انواع رایانه و کاربرد آنها
انواع رایانه و کاربرد آنها
امروزه رایانه در بیشتر جنبه های زندگی مانند آموزش، کار وکسب، سرگرمي، سفر و… نقش بسزايي دارد.امروزه برای انسان ها سرعت و کیفیت انجام کارها اولویت دارد و به همین دلیل استفاده از رایانه ها اجتناب ناپذیر باشد.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
تعریف رایانه
نام کامپیوتر در ایران از سال 1341 استفاده می شد که از واژه لاتین Compute به معنی محاسبه کردن می آید. در دو دهه اخیر واژه رایانه جایگزین واژه کامپیوتر گردید. رايانه دستگاهی است که بر اساس مجموعه دستوراتی به نام برنامه کار می کند. برنامه داده ها را دریافت، ذخیره و دستکاری کرده، به اطلاعات قابل بهره برداري شامل اعداد، متن، تصویر، صدا، فیلم یا سیگنال های الکترونیکی تبديل میکند.
به طور کلی به هر نوع وسیله محاسباتی رایانه می گویند. چرتکه یکی از ساده ترین و اولین رایانه هاست.
تاریخچه رایانه
انسانهاي 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 وسیل های که بشر در این زمینه از آن کمک گرفت چوب خط بود. در گذر زمان ابزارهای مشابهی از جمله چرتکه برای انجام محاسبات مورد استفاده قرار گرفت.عکس روبرو تغییر 60 ساله رایانه را نشان می دهد.
پیشنهاد تاسیس پلاس: بخاری انرژی 640
کاربردهاي رايانه
کاربرد رایانه در حمل و نقل امروزه ارتباط با فواصل دور از طریق وسايلي مانند تلفن و اينترنت و به كارگيري سيستم هاي ماهوارهاي بسيار آسان شده است ولی لزوم ارتباط هاي مستقيم از بين نرفته است. پيشرفت در تمامي سيستم هاي حمل ونقل اعم از جادهاي، راه آهن، دريايي، هوايي و ديگر وسايل حمل و نقل بر پایه استفاده مناسب از رایانه بوده است.
کاربرد رایانه در آموزش
یکی از کاربردهای مهم رایانه به کارگیری آن در آموزش است. در كشور ما نیز از روش های مختلف آموزش الکترونیکی Learning-E در مدارس، دانشگاه ها، مراکز علمي و… استفاده می شود در تولید برنامه های آموزشی استفاده از محتواهاي چندرسانهای Media Multi شامل متن، صدا، تصوير، فيلم و پویانمایی امرآموزش را بهبود می بخشد.
کاربرد رایانه در شهر الکترونیک
شهر الکترونیک شهری است که شهروندان میتوانند خدمات شهری مورد نیاز خودرا به صورت برخط online از سرویس های 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 .
کاربرد رایانه در پزشکی
بیشتر بخوانید: دیگ شوفاژکار 400 8 پره
اثرات رایانه بر محیط زیست
حرکت به سمت صنعتی شدن باید هوشمندانه باشد وگرنه ممکن است به محیط زیست آسیب برساند.
زباله های الکترونیکی E-Waste به دستگاه ها یا قطعات الکترونیکی غیرقابل استفاده، می گویند. برخی از آنها شامل مواد خطرناک مانند سرب و جیوه هستند و برای سلامت انسان و محیط زیست مضرند. این زباله ها بیشتر غیرقابل تجزیه بوده و در محیط زیست باقی می مانند. امروزه با گسترش استفاده از گوشی های هوشمند، رایانه و تبلت ها توجه به این آلاینده های زیست محیطی افزایش یافته است.
در محیط های اداری و سازمان ها، استفاده از سیستم های نامه نگاری بدون کاغذ Paperless به عنوان روشی نوین، به جریان کار سرعت می بخشد و می توان یک نامه را حتی از یک شهر به شهر دیگر به سرعت ارسال کرد و علاوه بر کاهش هزینه ها و افزایش سرعت، از آلودگی محیط زیست نیز جلوگیری کرد.
رایانش سبز
رايانش سبز يکي از راههاي 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 ترانزیستوری از نانو الیاف سلولز شده اند که عالوه بر قیمت ارزان و قابل حمل بودن، به راحتی در طبیعت تجزیه شده و با محیط زیست 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 می کنند.
حتما بخوانید: بخاری انرژی 625 فن دار
اجزای رایانه
هر رايانه از دو جزء اصلي سخت افزار و نرم افزار می گردد و متناسب با کاربرد آن، از سخت افزارها و نرم افزارهاي متفاوتي استفاده میکند.
سخت افزار: به مجموعه ای از اجزای فیزیکی شامل قطعات الکترونیکی و الکترومکانیکی می گویند که یک رایانه را می سازد.
نرم افزار: به مجموعه ای از برنامه ها می گویند که تعیین میکنند رایانه چه عملی را انجام دهد.
سخت افزار
به هر قسمت رايانه که فيزيکي و قابل لمس باشد، سخت افزار گمی گویند. الگوی ساخت تمام رایانه های امروزی معماری فون نویمان است.
سخت افزار رایانه شامل چهار واحد اصلی است: پردازش مرکزی ـ ورودی ـ خروجی ـ حافظه
واحد پردازش مرکزی Unit Processing Central
ما انسان ها تقریبا همیشه در ذهن خود در حال پردازش هستیم. عمل پردازش به وسیله مغز انجام می شود. روی اطلاعات ورودی پردازش انجام می دهد و آنها را به واحد خروجی ارسال می کند و واحد خروجی، آن را نمایش می دهد. مغز رایانه واحد پردازشگر مرکزی CPU نام دارد.
بخشهای اصلی واحد پردازش مرکزی عبارت اند از:
واحد محاسبه و منطق: وظیفه تجزیه و تحلیل و اجرای دستورات را در CPU بر عهده دارد و عملیات ریاضی مانند جمع، تفریق و عملیات منطقی مانند اعمال مقایسه ای را انجام می دهد.
واحد کنترل: بر عملکرد واحدهای رایانه نظارت میکند و عمل هماهنگی و هدایت واحدهای رایانه و کنترل جریان انتقال اطلاعات بین واحدهای رایانه را بر عهده دارد.
ثبات:حافظه موقتی که اطلاعات در حال پردازش CPU در آن قرار می گیرد. واحد محاسبه و منطق و کنترل با آن در ارتباط هستند.
در معماری فون نویمان CPU به صورت همزمان يک کار را پردازش میکند پردازش تک هسته اي.
اين معماري به تدریج گسترش پیدا کرد و تولید کنندگان پردازنده به فکر ساخت CPU هایی افتادند که داراي چند قسمت پردازشي باشند تا هر کدام بتوانند نقش یک CPU مستقل را ایفا کرده و یک کار را پردازش کنند پردازش چند هسته اي.
واحد ورودی:
واحد ورودي به آن دسته از سخت افزار رایانه می گویند که وظیفۀ انتقال داده را از سوی کاربر یا حسگر به رایانه دارند.
3ـ واحد خروجی:
واحد خروجي به آن دسته از سخت افزار رایانه می گویند که وظیفۀ انتقال اطلاعات را از رايانه به کاربر یا هر دستگاه ديگري دارند.
پیشنهاد تاسیس پلاس: بخاری صنعتی انرژی
درگاه port
رایانه دارای مجموعه ای از درگاهها ports برای اتصال رسانه های جداشدنی و دستگاه های خارجی به رایانه است.
دانگل: Dongle یک قطعه سخت افزاری است که به رایانه متصل می شود تا بعضی نرم افزارهای خاص بتوانند با ضریب امنیت بالاتر اجرا شوند. نوعی از آنها با اتصال به درگاه USB میتوانند دستگاه های مختلف مانند ماوس و صفحه کلید و… را به صورت بیسیم به رایانه متصل کنند.
برخي از دستگاه های جانبی رایانه، قابليت اتصال و اجرا play & plug دارند؛ بدين معني که سخت افزار پس از اولین اتصال به رایانه به صورت خودکار و بدون انجام تنظیمات توسط کاربر شناسایی می شود. بیشتر سیستم عامل های جدید با فناوری play & plug سازگاری دارند و میتوانند سخت افزار جدید را شناسایی و در صورت نیاز به صورت خودکار نصب کنند. سخت افزارهايی از جمله ماوس، صفحه کليد و دیسک های سخت SATAاين قابليت را دارند. برخي سخت افزارها برای اینکه بتوانند وظایف خود را درست انجام دهند نیاز به یک سری دستورات و استانداردهای قابل فهم دارند که به صورت یک پرونده نصبی روی سیستم نصب می شوند و به آن راه انداز driver می گويند.
رایانه دو نوع حافظه دارد: حافظه اصلی و حافظه کمکی
حافظه اصلی: حافظه ای است که در صورت عدم وجود آن به هیچ عنوان نمیتوان از رایانه استفاده کرد. اگر رایانه حافظه اصلی نداشته باشد شما هیچ تصویری را پس از روشن کردن ، روی صفحة نمایش نخواهید دید.
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 ازانواع حافظه های جانبي مانند Ray-Blu , DVD, CD, SSD, SDCard,FlashDisk و… استفاده می شود.
اندازه گیری حافظه
حافظه های الکترونیکی سلول هایی هستند که محتوای آنها معادل صفر یا یک است. اصطلاحا به هر سلول حافظه بیت می گویند. بیت کوچکترین جزء حافظه است. برای ذخیره کردن حروف و اعداد از واحدي به نام بایت استفاده می شود که هر بایت از 8 بیت مجاور هم به دست می آید. مثال حرف A در حافظه رایانه در 8 بیت کنار هم و به صورت زیر ذخیره می شود:
جدول زیر واحدهای بزرگتر از بایت را نشان میدهد.
برای تبدیل هر واحد به واحد بزرگتر، آن عدد را بر 1024 یا 2 به تاون 10 تقسیم می کنیم و برای تبدیل هر واحد به واحد کوچکتر آن عدد را در 1024 یا 2 به توان 10 ضرب میکنیم.
برای مثال در تبديل 4 ترابایت به کیلوبایت، عدد 4 را سه بار در 1024 ضرب میکنیم.
مقايسه انواع حافظه
حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه رسانا الکترونیکی است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آنها در مقایسه با انواع حافظه جانبی مانند دیسک سخت، لوح فشرده و فلش بالاتر است، اما حافظه هایی مانند ثبات که به پردازنده نزدیکتر هستند، گرانتر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند و سرعت بالاتری نیز دارند.
بیشتر بخوانید: پکیج لورچ هیرو 24000
انواع رایانه و کاربرد آنها
دسته بندی
از لحاظ قدرت پردازش، بزرگی و سرعت، رایانه ها به چهار دسته تقسیم می شوند؛ که به ترتیب، اندازه، سرعت، قیمت و تعداد پردازنده ها و تعداد کاربرانی که میتوانند هم زمان از آن استفاده کنند کاهش می یابد.
ابر رایانه computer Super
ابر رایانه ها، رایانه های بسیار بزرگی هستند که حافظه و قدرت پردازش فوق العاده زیادی دارند و در امور فضایی، دفاعی، هواشناسی و پروژه های بسیار بزرگ علمی و تحقیقاتی استفاده می شوند. اولین ابر رایانه ایران در سال 1380 به وسیلۀ محققان مرکز تحقیقات پردازش های فوق سریع دانشگاه صنعتی امیرکبیر به بهره برداری رسید.
رایانه های بزرگ computer Mainframe
در مراکز تجاری بزرگ، دانشگاه ها و برخی مراکز دولتی که حجم محاسباتی بسیار زیادی دارند استفاده می شوند. این رایانه ها مانند ابر رایانه ها می توانند به رایانه های دیگر سرویس دهند.
رایانه کوچک Minicomputer
در مراکز تجاری، دانشگاهی و برخی مراکز دولتی که حجم محاسباتی متوسط دارند استفاده می شوند. نام جدید این دسته از رایانه ها، رایانه های میانه Midrange است.
پیشنهاد تاسیس پلاس: پکیج زمینی شوفاژکار p6
ریز رایانه Microcomputer
رایانه هایی که فقط یک یا دو پردازنده دارند و به دو صورت قابل حملportable وغیرقابل حمل هستند.
انواع ریز رایانه
ریز رایانه ها از لحاظ ظاهر، اندازه و قدرت پردازشی به چند دسته تقسیم می شوند. بعضی از انواع آن را در ادامه بررسی میکنیم:
رایانه های رومیزی Desktop:
برای کار در یک محل ثابت و بر روی میز طراحی و ازبرق شهری استفاده می کنند. به آنها PC نیز می گویند.
تين کلاينت: thin client
تولید کنندگان برای اینکه بتوانند محصولات کوچکتری عرضه کنند، برخی از سخت افزارهای یک رایانۀ معمولی مانند خنک کننده پردازنده، دیسک گردان لوح فشرده و… را تغيير يا حذف کردند. مصرف برق پایین، اندازه کوچک، قيمت ارزانتر از جمله مزایای تین کالینت است.
رایانه های کیفی Laptop:
از لحاظ امکانات و نوع کار مثل نمونه های رومیزی هستند؛ ولی با باطری هم کار می کنند. قابل حمل هستند. رایانه های کیفی به طور کلی دارای همان اجزایی هستند که در یک مدل رومیزی وجود دارد اما با وزن و اندازه کمتر ، نوع کیفی دارای یک صفحه کلید سرخود هستند و به جای ماوس از یک صفحه لمسی استفاده می کنند اما میتوان صفحه کلید و ماوس جداگانه نیز به آنها وصل کرد.
تلفن های هوشمند Smartphone:
با استفاده از گوشیهای هوشمند علاوه بر برقراری تماس تلفنی امکان دسترسی به اینترنت، سازماندهی اطلاعات تماس، ارسال نامه های الکترونیکی و پیامهای متنی و بازی، و گرفتن عکس نیز وجود دارد.
تبلت PC Tablet:
ترکیبی از یک لپتاپ و یک تلفن همراه است. تبلت از یک تلفن همراه، بزرگتر است و به جای صفحه کلید از یک صفحه نمایش لمسی بهره می گیرد.
رایانه های پوشيدني computers Wearable:
رایانه هایی هستند که افراد آن را میپوشند و بدون کمک از دست به راحتی از آن استفاده می کنند. اين رایانه ها کاربردهاي مختلفي دارند. ساعت هوشمند، کاله هوشمند نمونه هایی هستند.
رایانه های نهفته یا توکار Embedded:
امروزه برای کنترل بسیاری از دستگاه ها به کار می روند. مشخصه کلیدی این رایانه ها، طراحی اختصاصی برای انجام یک کار مشخص است و مهندسین طراح میتوانند محصول را برای کاهش اندازه و قیمت، بهینه کنند.
امروزه استفاده همه گیر از ابزارهاي سيار Device Mobile مانند لپتاپ، تبلت، تلفن های همراه و… سبب شده که فناوری هاي جديدتر و همراه با اين ابزارها جهت ارتباط با محيط بيرون پديد آيند. استفاده از ارتباطات بیسیم و راديويي، سامانه شناسايي با استفاده از فرکانس راديويي، بارکد و کدهاي دوبعدي و… فناوری هايي هستند که طي آن تجهيزات سخت افزاری يا نرم افزاري قادر به خواندن، دريافت، تشخيص يا نگهداري داده ها به طور خودکار هستند.
پیشنهاد تاسیس پلاس: دیگ سولار ۴۰۰ ۷ پره
نرم افزار
برای دیدن فیلم علاوه بر تجهیزات سخت افزاری مانند صفحه نمایش و بلندگو، به برنامه ای نیاز است تا فیلم را پخش کند. به این برنامه نرم افزار گفته می شود. کاربر از طریق نرم افزار با رایانه ارتباط برقرار میکند. برای انجام هر کاری در رایانه، برنامه یا نرم افزار مخصوص به آن نیاز است.
نرم افزارها به دو دسته تقسیم می شوند:
زمان پخش فیلم، کشیدن نقشه و یا رسم یک تصویر از نرم افزارهاي خاص استفاده می کنیم که برای انجام وظایف خاص، بر اساس نیاز کاربران، طراحی و تولید شده اند و به آنها نرم افزار کاربردی می گویند.
نرم افزار QR Reader
کدهای QR راهی سریع برای دسترسی به محتوا از طریق گوشیهای هوشمند است؛ این برنامه ها به کاربر اجازه می دهد با پویش Scan کد مورد نظر و تبدیل آن به اطلاعات معنی دار، به تحلیل محتوای رمزنگاری شده بپردازد. برای نمونه می توانید کد زير را پویش کرده و به اطلاعات موجود در آن، که نشانی اینترنتی تارنمای دفتر چاپ است، دسترسی پیدا کنید.
کدهای QR فاقد هرگونه اجزای الکتریکی بوده و نیاز به فناوری سخت افزاری خاصی ندارند. کدهای QR تنها نوعی از کدهای سیاه و سفید است که روی کاغذ چاپ می شوند و میتوان آن را به کمک گوشی های هوشمند پویش و رمزگشایی کرد.
نرم افزار سيستمي
نرم افزارهاي سيستمي مدیریت رایانه را بر عهده دارند و واسطی بین کاربر و سخت افزار یا ماشین هستند و خدماتی را فراهم میکند که دیگر نرم افزارها می توانند برای انجام کارهای خود از آن استفاده کنند.
برنامه های راه انداز سيستم:
اولین برنامه هایی که با روشن شدن روی سخت افزار اجرا می شوند تا رایانه را برای اجرای عملیات آماده کنند و عبارت اند از:
برنامه عیب یاب post: قسمت های اصلی رایانه شامل حافظه و پردازشگر مرکزی را آزمایش میکند و اگر اشکالی در این قسمت ها باشد این برنامه اطلاع می دهد.
برنامه شناسایی دستگاه های ورودی و خروجی BIOS: شناسایی و راه اندازی دستگاه های ورودی و خروجی بر عهده این برنامه است.
بارگذاری سیستم عامل loader: بخش های اصلی سیستم عامل به وسیلۀ این برنامه به حافظه اصلی منتقل می شود و تا رایانه روشن است در حافظه باقی می ماند.
سیستم عامل ها: مهم ترین نرم افزار سیستمی که بقیه نرم افزارها به وسیلۀ آن مدیریت می شوند، سیستم عامل نام دارد. سیستم عامل مجموعه ای از برنامه ها است که برای مدیریت و کنترل عملیات رایانه مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان واسط بین کاربر و سخت افزار عمل میکند. دستورهای کاربر برای اجرا در رایانه به سیستم عامل اعلام می شوند و نتایج حاصل از اجرای دستورها به وسیله سیستم عامل به اطلاع کاربر میرسد.
انواع مختلفی از سیستم عامل به وسیله شرکت های مختلف تولید می شوند. سیستم عامل های نمونه ای از Macintosh و Dos،Windows،Unix،Linux
برنامه های کمکی: برنامه های کمکی برای مدیریت سیستم به کاربر کمک کرده و استفاده ازرایانه را ساده تر می کنند. نرم افزارهای امنیتی و مدیریت حافظه نمونه هایی از برنامه های کمکی هستند.
امیدواریم این مقاله در شناخت کلیات رایانه به شما عزیزان کمک کرده باشد.
