کامپیوتر چیست و اجزای آن ؟

به طور کلی کامپیوتر به وسیله ای گفته میشود که دیتا و اطلاعات خام را از ما بگیرد و به اطلاعات پردازش شده و قابل فهم برای ما تبدیل کند .

کامپیوتر از دو بخش اصلی سخت افزار و نرم افزار تشکیل میشود .

سخت افزار یا Hardware ؟

کامپیوتر در مرحله اول یک ماشین الکترونیکی و الکترومکانیکی است یعنی از یک سری قطعات قطعات الکترونیکی و الکترومکانیکی ساخته شده است . این قطعات فیزیکی قابل مشاهده و قابل لمس هستند که به آن ها سخت افزار گفته می شود.

این موارد میتواند شامل مادر برد ، رم ، کارت گرافیک ، فن های خنک کننده ، مانیتور ، ماوس ، کیبورد و … باشد. در ادامه به معرفی حداقل سخت افزار مورد نیاز برای داشتن یک کامپیوتر میپردازیم .

1 – Motherboard یا برد مادر

ُبر ِد مادر یا مادربرد یا برداصلی (به انگلیسی: Mainboard یا Motherboard) تخته مداری الکتریکی است که بخشهای گوناگون یک کامپیوتر، مانند واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه دسترسی اتفاقی (RAM) و… روی آن سوار میشوند و بخشهای بسیار کاربردی و مهمی نظیر بایوس (BIOS) در آن قرار گرفته اند.

مادربرد اصلیترین بخش یک رایانه به شمار میرود و دو هدف اصلی دارد: 1- انرژی الکتریکی را دراختیارهرکدام ازاجزا قرارمیدهد.

2- مسیری را فراهم میکند تا اجزا بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

2 – CPU یا واحد پردازش مرکزی

واحد پردازش مرکزی (CPU) که از آن با عنوان مغز رایانه یاد میشود، تنها واحد پردازشی رایانه نیست؛ اما مهمترین آنها به شمار میرود. سی پی یو در واقع آن بخش از رایانه است که اقدامات، محاسبات و اجرای برنامه ها را بر عهده دارد .

سی پی یو ورودیهای را به صورت دستورالعملهایی از RAM کامپیوتر دریافت میکند، سپس عمل مورد نظر را کدگشایی و پردازش کرده و در نهایت در خروجی ارائه میدهد. سی پی یو ها در همه نوع دستگاههایی از رایانه تا لپتاپ، گوشیهای هوشمند، تبلت، و تلویزیونهای هوشمند حضور دارند. آنها به شکل تراشه های کوچک غالبا مربعی شکل هستند که بر روی مادربورد دستگاه ها قرار گرفته و با دیگر سخت افزارها تعامل دارند تا عملیاتهای کامپیوتر را اجرا کنند.

3 – RAM یا حافظه دسترسی تصادفی

RAM یا Random Access Memory موئلفه پر سرعتی است که اطلاعات مورد نیاز دستگاه را به صورت موقت ذخیره می کند و ارتباط مستقیم با پردازنده (CPU) دارد .

اهمیت وجود RAM:

پردازنده ها نیاز به دسترسی سریع به داده و دستورالعملهای پردازشی دارند. آنها برای مدیریت عملکرد نرم افزارها، باید به منابع مناسب دسترسی پیدا کنند. به علاوه، دسترسی باید به گونه ای باشد که اگر درخواست تصادفی و غیر منتظره ای برای دسترسی به داده ارسال شد، عملکرد کلی دچار مشکل نشود؛ به همین دلیل، رم اهمیت زیادی برای کامپیوتر دارد.

ارتباط ویژه RAM و CPU

یک جاده با ترافیک 300 ماشین در لحظه را در نظر بگیرید که به یک شهر با ظرفیت خدمت رسانی به 1000 ماشین در لحظه راه دارد . اگر پهنای باند جاده بسیار کمتر از گنجایش خدمت رسانی شهر باشد در حالی که شهر خالی میماند در جاده ترافیک میشود. اگر پهنای باند جاده بیشتر از ظرفیت و گنجایش شهر باشد ، شهر از خدمترسانی به ماشین ها در مدت زمان لازم ناتوان میماند .

اگر رم سیستم را جاده و شهر را سی پی یو در نظر بگیریم متوجه میشویم انتخاب درست نسبت ظرفیت و نوع رم و سی پی یو هنگام اسمبل کردن یک کامپیوتر بسیار اهمیت دارد.

پیشنهاد میشود برای کامپیوتر های امروزی به ازای هر هسته سی پی یو حداقل بین سه الی پنچ گیگابایت رم در نظر بگیرید. به عنوان مثال برای یک سی پی یو نسل هفت امروزی با 8 هسته 32 الی 64 گیگابایت رم میزان قابل قبولی به حساب می آید .

4 – Storage یا محل ذخیره اطلاعات

هر کامپیوتر به مخزن یا محلی برای ذخیره طولانی مدت اطلاعات نیاز دارد که میتواند انواع مختلفی داشته باشد.

– حافظه HDD

Hard Disk Drive یا به اختصار HDD یک حافظه دائمی است که برای ذخیره کردن داده های مورد پردازش کامپیوتر مورد استفاده قرار میگیرد. این هاردها اطلاعات را به شکل مکانیکی روی سطح مغناطیسی دیسکهای خود ذخیره میکند.

– حافظه SSD

SSD مخفف (Solid State Disk) ، نوعی حافظه است که از سرعت خواندن و نوشتن بیشتری نسبت به هارد دیسکهای دیگر برخوردار است. SSD که با نام «درایو حالت جامد» نیز معادلسازی شده، نوعی درایو برای ذخیرهسازی اطلاعات است که بر پایه حافظه فلش و مشابه با مموری موبایل طراحی شده است. اما در نهایت SSDها هم همان کارکردهای بنیادین HDD را دارند. اما برخلاف حافظه HDD هیچ عضو مکانیکی خاصی ندارند. SSDها برخلاف حافظههای HDD برای نوشتن داده ها از مغناطیس استفاده نمیکنند، بلکه دادهها را در میکروچیپ ها ذخیره میکند. از این رو سرعت بسیار بالاتری دارند.

DVD/CD –

سی دی ها و دی وی دی ها تا مدت ها پر استفاده ترین محل ذخیره سازی اطلاعات مهم مردم بودند اما خطرناکترین و بی اعتبار ترین فضای ذخیره سازی هم هستند. در این نوع دیسک ها حتی اگر دچار حادثه فیزیکی نشوند، با توجه به کیفیت ساخت آنها، بیش از ۳ تا ۱۰ سال نمی توانند حافظ اطلاعات شما باشند و پس از این مدت به مرور تمام اطلاعات یا بخشی از آن برای همیشه قابل بازخوانی نخواهد بود.

Flash Memory –

فلش درایورها مدت هاست جایگزین دیسک های سی دی و دی وی دی شده اند. از لحاظ امنیت اطلاعات در سطح مناسبی قرار دارند اما با توجه به حساسیت شدید نسبت به نوسانات نیرو در دستگاه های پخش کننده مختلف و تعمیر پذیری ضعیف فلش مموری، احتمال خرابی های تعمیر ناپذیر در آن بسیار بالاست. یکی دیگر از مشکلات درایوهای فلش، احتمال گم شدن آن با توجه به سایز کوچک این درایوهاست.

Network –

برای ذخیره اطلاعات همیشه نیاز به یک سخت افزار جدا نیست و میتوان حتی از شبکه نیز برای ذخیره اطلاعات کامپیوتر استفاده کرد.

5 – Power Supply Unit یا منبع تغذیه

منبع تغذیه یکی از قطعات سخت افزار است که به منظور تامین برق برای تمام قطعات دیگر در کامپیوتر گنجانده میشود. به عبارت دیگر کاری که پاور کامپیوتر انجام میدهد این است که جریان متناوب برق شهری را به یک جریان مستقیم و بر اساس مشخصات خود تبدیل میکند.

نرم افزار یا Software ؟

نرم افزار برنامه ای است که به ما امکان می دهد تا کامپیوتر را برای منظور خاصی برنامه ریزی و تحت اختیار داشته باشیم بطور کلی نرم افزار ، سخت افزار را برای انجام عمل خاصی در اختیار می گیرد.

نرم افزار ها را میتوان در گروه های زیر دسته بندی کرد :

سیستم عامل ها

سیستم عامل (به انگلیسی: Operating System) اساسی ترین برنامه سیستمی است که مدیریت کلیه منابع سیستم را به عهده گرفته و بستری را فراهم می سازد که برنامه های کاربردی میتوانند بر روی آن اجرا شوند.

به عبارتی دیگر میتوان سیستم عامل را رابط بین سخت افزارها و نرم افزارهای کاربردی شمرد. از نمونه سیستم عامل ها میتوان به ویندوز ، سیستم عامل مک ، لینوکس و … اشاره کرد .

نرم افزار های سیستمی

این نرم افزار ها ارتباط مستقیمی با کاربر ندارند اما وجود آن ها برای اجرای بسیاری از نرم افزار ها ضروری است (مانند .net framework و DirectX)

نرم افزار های اجراکننده

این دسته شامل نرم افزار هایی میشوند که برای اجراکردن بسیاری نرم افزار ها مورد نیاز است (مانند برنامه هایی مثل JVM و موتور انجین پایتون و پی اچ پی ،)

نرم افزار های اجرایی

تمامی نرم افزار هایی که در محیط سیستم عامل اجرا میشوند در این دسته قرار میگیرند (مانند فتوشاپ ، آفیس ، انواع بازی ها و …)

درایور ها

این نرم افزار ها نیز در واقع پل ارتباطی بین برخی سخت افزار و شناخته شدن آن توسط نرم افزار های معمول است .