رایانه (بخش اول)

تاریخچه رایانه :  انسان هاي اوليه از انگشتان خود براي شمارش استفاده می کردند؛ نیاز انسان به شمارش، موجب شکل گیری محاسبه شد و به تدریج نقش آن اهمیت پیدا کرد. اولین وسیله ای که بشر در این زمینه از آن کمک گرفت چوب خط بود. در گذر زمان ابزارهای مشابهی از جمله چرتکه برای انجام محاسبات به کار گرفته شد. فقط۶۰ سال فاصله زمانی بین دو تصویر وجود دارد .

کاربرد رایانه در حمل و نقل

 امروزه ارتباط با فواصل دور از طریق وسايلي مانند تلفن و اينترنت و بهكارگيري سيستم هاي ماهواره ای بسيار آسان شده است ولی لزوم ارتباط هاي مستقيم از بين نرفته است. پيشرفت در تمامي سيستم هاي حمل ونقل اعم از جاده ای، راه آهن، دريايی، هوايی و ديگر وسايل حمل و نقل بر پایه استفاده مناسب از رایانه بوده است .

کاربرد رایانه در آموزش

یکیازکاربردهایمهمرایانهبه کارگیریآندرآموزشاست. دركشورما نیزازروشهایمختلف آموزش الکترونیکی (Learning-E)، در مدارس ، دانشگاه ها ، مراکز علمی و...استفاده می شود در تولید برنامه های آموزشی استفاده از محتواهاي چند رسانه ای(Media Multi )شامل متن، صدا، تصوير ، فيلم و پویانماییامرآموزش را بهبودمی بخشد.

کاربرد رایانه در شهر الکترونیک

شهر الکترونیک شهری است که شهروندان می توانند خدماتشهری مورد نیاز خود را به صورت برخط (online ) از سرویسهای دولتی و سازمان های بخش خصوصی دریافت کنند . به این ترتیب دیگر نیازی به حرکت فیزیکی شهروندان برای دسترسی به خدمات دولت و نهادهای خصوصی نیست .

اثرات رایانه بر محیط زیست

حرکت به سمت صنعتی شدن باید هوشمندانه باشد و گرنه ممکن است به محیط زیست آسیب برساند .  زبالههای الکترونیکی (  Wasteـ E ) ، به دستگاهها یا قطعات الکترونیکی غیرقابل استفاده، اطالق میشود. برخی از آنها شامل مواد خطرناک مانند سرب و جیوه هستند و برای سالمت انسان و محیط زیست مضرند. این زباله ها بیشتر غیرقابل تجزیه بوده و در محیط زیست باقی میمانند. امروزه با گسترش استفاده از گوشی های هوشمند، رایانه و تبلت ها توجه به این آلینده های زیست محیطی افزایش یافته است .

رایانش سبز  (Green Computing )

رايانش سبز يکي از راه های کاهش خطرات آلودگی زیستی صنایع است. رایانش سبز یعنی استفاده از رایانه و منابع آن به صورت سازگار با محیط زیست. به این معنی که هم در چرخه تولید ، همزمان استفاده و هم در برخورد با زباله های الکترونیکی تولید شده کمترین آلودگی زیست محیطی ایجاد شود . برای مثال دانشمندان قادر به ساخت 1از نانو الیاف سلولز شده اند که عالوه بر قیمت ارزان و ترانزیستوری قابل حمل بودن، به راحتی در طبیعت تجزیه شده و با محیطزیست سازگار است. نکته جالب اینکه با رها کردن ترانزیستور در محیط طبیعی ، قارچ ها آن را تجزیه کرده و به کودهای امن و قابل استفاده تبدیل میکنند . مثال دیگر ، ساخت شارژرهایی توسط شرکتهای بزرگ است، که زودتر در طبیعت تجزیه میشوند .

در کشور ما نیز چند شرکت در زمینه بازیافت زباله های الکترونیکی فعالیت میکنند . نخستین کارخانه بازیافت الکترونیک کشور در مشهد زباله های الکترونیکی مانند تلفن همراه و رایانههای مستعمل را به پسماندی شامل طلا، مس ، قلع و سرب تبدیل میکند و برای مصارف صنعتی به چرخه تولید باز میگرداند.

اجزایی رایانه

هر رايانه از دو جزء اصلی سخت افزار و نرم افزار تشکیل شده است و متناسب با کاربرد آن ، از سخت افزارها و نرم افزارهای متفاوتيی استفاده می کند.

سخت افزار: به مجموعهای از اجزای فیزیکی شامل قطعات الکترونیکی و الکترومکانیکی گفته می شود که یک رایانه را می سازد.

نرم افزار: به مجموعه ای از برنامه ها و داده ها می گویند که تعیین می کنند رایانه چه عملی را انجام دهد.

سخت افزار

به هر قسمت رايانه که فيزيکي و قابل لمس باشد، سخت افزار گفته می شود. الگوی ساخت تمام رایانه های امروزی ، معماری فون نویمان است سخت افزار رایانه شامل چهار بخش اصلی است:  پردازش مرکزی  ـ  ورودی  ـ  خروجی  ـ حافظه .

1 - واحد پردازش مرکزی (Central Processing Unit)

ما انسان ها تقریبا همیشه در ذهن خود در حال پردازش هستیم. عمل پردازش به وسیله مغز انجام می شود . رایانه روی داده های ورودی پردازش انجام می دهد و آنها را به واحد خروجی ارسال کرده و واحد خروجی، آن را نمایش می دهد. مغز رایانه واحد پردازشگر مرکزی (CPU ) نام دارد .

بخش های اصلی واحد پردازش مرکزی عبارت اند از:

واحد محاسبه و منطق(ALU): وظیفه تجزیه و تحلیل و اجرای دستورات را در CPU بر عهده دارد و عملیات ریاضی مانند جمع، تفریق و عملیات منطقی مانند اعمال مقایس های را انجام می دهد.

واحد کنترل: بر عملکرد واحدهای رایانه نظارت میکند و عمل هماهنگی و هدایت واحدهای رایانه و کنترل جریان انتقال داده ها بین واحدهای رایانه را بر عهده دارد.

ثبات (Register): حافظه موقتی که دادههای در حال پردازش (CPU )در آن قرار میگیرد. واحد محاسبه و منطق و کنترل با آن در ارتباط هستند  .

2- دستگاه ورودی

دستگاه ورودي به آن دسته از سخت افزار رایانه گفته می شود که وظیفۀ انتقال داده را از سوی کاربر یا حسگر به رایانه دارند .

3- دستگاه های خروجی

دستگاه خروجی به آن دسته از سخت افزار رایانه گفته می شود که وظیفۀ انتقال اطلاعات را از رايانه به کاربر یا هر دستگاه ديگری دارند.

4- واحد حافظه

رایانه هم مانند انسان حافظه دارد. همان طور که ما به حافظه اکتفا نمی کنیم و اطالعات ضروری مثل شماره تلفن، نشانی و موارد مشابه را با کمک ابزارهای گوناگون مانند کاغذ، نوار ضبط صوت و... به صورت دائمی نگهداری می کنیم؛ رایانه هم می تواند برای ثبت و نگهداری اطالعات از انواع حافظه استفاده کند .

رایانه دو نوع حافظه دارد: حافظه اصلی و حافظه کمکی

حافظه اصلی: حافظه ای است که در صورت عدم وجود آن به هیچ عنوان نمی توان از رایانه استفاده کرد. اگر رایانه حافظه اصلی نداشته باشد شما هیچ تصویری را پس از روشن کردن رایانه، روی صفحة نمایش نخواهید دید.

انواع حافظه اصلی

(Random Access Memory) RAM

این حافظه تا زمانی که رایانه روشن است حاوی اطالعات بوده و به محض خاموش شدن رایانه اطالعات آن از بین میرود؛ به آن حافظه موقت، نامانا یا ّفرار نیز میگویند .

(Read Only Memory) ROM

هنگام خاموش شدن رایانه اطالعات این نوع حافظه از بین نمیرود و اطالعات آن مانا است .

حافظه جانبی

در انواع مختلف حافظه اصلی جایی برای ذخیره دائمی اطالعات کاربر وجود ندارد؛ بنابراین به حافظه دیگری برای نگهداری اطالعات کاربر یا ذخیره دائمی اطلاعات و همچنین نصب نرم افزارهای دلخواه، نیاز است که به آن حافظه جانبی می گویند.

امروزه از انواع حافظه های جانبی مانند    FlashDisk,SDCard,SSD,CD,DVD,Blu-Ray و...

استفاده می شود.