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 این 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.