شبکه (Network)

 
زمانی که کامپیوتر ها به صورت شبکه ای با یکدیگر در ارتباط قرار می گیرند در واقع دو صنعت مختلف-یعنی صنعت کامپیوتر و صنعت ارتباطات- در یکدیگر ادغام می شوند که نتیجه آن بوجود آمدن حیطه ای فراتر از هر کدام به تنهایی است. سیستمهای کاربردی کامپیوتری در جهت همکاری بین سازمانهای بزرگ و کوچک بکار گرفته می شوند.
سخت افزار (Hardware)

 
سخت افزار عبارتست از تمامی اقلام، وسایل، امکانات و قطعات کامپیوتری که قابل لمس، دیدن، تغییر دادن، تعمیر و تعویض نمودن است. در این فصل ابتدا به انواع کامپیوترها می پردازیم و سپس اشاره مختصری به اجزای آن خواهیم داشت.
1- انواع کامپیوتر
کامپیوتر ها از لحاظ قدرت پردازشی و تعداد کاربرانی که می توانند از آنها بهره ببرند به چندین دسته اصلی تقسیم می شوند که عبارتند از:
1-1- میکرو کامپیوترها:
مهمترین دسته از کامپیوترها هستند که که در میز کاری افراد و یا درخانه مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال PC  و لپ تاب مثالهایی ازاینگونه کامپیوتر ها هستند. گاهی از این کامپیوتر ها به عنوان سرور های شبکه های بسیار کوچک محلی استفاده می شود. انواع دیگری از این کامپیوترها عبارتند از:
کامپیوترهای شبکه ای: کامپیوترهایی از نوع میکرو هستند که برای استفاده از اینترنت و اینترانت سازمانی توسط کارکنان مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع از کامپیوتر نسبت به کامپیوتر های PC دارای کارکردهای محدود تری می باشند و درواقع برای انجام یک وظیفه خاص مورد استفاده قرار می گیرند. کاربران برای استفاده از این کامپیوترها به شدت به شبکه ها و سرورهای اینترنتی و اینترانتی وابسته اند. از مزایای این کامپیوترها این است که دارای قیمت کمتری نسبت به کامپیوترهای شخصی هستند.هزینه های نگهاری، و پشتیبانی آنها نسبت به PC ها پائین تر است و همچنین  باعث تسهیل یکپارچگی دردسترسی به اطلاعات می شود. چراکه اطلاعات و برنامه ها همگی از روی سرور شبکه قابل استفاده اند.
کاربردهای اطلاعاتی: یکی از کاربردهای اطلاعاتی شناخته شده PDA ها هستند. این کامپیوتر ها که در ابعادی به اندازه یک ماشین حساب هستند این امکان را فراهم می آورند که افراد قادر باشند به صورت سیار از وب استفاده کنند و به نوعی آنها را به میز کاریشان متصل می کند. افراد می توانند از طریق کاربردهای اطلاعاتی مبادرت به ارسال و دریافت ایمیل و تبادل اطلاعات مربوط به موضوعات کاری خود کنند.
1-2- کامپیوترهای متوسط:
کامپیوتر های متوسط به عنوان سرورهای شبکه قدرتمندی شناخته شده اند که برای مدیریت وب سایتهای بزرگ اینترنتی، اینترانت و اکسترانت سازمانی و شبکه های Client/Server مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به استفاده رو به رشد سیستمهای هوشمند و نیازهای پردازشی رو به افزایش، کامپیوترهایی با قدرت پردازشی بیشتر مورد نیاز است که درواقع کامپیوترهای متوسط در همین راستا بکار گرفته می شوند.
در ابتدا اینگونه کامپیوتر ها، کامپیوترهایی از نوع مینی کامپیوترها قلمداد می شدند که برای تحقیقات علمی، سیستمهای تولیدی، تحلیل های مهندسی و کنترل و نظارت بر فرایند تولید مورد استفاده قرار می گیرند.  چنین عملیاتی به قدرت پردازشی بسیار بالایی نیازمند بود ولیکن نه به حدی که استفاده از کامپیوترهای Mainframe ضروری باشد. بنابراین در یک کاربرد، کامپیوترهای متوسط به عنوان ابزارهایی برای کنترل فرایندهای صنعتی و طراحی و تولید به کمک کامپیوتر مورد استفاده قرار میگیرند.
1-3- کامپیوترهای Mainframe:
کامپیوترهایی بزرگ، پر سرعت و قدرتمندند و دارای ظرفیت ذخیره سازی بسیار بالایی هستند. این کامپیوترها در سازمانها بسیار بزرگ و اغلب چند ملیتی مورد استفاده قرار می گیرند مانند بانکهای بین المللی، شرکتهای حمل و نقل هوایی، شرکتهای نفتی و ... . همچنین در برنامه هایی که به نیازهای پردازشی بسیار وسیع نیازمند است استفاده از این کامپیوتر ها بسیار مفید خواهد بود برای مثال در طراحی هواپیماها, شبیه سازی شرایط پرواز بسیار پیچیده است و نیازمند توان پردازشی بسیار بالایی می باشد. در اینگونه موارد استفاده از  Mainframe ها توصیه می شود. همچنین Mainframe ها در بسیاری از موارد به عنوان ابرسرور ها  در شبکه های Client/Server بسیار بزرگ و وب سایتهای حجیم شرکتهای بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند.
1-4- ابر کامپیوتر ها:
واژه ابرکامپیوتر بیان کننده نوعی از سیستمهای کامپیوتری بسیار قدرتمند است و به طور خاص برای کاربردهای علمی، مهندسی و تجاری ای مورد استفاده قرار می گیرند که به پردازش عددی بسیار حجیم با سرعت بسیار بالا نیازمند است. بازار این کامپیوترها را معمولاً مراکز علمی – تحقیقاتی دولتی، دانشگاههای بزرگ، و شرکتهای بسیار بزرگ تشکیل می دهند. ابرکامپیوترها اغلب برای کاربردهایی مانند پیش بینی وضعیت آب و هوا در جهان، سیستمهای دفاع نظامی، محاسبات کیهانی و نجومی, طراحی و تحقیقات در مورد ریزپردازنده ها و ... مورداستفاده قرار می گیرند. ابرکامپیوترها دارای معماری پردازش موازی شامل چندین پردازنده در ارتباط با هم هستند  و قادرند دستورالعملهای زیادی در زمان واحد به انجام برسانند.
2- اجزای کامپیوتر:
در اواخر دهه 1940 جان فون نیومان و همکارانش شرحی از معماری داخلی یک کامپیوتر ایده آل ارائه کرند که اغلب کامپیوترهایی که تا کنون تولید شده اند از آن تبعیت می کنند. اجزای اصلی این معماری عبارتند از: واحد پردازش مرکزی، واحد حافظه، واحد ورودی و واحد خروجی. نحوه ارتباط درونی این واحدها در شکل زیر نمایش داده شده است.



2-1- وسایل ورودی:
 عمل ورودی فرایندی است که طی آن داده ها یا اشیاء قابل فهم برای انسان به داده ها یا اشیاء قابل فهم برای کامپیوتر تبدیل می شوند. تجهیزات و وسایلی که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرند را وسایل ورودی می نامند.  داده های ورودی به دو شکل مستقیم و غیر مستقیم وارد کامپیوتر می شوند.
2-1-1- ورودی غیرمستقیم: در این نوع ورودی داده ها با استفاده از صفحه کلید تایپ شده و سپس به زبان قابل فهم برای کامپیوتر تبدیل می شوند. وقتی کلیدی از صفحه کلید فشرده می شود، یک سیگنال الکترونیکی ایجاد شده که موقعیت کلید فشرده شده را مشخص می کند. در بعضی از رایانه های کوچک و جیبی از نوع دیگری از صفحه کلید به نام صفحه کلید مجازی استفاده می شود. دراین نوع صفحه کلید تصویر کلیدها بر روی صفحه کلید به نمایش در می آید و با استفاده از انگشت یا قلم مخصوص می توان از آن استفاده کرد. همواره در این نوع ورودی به علت دخالت انسان در فرایند ورودی احتمال خطای بیشتری وجود دارد. 
2-1-2- ورودی مستقیم: در صورتی که داده ها به صورت مستقیم و بودن نیاز به تبدیل به رایانه وارد شوند هم هزینه ها و هم احتمال خطا کاهش می یابد. وسایل ورودی مستقیم به سه دسته تبدیل می شوند.
وسایل اشاره گر: ماوس و قلم نوری از وسایل اشاره گر هستند که در فرایند ورودی مورد اسفاده قرار می گیرند. ماوس با استفاده از سیگنالهای الکترونیکی یا نوری و قلم نوری با تشکیل مدار فتو الکترونیک داده ها را وارد کامپیوتر می کنند.
وسایل پویش گر: وسایل پویش گر تصویر داده های ورودی را می گیرند و آن را به داده دیجیتال قابل پردازش توسط رایانه تبدیل می کنند. پویش گر تصویری، دوربین دیجیتال و بارکد خوان از انواع وسایل پویش گر هستند.
ورودی های صوتی: وسایل ورودی صوتی مانند میکروفن که برای دریافت داده های صوتی و تبدیل آن به کدهای دیجیتال بکار می روند از وسایل ورودی صوتی می باشند.
حسگرها: وسایلی هستند که می توانند وقایع فیزیکی مانند تغییرات دما، فشار و نور را مستقیماً به داده های قابل پردازش تبدیل کنند.
2-2- وسایل خروجی:
به فرایندی که طی آن مفاهیم، داده ها و یا اشیاء قابل فهم برای کامپیوتر به شکل قابل فهم برای انسان تبدیل می شود فرایند خروجی گفته می شود و وسایلی که چنین تبدیلی را انجام می دهند وسایل خروجی نام دارند. خروجی های کامپیوتر را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: خروجی تصویری، خروجی چاپ شده، خروجی صوتی و خروجی ضبط شده.
2-2-1- خروجی تصویری: نمایشگر ها مهمترین وسیله نمایش خروجی تصویری هستند. نمایشگرها به دو شکل هستند: نمایشگرهای با لامپ اشعه کاتدی (CRT) و نمایشگرهای کریستال مایع (LCD) .
مزیت عمده نمایشگر های CRT قیمت مناسب و وضوح بالای آن است ولیکن در مقایسه با نمایشگرهای LCD دارای عیوبی همچون بزرگی ابعاد، سنگینی و بالا بودن توان مصرفی است. نمایشگرهای LCD به دلیل ضخامت کم و توان مصرفی پایین گزینه خوبی برای استفاده در کامپیوتر های قابل حمل هستند.
2-2-2- خروجی های چاپ شده:  برای دریافت خروجی هایی از این قبیل معمولاً از چاپگرها استفاده می شوند. چاپگر ها خروجی های مورد نظر را بر روی صفحات کاغذ چاپ می کنند.
2-2-3- خروجی های صوتی: خروجی های صوتی با استفاده از تجهیزاتی همچون Speaker ها استفاده می شود. روشهایی که صدا را به عنوان خروجی تولید می کنند شامل رمز کردن صوت  و ترکیب صوت می باشد. در روش اول از صدای ضبط شده انسان استفاده می شود اما در روش دوم صداهای مورد نیاز شبیه سازی می شوند.
2-2-4- خروجی ضبط شده: گاهی می توان خروجی های مورد نیاز را بر روی ابزارها و تجهیزات ذخیره سازی مانند CD و امثال آن ذخیره کرد. به چنین خروجی هایی خروجی های ضبط شده می گویند.
به عملیات مربوط به فرایندهای ورودی وخروجی در کامپیوتر I/O می گویند.
2-3- واحد پردازش مرکزی:
واحد پردازش مرکزی ، واحدی عملیاتی است که دستور العمل ها را تفسیر و اجرا می کند. این واحد از دو بخش اصلی تشکیل شده است: واحد عملیات حسابی و منطقی (ALU)  و واحد کنترل(CU) .
وظیفه واحد کنترل ، مسئول برقراری ارتباط بین واحد های عملیاتی مختلف و نظارت بر عملکرد رایانه و سایر اجزا رایانه می باشد.این واحد دستور العمل ها را از حافظه باز خوانی کرده، آنها را رمز گشایی و اجرا می کند و در نهایت نتایج را در حافظه ذخیره می کند.
داده ها توسط واحد کنترل به واحد عملیات حسابی و منطقی آورده می شوند و این واحد کلیه عملیات حسابی و منطقی لازم را بر روی دستور العمل ها انجام می دهد.
چون پردازنده ها نمی توانند تمام اطلاعات مورد نیاز خود را در حین اجرای یک برنامه ذخیره کنند از حافظه ها برای نگهداری داده ها و اطلاعات استفاده می کنند.حافظه ها درون واحد پردازش مرکزی که به حافظه های اصلی هم معروف هستند به ثبات ها ، حافظه های نهان ، حافظه با دستیابی تصادفی  (RAM)  و حافظه فقط خواندنی (ROM)  تقسیم می شوند.
ثبات ها محل های ذخیره سازی درون پردازنده هستند. اندازه و تعداد ثبات ها تاثیر زیاده بر روی سرعت پردازنده دارد.
حافظه ها با دستیابی تصادفی حافظه هایی موقتی برای نگهداری برنامه ها و داده ها هستند. این ها حافظه هایی هستند که هم می توان اطلاعات را از آنها خواند و هم می توان اطلاعات را بر روی آنها نوشت. به دلیل اینکه با قطع جریان برق در رایانه اطلاعات این حافظه ها از بین می رود. از این رو به آنها حافظه های موقت نیز می گویند.
حافظه فقط خواندنی حافظه هایی هستند که محتوای آن ثابت و غیر قابل تغییر است و کاربر فقط می تواند اطلاعات را از روی آنها بخواند. به دلیل اینکه اطلاعات موجود بر روی این نوع حافظه ها با قطع جریان برق از بین نمی رود اطلاعاتی را که ثابت هستند، مانند دستور العمل های راه اندازی رایانه بر روی این حافظه ها ذخیره می کنند.
حافظه نهان محلی است برای نگهداری دستور ها یا داده هایی که غالبا مورد استفاده قرار می گیرند و پردازنده باید در کوتاهترین مدت قادر به بازیابی آنها باشد . با توجه به اینکه سرعت پردازنده نسبت به حافظه بسیار بیشتر است،کاربرد حافظه های نهان تاثیر بسیار زیادی بر افزایش سرعت رایانه ها دارد.
تمامی این حافظه ها از مواد نیمه حادی درست شده اند و به همین دلیل از سرعت بیشتری نسبت به سایر انواع حافظه ها بر خوردارند اما به دلیل بالا بودن نسبی هزینه تولید حافظه های نیمه هادی امکان استفاده از این نوع حافظه ها در تمامی انواع رایانه ها وجود ندارد.
2-4- حافظه جانبی
به دلیل محدو دیت ظرفیت و موقتی بودن نگهداری اطلاعات در حافظه های اصلی ،برای نگهداری دائمی حجم زیادی از اطلاعات و برنامه ها ازحافظه های جانبی (ثانویه) استفاده می شود. این حافظه ها خود به دو دسته حافظه های مغناطیسی و حافظه های نوری تقسیم می شوند.
  2-4-1- حافظه های مغناطیسی
در حافظه های مغناطیسی از خاصیت مغناطیسی برای ضبط اطلاعات بهره می برند. متداول ترین    حافظه های مغناطیسی ، نوار مغنا طیسی ، دیسک لرزان و دیسک سخت می باشند.
سطح نوارهای مغناطیسی با لایه نازکی پوشانده شده است که داده ها را می توان به صورت مغناطیسی بر روی آن ضبط نمود. شیوه دستیابی به اطلاعات در این حافظه ها ترتیبی است و به علت پایین بودن هزینه استفاده ، از این نوار ها معمولا برای بایگانی و تهیه نسخه پشتیبان استفاده می شود.
دیسک های لرزان از یک سطح مغناطیسی شده انعطاف پذیر تشکیل شده اند. این دیسک ها در دو اندازه استاندارد  3/5  و  5/25 اینچ تهیه و به بازار عرضه می شوند.
دیسکهای سخت داده ها را بر روی یک صفحه آلومینیومی یا سرامیکی که با یک لایه مغناطیسی پوشانده شده است، ذخیره می کنند. در دیسک های لرزان و سخت شیوه دستیابی به اطلاعات مستقیم است. مزایای این دیسک ها نسبت به دیسک های لرزان، سرعت و گنجایش بلای آنهاست.
2-4-2- حافظه های نوری
 در حافظه های نوری از تابش لیزر برای نوشتن و خواندن اطلاعات بر روی دیسک پلاستیکی و یا فلزی لوح استفاده می شود به این صورت که برای نوشتن اطلاعات روزنه های میکروسکوپی توسط یک پرتو لیزر بر روی سطح لوح ایجاد می شود و برای خواندن اطلاعات از پرتو لیزر ضعیف تری استفاده می شود. لوح های نوری در دو شکل لوح هایی که فقط یک بار قابل نوشتن هستند و لوح هایی که می توان اطلاعات آنها را پاک کرد و لذا چند بار قابل نوشتن هستند به بازار عرضه شده اند. لوح هایی که اطلاعات آنها قابل پاک کردن است به لوح های نوری – مغناطیسی مشهورند. چگالی یک عامل محدود کننده در افزایش ظرفیت حافظه های مغناطیسی می باشد ولی حافظه های نوری به نحو قابل ملاحظه ای بر این محدودیت غلبه کرده و به همین دلیل امکان ذخیره سازی حجم بیشتری از اطلاعات را دارا می باشند.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: