مقدمه

انسان ، هر روزه با موفقيت هاي چشمگيري در زمينة علوم روبرو مي شود و گاه ، مسايل جديدي رو در روي او قرار مي گيرد .

كامپيوتر از جمله مسائلي است كه شناخت آن لازم است . كامپيوتر در اواسط قرن اخير پا به عرصة وجود گذاشت و در طول مدت كوتاه ، تحولات عظيمي را به خود ديد .

معرفي كوتاه كامپيوتر

كامپيوتر در انواع و شكل هاي مختلف در دسترس مي باشد : كامپيوترهاي معمولي كه در ادارات ، بانكها ، پست و غيره به كار مي روند و كامپيوترهاي بسيار دقيق و پيچيده كه در كنترل پرواز سفينه هاي فضايي و نظارت بر كار ماشين ها نقش دارند . شما مي توانيد در اوقات بيكاري با كامپيوترها ، بازيهاي فكري انجام دهيد . ماشين هاي حساب كوچك كه براي انجام عمليات ابتدايي رياضي به كار مي بريد نيز نوعي كامپيوترند . كامپيوترهاي متعددي براي انجام اعمال مختلف ساخته شده اند كه بعضي از آنها ارزان و بعضي گران قيمت مي باشند .

كامپيوترها مي توانند اطلاعات موجود در حافظة خود را منظم كرده و حفاظت كنند . از يك لحاظ ، كامپيوتر ، حافظه و مغز را با هم داراست ؛ ولي در واقع ، كامپيوتر مغز ندارد و قادر به تفكر نيست .

تاريخچة كامپيوتر

كامپيوتر از آغازپيدايش تاكنون مراحل پيچيده اي را طي كرده است . قبل از اختراع كامپيوتر امروزي ، وسايلي مانند چرتكه (Abacus) براي محاسبه و عمليات رياضي به كار مي رفت .

اولين كامپيوتر الكترونيكي در سال 1940 ساخته شد . كارآمدترين كامپيوتر الكترونيكي ، كامپيوتر مارك I بود كه كامپيوتري بزرگ با هزينة  فراوان بود و در دانشگاه منچستر به كار گرفته شد .

انواع كامپيوتر

كامپيوتر از نظر قدرت پردازش و كارآيي به سه دسته عمده تقسيم مي شود :

1 -  كامپيوتر هاي بزرگ (Main Frame)

2 -  كامپيوترهاي كوچك (Mini Computer)

3 -  ريز كامپيوترها (P .C .)يا (Micro Computer)

سخت افزار و نرم افزار

سخت افزار به مجموعة عناصر الكتريكي و قطعات ، از قبيل صفحه كليد ، صفحه . نمايش ، چاپگر و غيره گفته مي شود . به مجموعه دستور العمل هايي كه به سخت افزار كامپيوتر داده  مي شود تا اعمالي از پيش تعييين شده را انجام دهد ، نرم افزار گفته مي شود .

سخت افزار داراي چهار واحد اصلي مي باشد كه به ظاهر از يكديگر جدا هستند ولي در حقيقت ، با هم عمل مي كنند . اين واحد ها عبارتند از :

1 -  واحد ورودي (Input unit)

2 -  واحد پردازش مركزي (Central Processing)

3 -  واحد حافظه (Memory)

4 -  واحد خروجي (Output unit) .

واحد ورودي (Input Unit)   

اين واحد ، داده ها و اطلاعات را دريافت و به كامپيوتر منتقل مي كند و نقش چشم و گوش كامپيوتر را دارد . داده ها توسط صفحه كليد يا ابزاري ديگر از قبيل دسته فرماني (Joystick) و كاوشگر به كامپيوتر منتقل مي شود .

سپس صفحه كليد اين اطلاعات را براي پردازش به قسمت بعدي مي فرستد . صفحه كليد كامپيوتر مانند ماشين تايپ از كليدهاي حروف الفبا ، ارقام و علائم تشكيل شده است .

الف -  واحد محاسبه و منطق (Arithmetic & Logic Unit) يا Alu  

در اين قسمت ، عمليات رياضي و محاسبات انجام مي گيرد . سرعت عمل آن به قدري زياد است كه حاصل يك جمع ساده را در كسري از ثانيه بدست مي آورد .

ب -  واحد كنترل (Control Unit)

اين قسمت ، ارتباط بين واحدهاي ديگر و همچنين ، عمليات كامپيوتر را كنترل مي كند و به اطلاعات دريافتي كامپيوتر نيز ترتيب مي بخشد ؛ و كلاً ، اعمال كامپيوتر را با برنامة مورد نظر مطابقت مي دهد .

واحد حافظه (Memory)

واحدي كه اطلاعات كامپيوتر را محفوظ نگاه مي دارد ، حافظه نام دارد .

كامپيوترها عمليات زيادي انجام مي دهند كه تمام اين عمليات با نظارت برنامه ها انجام مي گيرد . برنامه ها و ساير داده ها در حافظه كامپيوتر ذخيره و نگهداري مي شوند .

حافظه داخلي  (Internal Memory)

به اين قسمت ، حافظه اصلي نيز گفته مي شود ، چون فضاي كار كامپيوتر را تشكيل مي دهد . اطلاعات اين قسمت براي واحد CPU لازم است . عناصر الكترونيكي اين قسمت ، بر روي يك تراشة كوچك سيليكوني نصب است . اطلاعات اين واحد براي كار كردن با كامپيوتر لازم و ضروري است در واقع بدون اين اطلاعات ، CPU قادر به كار كردن خود نيست .

 حافظه خارجي

كه به آن حافظة جانبي يا ذخيرة پشتيبان نيز گفته مي شود و براي نگهداري دائمي اطلاعات به كار مي رود و قطع برق و خاموش شدن كامپيوتر نيز اثري بر آن ندارد . اين حافظه ، قابل خواندن و نوشتن است به اين معني كه در موقع لزوم ، مي توان اطلاعاتي را به آن اضافه كرد و همچنين مي توان اطلاعات موجود در آن را دريافت كرد .

  واحد خروجي

 كامپيوتر اطلاعاتي را كه دريافت مي كند ، به پالس هاي الكترونيكي تبديل مي كند ؛ زيرا زبان ما براي كامپيوتر قابل فهم نيست . سپس واحد پردازش مركزي ، داده ها را مورد پردازش قرار مي دهد . پردازش داده ها نيز به زبان الكترونيكي كامپيوتر انجام مي گيرد . واحد خروجي ، جواب ها و داده هاي پردازش شده را به زبان ما برمي گرداند و بر روي صفحه نمايش به نمايش مي گذارد و يا به وسيلة چاپگر بر روي كاغذ چاپ مي كند . تصاوير و طرحهاي گوناگون را نيز مي توان بر صفحة نمايش كامپيوتر رسم كرد .

علاوه بر اينها ، كامپيوتر ، دستگاههاي جانبي متعددي دارد ، مانند :

 قلم نوري 

 كه به منظور رسم نقشه بر روي صفحة نمايش به كار مي رود .

ماوس

 كه وسيله اي است براي تسريع حركت مكان نما بر روي صفحة نمايش ، كه با استفاده از يك گوي بر روي سطحي صيقلي مي لغزد و مكان نما را روي صفحة نمايش جابجا مي كند .  

رسام

 كه براي چاپ نقشه بر روي كاغذ به كار مي رود .

تكمة تماسي

كه به وسيلة آن مي توان عبارت يا شكلي را بر روي صفحة نمايش كامپيوتر درج كرد .

ديسك ، صفحه اي مسطح است كه سطح بيروني آن دواير متحدالمركزي دارد . بر روي اين دواير ، اطلاعات و برنامه ها ، به صورت رقم هاي مغناطيسي ظبط مي شوند . كامپيوتر ، اين اطلاعات را بوسيلة ديسك گردان مي خواند . سطح ديسك در تماس با هد ديسك گردان قرار مي گيرد و اطلاعات آن را مي خواند .

ديسك كوچك نوعي ديگر از ديسك نام دارد كه درون محفظه اي پلاستيكي قرار گرفته و ظرفيت آن از ديسك هاي لرزان بالاتر است .

ديسك هاي نوري ، نوع ديگري از ديسك ها هستند كه اطلاعات موجود بر روي آنها با تاباندن نور ظبط مي شود و قابليت تعويض اطلاعات را ندارند و هيچ گاه اطلاعات آن از بين نمي رود و ظرفيت آن نيز بالا است .

بيت

به كوچكترين واحد حافظه ، بيت گفته مي شود . هر بيت درون خود يكي از دو عدد صفر با يك را كه زبان قابل فهم كامپيوتر است ، ذخيره مي كند .

نرم افزار

به برنامه هاي قابل اجراي كامپيوتر نرم افزار گفته مي شود . بنابراين ، سيستم عامل و برنامه ها بخشي از نرم افزار كامپيوتر هستند .

كامپيوتر چگونه كار مي كند ؟

همانطور كه گفتيم ، كامپيوتر مانند انسان است ولي به تنهايي ، قادر به انجام عملي نيست بلكه بايد به كامپيوتر دستور العملي به نام برنامه داده شود . برنامه ها به زبانهاي سطح پايين يا سطح بالا نوشته مي شوند و به اين زبانها ، زبانهاي برنامه نويسي مي گويند .

زبانهاي برنامه نويسي نقش رابط بين ما و كامپيوتر را ايفا مي كنند .

اين زبانها انواع مختلفي دارند كه مهمترين آنها عبارتند از :

1 -  آدا (ADA)  

2 -  بيسيك BASIC

3 -  پاسكال  PASCAL

3 -  كوبول COBOL

4 -  زبان الگول (Algol)

5 -  فرترن (FORTRAN)

6 -  لوگو (LOGO)

7 -  ليسپ(LISP)  : اقتباس از كلمات ،List processing  و معناي آن «ليست پردازي» است

8 -  پرولوگ  Prolog 

مترجم  (Compiler)     و مفسر (Interpreter) ها

برنامه هايي كه به زبانهاي سطح بالا يا سطح پايين نوشته مي شوند بايد به كد ماشين ترجمه شوند تا براي كامپيوتر قابل استفاده باشند . به برنامه اي كه به يكي از زبانهاي سطح بالا يا سطح پايين برنامه نويسي نوشته شده باشد ، برنامة منبع يا برنامة اصلي گفته مي شود و پس از آنكه توسط برنامة مترجم يا مفسر به كد ماشين ترجمه شد آن را برنامه مقصد مي گويند . برنامه هاي مترجم و مفسر ، برنامه هاي اصلي را به برنامة مقصد تبديل مي كنند يا در حقيقت زبانهاي برنامه نويسي به كد ماشين ترجمه مي شوند . كار ترجمه بوسيلة مترجم به اين شكل است كه تمام جملات و دستورات بطور يك جا ترجمه مي شوند و براي دفعات بعدي نيز مورد استفاده قرار مي گيرند ولي مفسرها عبارات را كلمه به كلمه و جمله به جمله در هنگام اجراي برنامة اصلي ، ترجمه مي كنند و براي استفاده هاي بعدي دوباره لازم است عمل ترجمه تكرار شود .

برنامه نويسي

دستورات و اطلاعاتي كه به كامپيوتر داده مي شوند در حافظة كامپيوتر محفوظ
مي‌مانند و كامپيوتر هنگام لزوم و به ارادة ما ، آنها را در اختيارمان قرار مي دهد .

براي نوشتن يك برنامه ، ابتدا بايد به دقت تمام جوانب مسئله را بررسي كرده و طرح كلي را در ذهن خود ترسيم كنيد . در مرحلة بعد ، طرحي را كه در ذهن خود رسم كرده ايد همراه با تفصيلات لازم بر روي كاغذ بياوريد ؛ يعني تمام دستور العمل ها و خواسته هاي مسئله را به صورت مرحله اي و به ترتيب ، نوشته و به كامپيوتر بدهيد . اين مراحل بايد واضح و كوتاه باشند . به اين مراحل «الگوريتم» گفته
مي شود .

پردازش از راه دور

 انجام بعضي از كارها مستلزم همكاري شاخه هاي متعدد يك اداره و يا ادارات مختلف مي باشد ؛ به همين منظور ، در ادارات بزرگ ، كامپيوتري در دفتر مركزي نصب شده است و ترمينال هايي در شعبات آن اداره قرار دارند كه از طريق اين ترمينا لها با ادارة مركزي تماس برقرار است .

 در پردازش گروهي ، قبل از ورود اطلاعات به كامپيوتر ، در عرض يك مدت معين تمام اطلاعات به صورت گروهي در مي آيند و به كامپيوتر داده مي شوند و يك جا مورد پردازش قرار مي گيرند .

از پردازش گروهي در پرداخت حقوق كارمندان و تفكيك يا صورتحساب آب و برق استفاده مي شود . در صورتيكه در پردازش محاوره اي ، داده ها و اطلاعات به كامپيوتر داده مي شوند و بلافاصله مورد پردازش قرار مي گيرد و بوسيلة واحد خر وجي ، خارج مي شود .

كاربردهاي كامپيوتر

ساخت اولين كامپيوتر هاي امروزي از سال 1940 ميلادي آغاز شد و با گذشت زمان ، اين وسيله ، پيشرفت كرده و كاملتر شده است .

كامپيوتر ها در مؤسسات تجاري و صنعتي ، شركتها هاي هواپيمايي ، مؤسسات تحقيقاتي ، علمي و پزشكي كاربرد دارند . استفاده از آن ها در كتابخانه ها و خانه ها نيز باعث تسريع در انجام كارها مي شوند . همچنين ، كارمندان ادارات مي توانند در خانة خود ، توسط كامپيوترهايي مانند فاكس ، كارهاي اداري خود را انجام دهند . كامپيوتر مي تواند براي آموزش افراد ، در هر گروه سني ، بكار رود .

كاربرد كامپيوتر در پزشكي

 امروزه تقريباً كشوري نيست كه براي تشخيص و درمان بيماريها از كامپيوتر استفاده نكند . كامپيوتر ها قادرند معاينة پزشكي بيماران را انجام دهند مانند اندازه گيري فشار خون يا شمارش ضربان نبض بيمار .

كامپيوترها مي توانند بر كار ماشين ها و لوازم الكتريكي و الكترونيكي پزشكي نظارت كرده و آنها را كنترل كنند .

امروزه ، قدرت و كارآيي كامپيوتر ها با بزرگي ابعاد آن نسبت مستقيم دارد . به هر نسبت كه حجيم آنها بزرگتر باشد توانايي آنها نيز بيشتر است والبته قيمت آنها نيز افزايش مي يابد . به همين دليل ، چندين مؤسسه با هم از يك كامپيوتر بزرگ استفاده مي كنند .

 منابع :

نام كتاب ها : آشنايي با كامپيوتر . مبناي رايانه .كامپيوتر چيست .