به گونه ای که خود مشتری هم متوجه تغییری نشود) اجرا کند. اغلب رایانه های بزرگ هزاران کاربر را که از طریق پایانه های گنگ به ان دسترسی پیدا کرده اند, در ان واحد پشتیبانی می کنند, رایانه های بزرگ اولیه یا این تقسیم زمانرا پشتیبانی می کردند و یا به صورت دسته ای عمل می کردند که چون تنها توابعback officeرا فراهم می نموند کاربران دسترسی مستقیم به خدمات محاسبه را نداشتند. در ان زمان مین فریم ها به خاطر اندازه ی قابل توجه و ملزومات مورد نیاز برای HVAC و انرژی الکتریکی با این نام خوانده می شدند . برخی از رایانه های بزرگ قابلیت اجرا ( و یا " میزبانی"http://pnu-club.com/imported/mising.jpg چندین سیستم عامل را دارند و مانند چند ماشین مجازی کار می کنند نه یک رایانه.در این نقش ,یک رایانه ی بزرگ می تواند جایگزین ده ها و یا صد ها رایانه ی خانگی کوچک شده, و در حالی که اطمینان و تبحر بالایی را فراهم می اورد هزینه ی مدیریت و اداره را کاهش می دهد,اطمینان به خاطر افزایش سخت افزار که در بالا به ان اشاره شد و تبحر به این خاطر که منابع سخت افزاری را می توان در " ماشین های مجازی" طبق نیاز جا سازی نمود .این کار را به زحمت می توان با رایانه های شخصی انجام داد چون اضافه و یا کم کردن منابع سخت افزاری مستلزم این است که رایانه از خط خارج شود از این گذشته محدودیت های سخت افزاری خود مانعی بزرگ است . رایانه ی بزرگ به عنوان میزبان " ماشین های مجازی" می توانند انرژی خام روزمره ی ان ها و همچنین انعطاف پذیری یک شبکه از رایانه های خانگی را برای ان ها فراهم کند. با وجود شرکت های تولید کننده ی رایانه های بزرگ مانند شرکت های هیتاچی , فوجیتسو و امداهل , رایانه های مین فریم ای بی ام همچنان در بازار پیشتاز هستند. قیمت ها از چند صد هزار دلار شروع می شود .

[Y@SiN]

رایانه های بزرگ در برابر ابر رایانه ها

تمایز بین ابر رایانه ها و رایانه های بزرگ مشهود و ثابت نیست اما به طور کلی می توان گفت ابررایانه ها بر مسایلی که نیازمند سرعت محاسبه بالا هستند و رایانه های بزرگ بر مسایلی که نیازمند اطمینان و دقت بالابوده و بر ورودی و خروجی متکی است تمرکز دارند. به عنوان نتیجه گیری:

ابررایانه ها اغلب هزاران پردازنده دارند, از همسانی( parallelism)حجیم بهره می گیرند در حالی که رایانه های مین فریم از یک و یا تعداد کمی ( تا چند ده تا) پردازنده استفاده می کنند.

چون همسانی برای برنامه نویس قابل رویت است,برنامه ریزی ابر رایانه ها مشکل است .در رایانه های بزرگ همسانی محدود ( اگر وجود داشته باشد) از دید برنامه نویس پنهان است.

ابر رایانه ها براساس محاسبات پیچیده که نیاز مند حافظه ی زیادی هستند و رایانه بزرگ برای محاسبات ساده که نیاز مند دسترسی به مقادیر هنگفت داده های خارجی پایگاه داده است بهینه شده اند.

ابر رایانه ها برای کار های علمی و نظامی و رایانه های بزرگ برای مقاصد کاری و غیر نظامی کاربرد دارند.

[Y@SiN]

انواع کامپیوتر بیشتر بدانیم

کامپیوترها در گروههای مختلفی دسته بندی می‌شوند، هر چند مرز این گروهها همیشه کاملا واضح نبوده و می‌توان آنها را به صورت طیفی یا تغییر تدریجی در نظر گرفت. در یک سوی این طیف، کامپیوترهای Main Frame قرار دارند.

کامپیوترها در گروههای مختلفی دسته بندی می شوند ، هر چند مرز این گروهها همیشه کاملا واضح نبوده و می توان آنها را به صورت طیفی یا تغییر تدریجی در نظر گرفت . در یک سوی این طیف ، کامپیوترهای Main Frame قرار دارند .