جزوه آموزشي درس مباني كامپيوتر

1- فصل اول

مقدمه:

كامپيوتر چيست؟

كامپيوتر ابزاري است كه بر روي آنچه به آن می‌‌دهيم (اصطلاحا به آن ورودي گفته می‌‌شود)عملياتي انجام می‌‌دهد(كه به آن پردازش می‌‌گويند)‌ و نتيجه‌ي مطلوب را به دست می‌‌دهد(كه خروجي نامی‌ده می‌‌شود).

کامپيوتر تفاوتي که با آدمی‌دارد اين است که خلاق نيست و کارها را بر اساس دستورالعملهايي که توسط انسان به وي داده شده انجام می‌دهد.

تعريفات:

داده(data)

به مجموعه اي از اطلاعات خام که پيش از پردازش و به عنوان ورودي در اختيار ما قرار دارد داده گفته می‌شود. مثلا نمره هاي موجود در کارنامه يک دانش آموز داده ناميده می‌شوند.

اطلاعات(information):

پس از هر پردازش خاص روي داده ها، داده ها به اطلاعات تبديل می‌شوند. مثلا معدل و رتبه يک دانش آموز اطلاعات هستند.

پردازش (process):

به مجموعه عملياتي که بر روي داده ها صورت می‌گيرد پردازش می‌گويند.

مثل مرتب سازي داده ها و جستجو در بين آنها و يا محاسبات انجام گرفته بر روي آنها

انواع پردازش بر روي داده ها هستند.

كاربردهاي كامپيوتر:

الف:كاربرد كامپيوتر در آموزش:

كامپيوترها به علت انعطاف پذيري زياد،در بالا بردن میزان هوش و توانييهاي كاري بسيار مؤثرند و استفاده از آنها بسيار ساده شده است.به اين دليل در كشورهاي پيشرفته،آزمايشگاههاي كامپيوتر از سطح دبستان به بالا جود دارد و فراگيري كامپيوتر اجباري است. در اين روش هزينه ها کم شده و در هر جا و هر زمان می‌توان به مطالب درسي دسترسي داشت. آموزشهاي مجازي و راه دور و الکترونيکي نيز وجود دارد كه در اين روش هزينه چاپ کتاب از بين رفته و دهها کتاب را می‌توان بر روي يک cd جا داد.

ب:كاربرد كامپيوتر درهنر و سينما و تلويزيون:

امروزه هنرمندان با استفاده از گرافيک كامپيوتري آثار با پيچيدگي حيرت‌انگيز را فوق‌العاده سريع‌تر از گذشته خلق می‌‌كنند.براي نمونه،در نقاشي متحرك(كارتون). در نمونه‌هاي ديگر،تبديل از يك چهره به چهره‌ي ديگر نيز توسط كامپيوتر امكان‌پذير است.همچنين امروزه فيلمهاي علمی‌‌ـ‌تخيلي زيادي توليد می‌‌شود كه صحنه‌هاي زيادي از آن غير واقعي است و توسط كامپيوتر ساخته می‌‌شود و داراي جلوه هاي ويژه می‌باشد. رنگي كردن فيلمهاي سياه و سفيد قديمی‌نيز توسط كامپيوتر امكان پذير است.به علاوه،با استفاده از كامپيوتر می‌‌توان به نواختن موسيقي مانندپيانو يا گيتار پرداخت و حتي آموزش نيز ديد.

ج: کاربرد در صنعت:

در طراحي و توليد محصولات صنعتي امروزه عمدتا توسط کامپيوتر انجام می‌شود.

طراحي اوليه قطعات را CAD و توليد بوسيله کامپيوتر را CAM می‌نامند.

در صورت استفاده از کامپيوتر کمیت و کيفيت بالا رفته و هزينه ها و زمان توليد به طور چشمگيري کاهش می‌يابد.

د:كاربرد كامپيوتر در امور علمی‌و تحقيقاتي:

انجام اين امور معمولا نياز به محاسبات پيچيده و دقيق و زمانبر دارند که فقط توسط كامپيوتر انجام پذير است. امروزه در كليه‌ي امور مهندسي كاربرد فراوان و جدي پيدا كرده است و مهندسي بدون شناخت كامپيوتر قادر به انجام امور مربوط به حرفه‌ي خود نخواهند بود.به عنوان مثال،محققين رشته هاي مهندس، معماري، کشاورزي، پزشکي، زمی‌ن شناسي، فضا نوردي، و ... بيشتر کارهاي خود را توسط کامپيوتر و اينترنت انجام می‌دهند. کارهاي مدلسازي و تحقيقات آزمايشگاهي با اندک هزينه اي توسط کامپيوتر انجام می‌شود.

از کاربردهاي ديگر کامپيوتر می‌توان به کاربرد کامپيوتر در تجارت، در پزشكي، در وسايل ارتباط جمعي، و... نام برد.

ف:ساير كاربردها:

از جمله كاربردهاي بي‌شمار ديگر كامپيوتر‌ها می‌‌توان به استفاده از آن در كارخانجات خودرو سازي براي توليد خودروها،صنايع الكترونيك،صنايع فضايي،كسب اطلاعات وضعيت هوا،در امور حمل، ... ،و تفنن و سر‌گرمی‌اشاره كرد.

جدول نسل كامپيوترها:

نسل	اول	دوم	سوم	چهارم
سال توليد	1955-1946	1963-1956	1977-1964	تا كنون - 1978
پايه تكنولوژي	لامپ خلا	ترانزيستور	مدارات مجتمع در مقياس كوچك	مدارات مجتمع در مقياس بزرگ
سرعت اجراي‌دستورالعمل در هر ثانيه	40 هزار	200 هزار	يك تا 10 می‌ليون	10 تا 300 می‌ليون
اندازه‌ حافظه‌هاي اصلي	2 تا 4 كيلو بايت	32 كيلو بايت	256 كيلو بايت تا 2 مگا بايت	16 تا 516 مگا بايت

طبقه بندي كامپيوترها بر اساس قدرت پردازش:

الف:كامپيوترهاي بزرگ:(Mainframe)

در اواسط دهه‌ي 1960 تمام كامپيوترها از قبيل IBM 360 را كامپيوترهاي بزرگ می‌‌نامند زيرا داراي محل بزرگي براي CPU بودند. براي محاسبات بسيار پيچيده و سنگين طراحي شده و در موسساتي که حجم اطلاعاتي انها بسيار زياد باشد به کار گرفته می‌شوند. مثلا براي محاسبه پول آب و برق و تلفن شهروندان که قسمت هاي تشکيل دهنده آنها از هم مجزا هستند. در اين نوع کامپيوترها کاربران معمولا از طريق شبکه به همديگر دسترسي دارند.

ب: کامپيوترهاي کوچک (میني كامپيوترهاMini computer):

كامپيوترهايي با اندازه‌ي متوسط (در مقايسه با كامپيوترهاي بزرگ) هستند كه قادرند در هر لحظه به چندين ترمینال سرويس دهند و پردازش و تنوع کاري انها زياد است. و می‌توان براي پردازش کارهاي کاربران شبکه استفاده کرد.

ج: ريز کامپيوترها (میكرو كامپيوترهاMicro Computer):

كامپيوترهايي با ابعاد كوچك هستند كه بر اساس يک پردازنده ساخته شده و قدرت پردازش آنها با کامپيوترهاي نسل قبل برابري می‌کند. CPUآنها فقط در يك تراشه با مدارهاي الكترونيكي بسيار فشرده به نام ريز پردازنده قرار دارد. و قيمت پايين تري نسبت به ديگر مدلها دارند. کامپيوترهاي شخصي که به نام PC (Personal Computer) مشهورند از اين مدل هستند. که اين نوع کامپيوترها در سه شکل کامپيوترهاي رومیزي (Desktop) کامپيوترهاي کيفي (Laptop-Notebook) و کامپيوترهاي دستيار ديجيتالي شخصي (PDA) ارايه می‌شوند.

تفاوتي که اين سه مدلبا هم دارن دارند اين است که کامپيوترهاي رومیزي شامل صفحه نمايش و صفحه کليد و يک سيستم واحد بوده و به ندرت جابجا می‌شوند. اما کامپيوترهاي کيفي تکنولوژي ساختشان بسيار ظريف بوده و براي مواردي که نياز به جابجاي می‌باشد به کار برده می‌شوند. کامپيوترهاي دستيار ديجيتالي که به عنوان جيبي نيز شناخته می‌شوند داراي امکاناتي مانند دفترچه يادداشت و ماشين حساب و تقويم و قابليت اتصال به شبکه هستند.

د:ابر كامپيوترها:

اين كامپيوترها پر قدرت‌ترين، بزرگ‌ترين،سريع‌ترين و گران‌ترين و تواناترين كامپيوترهاي هر دوره محسوب می‌‌شوند و در امور خاص نظامی‌،پژوهشي،فضايي،هواشناسي و غيره كاربرد دارند. و اندازه آنها بسيار بزرگ در حد يک ساختمان.

طبقه بندي كامپيوترها بر اساس عملكرد ونحوه‌ي پردازش:

الف:كامپيوترهاي آنالوگ (قياسي):

كامپيوتري است كه مقادير فيزيكي نظير درجه‌ي حرارت يا فشار را كه به صورت كمیتهاي پيوسته است،اندازه گيري می‌‌كند. مثلا کامپيوتري که براي سنجش آلودگي هوا به کار گرفته می‌شود که داده ها را به طور آنالوگ گرفته و به اطلاعات تبديل می‌کند.

ب:كامپيوترهاي ديجيتال (عددي):

كامپيوتر عددي كامپيوتري است كه مستقيماً بر روي اعدادي كه نشان دهنده نمرات،حروف و ساير نشانه‌هاي ويژه می‌‌باشد عمليات محاسباتي انجام دهد. و داده هاي ان از رقمهاي صفر و يک تشکيل شده است. و دقت آنها از کامپيوترهاي انالوگ بالاتر است.

ج:كامپيوترهاي پيوندي:

در بعضي مواقع كامپيوترهاي قياسي و عددي به شكلي مناسب با هم تركيب می‌‌شوند تا كامپيوتر پيوندي را به وجود آورند. ورودي آنها آنالوگ و خروجي آنها ديجيتال است. مانند کامپيوترهايي که براي هواشناسي به کار می‌روند.

تقسيمات علوم كامپيوتر:

الف:نرم افزار:

به طور كلي آنچه را كه در يك سيستم كامپيوتري،سخت افزار نباشد،نرم افزار می‌‌گويند. افراد با استفاده از دفترچه راهنماي نرم افزار كاربر رايانه از نرم افزار خاص خود براي كار با داده‌هاي مربوط به آن نرم افزار بهره می‌‌برند. نرم افزار براي انجام كار خود از سخت افزار استفاده می‌‌كند.

ب:سخت افزار: ‌

سخت افزار به قسمتهاي فيزيكي كامپيوتر اعم از الکترونيکي و الکترومکانيکي که قابل لمس باشد از قبيل:

1:خازنها،مقاومتها و ترانزيستورها 2:تراشه 3:برد 4:كابلها 5:بدنه كه خود نيز شامل قسمتهايي از قبيل ماوس،چاپگر،بلندگو، اهرم هدايت،ديسك سخت،منبع تغذيه هست.

اين دستگاهها طوري به كامپيوتر متصل می‌‌شوند تاشما بتوانيد اطلاعات را به كامپيوتر بدهيد و نتايج حاصل را ببينيد،ذخيره كنيد،يا به كامپيوتر ديگري ارسال نماييد.

ج:ميان افزار(لخت افزار):

اين اصطلاحي است ميان حالت سخت افزار و حالت نرم افزار.در حقيقت میان افزار تعدادي تراشه‌ي حافظ(سخت افزار)است كه محتواي خود(نرم افزار)را بدون برق نگه می‌‌دارند و آنچه ابتدا در روي صفحه‌ي نمايش مانيتور می‌‌بينيد از میان افزار به وجود می‌‌آيد.

ساختار سيستم سخت افزارPC:

مشتمل بر چهار بخش است:

1- واحد پردازش مرکزي(CPU):

واحد پردازش در هر نوع كامپيوتر از جمله PC مهم‌ترين قسمت آن محسوب و پردازش داده‌ها در آن انجام می‌‌شود. مانند مغز يم سيستم عمل کرده و مدار مجتمعي شامل می‌ليونها قطعه الکترونيکي است. هر چه سرعت آن بالاتر باشد سرعت پردازش و در نتيجه سرعت کامپبوتر بالاتر است.

نکته : واحد سرعت کامپيوتر (MIPS) مخفف (MILION INSTRUCTION PER SECOND) معادل يک میليون دستورالعمل در ثانيه است.

قلب هر سيستم سخت افزاري كامپيوتر،واحد پردازش مركزي(CPU) آن می‌‌باشد.دلايل اين نامگذاري به شرح زير است:

الف:پردازنده است زيرا داده‌ها را پردازش می‌‌كند(انتقال می‌‌دهد و محاسبه می‌‌كند).

ب:مركزي است زيرا مركز پردازش داده‌هاي PC است.

ج:واحد است زيرا تراشه‌اي شامل میليونها ترانزيستور است.

اين واحد در PC ها مشتمل بر حداقل قسمتهاي زير است:

1-1: واحد محاسبه و منطق: (ALU)

اجراي عمليات محاسباتي(جمع و ضرب و تفريق و تقسيم) و منطقي(مقايسه اي) را بر عهده دارد. اين واحد وظيفه تجزيه و تحليل و اجراي دستوارات در پردازنده را بر عهده دارد.

1-2: واحد کنترل (CU)

با نظارتي که بر عملکرد ساير واحدهاي کامپيوتر دارد عمل هماهنگي و هدايت واحدهاي اصلي کامپيوتر را بر عهده دارد. کنترل ورودي ها از واحد ورودي به واحد حافظه و از واحد حافظه به واحد محاسبه و منطق و کنترل جريان ورودي از واحد حافظه به واحد خروجي بر عهده واحد کنترل است.

1-3: ثبات يا رجستر(Register)

حافظه اي موقتي است که داده ها و آدرسها در حال پردازش پردازنده به طور موقت در آن قرار می‌گيرد. سرعت دسترسي در اين نوع حافظه ها نسبت به حافظه هاي اصلي بيشتر بوده و واحدهاي محاسبه و منطق همواره با اين حافظه ها در ارتباط هستند.

2- واحد حافظه:

حافظه محلي است که داده ها در آن قرار داشته و عمليات مربوط به ذخيره و بازيابي داده ها در ان صورت می‌پذيرد. و چونکه به طور مستقيم با پردازنده در ارتباط است لازم است سرعت دريافت و ارسال داده درآن بالا باشد.

2-1:حافظه‌ي اصلي:

كه وظيفه‌ي آن نگهداري داده‌ها ودستورها می‌‌باشد. تمام برنامه ها بايد موقع اجرا در حافظه اصلي اجرا شوند.

2-2:حافظه‌ي جانبي:

دومین نوع حافظه در كامپيوتر خارج از واحد پردازش و غير الكترونيكي می‌‌باشد و به اين علت به آن حافظه‌ي جانبي گويند. سرعت حافظه اصلي بالاتر از جانبي بوده و ظرفيت آن کمتر است.

3:واحد ورودي:

وظيفه‌ي واحد ورودي ارسال داده‌هاي كد شده به CPUمی‌‌باشد. کاربر از طريق دستگاههاي ورودي اطلاعات را وارد و اين دستگاهها اطلاعات را به زبان قابل فهم تبديل و به پردازنده تحويل می‌دهند.

4:واحد خروجي:

وظيفه‌ي واحد خروجي دريافت داده‌ها از ريز پردازنده و نشان دادن آنها به صورت قابل فهم براي افراد باشد.از طريق واحد خروجي شما نتايج پردازش داده‌ها را می‌بينيد.

جزوه آموزشي درس مباني كامپيوتر

مطالب مشابه :

دانلود جزوه مبانی کامپیوتر استاد کچویی

جزوه آموزشي درس مباني كامپيوتر

دانلود جزوه کاربردی مبانی کامپیوتر

دانلود جزوه ی مبانی کامپیوتر استاد مـحـبـی

جزوه و کتاب آموزشی مبانی کامپیوتر و برنامه‌نویسی

جزوه مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی آقای عبدالرحیمیان

جزوه دستنویس مبانی کامپیوتر و برنامه‌نویسی (پاسکال)

مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی (جزوه )

جزوه مبانی اینترنت

جزوه ساختمان گسسته(مبانی ترکیبیات)