مبانی کامپیوتر

1. مبانی کامپیوتر 1

2. تاريخچه 2

3. تاريخچه اولين ماشين محاسبه در سال 1820 اختراع شد. خصوصيات اين ماشين محاسبات را با سرعت و دقت خيلي زيادي انجام مي داد . 3

4. تاريخچه در سال 1830 چارلز بابيج ماشيني طراحي کرد که موتورتحليل ناميده شد . اين ماشين ايده ساخت کامپيوترهاي امروزي را پديد آورد .

5. نسلهاي مختلف کامپيوتر 5

6. نسلهاي مختلف کامپيوتر نسل اول کامپيوترها هزاران عمليات محاسباتي را در دقيقه انجام دهد و اساس کار آنها لامپ خلاء بود . نسل دوم قادر بود ده بار سريعتر از نسل اول عمليات محاسباتي انجام دهد و علت عمده افزايش سرعت استفاده از ترانزيستور به جاي لامپهاي خلاء بود. 6

7. نسلهاي مختلف کامپيوتر نسل سوم ميليونها دستور در ثانيه اجرا کند و اساس کار آنها مدارهاي مجنمع يا IC بود . وحال نسل چهارم 50 بار سريعتر از کامپيوترهاي نسل سوم مي باشد. مدارهاي مجتمع در اين نسل بسيار کوچکتر شده و کامپيوترهاي اين نسل قادرند چندين ميليون دستور را يک ثانيه اجرا نمايند. 7

8. سخت‌افزار كامپيوتر و نرم‌افزار كامپيوتر سخت‌افزار كامپيوتر: اجزاي فيزيكي مثل ICها، سيمها، پيچها و ... نرم‌افزار كامپيوتر: كليه دستورات، برنامه‌ها و اطلاعاتي كه به كامپيوتر داده مي‌شود. 8

9. شماي کلي سخت افزار 9

10. حافظه جانبي حافظه اصلي دستگاه ورودي دستگاه خروجي واحد پردازش مرکزي شماي کلي سخت افزار 10

11. حافظه اصلي 11

12. حافظه اصلي به حافظه اصلي (Main Memory) ، حافظه اوليه (Primary Memory ) مي گويند . حافظه اصلي محلي است براي ذخيره سازي اطلاعات که از تعدادي خانه تشکيل شده که به هر يک سلول cell مي گويند. 12

13. حافظه اصلي عمليات حافظه اصلي Write(يا نوشتن): عمل ذخيره کردن اطلاعات در هر سلول Read(يا خواندن ): عمل باز يابي اطلاعات عمل Write باعث پاک شدن اطلاعات قبلي مي گردد ولي عمل Read تغييري در اطلاعات يک سلول نمي دهد. 13

14. واحدهاي ظرفيت حافظه 14

15. واحدهاي ظرفيت حافظه واحد اصلي ظرفيت حافظه بايت (byte)است و مقدار اطلاعاتي است که يک سلول حافظه مي تواند در خود جاي دهد يک بايت مي باشد . هر بايت از واحدهاي کوچکتري به نام بيت (bit) تشکيل شده است که هر بايت ، 8 بيت است . 15

16. واحدهاي ظرفيت حافظه واحدهاي بزرگتري براي ظرفيت حافظه کلمه است (در PCها هر كلمه دقيقاً برابر دو بايت است) در هر بيت فقط دو مقدار مي توان ذخيره كرد: 1 و 0 16

17. پيشوندهاي واحدهاي حافظه 17

18. واحدهاي ظرفيت حافظه براي بيان واحدهاي بالاتر از پيشوندهاي زير استفاده مي شود: Kilo = 210 Mega = 220 Giga = 230 Tera = 240 Peta = 250 Exa = 260 18

19. انواع حافظه 19

20. انواع حافظه حافظه اصلي(RAM): Random Access Memory يک حافظه خواندني نوشتني (RWM) است . و حاوي برخي از اطلاعات مورد نياز سيستم كامپيوتر هستند و اگر از بين بروند كار سيستم مختل خواهد شد. 20

21. انواع حافظه در کامپيوتر منظور از حافظه همان حافظه خواندني- نوشتنيRWM است . چون سرعت دسترسي به تمام سلولهاي حافظه يکسان است به آن (RAM) مي گويند .

22. انواع حافظه حافظه فقط خواندني Read Only Memory(ROM) براي حفاظت از برخي اطلاعات در مقابل نوشتن اطلاعات جديد از حافظه فقط خواندني بنام ROM استفاده مي گردد . 22

23. انواع حافظه درج اطلاعات در اين نوع حافظه ها توسط کارخانه سازنده انجام مي گيرد که به اين عمل برنامه ريزي يا Program کردن حافظه گفته مي شود .

24. انواع حافظه نمونه اي از ROM : حافظهBIOS ) Basic Input/Output System ) است که حاوي برنامه هاي اصلي ورودي – خروجي سيستم است .

25. انواع حافظه حافظه فقط خواندني (PROM): Programmable Read Only Memory اين نوع حافظه فقط يک بار به استفاده کننده حق برنامه ريزي مي دهد. يعني اگر استفاده كننده در نوشتن اطلاعات اوليه اشتباهي مي‌كرد ديگر نمي‌توانست آن را اصلاح كند. 25

26. انواع حافظه حافظه (EPROM): Erasable Programmable Read Only Memory اين نوع حافظه اگر در معرض اشعه ماورا بنفش قرار گيرد کليه اطلاعات آن پاک مي شود و مجدداً قابليت نوشتن پيدا مي كند. 26

27. انواع حافظه حافظه پنهان : نوعي حافظه كه با استفاده از قطعات الكترونيكي سريع‌تر و گران‌تر در كامپيوتر وجود دارد. اطلاعاتي كه بيشتر مورد نياز هستند در آن ذخيره مي‌شود. 27

28. معايب حافظه هاي اصلي 28

29. معايب حافظه هاي اصلي • با قطع برق کامپيوتر، کليه اطلاعات موجود در آن از بين مي رود. • گران است . • اطلاعات موجود در آن قابل حمل ونقل نيست . • ظرفيت آن محدود است يعني از يک حد بيشتر نمي توان حافظه اصلي کامپيوتر را افزايش داد . 29

30. رفع معايب حافظه اصلي 30

31. رفع معايب حافظه اصلي براي جبران ضعفهاي حافظه اصلي، حافظه هاي ديگري بوجود آمدند که به آن حافظه هاي جانبي يا حافظه هاي ثانويه Secondary Storageگفته مي شوند . 31

32. حافظه هاي جانبي 32

33. حافظه هاي جانبي • ديسک : • الف) ديسک سخت (Hard Disk) • ب ) ديسک نرم (Floppy Disk) • CD • نوار • DVD 33

34. حافظه هاي جانبي ديسک(Disk) : ديسک سخت در بدنه کامپيوتر يا Case قرار مي گيرد ولي ديسک نرم را به راحتي مي توان جابجا کرد . ديسکها از صفحات مدور پلاستيکي تشکيل شده اند که روي اين صفحات يک لايه اکسيد مغناطيسي آهن کشيده شده است و صفر ويکها روي اين ذرات ذخيره مي شوند، اگر ذره اي مغناطيسي شده باشد به معناي يک وگرنه به معناي صفر تلقي مي شود . 34

35. حافظه هاي جانبي شيار (Track): فضاي ديسک به دواير متحد المرکزي تقسيم مي شود که به هر يک شيار گفته مي شود . سکتور (Sector) : کمانهايي از اين شيارها که به وسيله قطاعهايي به مرکز ديسک جدا مي شود ، سکتور گفته مي شود . اطلاعات داخل اين سكتورها ذخيره مي‌شود. 35

36. حافظه هاي جانبي سرعت دسترسي به اطلاعات در ديسک سخت بيشتر از ديسک نرم است و ظرفيت آن نيز از ديسك نرم بسيار بيشتر است. براي اينكه كامپيوتر بتواند از ديسكهاي نرم استفاده كند بايد مجهز به دستگاههاي ديسك گردان (Disk Drive) باشد. 36

37. حافظه هاي جانبي CD-ROM : يک CD قادر به ذخيره سازي اطلاعات است. اطلاعات روي اين حافظه به صورت ايجاد حفره‌هاي بسيار ريز ذخيره مي‌شود. ظرفيت CDبر حسب بايت معادل 700 مگابايت است . 37

38. حافظه هاي جانبي قطر اين ديسک ها دوازده سانتيمتر است . CD از جنس پلاستيک بوده و داراي ضخامتي معادل چهار صدم يک اينچ است.

39. پردازنده‌يمركزيياCPU 39

40. پردازنده‌ي مركزي يا CPU پردازنده‌ي مركزي يا CPU : عمليات محاسباتي ومنطقي و کنتر ساير قسمتها در پردازنده انجام مي شود . 40

41. پردازنده‌ي مركزي يا CPU که هر پردازنده شامل سه قسمت مي باشد : 1- واحد منطق و محاسبه(ALU) Arithmetic and Logic Unit 2- واحد کنترل (CU) Control Unite 3- ثبات (Register)

42. پردازنده‌ي مركزي يا CPU 1. واحد منطق و محاسبه(ALU) عمليات محاسباتي مانند جمع و تفريق و....و اعمال منطقي مانند and , or و.... 42

43. پردازنده‌ي مركزي يا CPU 2. واحد کنترل (CU) هماهنگي بين اجزا مختلف کامپيوتر را انجام مي دهد . و به هر واحد فرمان مي دهد چه کاري انجام دهد .

44. پردازنده‌ي مركزي يا CPU 3.ثبات (Register) : ثباتها حافظه هاي سريع هستند که بيشتر مورد استفاده پردازنده قرار مي گيرند و برخي از اطلاعات را براي عمليات پرکاربرد تر نگهداري مي کنند. 44

45. دستگاههاي ورودي و خروجي 45

46. دستگاههاي ورودي و خروجي دستگاههاي ورودي : ماوس ، صفحه کليد ، اسکنر ، قلم نوري ، مودم و ميکروفن دستگاهاي خروجي : صفحه نمايش (از 25 سطر و 80 ستون تشكيل شده است)، چاپگر ، رسام ، مودم و بلندگو 46

47. نرم افزار 47

48. نرم افزار نرم افزارها را به سه دسته کلي تقسيم مي کنند : الف) برنامه هاي کاربردي: اين برنامه‌ها به منظورهاي خاص مثل حسابداري، رياضي و... نوشته مي‌شود. 48

49. نرم افزار ب) زبانهاي برنامه نويسي: زبان ماشين كه فقط از صفر و يك تشكيل شده است. زبان اسمبلي، زبانهاي سطح بالا كه تعداد اينگونه زبانها بسيار زياد است و هر زبان براي يك كاربرد خاص درنظر گرفته مي‌شود. كامپيوتر فقط مي‌تواند دستورات زبان ماشين را اجرا نمايد بنابراين بايد ابتدا برنامه نوشته شده، به زبان سطح بالا به يك برنامه معارل زبان ماشين ترجمه شود. 49

50. نرم افزار هر زبان برنامه‌سازي مترجم خاص خود را دارد. كلاً دو نوع مترجم وجود دارد: كامپايلر و مفسر. تفاوت كامپايلر و مفسر در اين است كه كامپايلر برنامه را از ابتدا تا آخر به زبان ماشين ترجمه مي‌كند سپس برنامه زبان ماشين توليد شده را اجرا مي‌نمايد اما مفسر ابتدا خط اول برنامه را ترجمه سپس اجرا مي‌نمايد بعد به سراغ خطاهاي بعد مي‌رود. 50