دانلود مقاله کامل درباره رایانه (کامپیوتر)

اختصاصی از فی گوو دانلود مقاله کامل درباره رایانه (کامپیوتر) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

<!--StartFragment-->

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 27

مقدمه :

رایانه (کامپیوتر)که حاصل فکر، و خلاقیت و فناوری است،اکنون به شرکتها،اداره ها،و حتی خانه های مردم درسراسر جهان راه یافته و تقریباً همه جا را تسخیر کرده است.

انسان به وسیله رایانه می تواند کارهایی از قبیل عملیات پیچیده ی حسابداری،طراحی ساختمان ،طراحی ساختمان،طراحی پارچه،ساخت فیلم های کارتونی وو عملیات پیچیده ی ریاضی و هزاران کار دیگر را انجام دهد.به وسیله ی شبکه های اطلاع رسانی رایانه ای جهانی در هر روز یا شب با دورترین نقاط جهان ارتباط برقرار کند، و یا پیام هایی را بفرستد و دریافت کند.کامپیوتر از 2 بخش کلی تشکیل شده است،وروی – خروجی

ورودی یعنی اینکه ما اطلاعاتی را به رایانه می دهیم و کامپیوتر آنرا تجزیه و تحلیل می کند و سپس به وسیلة خروجی که ممکن است مانیتور و یا اسپیکر باشد به ما می دهد.

کامپیوتر از قطعاتی به نام – سی پی یو – هارد – مادربرد- سی پی یو مغز کامپیوتر ، هارد اطلاعات ذخیره کرده را در خود نگه می دارد.مادربرد،قطعات کامپیوتری بر روی آن نصب می شود.کامپیوتر از قسمت های دیگری مانند:کیس،موس،مانیتور،اسپیکر تشکیل شده است.

امروزه کامپیوتر در انجام اغلب امور زندگی انسانها نقش مهمی ایفا می کند.هرروز سخت افزارهای سریعتر کوچکتر ارزانتر و جدیدتری به بازار می آیند.نرم افزارهای ساده تر سریع تر و کاراتر می گردند و بر روند پیشرفت علوم گوناگون تأثیر می گذارند.

  کامپیوتر و اینترنت

• کل کارهائی که کامپیوتر انجام می دهد عبارتست از عملیات بر روی داده ها و این داده ها درگروههای منطقی سازمان دهی شده است.یک فیلد اطلاعاتی (قلم داده ای)عنصر کوچکی است که شامل کاراکترهای مرتبطی می باشد و بعنوان یک واحد تلقی می شود.از اتحاد و تجمع فیلدهای مرتبط،رکوردها شکل می گیرند.آنگاه رکوردهای مرتبط فایل را ایجاد می کنند.در مرحلة بعدی ممکن است که مجموعه ای از عناصر منطقی مرتبط (مثل فایلهای مرتبط)یک پایگاه داده ها(بانک اطلاعاتی)را سازمان دهی نمایند.
• کامپیوترها چهار نوع عملیات بر روی داده ها انجام می دهند:ورودی/ خروجی،عملیات بر روی متون و محاسبات،منطقی/مقایسه ای و

بازیابی/ذخیره سازی.نمونه های کاربردی.

3-اگر دستگاهی داشته باشید که بتواند ولتاژ زیاد و ولتاژ کم را تولید کند،می توانید از ولتاژ زیاد برای نمایش او و از ولتاژ کم برای نمایش استفاده کنید.(تراشه های داخلی کامپیوتر از همین روش (ولتاژی)استفاده می کنند.

4-اگر بتوانید بر روی یک سطح ذرات مغناطیسی را به گونه ای تنظیم کنید که جهات مغناطیسی مخالف هم را داشته باشد،می توانید یک جهت را برای نشان دادن او جهت دیگر را برای نشان دادن بکار ببرید(از این روش در وسایل ذخیره سازی مغناطیسی مانند دیسکها و نوارهای مغناطیسی (مثل نوار کاست معمولی)برای ذخیره کردن ها و 1 استفاده می شود.

5- اگر خازنی داشته باشید که بتواند دارای بار الکتریکی (شارژ)یا بدون بارالکتریکی(شارژ)باشد،می توانید از حالت شارژ برای نمایش مثلا او از حالت دشارژ برای نمایش استفاده کنید.

6- اگر یک دستگاه چاپ کامپیوتری داشته باشید که نقطه ها را برروی صفحات کاغذ چاپ می کند،می توانید از 1 برای نمایش نقاطی که بر روی کاغذ وجود دارند و از برای نمایش نقاط سفید باقیمانده استفاده کنید.

7- اگر سطح کوچکی داشته باشید که بتواند به همان صورت یا سوراخ باشد

می توانید از سطح سوراخ شده برای نمایش مثلا او از سطح سوراخ نشده برای نمایش استفاده کنید.

در مورد ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات می توان گفت اگر سیمی داشته باشید که بتواند دارای ولتاژ بالا و ولتاژپایین باشد،می توانید از ولتاژ بالا مثلا یک را نشان دهید برای خواندن اطلاعات از حافظه الکترونیکی و از ولتاژ پایین که صفر را نمایش می دهد برای نوشتن اطلاعات در حافظه استفاده کنید(در حافظه های الکترونیکی این سیم اعمال خواندن و نوشتن را کنترل می کند)

بسیاری از مردم کامپیوتر را یک ماشین حساب سریع می پندارند،در حالیکه تنها یک وسیلة محاسباتی نبوده بلکه ماشینی است که قادر به انجام محاسبات پیچیدة ریاضی بوده و سایر عملیات غیرریاضی را بر روی نشانه های الفائی عددی و دیگر نشانه هائی که همگی از آنها برای بیان موضوعات مختلف استفاده می کنیم،انجام می دهد…کامپیوتر هوش و تقویت شده ای است که به انسان این آزادی عمل را می دهد که از اوقاتش به نحوی مؤثرتر استفاده کند.به عبارت دقیق تر،کامپیوتر یک سیستم پردازش سریع و دقیق ورودی (اطلاعات خام)را دریافت و ذخیره کرده،آنها را پردازش کرده و سرانجام خروجی(اطلاعات عمل آمده)را براساس دستورالعمل های یک برنامة ذخیره شده تهیه شده تهیه کند.

قابلیت های سرعت و دقت کامپیوتر که عملیات را مرحله به مرحله انجام می دهد،می تواند اعداد را جمع و تفریق کند،با مقایسة حروف آنها را به ترتیب الفبا مرتب کند و حروف و اعداد را کپی کرده یا انتقال دهد.دراین عملیات چیز خاصی وجود ندارد لیکن آنچه دارای اهمیت است،سرعت کامپیوتر می باشد.زمان مورد نیاز کامپیوترها برای اجرای عملیات اصلی جمع و تفریق می تواند از چند میکروثانیه(تریلیوم ثانیه)برای انواع بزرگتر متفاوت باشد.همچنین کامپیوترهای کوچک می تواند صدها هزار عمل را در یک ثانیه انجام دهند و این در حالی است که سیستم های بزرگتر قادر به انجام چندین میلیون عمل در یک ثانیه می باشند.

علاوه برسرعت کامپیوترها بسیار دقیق(ACCURATE) می باشند.مدارهای کامپیوتر الکترونیکی بوده و فاقد قسمتهای مکانیکی می باشند،بنابراین استهلاک چندانی ندارند و می توانند درهر ثانیه صدها هزار (یا میلیون ها)عمل محاسباتی را انجام دهند.این مدارها می توانند روزها و ساعت ها بدون خطا کار کنند.اگر داده های ورودی به کامپیوتر صحیح و همچنین دستورالعمل‌های برنامه مطمئن باشند،آنگاه می توانیم انتظار خروجی دقیق را از کامپیوتر داشته باشیم.کامپیوتر و نسل های آن 1- نسل اول (1959-1951) به کامپیوترهائی که تا اواخر سال 1959 ساخته شد،گفته می شود.کامپیوترهای ABC و ENIAC‌ وUNIVA   از کامپیوترهای این دوره است که از جمله مشخصات آنها استفاده از لامپ خلاء‌و رله در ساختمان کامپیوتر(و در نتیجه اشغال حجم زیادی از فضا)،مصرف زیادبرق،گران بودن و نیاز به محیطی کاملاً کنترل شده(درجه حرارت،رطوبت و غیره)را می توان برشمرد.

2- نسل دوم (1959-1964) اختراع ترانزیستور و استفاده از آن در کامپیوتر موجب کاهش قیمت،مصرف برق،سرعت و حجم کامپیوترها گردید.در این نسل کامپیوترهای این دوره می توان از IBM 1401   نام برد.

3- نسل سوم(1964-197) ترکیب تعداد زیادی ترانزیستور و عناصر دیگر در یک قطعه الکترونیکی به نام تراشة مدار مجتمع باعث شد که باز هم کامپیوترهای این دوره ارزانتر،با مصرف برق کمتر،سریعتر و کوچکتر شوند.سری کامپیوترهای IBM 360‌ و نخستین مینی کامپیوتر به نام PDP‌ کمپانی دیجیتال از کامپیوترهای معروف این دوره به شمار می روند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

<!--EndFragment-->

دانلود تحقیق کامل درمورد کامپیوتر

اختصاصی از فی گوو دانلود تحقیق کامل درمورد کامپیوتر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 20

در زبان انگلیسی «کامپیوتر» به کسی می‌گفتند که محاسبات ریاضی را (بدون ابزارهای کمکی مکانیکی) انجام می‌داد. بر اساس «واژه‌نامه ریشه‌یابی Barnhart Concise» واژه کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبان انگلیسی وارد گردید که به معنی «شخصی که محاسبه می‌کند» بوده‌است و سپس از سال ۱۸۹۷ به ماشین‌های محاسبه مکانیکی گفته می‌شد. در هنگام جنگ جهانی دوم «کامپیوتر» به زنان نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیرهای شلیک توپ‌های بزرگ جنگی توسط ابزار مشابهی بود، اشاره می‌کرد.

در اوایل دهه ۵۰ میلادی هنوز اصطلاح ماشین‌ حساب (computing machines) برای معرفی این ماشین‌ها به‌کار می‌رفت. پس از آن عبارت کوتاه‌تر کامپیوتر (computer) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. ورود این ماشین به ایران در اوائل دهه ۱۳۴۰ بود و در فارسی از آن زمان به آن «کامپیوتر» می‌گفتند. واژه رایانه در دو دهه اخیر در فارسی رایج شده و به‌تدریج جای «کامپیوتر» را گرفت.
برابر این واژه در زبان‌های دیگر حتما همان واژه زبان انگلیسی نیست. در زبان فرانسوی واژه "ordinateur"، که معادل «سازمان‌ده» یا «ماشین مرتب‌ساز» می‌باشد به‌کار می‌رود. در اسپانیایی "ordenador" با معنایی مشابه استفاده می‌شود، همچنین در دیگر کشورهای اسپانیایی زبان computadora بصورت انگلیسی‌مآبانه‌ای ادا می‌شود. در پرتغالی واژه computador به‌کار می‌رود که از واژه computar گرفته شده و به معنای «محاسبه کردن» می‌باشد. 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" (داده‌ها) برگرفته شده‌است. به فنلاندی "tietokone" خوانده می‌شود که به معنی «ماشین اطلاعات» می‌باشد. اما در زبان ایسلندی توصیف شاعرانه‌تری بکار می‌رود، «tölva» که واژه‌ایست مرکب و به معنای «زن پیشگوی شمارشگر» می‌باشد. در چینی رایانه «dian nao» یا «مغز برقی» خوانده می‌شود. در انگلیسی واژه‌ها و تعابیر گوناگونی استفاده می‌شود، به‌عنوان مثال دستگاه داده‌پرداز («data processing machine»).

تاریخچه

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 می‌شد، 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 می‌شدند. در برخی موارد از آن‌ها به‌عنوان کامپیوترهای آنالوگ نام برده می‌شود. چراکه برخلاف کامپیوترهای رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دو بلکه به‌صورت کمیت‌های فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می‌دهند. چیزی که امروزه از آن به‌عنوان «کامپیوتر» یاد می‌شود در گذشته به عنوان «کامپیوترهای رقمی (دیجیتال)» یاد می‌شد تا آن‌ها را از انواع «کامپیوترهای آنالوگ» جدا سازد(که هنوز در برخی موارد استفاده می‌شود مثلاً نشانک پرداز آنالوگ (analog signal processing).

تعریف داده و اطلاعات

داده به آن دسنه از ورودی‌هایی خام گفته می‌شود که برای پردازش به رایانه ارسال می‌شوند.

اطلاعات به داده‌های پردازش شده می‌گویند.

رایانه‌ها چگونه کار می‌کنند؟

از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا کنون فناوری‌های دیجیتالی رشد نموده‌است، 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.

حافظه

در این سامانه، حافظه بصورت متوالی شماره گذاری شده در خانه‌ها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌باشند. داده‌ها ممکن است دستورالعمل‌هایی باشند که به رایانه می‌گویند که چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک دستورالعمل باشد. اندازه هر خانه، وتعداد خانه‌ها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است، همچنین فناوری‌های بکاررفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه‌ای به رایانه دیگر در تغییر است(از بازپخش‌کننده‌های الکترومکانیکی تا تیوپ‌ها و فنرهای پر شده از جیوه و یا ماتریس‌های ثابت مغناطیسی و در آخر ترانزیستورهای واقعی و مدار مجتمع‌ها با میلیون‌ها خازن روی یک تراشه تنها).

پردازش

واحد محاسبه و منطق یا ALU دستگاهی است که عملیات پایه مانند چهار عمل اصلی حساب (جمع و تفریق و ضرب و تقسیم)، عملیات منطقی (و،یا،نقیض)، عملیات قیاسی (برای مثال مقایسه دو بایت برای شرط برابری) و دستورات انتصابی برای مقدار دادن به یک متغیر را انجام می‌دهد. این واحد جائیست که «کار واقعی» در آن صورت می‌پذیرد. البته CPUها به دو دسته کلی RISC و CISC تقسیم بندی می‌شوند. نوع اول پردازش‌گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند. پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده در واحد محاسبه و منطق خود دارای اعمال و دستوراتی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یا منطقی می‌باشند. تنوع دستورات این دسته از پردازنده‌ها تا حدی است که توضیحات آن‌ها خود می‌تواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند. پردازنده‌های مبتنی بر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش می‌دهند و در حقیقت برای برنامه‌نویسی برای این پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگینی بر دوش برنامه‌نویس است. این پردازنده‌ها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی و مقایسه‌ای به علاوه چند دستور بی‌اهمیت دیگر می‌باشند.هرچند ذکر این نکته ضروری است که دستورات پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور ساده تشکیل شده‌اند و برای پیاده‌سازی این دستورات در معماری‌های مختلف از پیاده‌سازی سخت‌افزاری(معماری CISC) و پیاده‌سازی نرم‌افزاری(معماری RISC) استفاده می‌شود.

(قابل ذکر است پردازنده‌های اینتل از نوع پردازنده مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند.)

واحد کنترل همچنین این مطلب را که کدامین بایت از حافظه حاوی دستورالعمل فعلی اجرا شونده‌است را تعقیب می‌کند، سپس به واحد محاسبه و منطق اعلام می‌کند که کدام عمل اجرا و از حافظه دریافت شود و نتایج به بخش اختصاص داده شده از حافظه ارسال گردد. بعد از یک بار عمل، واحد کنترل به دستورالعمل بعدی ارجاع می‌کند(که معمولاً در خانه حافظه بعدی قرار دارد، مگر اینکه دستورالعمل جهش دستورالعمل بعدی باشد که به رایانه اعلام می‌کند دستورالعمل بعدی در خانه دیگر قرار گرفته‌است).

ورودی/خروجی

بخش ورودی/خروجی (I/O) این امکان را به رایانه می‌دهد تا اطلاعات را از جهان بیرون تهیه و نتایج آن‌ها را به همان جا برگرداند. محدوده فوق العاده وسیعی از دستگاه‌های ورودی/خروجی وجود دارد، از خانواده آشنای صفحه‌کلیدها، نمایشگرها، نَرم‌دیسک گرفته تا دستگاه‌های کمی غریب مانند رایابین‌ها (webcams). (از سایر ورودی/خروجی‌ها می‌توان موشواره mouse، قلم نوری، چاپگرها (printer)، اسکنرها، انواع لوح‌های فشرده(CD, DVD) را نام برد ).

چیزی که تمامی دستگاه‌های عمومی در آن اشتراک دارند این است که آن‌ها رمزکننده اطلاعات از نوعی به نوع دیگر که بتواند مورد استفاده سیستم‌های رایانه دیجیتالی قرار گیرد، هستند. از سوی دیگر، دستگاه‌های خروجی آن اطلاعات به رمز شده را رمزگشایی می‌کنند تا کاربران آن‌ها را دریافت نمایند. از این رو یک سیستم رایانه دیجیتالی یک نمونه از یک سامانه داده‌پردازی می‌باشد.

دستورالعمل‌ها

هر رایانه تنها دارای یک مجموعه کم تعداد از دستورالعمل‌های ساده و تعریف شده می‌باشد. از انواع پرکاربردشان می‌توان به دستورالعمل «محتوای خانه ۱۲۳ را در خانه ۴۵۶ کپی کن!»، «محتوای خانه ۶۶۶ را با محتوای خانه ۰۴۲ جمع کن، نتایج را در خانه ۰۱۳ کن!»، «اگر محتوای خانه ۹۹۹ برابر با صفر است، به دستورالعمل واقع در خانه ۳۴۵ رجوع کن!».

دستورالعمل‌ها در داخل رایانه بصورت اعداد مشخص شده‌اند - مثلاً کد دستور العمل (copy instruction) برابر ۰۰۱ می‌تواند باشد. مجموعه معین دستورالعمل‌های تعریف شده که توسط یک رایانه ویژه پشتیبانی می‌شود را زبان ماشین می‌نامند. در واقعیت، اشخاص معمولاً به [زبان ماشین]] دستورالعمل نمی‌نویسند بلکه بیشتر به نوعی از انواع سطح بالای زبان‌های برنامه‌نویسی، برنامه‌نویسی می‌کنند تا سپس توسط برنامه ویژه‌ای (تفسیرگرها (interpreters) یا همگردان‌ها (compilers) به دستورالعمل ویژه ماشین تبدیل گردد. برخی زبان‌های برنامه‌نویسی از نوع بسیار شبیه و نزدیک به زبان ماشین که اسمبلر (یک زبان سطح پایین) نامیده می‌شود، استفاده می‌کنند؛ همچنین زبان‌های سطح بالای دیگری نیز مانند پرولوگ نیز از یک زبان انتزاعی و چکیده که با زبان ماشین تفاوت دارد بجای دستورالعمل‌های ویژه ماشین استفاده می‌کنند.

معماری‌ها

در رایانه‌های معاصر واحد محاسبه و منطق را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که واحد پردازشی مرکزی (CPU) نامیده می‌شود، جمع نموده‌اند. عموما، حافظه رایانه روی یک مدار مجتمع کوچک نزدیک CPU قرار گرفته. اکثریت قاطع بخش‌های رایانه تشکیل شده‌اند از سامانه‌های فرعی (به عنوان نمونه، منبع تغذیه) و یا دستگاه‌های ورودی/خروجی.

برخی رایانه‌های بزرگ‌تر چندین CPU و واحد کنترل دارند که بصورت هم‌زمان با یکدیگر درحال کارند. این‌گونه رایانه‌ها بیشتر برای کاربردهای پژوهشی و محاسبات علمی بکار می‌روند.

کارایی رایانه‌ها بنا به تئوری کاملاً درست است. رایانه داده‌ها و دستورالعمل‌ها را از حافظه‌اش واکشی (fetch) می‌کند. دستورالعمل‌ها اجرا می‌شوند، نتایج ذخیره می‌شوند، دستورالعمل بعدی واکشی می‌شود. این رویه تا زمانی که رایانه خاموش شود ادامه پیدا می‌کند. واحد پردازنده مرکزی در رایانه‌های شخصی امروزی مانند پردازنده‌های شرکت ای-ام-دی و شرکت اینتل از معماری موسوم به Pipeline استفاده می‌شود و در زمانی که پردازنده در حال ذخیره نتیجه یک دستور است مرحله اجرای دستور قبلی و مرحله واکشی دستور قبل از آن را آغاز می‌کند. همچنین این رایانه‌ها از سطوح مختلف حافظه نهانگاهی استفاده می‌کنند که در زمان دسترسی به حافظه اصلی صرفه‌جویی کنند.

برنامه‌ها

برنامه رایانه‌ای فهرست‌های بزرگی از دستورالعمل‌ها (احتمالاً به همراه جدول‌هائی از داده) برای اجرا روی رایانه هستند. خیلی از رایانه‌ها حاوی میلیون‌ها دستورالعمل هستند، و بسیاری از این دستورات به تکرار اجرا می‌شوند. یک رایانه‌ شخصی نوین نوعی (درسال ۲۰۰۳) می‌تواند در ثانیه میان ۲ تا ۳ میلیارد دستورالعمل را پیاده نماید. رایانه‌ها این مقدار محاسبه را صرف انجام دستورالعمل‌های پیچیده نمی‌کنند. بیشتر میلیون‌ها دستورالعمل ساده را که توسط اشخاص باهوشی «برنامه نویسان» در کنار یکدیگر چیده شده‌اند را اجرا می‌کنند. برنامه‌نویسان خوب مجموعه‌هایی از دستورالعمل‌ها را توسعه می‌دهند تا یکسری از وظایف عمومی را انجام دهند(برای نمونه، رسم یک نقطه روی صفحه) و سپس آن مجموعه دستورالعمل‌ها را برای دیگر برنامه‌نویسان در دسترس قرار می‌دهند.(اگر مایلید «یک برنامه‌نویس خوب» باشید به این مطلب مراجعه نمایید.)

رایانه‌های امروزه، قادرند چندین برنامه را در آن واحد اجرا نمایند. از این قابلیت به عنوان چندکارگی (multitasking) نام برده می‌شود. در واقع، CPU یک رشته دستورالعمل‌ها را از یک برنامه اجرا می‌کند، سپس پس از یک مقطع ویژه زمانی دستورالعمل‌هایی از یک برنامه دیگر را اجرا می‌کند. این فاصله زمانی اکثرا به‌عنوان یک برش زمانی (time slice) نام برده می‌شود. این ویژگی که CPU زمان اجرا را بین برنامه‌ها تقسیم می‌کند، این توهم را بوجود می‌آورد که رایانه هم‌زمان مشغول اجرای چند برنامه‌است. این شبیه به چگونگی نمایش فریم‌های یک فیلم است، که فریم‌ها با سرعت بالا در حال حرکت هستند و به نظر می‌رسد که صفحه ثابتی تصاویر را نمایش می‌دهد. سیستم عامل همان برنامه‌ای است که این اشتراک زمانی را بین برنامه‌های دیگر تعیین می‌کند.

سیستم عامل

رایانه همیشه نیاز دارد تا برای بکارانداختنش حداقل یک برنامه روی آن در حال اجرا باشد. تحت عملکردهای عادی این برنامه همان سیستم عامل یا OS است. سیستم یا سامانه عامل تصمیم می‌گیرد که کدام برنامه اجرا شود، چه زمان، از کدام منابع (مثل حافظه، ورودی/خروجی و ...) استفاده شود. همچنین سیستم عامل یک لایه انتزاعی بین سخت افزار و برنامه‌های دیگر که می‌خواهند از سخت افزار استفاده کنند، می‌باشد، که این امکان را به برنامه نویسان می‌دهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هر قطعه الکترونیکی از سخت افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه برنامه‌نویسی نمایند.

کاربردهای رایانه

نخستین رایانه‌های رقمی، با قیمت‌های زیاد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمی را انجام می‌دادند، 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 ۱۹۴۱ تا ژانویه ۱۹۴۶ روی حجمی بالغ بر یک میلیون کارت پانچ انجام پذیرفت! که این خود طراحی و سپس تصمیم نادرست بکارگرفته شده را نشان می‌دهد) 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 می‌شد، 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 برنامه‌ریزی 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 می‌گرفت، بکار بستند - برای مثال، نگهداری و بروزرسانی حساب‌ها و دارایی‌ها. 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 به‌عنوان 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. حضور گسترده رایانه‌ها و سفارشی کردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسیار دیگری بکارگرفته شوند.

در همان زمان، رایانه‌های کوچک، که معمولاً با یک برنامه ثابت ارائه می‌شدند، راهشان را بسوی کاربردهای دیگری باز می‌نمودند، کاربردهایی چون لوازم خانگی، خودروها، هواپیماها، و ابزار صنعتی. این پردازشگرهای جاسازی شده کنترل رفتارهای آن لوازم را ساده‌تر 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 به‌وسیله رایانه انجام داد پروگرام گیرنده ماهواره‌است.

گونه‌های رایانه

رایانه‌های توکار

در ۲۰ سال گذشته ، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونه‌های قابل ذکر آن می‌توان 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 ساخته‌اند، گسترش یافت، را نام برد(اغلب این لوازم برنامه‌هایی را در خود دارند که بصورت ثابت روی ROM تراشه‌هایی که برای تغییر نیاز به تعویض دارند،نگاشته شده‌اند). این رایانه‌ها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شده‌اند «ریزکنترل‌گرهاً یا »رایانه‌های توکار" (Embedded Computers) نامیده می‌شوند. بنابراین تعریف این رایانه‌ها به‌عنوان ابزاری که با هدف پردازش اطلاعات طراحی گردیده محدودیت‌هایی دارد. بیشتر می‌توان آنها را به ماشین‌هایی تشبیه کرد که در یک مجموعه بزرگ‌تر به‌عنوان یک بخش حضور دارند مانند دستگاه‌های تلفن، ماکروفرها و یا هواپیما که این رایانه‌ها بدون تغییر فیزیکی توسط کاربر می‌توانند برای مقاصد مختلفی بکارگرفته شوند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید

دانلود تحقیق کامل درمورد رایانه (کامپیوتر)

اختصاصی از فی گوو دانلود تحقیق کامل درمورد رایانه (کامپیوتر) دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 27

مقدمه :

رایانه (کامپیوتر)که حاصل فکر، و خلاقیت و فناوری است،اکنون به شرکتها،اداره ها،و حتی خانه های مردم درسراسر جهان راه یافته و تقریباً همه جا را تسخیر کرده است.

انسان به وسیله رایانه می تواند کارهایی از قبیل عملیات پیچیده ی حسابداری،طراحی ساختمان ،طراحی ساختمان،طراحی پارچه،ساخت فیلم های کارتونی وو عملیات پیچیده ی ریاضی و هزاران کار دیگر را انجام دهد.به وسیله ی شبکه های اطلاع رسانی رایانه ای جهانی در هر روز یا شب با دورترین نقاط جهان ارتباط برقرار کند، و یا پیام هایی را بفرستد و دریافت کند.کامپیوتر از 2 بخش کلی تشکیل شده است،وروی – خروجی

ورودی یعنی اینکه ما اطلاعاتی را به رایانه می دهیم و کامپیوتر آنرا تجزیه و تحلیل می کند و سپس به وسیلة خروجی که ممکن است مانیتور و یا اسپیکر باشد به ما می دهد.

کامپیوتر از قطعاتی به نام – سی پی یو – هارد – مادربرد- سی پی یو مغز کامپیوتر ، هارد اطلاعات ذخیره کرده را در خود نگه می دارد.مادربرد،قطعات کامپیوتری بر روی آن نصب می شود.کامپیوتر از قسمت های دیگری مانند:کیس،موس،مانیتور،اسپیکر تشکیل شده است.

امروزه کامپیوتر در انجام اغلب امور زندگی انسانها نقش مهمی ایفا می کند.هرروز سخت افزارهای سریعتر کوچکتر ارزانتر و جدیدتری به بازار می آیند.نرم افزارهای ساده تر سریع تر و کاراتر می گردند و بر روند پیشرفت علوم گوناگون تأثیر می گذارند.

  کامپیوتر و اینترنت

• کل کارهائی که کامپیوتر انجام می دهد عبارتست از عملیات بر روی داده ها و این داده ها درگروههای منطقی سازمان دهی شده است.یک فیلد اطلاعاتی (قلم داده ای)عنصر کوچکی است که شامل کاراکترهای مرتبطی می باشد و بعنوان یک واحد تلقی می شود.از اتحاد و تجمع فیلدهای مرتبط،رکوردها شکل می گیرند.آنگاه رکوردهای مرتبط فایل را ایجاد می کنند.در مرحلة بعدی ممکن است که مجموعه ای از عناصر منطقی مرتبط (مثل فایلهای مرتبط)یک پایگاه داده ها(بانک اطلاعاتی)را سازمان دهی نمایند.
• کامپیوترها چهار نوع عملیات بر روی داده ها انجام می دهند:ورودی/ خروجی،عملیات بر روی متون و محاسبات،منطقی/مقایسه ای و

بازیابی/ذخیره سازی.نمونه های کاربردی.

3-اگر دستگاهی داشته باشید که بتواند ولتاژ زیاد و ولتاژ کم را تولید کند،می توانید از ولتاژ زیاد برای نمایش او و از ولتاژ کم برای نمایش استفاده کنید.(تراشه های داخلی کامپیوتر از همین روش (ولتاژی)استفاده می کنند.

4-اگر بتوانید بر روی یک سطح ذرات مغناطیسی را به گونه ای تنظیم کنید که جهات مغناطیسی مخالف هم را داشته باشد،می توانید یک جهت را برای نشان دادن او جهت دیگر را برای نشان دادن بکار ببرید(از این روش در وسایل ذخیره سازی مغناطیسی مانند دیسکها و نوارهای مغناطیسی (مثل نوار کاست معمولی)برای ذخیره کردن ها و 1 استفاده می شود.

5- اگر خازنی داشته باشید که بتواند دارای بار الکتریکی (شارژ)یا بدون بارالکتریکی(شارژ)باشد،می توانید از حالت شارژ برای نمایش مثلا او از حالت دشارژ برای نمایش استفاده کنید.

6- اگر یک دستگاه چاپ کامپیوتری داشته باشید که نقطه ها را برروی صفحات کاغذ چاپ می کند،می توانید از 1 برای نمایش نقاطی که بر روی کاغذ وجود دارند و از برای نمایش نقاط سفید باقیمانده استفاده کنید.

7- اگر سطح کوچکی داشته باشید که بتواند به همان صورت یا سوراخ باشد

می توانید از سطح سوراخ شده برای نمایش مثلا او از سطح سوراخ نشده برای نمایش استفاده کنید.

در مورد ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات می توان گفت اگر سیمی داشته باشید که بتواند دارای ولتاژ بالا و ولتاژپایین باشد،می توانید از ولتاژ بالا مثلا یک را نشان دهید برای خواندن اطلاعات از حافظه الکترونیکی و از ولتاژ پایین که صفر را نمایش می دهد برای نوشتن اطلاعات در حافظه استفاده کنید(در حافظه های الکترونیکی این سیم اعمال خواندن و نوشتن را کنترل می کند)

بسیاری از مردم کامپیوتر را یک ماشین حساب سریع می پندارند،در حالیکه تنها یک وسیلة محاسباتی نبوده بلکه ماشینی است که قادر به انجام محاسبات پیچیدة ریاضی بوده و سایر عملیات غیرریاضی را بر روی نشانه های الفائی عددی و دیگر نشانه هائی که همگی از آنها برای بیان موضوعات مختلف استفاده می کنیم،انجام می دهد…کامپیوتر هوش و تقویت شده ای است که به انسان این آزادی عمل را می دهد که از اوقاتش به نحوی مؤثرتر استفاده کند.به عبارت دقیق تر،کامپیوتر یک سیستم پردازش سریع و دقیق ورودی (اطلاعات خام)را دریافت و ذخیره کرده،آنها را پردازش کرده و سرانجام خروجی(اطلاعات عمل آمده)را براساس دستورالعمل های یک برنامة ذخیره شده تهیه شده تهیه کند.

قابلیت های سرعت و دقت کامپیوتر که عملیات را مرحله به مرحله انجام می دهد،می تواند اعداد را جمع و تفریق کند،با مقایسة حروف آنها را به ترتیب الفبا مرتب کند و حروف و اعداد را کپی کرده یا انتقال دهد.دراین عملیات چیز خاصی وجود ندارد لیکن آنچه دارای اهمیت است،سرعت کامپیوتر می باشد.زمان مورد نیاز کامپیوترها برای اجرای عملیات اصلی جمع و تفریق می تواند از چند میکروثانیه(تریلیوم ثانیه)برای انواع بزرگتر متفاوت باشد.همچنین کامپیوترهای کوچک می تواند صدها هزار عمل را در یک ثانیه انجام دهند و این در حالی است که سیستم های بزرگتر قادر به انجام چندین میلیون عمل در یک ثانیه می باشند.

علاوه برسرعت کامپیوترها بسیار دقیق(ACCURATE) می باشند.مدارهای کامپیوتر الکترونیکی بوده و فاقد قسمتهای مکانیکی می باشند،بنابراین استهلاک چندانی ندارند و می توانند درهر ثانیه صدها هزار (یا میلیون ها)عمل محاسباتی را انجام دهند.این مدارها می توانند روزها و ساعت ها بدون خطا کار کنند.اگر داده های ورودی به کامپیوتر صحیح و همچنین دستورالعمل‌های برنامه مطمئن باشند،آنگاه می توانیم انتظار خروجی دقیق را از کامپیوتر داشته باشیم.کامپیوتر و نسل های آن 1- نسل اول (1959-1951) به کامپیوترهائی که تا اواخر سال 1959 ساخته شد،گفته می شود.کامپیوترهای ABC و ENIAC‌ وUNIVA   از کامپیوترهای این دوره است که از جمله مشخصات آنها استفاده از لامپ خلاء‌و رله در ساختمان کامپیوتر(و در نتیجه اشغال حجم زیادی از فضا)،مصرف زیادبرق،گران بودن و نیاز به محیطی کاملاً کنترل شده(درجه حرارت،رطوبت و غیره)را می توان برشمرد.

2- نسل دوم (1959-1964) اختراع ترانزیستور و استفاده از آن در کامپیوتر موجب کاهش قیمت،مصرف برق،سرعت و حجم کامپیوترها گردید.در این نسل کامپیوترهای این دوره می توان از IBM 1401   نام برد.

3- نسل سوم(1964-197) ترکیب تعداد زیادی ترانزیستور و عناصر دیگر در یک قطعه الکترونیکی به نام تراشة مدار مجتمع باعث شد که باز هم کامپیوترهای این دوره ارزانتر،با مصرف برق کمتر،سریعتر و کوچکتر شوند.سری کامپیوترهای IBM 360‌ و نخستین مینی کامپیوتر به نام PDP‌ کمپانی دیجیتال از کامپیوترهای معروف این دوره به شمار می روند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید