مقدمه ای بر تاریخچه و ساختار کامپیوتر
2
تاریخچه کامپیوتر
قبل از ماشین، کامپیوتر به افرادی اطلاق میشد که کار انجام محاسبات پیچیده در جداول دریانوردی و علم ستاره شناسی و نجوم را بر عهده داشت.
قدیمیترین ماشین که میتوان نام کامپیوتر بر آن گذاشت، abacus یا چرتکه است.
3
تاریخچه کامپیوتر – کامپیوترهای مکانیکی
بلز پاسکال در سال 1642 ماشین جمع کننده را اختراع نمود.
لایب نیتز ماشین محاسبه را که اعمال جمع، ضرب، تقسیم و منها را انجام می داد، اختراع نمود.
چارلز بابیج (پدر کامپیوتر) ایده ساخت ماشین تفاضلی را ارائه نمود که پایه کامپیوترهای امروزی شده است.
4
تاریخچه کامپیوتر – کامپیوترهای مکانیکی
ماشین تفاضلی
Difference engine
ماشین جمع کننده
Pascaline 6 digit
5
تاریخچه کامپیوتر – کامپیوترهای الکتریکی
هوارد ایکن (Howard Aiken) در اوائل 1940 ماشین حساب الکترومکانیکی بنام Mark I را در دانشگاه هاروارد طراحی نمود که توسط IBM ساخته شد.
این دستگاه حدود 16 متر طول و 5/2 متر ارتفاع داشته و توانایی انجام عملیات ریاضی تا 23 رقم را داشته است. Mark I در آگوست سال 1944 مورد بهره برداری رسید.
تاریخچه کامپیوتر – پیش بینی کامپیوترهای آینده در دهه 50
6
تاریخچه کامپیوتر – انقلاب الکترونیکی 1 جایگزینی لامپ خلا با ترانزیستور 1959
7
تاریخچه کامپیوتر – انقلاب الکترونیکی 2 مدارات مجتمع در سال 1980
8
تاریخچه کامپیوتر – کامپیوترهای امروزی بعد از سال 1990 تا به امروز
9
1- هر روز بر سرعت، و تعداد هسته های cpu
افزوده شد.
2- میزان حافظه بکار رفته بصورت نمایی افزایش یافت.
3 – تکنولوژی بکار رفته در دستگاههای جانبی ارتقا
پیدا کرد.
4- کاربرد کامپیوتر به دلیل ظهور شبکه اینترنت
همه گیر شد.
5- نرم افزارهای متنوع برای کاربردهای گوناگون توسعه یافت.
10
طبقه بندی کامپیوترها
1- ابر کامپیوتر (Supercomputer)
2- کامپیوترهای بزرگ (Mainframe)
3- ایستگاههای کاری (Workstations)
4- کامپیوترهای شخصی (Personal Computer)
5- کامپیوترهای کیفی (Laptop)
6- کامپیوترهای جیبی (Personal Digital Assistant)
7- کامپیوترهای جاسازی شده (Embedded)
11
ابر کامپیوتر (Supercomputer)
به رایانه ای اطلاق می گردد که در زمان معرفی آن در زمینه میزان ظرفیت محاسبه در واحد زمان در دنیا پیشرو باشد.
این سیستم ها معمولا با اهداف خاص در کاربردهای فضایی، هواشناسی، تحقیقاتی و … طراحی میشوند.
مثال:
DEEP BLUE برای بازی شطرنج
GRAPE برای فیزیک نجوم و دینامیک مولکول
DEEP CRACK برای رمزشکنی DES
12
ابر کامپیوتر (Supercomputer)
همانند supercomputerها برای انجام کارهایی با حجم پردازشی بالا بکار میروند، ولی تفاوتهایی با آنها دارند:
توان پردازشی super computer ها در انجام محاسبات سنگین و پیچیده بالاست، درحالی که mainframe قادر به دریافت و تحلیل حجم انبوهی از داده ها است.
کاربرد supercomputer ها خاص یک هدف مشخص است، در حالی که mainframeها در حوزه های مختلف بالاخص اقتصادی و اجتماعی کاربرد عمومی دارند.
IBM 704
13
دیگر انواع کامپیوتر
ایستگاههای کاری (Workstations)
کامپیوترهایی با توان پردازشی بالاتر از کامپیوترهای شخصی که به عنوان server در مراکز داده و server farm ها بکار میروند.
کامپیوترهای کیفی (Notebook)
این نوع همانند کامپیوترهای شخصی است با این تفاوت که قابل حمل است و توان مصرفی خود را از باتری قابل شارژ تامین می کند.
کامپیوترهای جیبی (PDA)
برای انجام کارهای شخصی مانند دفترچه تلفن، ماشین حساب، اتصال به اینترنت و ارسال پست الکترونیکی استفاده می شوند. در حال حاضر این کامپیوترها با فناوری تلفن سیار ادغام شده اند..
کامپیوترهای جاسازی شده (Embedded)
دارای توانایی محدود و به صورت نامستقل در لوازم روزمره به کار می روند..
14
ساختار کلی هر کامپیوتری
همه سیستم های کامپیوتری را می توان به عنوان یک box در نظر گرفت که وظیفه تبدیل پردازش ورودی و تولید خروجی را بر عهده دارند.
15
دو جزء اصلی کامپیوتر
کل کامپیوترهای از دو جزء اصلی تشکیل یافته اند:
سخت افزار
به تمامی اجزای قابل لمس در یک سیستم کامپیوتری سخت اقزار گفته می شود.
واحدهای سخت افزاری کامپیوتر به 4 دسته تقسیم میشوند:
واحدهای پردازشگر
واحدهای ورودی و خروجی
واحدهای رابط
واحدهای حافظه
نرم افزار
برنامه هایی هستند که برای کنترل و کار با سخت افزار کامپیوتر و سهولت ارتباط انسان با آن توسعه می یابند.
نرم افزارهای کامپیوتری به 3 دسته اصلی تقسیم میشوند:
سیستم عامل
نرم افزارهای برنامه نویسی
نوم افزارهای کاربردی
ارتباط قسمت های مختلف سخت افزاری در کامپیوتر
ارتباط قسمت های مختلف نرم افزاری در کامپیوتر
پایان