کامپیوتر
کامپیوتر چیست؟
کامپیوتر چیست ? کامپیوتر در لغت به معنای محاسبه‌گر و در نگاه کلی، ابزاری الکترونیکی و یکی از اجزای مهم و جدایی‌ناپذیر زندگی امروز انسان‌ها است که می‌توان داده‌ها یا اطلاعات را به‌واسطه آن ذخیره، دستکاری و پردازش کرد.
مسلماً کارکردهای گوناگون کامپیوتر را در زندگی روزمره دیده‌اید:
نوشتن اسناد، ارسال و دریافت ایمیل، اجرای بازی‌های کامپیوتری و گشت‌زدن در فضای وب تنها نمونه‌های کوچکی از عملکردهای کامپیوتر در عصر حاضر هستند.
تصویر کامپیوتر رومیزی است، این تصویر بیانگر این مفهوم است که کامپیوتر ها نقش ویژه ای در زندگی امروزه دارند
همه ما به طرق مختلف با کامپیوتر سر‌و‌کار داریم و از آن بهره می‌بریم، بنابراین مهم است همه افراد تا حد نیاز بدانند کامپیوتر چیست تا بهتر بتوانند از آن بهره‌گیری کنند.
در ادامه مفهوم کامپیوتر و اجزای تشکیل‌دهنده آن را به زبان ساده شرح داده‌ایم.
مختصری از تاریخچه کامپیوتر
از سال 1613 میلادی، واژه کامپیوتر (رایانه) را در اصل برای انسان‌ها به‌کار می‌بردند و منظورشان افرادی بود که کار محاسبات را دستی انجام می‌دادند.
آلن تورینگ، کامپیوتر انسانی را چنین تعبیر کرده است:
کامپیوتر، انسانی ملزم به پیروی از قوانین مشخصی است و به‌هیچ‌وجه اجازه ندارد از آنها تخطی کند.
مجسمه آلن تورینگ – آلن تورینگ نقش مهمی در توسعه کامپیوترها و البته هوش مصنوعی داشته است
نخستین کامپیوتر دیجیتال
نخستین نسخه از کامپیوتر دیجیتال، ENIAC نام داشت و شبیه به چیزی بود که امروزه کامپیوتر می‌نامیم.
ENIAC را در بحبوحه جنگ جهانی دوم، در سال‌های 1943 تا 1946 ساختند و قرار بود به خودکارسازی محاسباتی که کامپیوترهای انسانی انجام می‌دادند، کمک کند،
در واقع منظور از کمک، تسریع محاسبات و کاهش خطا در آنها بود.
نخستین کامپیوتر دیجیتال، ENIAC و ابعاد بزرگ آن
کامپیوترهای اولیه از لوله‌های خلأ بهره می‌بردند و بسیار بزرگ بودند؛ ابعادشان در حد یک اتاق بود و آنها را فقط می‌شد در دانشگاه‌ها، مراکز دولتی و برخی کسب‌و‌کارهای بزرگ یافت.
بعدها با ورود ترانزیستورها به دنیای کامپیوتر، فناوری محاسباتی آنها تغییرات عمده‌ای کرد و قیمت و ابعادشان آنقدر کم شد که بسیاری از افراد می‌توانستند کامپیوتر شخصی خود را داشته باشند.
اما نکته اینجاست که اجزای اصلی کامپیوترهای اولیه و کامپیوترهای امروزی تفاوت چندانی ندارند، در ادامه به همین موضوع پرداخته‌ایم.
اجزای اصلی کامپیوتر
برای اینکه دقیقاً بدانیم کامپیوتر چیست، لازم است از اجزای تشکیل‌دهنده آن شروع کنیم.
همه کامپیوترها دو بخش اصلی مشترک دارند که آنها را به وسایلی کاربردی تبدیل می‌کند:
سخت افزار (Hardware) و نرم افزار (Software). لازمه کارکرد کامپیوتر هم سخت افزار است و هم نرم افزار، به عنوان نمونه در نظر بگیرید همین لحظه که مشغول خواندن این صفحه هستید،
از مرورگر (نرم افزار) و موس (سخت افزار) برای پویش صفحات مختلف بهره می‌برید.
مفهوم سخت افزار کامپیوتر
سخت افزار بخشی از کامپیوتر است که ساختار فیزیکی دارد.
همه ما با مثال‌های سخت افزار آشنایی داریم: صفحه کلید (Keyboard)، موس (Mouse)، صفحه نمایش (Monitor) و …
البته نباید بخش‌های داخلی سخت افزار کامپیوتر را فراموش کرد؛
در واقع بخش‌های داخلی هستند که کارهای اصلی (محاسبات و پردازش) را انجام می‌دهند. مهمترین اجزای داخلی کامپیوترها را در زیر فهرست کرده‌ایم.
این تصویر سخت افزار کامپیوتر از جمله مانیتور، رم، کیس، cpu و … را نمایش می دهد
مادربرد (Motherboard)
مادربرد، برد یا در واقع مداری الکترونیکی است که دیگر قطعات و اجزای داخلی کامپیوتر را به یکدیگر متصل می‌کند و بستر ارتباطی‌شان را فراهم می‌آورد.
پردازنده اصلی (CPU)
پردازنده (CPU) را می‌توان مغز کامپیوتر برشمرد؛ تراشه‌ای الکترونیکی است که عملیات منطقی و پردازشی در آن صورت می‌گیرد.
قطعاً نام‌های Intel و AMD و نسل‌های مختلف CPUهای تولیدی آنها را در این زمینه شنیده‌اید.
پردازنده گرافیکی (GPU)
پردازنده گرافیکی (GPU) هم نظیر CPU پردازنده است، اما بیشتر اطلاعات را برای ارسال به نمایشگر (Monitor) کامپیوتر پردازش می‌کند.
از سازندگان مهم این قطعه در کامپیوتر می‌توان به شرکت‌های Nvidia و ATI اشاره کرد.
منبع تغذیه
بدیهی است که کامپیوترها بدون برق کار نمی‌کنند. وظیفه برق‌رسانی به اجزای مختلف کامپیوتر بر عهده منبع تغذیه یا پاور است.
رم (RAM)
کامپیوتر نیز مثل انسان‌ها حافظه دارد: هم حافظه کوتاه‌مدت و هم حافظه بلندمدت.
RAM را می‌توان به‌نوعی حافظه کوتاه‌مدت کامپیوتر دانست که به CPU در پردازش اطلاعات کمک می‌کند.
هارد دیسک (Hard Disk)
هارد دیسک نقش حافظه بلندمدت را در کامپیوتر بر عهده دارد و اطلاعات را برای مدت طولانی در خود ذخیره می‌کند.
فناوری‌های مختلفی برای این حافظه در نظر گرفته‌اند که به‌تازگی، درایوهای جامد SSD (Solid State Drive) محبوبیت زیادی پیدا کرده است.
مفهوم نرم افزار کامپیوتر
سخت افزار به‌خودیِ‌خود و بدون نرم افزار، کارایی خاصی ندارد.
نرم افزار در کامپیوتر، مجموعه‌ای از دستورالعمل‌هاست که به سخت افزار می‌گوید چه کاری را چطور انجام دهد. مرورگر وب یا بازی‌های کامپیوتری ساده‌ترین مثال‌های نرم افزار کامپیوتر هستند.
در ادامه برخی از پرکاربردترین و مهمترین انواع نرم افزار را آورده‌ایم.
نرم افزار کاربردی
متداول‌ترین نوع نرم افزارها، نرم افزارهای کاربردی هستند.
این نوع در واقع پکیجِ نرم افزاری است که کار خاصی برای کاربر و در برخی موارد برای دیگر برنامه‌های کاربردی انجام می‌دهد.
نرم افزار آفیس را در نظر بگیرید که خود، مجموعه‌ای از چند نرم افزار مختلف است و آن را برای وظیفه‌ای خاص و کاربردی طراحی کرده‌اند.
نرم افزار سیستمی
نرم افزارهای سیستمی را از این جهت طراحی کرده‌اند که برنامه‌های کاربردی کامپیوتر و البته سخت افزار را به‌کار بیندازد.
نرم افزار سیستمی، فعالیت‌ها و عملکردهای سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر را با یکدیگر هماهنگ می‌کند،
از طرفی عملیات سخت افزار را تحت کنترل می‌گیرد تا بستر مناسبی برای اجرای دیگر انواع نرم افزارها ایجاد شود. بهترین مثال این نوع نرم افزار، سیستم عامل (Operating System) کامپیوتر است.
درایورها
درایورها نوع خاصی از نرم افزار هستند که البته خود به‌نوعی نرم افزار سیستمی به حساب می‌آیند؛
آنها را برای کنترل ابزارها و سخت افزارهای متصل به کامپیوتر نظیر کنترلرهای بازی، کیبورد، هدفون، پرینتر و… طراحی می‌کنند تا این ادوات بتوانند در ارتباط با کامپیوتر وظایفشان را به‌درستی انجام دهند.
میان افزار
لفظ میان افزار یا Middleware را به نوعی از نرم افزار اطلاق می‌کنند که نقش رابط نرم افزارها و برنامه‌های کاربردی با نرم افزارهای سیستمی را برعهده دارد،
البته این میانجی‌گری می‌تواند مابین دو نرم افزار سیستمی نیز رخ دهد، به‌عنوان مثال ارتباط بین ویندوز (سیستم عامل) و نرم افزارهایی نظیر اکسل و ورد (نرم افزارهای کاربردی) را میان افزارها کنترل می‌کنند.
نرم افزار برنامه نویسی
برنامه نویسان برای برنامه نویسی از نرم افزارهای برنامه نویسی بهره می‌گیرند.
ابزارها و نرم افزارهای برنامه نویسی به برنامه نویسان کمک می‌کنند دیگر برنامه‌ها و نرم افزارهای کاربردی را با کدنویسی، تست و عیب‌یابی، توسعه دهند،
به عنوان نمونه می‌توان به کامپایلر (Compiler)، دیباگرها و مفسرها به عنوان نرم افزار برنامه نویسی اشاره کرد.
انواع کامپیوتر
ازآنجاکه فناوری ساخت آی سی (IC)، پردازنده‌ها (CPU و GPU)، هارد دیسکها ، RAM و… به‌ویژه با کمک نیمه‌رساناها تغییرات عمده‌ای داشته است،
کامپیوترهای امروزی انواع و ابعاد مختلفی دارند.
هرچند شیوه‌ها و منطق‌های مختلفی را می‌توان برای دسته‌بندی انواع کامپیوتر در نظر گرفت، اما از جنبه کارکرد کامپیوترها می‌شود
آنها را به کامپیوترهای با استفاده عمومی (General-Purpose Computer)، کامپیوترهای با استفاده خاص (Special-Purpose Computer)
و کامپیوترهای ویژه (Specialized Computer) دسته‌بندی کرد.
در این مقاله همانطور که احتمالاً اغلب ما انتظار داریم، در مورد کامپیوترهایی صحبت می‌کنیم که کارکرد عمومی دارند، البته مختصراً به دو نوع دیگر هم پرداخته‌ایم:
Special-Purpose Computerها را در ابزارهای الکترونیکیِ بسیاری از موارد گوناگون که کارکردهای خاص دارند، مشاهده کرده‌ایم:
دستگاه خودپرداز بانک، خودروها، مایکروویو، تلویزیون و…Specialized Computerها با General-Purpose Computerها مشابهت زیادی دارند،
اما آنها را برای یک یا چند وظیفه خاص طراحی می‌کنند،
ضمناً این نوع کامپیوترها از Special-Purpose Computerها پیچیده‌ترند.
یکی از دم‌دستی‌ترین مثال‌های این نوع کامپیوتر، کنسول‌های بازی است که البته طرفداران زیادی در دنیای امروز دارد.
و نهایتاً اگر بخواهیم برای کامپیوترهای با استفاده عمومی هم چند مثال بیاوریم، می‌توان به PC، لپ‌تاپ، تلفن همراه هوشمند، تبلت و… اشاره کرد.
مهمترین سازنده‌های کامپیوتر
در دنیای امروز، دو جور سیستم کامپیوتری بسیار پرکاربرد است: کامپیوترهای شخصی (PC) و سیستم‌های مکینتاش شرکت اپل.
سازنده‌های بسیاری دست به طراحی و ساخت PC می‌زنند؛ خود شما هم می‌توانید با خرید اجزای PC و سرهم کردن آن، دستگاه شخصی خودتان را بسازید.
اما کامپیوترهای Apple را فقط خود اپل طراحی می‌کند و می‌سازد.
مکینتاش شرکت اپل در مقابل دیگر کامپیوترهای شخصی
مزایای کامپیوتر و فواید استفاده از آن
مسلماً بی‌دلیل نیست که کامپیوترها حتی تا جزئی‌ترین بخش‌های زندگی روزانه ما انسان‌ها رسوخ کرده‌اند.
در ادامه به برخی از مهمترین مزایای کامپیوترها پرداخته‌ایم که آنها را به یکی از مهمترین اسباب زندگی در دنیای امروز بدل کرده است.
رشد خلاقیت
تصویر شخصی که در حال طراحی با کامپیوتر است که بیانگر این مفهوم است که کامپیوتر باعث رشد خلاقیت ما می شود.
کامپیوترها می‌توانند به‌واسطه تسهیل بسیاری از کارها، به خلاقیت ما دامن بزنند، مثلاً فرض کنید اطلاعات کلی از واژه‌پردازی دارید و می‌خواهید قلم بزنید،
کامپیوتر می‌تواند به‌عنوان ابزاری مناسب در دستان شما، در خلق، ویرایش، ذخیره‌سازی و چاپ متون مختلف، آن هم به راحتی و با سرعت، کمک کند،
بنابراین وقتی نگرانی بابت بسیاری از این مراحل ندارید، تمرکزتان را بر اصل ماجرا می‌گذارید و انرژی بیشتری برای خلاقیت خواهید داشت.
اتصال به سراسر دنیا
تصویر کامپیوتری که کره زمین در مقابل آن قرار دارد و بیانگر این مفهوم است که کامپیوتر ارتباط جهانی را میسر ساخته است
با پیشرفت مفاهیمی نظیر مهندسی شبکه و پیدایش بستر عظیمی همچون اینترنت، ارسال نامه‌های الکترونیکی یا همان ایمیل، جستجو در دریایی از محتوا و دریافت اطلاعات مورد نظر،
بهره‌گیری از فضای مجازی و… همه‌و‌همه کره زمین را به دهکده‌ای تبدیل کرده‌اند که دیگر انسان‌ها در آن چندان فاصله‌ای با یکدیگر ندارند. بدیهی است که این موارد بدون وجود کامپیوتر معنا و مفهومی ندارند.
ذخیره‌سازی اطلاعات
این تصویر بیانگر این مفهوم است که کامپیوترها فضای مناسبی برای ذخیره‌سازی انواع داده و اطلاعات در اختیارمان می‌گذارند
کامپیوترها فضای گسترده‌ای در اختیارمان قرار می‌دهند تا بسیاری از اطلاعات مورد نظرمان را اعم از تصاویر، نوشته‌ها، فیلم، موسیقی، کتاب و… در آنها ذخیره کنیم،
البته ویژگی مهم دیگر کامپیوترها در این زمینه، دسته‌بندی و سازماندهی اطلاعات است که در مقایسه با سیستم‌های مشابه دستی، چندین برابر بهینه‌تر و سریعتر عمل می‌کند.
افزایش قابلیت انسان‌ها
این تصویر تعامل انسان و کامپیوتر را نشان می دهد که از این طریق انسان قادر است توانایی های خود را بهبود ببخشد
هرچند کامپیوترها به‌خودیِ‌خود قوه تفکر ندارند و انسان‌ها یا بهتر است بگوییم برنامه‌نویس‌ها باید دستورالعمل مناسب را برای حصول خروجی مطلوب به آنها بدهند،
اما وقتی به‌کار می‌افتند، گوی سبقت را در سرعت پردازش و فضای ذخیره‌سازی از آدم‌ها می‌ربایندُ البته این هم به نفع ماست و از مزایای کامپیوترها برشمرده می‌شود؛
زیرا انسان‌ها آنها را به عنوان ابزاری به‌کار می‌گیرند تا در واقع قابلیت خود را افزایش دهند.
جمع‌بندی
درست است که با گسترش روزافزون کاربرد کامپیوترها و انواع مختلف آنها در زندگی روزمره، شاید مسخره به نظر برسد که بپرسیم
«کامپیوتر چیست؟»
اما در حقیقت وقتی اغلب ما به جزئیات پیرامون پاسخ این پرسش توجه می‌کنیم، متوجه می‌شویم اطلاعات چندان دقیق و درستی هم از کامپیوتر نداریم.
در دنیایی که از کوچکترین تا مهمترین کارهایمان به وجود کامپیوتر و البته استفاده بهینه از آن گره خورده، مهم است برای بهینه‌سازی امورمان بیشتر از کامپیوتر سر در بیاوریم و بدانیم دقیقاً از چه ساخته شده و چطور کار می‌کند.
در این مطلب کوشیدیم کامپیوتر را از نگاهی کلی شرح دهیم و به مهمترین مسائل پیرامون آن بپردازیم.
