کامپیوتر و داده‌ها

کامپیوتر چیست؟

• کامپیوتر ابزاری الکترومکانیکی قابل برنامه‌ریزی است که بر پایه نیازهای انسان عمل می‌کند.
• قابلیت انجام محاسبات، مقایسه‌ها و نگهداری نتایج را دارد.
• فقط کارهایی را انجام می‌دهد که به‌طور خاص برای آن تعریف شده‌اند.

افراد مرتبط با کامپیوتر

• ریاضی‌دانان و مهندسان الکترونیک/کامپیوتر، در طراحی کامپیوترهای جدید و نحوه عملکرد مدارهای داخلی آن نقش دارند.
• تحلیل‌گران و برنامه‌نویسان، از کامپیوتر برای حل مسائل استفاده می‌کنند.
• منگنه‌زن‌ها و اپراتورها، وظایف تهیه کارت‌های داده، بهره‌برداری و نگهداری کامپیوترها را بر عهده دارند و در فرآیند پردازش اطلاعات (Data Processing - DP) فعالیت می‌کنند.

داده چیست؟

• اطلاعات خام و بدون پردازش هستند که طی فرایندی به اطلاعات مفید تبدیل می‌شوند.

پردازش چیست؟

• مجموعه عملیات روی داده‌هاست تا به اطلاعات مفید تبدیل و هدف نهایی حاصل شود.
• شامل محاسبات، مرتب‌سازی و سایر عملیات می‌شود.

اطلاعات چیست؟

• داده‌های پردازش‌شده هستند که خروجی کامپیوتر می‌باشند.
• مثلاً در عبارت 64، 4 و 6 داده، ضرب پردازش و 24 نتیجه پردازش است.

سیستم چیست؟

• مجموعه مرتب و منظم از عناصری است که برای دست‌یابی به هدف مشخص به شکلی هماهنگ فعالیت می‌کنند.

بخش‌های اصلی کامپیوتر

• ورودی
• خروجی
• پردازش

علوم کامپیوتر (طبقه‌بندی)

• سخت‌افزار: قطعات قابل لمس (مقاومت، IC ها، مانیتور، ماوس، و ...)
• نرم‌افزار: برنامه‌ها و دستورالعمل‌ها برای عملکرد سخت‌افزار
• ارتباط انسان با کامپیوتر از طریق نرم‌افزارهای متنوع میسر می‌شود.

مزایای استفاده از کامپیوتر

• سرعت بالا
• دقت بالا
• اطمینان بالا
• حافظه با ظرفیت بالا
• ......

انواع کامپیوترها (بر اساس قدرت پردازش و کاربرد)

• ابرکامپیوتر (Super Computer): قوی‌ترین و گران‌ترین کامپیوترها در مراکز هسته‌ای و نظامی به‌کار می‌رود.
  • نمونه‌ها: Cray Sv1, Cray-1
• کامپیوترهای بزرگ (Mainframe Computer): قوی، بزرگ و گران‌قیمت، در شرکت‌ها، سازمان‌ها و مراکز دانشگاهی کاربرد دارند.
  • نمونه‌ها: IBM AS/400e, VAX, PDA11
• کامپیوترهای کوچک (Mini Computer): کوچکتر از کامپیوترهای بزرگ با قدرت پردازش کمتر، امروزه کمتر استفاده می‌شوند.
• ریزکامپیوتر (Micro Computer): کوچک‌ترین و کم‌قیمت‌ترین نوع. از این دسته‌اند:
  • کامپیوترهای شخصی (PC): شامل لپ‌تاپ، دسکتاپ، و...
  • Mac (مکینتاش)
  • سازگار با IBM (محور مایکروسافت و اینتل)

نسل‌های کامپیوتر

• نسل اول (1945-1955): لامپ خلاء، کاربردهای خاص و تک منظوره.
• نسل دوم (1955-1965): ترانزیستور، کاربردهای عمومی. زبان‌های برنامه‌نویسی و دیسک‌های مغناطیسی.
• نسل سوم (1965-1975): مدارات مجتمع، هماهنگی نرم‌افزار و سیستم‌عامل. وسایل ضبط مستقیم.
• نسل چهارم (1975-تاکنون): ریزپردازنده، سرعت و حافظه بالا، مدارهای مجتمع متراکم (ULSI, VLSI).
• نسل پنجم: سیستم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی که می‌توانند استدلال و تصمیم‌گیری انسان را شبیه‌سازی کنند.

اجزای سخت‌افزار

• دستگاه‌های ورودی
• دستگاه‌های خروجی
• حافظه
• واحد پردازش مرکزی (CPU)

حافظه

• وسیله‌ای برای نگهداری و حفظ اطلاعات (قابل دسترسی در هر لحظه)
• حافظه اصلی یا اولیه: موقتی و با قطع برق اطلاعات پاک می‌شود.
• حافظه‌های جانبی یا کمکی: برای نگهداری دائم اطلاعات.

واحد پردازش مرکزی (CPU)

• از دو قسمت ALU و CU تشکیل شده‌ است.
• ALU: عملیات ریاضی و منطقی
• CU: انتخاب و ترجمه دستورالعمل‌ها

انواع کامپیوترها (بر اساس مدار)

• کامپیوترهای آنالوگ: از کمیت‌های پیوسته استفاده می‌کند. (مانند تلویزیون)
• کامپیوترهای دیجیتال: از کمیت‌های صفر و یک استفاده می‌کند. (مانند کامپیوترهای شخصی معمولی)
• کامپیوترهای ترکیبی (هیبرید): ترکیبی از آنالوگ و دیجیتال.

روش‌های استفاده از کامپیوتر (بر اساس زمان پاسخگویی)

• پردازش محاوره‌ای: داده‌ها و نتایج بلافاصله
• پردازش دسته ای: داده‌ها در دسته‌ها پردازش می‌شوند و ارتباط مستقیم کاربر و سیستم وجود ندارد.

سایر موارد

• دستگاه‌های ورودی: صفحه کلید، ماوس، قلم نوری، Trackball، اسکنر، بارکدخوان، Joystick، Digitizer
• دستگاه‌های خروجی: چاپگر، صفحه نمایش، بلندگو
• حافظه‌های جانبی: دیسک‌های مغناطیسی (هارد دیسک، دیسکت)، دیسک‌های نوری (CD-ROM, DVD), نوار مغناطیسی
• حافظه اصلی: ROM, RAM, Cache, Register
• واحد پردازش مرکزی (CPU),
• Control ,Data, and Address Bus-
• سیستم عامل (OS), سیستم عامل های مختلف و کاربرد هر کدام
• زبان های برنامه نویسی, نسل ها و انواع مختلف زبان ها
• انواع حافظه های جانبی و رابط های آنها
• نسل های مختلف کامپیوتر
• و سایر موارد موجود در متن.