networkrank

اجزاي مختلف يك رايانه

 
قسمت هاي  رايانه عبارتند از:

جعبه اصلي يا كيس Case :

كيس بعنوان بخش نگهدارنده ساير سخت افزارهاي اصلي يك دستگاه بكار مي رود كه با توجه به نوع استفاده و نحوه قرار گيري اين بخشهاي عمدتا بصورت خوابيده و يا ايستاده به بازار عرضه مي گردد . با توجه به اينكه منابع تغذيه ( Power ) دستگاه بر روي اين جعبه نصب مي گردد داراي دكمه هايي براي روشن و خاموش كردن دستگاه مي باشد علاوه بر اين در برخي موارد داراي فن اضافي براي خنك كردن سخت افزارهاي اصلي كامپيوتر مي باشد . 

بورد اصلي يا Mother Board : 

به قطعه اي گفته مي شود كه اجزاء اصلي مانند ميكروپروسسور و چيپهاي اصلي و شكافهاي توسعه ( Slot )بر روي آن قرار دارند و ساير سخت افزارها اعم از CPU و يا كارت گرافيكي و حافظه هاي جانبي و ... بر روي اين بورد اصلي قرار مي گيرند .
اين بورد داراي شكافهاي توسعه مي باشد كه به آنها اسلات Slot نيز گفته مي شود و بيشتر سخت افزارهاي ديگر داخلي بر روي اين شكافهاي توسعه قرار گرفته و از طريق اتصالات داخل اين شكافها با بورد اصلي ارتباط برقرار مي كند در صورتي كه به دقت به شكل بالا نگاه كنيد خواهيد ديد كه هر الماني محل اتصال خود را دارا مي باشد. 

شكافهاي توسعه ( ISA – PCI – AGP - … )

محل اتصال CPU كه به نام ZIF Socket معروف مي باشد.
محل اتصال ديوايس هاي IDE كه شامل هارد ديسك – سي دي درايو و ... 
محل اتصال منبع تغذيه اصلي دستگاه
محل اتصال حافظه RAM
محل اتصال كارت گرافيكي AGP 
و بسياري از اتصالات ديگر كه ما را قادر مي سازد تا سخت افزارهايمان (Device ) را به دستگاه متصل نموده و از آن استفاده نمائيم .

پردازشگر مركزي ياCPU :

چيپ اصلي و متعلقات الكترونيكي آن مي باشد كه در واقع يكي از مهمترين بخشهاي كامپيوتر مي باشد و با توجه به
مقدار حافظه نهان آن و نيز سرعت عملكرد تعداد دستورات در واحد زمان نامگذاري مي شود و بيشترين تاثير را در سرعت و عملكرد دستگاه دارد .

حافظه Memory :

در تعريف كامپيوتر گفتيم كه يكي از وظايف اصلي رايانه حفظ و نگهداري اطلاعات مي باشد كه اين مهم توسط حافظه كامپيوتر انجام مي شود.
با توجه به اينكه دستگاه كامپيوتر از فن آوري ديجيتال استفاده مي كند مي توان نتيجه گرفت كه دو مفهوم براي تبادل اطلاعات مدنظر مي باشد كه به آن مبحث 0 و 1 گفته مي شود در چنين روشي مقادير مابين مفهومي ندارد و اين امر باعث گرديده است كه حافظه هاي كامپيوتري نيز از اين مبنا پيروي نمايد كه به آن مبناي باينري Binary نيز گفته مي شود .
اعدادي كه ما تا كنون با آن سروكار داشته ايم بر مبناي 10 بودند و بياد داريد كه در دروان آموزش ابتدائي چگونه به محاسبه اعداد دهدهي Decimal مي پرداختيم مثلا عددي مانند 375 را دي نظر بگيريم كه با تقسيم به بسته هاي 10 تايي محاسبه مي گرديد.
5 x 100 + 7 x 101 + 3 x 102 = 5+70+300 = 375
در مبناي باينري بيش از دو عدد وجود ندارد ( 0 و 1 ) و بسته ها بصورت دوتايي مي باشند مثلا در اين روش اعداد را به ترتيب زير نمايش داد.
1001 = 1 x 20 + 0 x 21 + 0 x 22 + 1 x 23 = 1+ 0+ 0+ 8=9
1100 = 0 x 20 + 0 x 21 + 1 x 22 + 1 x 23 = 0+ 0+ 4+ 8 = 12
1101 = 1 x 20 + 0 x 21 + 1 x 22 + 1 x 23 = 1+ 0+ 4+ 8 = 13

در اين مبنا ارزش مكاني اعداد با توان 2 محاسبه مي شوند.
در بحث حافظه به هر 0 يا 1 بيت bit گفته مي شود پس مي توان گفت كه تبادل اطلاعات در دستگاه كامپيوتر با bit ها صورت مي گيرد و اختصارا آن را با b نمايش مي دهند و مبناي محاسبه در ارتباطات و مخابرات مي باشد.
با توجه به اينكه bit واحد كوچكي مي باشد و مي توان با آن فقط دو حالت رانمايش داد ( همان 0 و 1 ) واحديگري بنام Byte براي اندازه گيري حافظه استفاده مي شود كه از 8 بيت تشكيل مي شود و آن را با B نمايش مي دهند.
8 bit = 1 Byte
حال اگر بخواهيم حافظه هاي با ظرفيت بالا را اندازه گيري و نمايش دهيم خواهيم ديد كه :
1024 B = 1KB

1024 KB = 1MB (مگا)

1024 MB = 1GB (گيگا)

1024 GB = 1TB (ترا)

واژه ي ميني كامپيوتر در دهه 1960 براي توصيف رايانه هاي كوچك نسل سوم كه بر فن آوري ترانزيستور و حافظه ي هسته اي بنا شده بود گسترش يافت. در مقايسه با رايانه هاي بزرگ كه معمولاً تمام اتاق را پر مي كنند آنها معمولاً چند قفسه بيشتر جا ي نمي گرفتند. اولين ميني كامپيوتر موفق PDP-8 دوازده بيتي شركت Digital Equipment Coporation بود كه هنگام شروع به كار در سال 1964م از 16000 دلار امريكا به بالا قيمت داشت.

همه ي تشعشعات اطراف ما با هم يكسان نيستند!

با ظهور ريز رايانه ها در دهه 1970 ، ميني كامپيوترها فضاي ميان ريز رايانه هاي كم توان و رايانه هاي بزرگ پر ظرفيت را پر كرد. در آن زمان ريز رايانه ها ماشين هاي تك كاربره ي نسبتاً ساده اي بودند كه از سيستم عامل هاي ساده ي program launcher مانند CP/M يا DOS استفاده مي كردند، در حالي كه ميني كامپيوترها سيستم هاي قوي تري بودند كه از سيستم عامل هاي چند وظيفه اي و چند كاربره مانند VMS و يونيكس استفاده مي كردند. ميني كامپيوترهاي كلاسيك رايانه هايي 16 بيتي بوند، در حالي كه به ميني هاي 32بيتي با كاربري بالا تر اغلب ابر ميني مي گفتند.
سري هاي 7400 مدار هاي مجتمع TTL در اواخر دهه ي 1960 در ميني كامپيوتر ها به كار گرفته شد. واحد محاسبه و منطق 74181 عموماً در مسير هاي داده در CPU مورد استفاده قرار مي گرفت. هر 74181 داراي گذرگاهي با پهناي چهار بيت بود كه اين باعث محبوبيت معماري قطعه بيتي مي شد. سري هاي 7400 انتخاب گرهاي داده، تسهيل كننده ها، بافر هاي 3- حالته، حافظه و غيره را در بسته هاي درون خطي دوتايي با فاصله ي يك دهم اينچ كه معماري و اجزاي سيستم اصلي را با چشم غير مسلح قابل رويت مي ساخت، ارايه مي داد. در دهه 1980 بسياري از ميني كامپيوتر ها از VLSI (مجتمع سازي در مقياس بزرگ و خيلي بزرگ) استفاده مي كردند كه اغلب سازمان دهي سيستم را پنهان تر مي ساخت.
امروز با ورود به هزاره سوم ميني كامپيوتر هاي محدودي هنوز مورد استفاده هستند، رايانه هاي نسل چهارم كه بر اساس نسخه robust از فن آوري ريز پردازنده كه در رايانه هاي شخصي مرود استفاده قرار مي گيرد ساخته شده اند جايگزين آنها شده است. به آنها خادم server مي گويند، كه اين نام را از نرم افزار خادم كه مورد استفاده قرار مي دهند گرفته اند (براي نمونه خادم فايل و نرم افزار پايگاه داده ي back end، كه شامل نرم افزار پست الكترونيكي و خادم وب مي شود).
تنزل ميني كامپيوترها به خاطر ريز پردازنده هاي مبتني بر سخت افزار ارزان تر، ظهور سيستم هاي شبكه ي محلي ارزان و به سادگي گسترش پذير، و تقاضاي كاربران نهايي بر وابستگي كمتر بر سازندگان ميني كامپيوتر هاي انعطاف ناپذير و ادارات IT / " مراكز داده" - كه منجر به جايگزيني ميني كامپيوترها و پايانه هاي گنگ با ايستگاه هاي كاري و رايانه هاي شخصي شبكه بندي شده در نيمه ي دوم دهه1980 شد، بود.
طي دهه1990 روند جايگزيني ميني كامپيوترها با شبكه هاي رايانه هاي شخصي ارزان قيمت با توسعه ي چندين نسخه از يونيكس كه بر معماري ريز پردازنده ي اينتل x86 اجرا مي شد، از جمله Solaris، لينوكس و FreeBSD/NetBSD، متوقف شد.همچنين سري سيستم عامل ويندوز مايكروسافت اينك حاوي نسخه هاي خادم براي پشتيباني چند وظيفه اي پيش دستانه و ديگر خصيصه هاي خادم ها بود. اين سري از ويندوزNT آغاز شد. ويندوز ،NT به طور عمده، توسط طراحان شركت DEC نوشته شد اين شركت طراح سيستم عامل DE VMS نيز بود كه در اصل براي ميني كامپيوترهاي VAX در دهه ي 1970توسعه يافته بود. همچنين با پر قدرت تر شدن ريز پردازنده ها سي پي يو هايي كه از اجزا چند تايي، كه زماني خصوصيت متمايز كننده ي رايانه هاي بزرگ و سيستم هاي مياني از ريز رايانه ها بود، استفاده مي كردند حتي در بزرگترين رايانه هاي مين فريم با روندي فزاينده منسوخ شدند.

ممكن است سوپركامپيوتر امروز فردا تبديل به يك كامپيوتر معمولي شود. اولين دستگاه‌هاي CDC پردازنده‌هاي نرده‌اي (اسكالر) خيلي سريع بودند؛ ده برابر سريع تر از سريع ترين ماشين هاي سير شركت ها. در دههٔ 1970 اكثر سوپركامپيوترها به انجام محاسبات برداري پرداختند و بسياري رقبا و توليد كنندگان جديد پردازنده‌هاي خودشان را با قيمت پايين با همان روش كار به بازار ارائه كردند تا در بازار حاضر شوند. در ابتدا و ميانهٔ دههٔ 1980 ماشين هايي با پردازنده‌هاي اندك برداري كه به صورت موازي كار مي‌كردند تبديل به استاندارد شدند. هر ماشيني معمولا چهارده تا شانزده پردازندهٔ برداري داشت. در اواخر دهٔ 1980 و 1990 مجددا توجه‌ها از پردازنده‌هاي برداري به سيستم هاي پردازندهٔ موازي معمول معطوف شد كه هزاران ريزپردازنده معمولي داشتند و برخي از ان ها نمونه‌هاي آماده و برخي هم سفارش هاي مشتريان بودند (در اصطلاح كاري اين را حملهٔ ميكروهاي كشنده مي نامند). امروزه طرح هاي موازي بر اساس ميكروپروسسورهاي آمادهٔ نوع سرور ساخته مي‌شوند از جمله power pc, Itanium, x86-64 و مدرن ترين سوپركامپيوترها بسته (كلاستر) هاي كامپيوتري با تنظيمات دقيق هستند كه پردازنده‌هاي كم حجم و رابط هاي داخلي سفارشي و بسته به مورد دارند.

رايانه هاي بزرگ وكوچك (چندكاربر وتك كاربر)

 

ميني كامپيوتر يا كامپيوتر كوچك واژه اي منسوخ براي گونه اي از رايانه است كه محدوده ي مياني طيف ماشين هاي محاسبه، ميان بزرگترين سيستم هاي چند كاربره رايانه هاي بزرگ و كوچكترين سيستم هاي تك كاربره ( ريز رايانه ها يا رايانه هاي شخصي )، را تشكيل مي دهد. كلمه هاي جديد تر براي اين ماشين ها شامل سيستم هاي مياني (در IBM)، ايستگاه كاري ( در Sun Microsystems و LINUX/Linux عمومي ) و خدمتگذار مي شود.




تاريخچه ميني كامپيوترها

واژه ي ميني كامپيوتر در دهه 1960 براي توصيف رايانه هاي كوچك نسل سوم كه بر فن آوري ترانزيستور و حافظه ي هسته اي بنا شده بود گسترش يافت. در مقايسه با رايانه هاي بزرگ كه معمولاً تمام اتاق را پر مي كنند آنها معمولاً چند قفسه بيشتر جا ي نمي گرفتند. اولين ميني كامپيوتر موفق PDP-8 دوازده بيتي شركت Digital Equipment Coporation بود كه هنگام شروع به كار در سال 1964م از 16000 دلار امريكا به بالا قيمت داشت.
با ظهور ريز رايانه ها در دهه 1970 ، ميني كامپيوترها فضاي ميان ريز رايانه هاي كم توان و رايانه هاي بزرگ پر ظرفيت را پر كرد. در آن زمان ريز رايانه ها ماشين هاي تك كاربره ي نسبتاً ساده اي بودند كه از سيستم عامل هاي ساده ي program launcher مانند CP/M يا DOS استفاده مي كردند، در حالي كه ميني كامپيوترها سيستم هاي قوي تري بودند كه از سيستم عامل هاي چند وظيفه اي و چند كاربره مانند VMS و يونيكس استفاده مي كردند. ميني كامپيوترهاي كلاسيك رايانه هايي 16 بيتي بوند، در حالي كه به ميني هاي 32بيتي با كاربري بالا تر اغلب ابر ميني مي گفتند.
سري هاي 7400 مدار هاي مجتمع TTL در اواخر دهه ي 1960 در ميني كامپيوتر ها به كار گرفته شد. واحد محاسبه و منطق 74181 عموماً در مسير هاي داده در CPU مورد استفاده قرار مي گرفت. هر 74181 داراي گذرگاهي با پهناي چهار بيت بود كه اين باعث محبوبيت معماري قطعه بيتي مي شد. سري هاي 7400 انتخاب گرهاي داده، تسهيل كننده ها، بافر هاي 3- حالته، حافظه و غيره را در بسته هاي درون خطي دوتايي با فاصله ي يك دهم اينچ كه معماري و اجزاي سيستم اصلي را با چشم غير مسلح قابل رويت مي ساخت، ارايه مي داد. در دهه 1980 بسياري از ميني كامپيوتر ها از VLSI (مجتمع سازي در مقياس بزرگ و خيلي بزرگ) استفاده مي كردند كه اغلب سازمان دهي سيستم را پنهان تر مي ساخت.

اساس و بنياد شيار سيليكون گذاشته شد. 

 
ويليام شاكلي، آزمايشگاه‌هاي بل را ترك كرد و نيمه رساناي شاكلي را در كاليفرنيا راه‌اندازي نمود. در ميان نخستين كارمندان وي گوردون مور و رابرت نويس كه بعدها اينتل را راه‌اندازي كردند به چشم مي‌خورند. اين شركت توسعه ابزار سيليكون را آغاز مي‌كند. 

نخستين مدار يكپارچه به نمايش درآمد. 
جك كيلبي از Texas Instruments نخستين مدار يكپارچه را كه اساس تراشه‌هاي مدرن است مي‌سازد. مدارهاي يكپارچه مدارهاي بسيار كوچكي هستند كه به طور مستقيم بر روي صفحه نيمه‌رسانا توليد مي‌شوند. شركت Texas Instruments اين وسيله را در كنفرانس مطبوعاتي در مارس 1959 معرفي مي‌كند. 

فرآيند توليد تراشه اختراع شد. 
جين هورني از Fairchild Semiconductor توانست "فرآيند دو وجهي" براي ساخت تراشه‌هاي سيليكون را توسعه دهد. ماه‌ها بعد در همين سال دوست وي رابرت نويس توانست فرآيند ساخت مدارهاي يكپارچه را تجاري كند و در نتيجه تراشه‌هاي سيليكون در تعداد انبوه براي نخستين بار توليد شدند. 

تاريخچه كامپيوتر در ايران

مي توان به چهار دوره تقسيم كرد :

پيدايش:كامپيوتر در سال 1341وارد ايران شد.بدين ترتيب پيدايش كامپيوتر در ايران تقريبا 10 سال بعد از ظهور كامپيوتر در كشور هاي صنعتي بود
توسعه:دوره توسعه كامپيوتر از سال 1350 در ايران آغاز و تا سال 1360 ادامه يافت. 
اين دوره همراه با رقابت زياد براي خريد سخت افزار , پياده سازي سيستم هاي عظيم نرم افزري , استخدام هر چه بيشتر نيروي انساني و دنبال كردن برنامه هاي جامع با توجه به واقعيت هاي فني ئنيروي انساني كشور بود.بازنگري: با ظهور انقلاب اسلامي, در زمينه كامپيوتر نيز تغيير و تحولاتي صورت گرفت و در نهايت تا سال 1359 يك سري بازنگري كلي انجام شد. بلوغ : پس از بازگشايي دانشگاه ها در سال 1362 مرحله بعدي رشد كامپيوتر آغاز شد و هر دو شاخه نرم افزار و سخت افزار توسعه فراواني يافتند. از مهمترين كارهاي اين دوره مي توان پردازش زبان و خط فارسي را نام برد. 



انواع كامپيوتر(رايانه) 

   
كامپيوترها به چهار دسته ابر رايانه ها، كامپيوترهاي بزرگ ، كامپيوتر هاي كوچك ، ريز رايانه ها تقسيم مي شوند.
كامپيوتر ها از نظر نوع پردازش داه ها به سه نوع / آنالوگ ، ديجيتال وتركيبي تقسيم مي شوند.

ابررايانه

ابررايانه (در زبان انگليسي: Supercomputer) به رايانه‌اي اطلاق مي‌گردد كه در زمان معرفي آن در زمينه ميزان ظرفيت محاسبه در واحد زمان در دنيا پيشرو باشد. اين عبارت براي اولين بار توسط مجله «نيويورك ورلد» براي اشاره به جدول‌سازهاي آي‌بي‌ام در دانشگاه كلمبيا به كار رفت.

تاريخچه صنعتي ابررايانه 

سوپركامپيوترهايي را كه در دههٔ 1960 ساخته و ارائه شدند سيمور كري از بنگاه كنترل اطلاعات (CDC) طراحي كرده بود و تا دههٔ 1990 هم بازار در دست اين سوپركامپيوترها بود. زماني كه سيموركري جدا شد و رفت تا شركت خودش به نام تحقيقات سيمور را راه اندازي و اداره كند با طرح هاي جديدش بازار سوپركامپيوترها را در دست گرفت و تا پنج سال (1985-1990) يكه تاز بازار ابرمحاسبه بود. خود كري هرگز واژهٔ سوپركامپيوتر را استفاده نكرد و كمتر كسي به خاطر دارد كه او تنها كلمهٔ كامپيوتر را استفاده مي‌كرد. در سال 1980 هم زمان با ظهور بازار ميني كامپيوترها كه يك دهه قبل به وجود آمده بودند تعداد زيادي رقباي كوچك وارد بازار شدند. اما بسياري از اين ها در دههٔ 1990 با بروز مبارزات بازار سوپركامپيوتر حذف شدند. امروزه سوپركامپيوترها طراحي هاي سفارشي كم نظيري هستند كه شركت هاي صنعتي مثل IBM و hp توليد مي‌كنند. همان شركت هايي كه بسياري كمپاني هاي دههٔ 90 را خريدند تا از تجربه شان استفاده كنند. البته بنگاه كري هنوز به صورت حرفه‌اي به ساخت سوپركامپيوتر ادامه مي‌دهد. اصطلاح سوپركامپيوتر چندان پايدار و ثابت نيست.

نخستين ريزپردازنده با يك ميليون ترانزيستور

 
اينتل ريزپردازنده 486 را معرفي كرد. اين وسيله 1 ميليون و 200 هزار ترانزيستور دارد و با سرعت 50 مگاهرتز يعني 40 بار آهسته‌تر از تراشه‌هاي امروزي فعاليت مي‌كند. 
اينتل از نخستين پردازشگر پنتيوم خود پرده‌برداري كرد. 
7 مارس 2000 
نخستين پردازشگر گيگاهرتز عرضه شد. 
اينتل در رقابت با Advanced Micro Devices AMD تراشه Athlon را به عنوان نخستين تراشه‌اي كه سرعت 1 گيگاهرتز يا 1 ميليارد محاسبه در ثانيه را ارائه مي‌دهدعرضه كرد. 
پردازشگر سلولي راه‌اندازي شد. 
تراشه قوي كه براي پلي‌استيشن 3 استفاده مي‌شود در سانفرانسيسكو عرضه شد. اين سلول شامل 8 هسته بوده و 10 برابر سريع‌تر از تراشه‌هاي رايانه شخصي در بازار است. اين نتيجه تحقيق توسط سوني، IBM و توشيباست.

كامپيوتر ها از نظر تجهيزات و قدرت پردازش 

1- ريز كامپيوتر ها مانند كامپيوتر هاي شخصي micro computer 2- كامپيوتر هاي كوچك مانند كامپيوترهاي مراكز تجاري و دانشگاهي mini computer 3- كامپيوتر بزرگ مانند كامپيوتر هاي مراكز بزرگ دولتي main frame 4- ابركامپيوتر ها مانند كامپيوتر مركزي سازمان ناسا Super computer 
9- كامپيوتر ها از نظر ظاهر و اندازه به چند دسته نقسيم مي شوند؟
1- روميزي desktop 2- كيفي laptop 3- دستي palmtop 4- همكار ديجيتال شخصي Pda
10- يك كامپيوتر روميزي چه قسمتهايي دارد؟ 
1- كيسCase 2- مانيتور monitor 3- كي برد Keyboard 4- ماوس mouse 5- بلندگوSpeaker 6- چاپگر Printer 7- اسكنر Scaner
11- بخشهاي درون كيس كامپيوتر را نام ببريد.
1- منبع تغذيه Power supply 2- برد اصلي (مادر )Main board 3- سي پي يوCPU 4- رم Ram 5-هارد ديسكHard disk 6- فلاپي ديسك floppy disk 7- درايور سي دي Compact disk driver 8- مودم Modem 9- كارت گرافيك VGA Card 10- كارت صدا Sound card 11- كارت شبكه Network card (Lan) 12- كارت تلويزيون TV card. 

رايانه كلوسوس پرده‌برداري شد 

رايانه كلوسوس توسط كدشكن انگليسي براي كمك به كشف رمز پيام‌هاي رد و بدل شده مابين فرماندهان ارشد آلماني ساخته شد. اين رايانه به سختي توانست كليد رمز كد لورنزو را كه توسط هيتلر براي ارسال پيام به ژنرال‌ها استفاده مي‌شد بيابد. در اين ماشين از لوله‌هاي وكيوم ترانزيستورهاي پيشرو استفاده شد. اين دستگاه مقدمه ساخت ماشين‌هاي ديگري مانند انتگرال‌گير عددي الكترونيك و رايانه ENIAC بود كه در سال 1947 در دانشگاه پنسيلوانيا ساخته شد. 


اختراع ترانزيستور 

مفهو يونيزان و غيريونيزان و آثار آن ها

پس از 18 ماه كار، جان باردين و والتر براتين كه تحت نظارت ويليام شاكلي كار مي‌كردند، نخستين ترانزيستور را براي مديران آزمايشگاه بل در نيوجرسي به نمايش گذاشتند. نقطه اتصال اين ترانزيستور از جنس ژرمانيوم بود و آغاز ضربتي براي "انقلاب ترانزيستور" محسوب مي‌شد.

دانشمندان اروپايي به طور مستقل ترانزيستور را اختراع كردند. 
هربرت ماتاره و هنريك والكر در حال كه براي Compagnie des Freins et Signaux در فرانسه كار مي‌كردند به طور مستقل توانستند ترانزيستوري با نقطه اتصالي از جنس ژرمانيوم بسازند. در ماه جولاي دانشمندان آلماني متوجه شدند كه آزمايشگاه‌هاي بل در اين اختراع 6 ماه از آن‌ها پيش بودند. 

نخستين رايانه مبتني بر ترانزيستور ساخته شد. 
ريچارد گريمسديل و داگلاس وب با همكاري تام كيلبورن در دانشگاه منچستر نمونه اوليه رايانه مبتني بر ترانزيستور را به نمايش گذاشتند. اين ماشين تجربي در ادامه به Metrovick 950 نخستين رايانه تجاري تبديل شد كه از سال 1959 به بعد توسط MetropolitanVickers ساخته شد. هفت نمونه از اين ماشين توليد شد. 

تكنيك‌هاي توليد انبوه مدرن معرفي مي‌شوند. 
آزمايشگاه‌هاي بل تكنيك" پوشش اكسيد" را براي ساخت ترانزيستور توسعه مي‌دهد. اين تكنيك براي ساخت مدارهاي لايه-لايه در حال حاضر پالايش شده‌ است، اما هنوز براي سخت تراشه‌هاي امروزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

در سده هيجدهم ميلادي هم تلاش‌هاي فراواني براي ساخت دستگاه‌هاي محاسب خودكار انجام شد كه بيشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال ۱۸۷۵ ميلادي استيفن بالدوين نخستين دستگاه محاسب را كه هر چهار عمل اصلي را انجام مي‌داد، به نام خود ثبت كرد.
از جمله تلاش‌هاي نافرجامي كه در اين سده صورت گرفت، مربوط به چارلز بابيچ رياضي‌دان انگليسي است. وي در آغاز اين سده در سال ۱۸۱۰ در انديشهٔ ساخت دستگاهي بود كه بتواند بر روي اعداد بيست و شش رقمي محاسبه انجام دهد. او بيست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف كرد اما در پايان آن را نيمه‌كاره رها كرد تا ساخت دستگاهي ديگر كه خود آن را دستگاه تحليلي مي‌ناميد آغاز كند. او مي‌خواست دستگاهي برنامه‌پذير بسازد كه همه عملياتي را كه مي‌خواستند دستگاه برروي عددها انجام دهد، قبلا برنامه‌شان به دستگاه داده شده باشد. قرار بود عددها و درخواست عمليات برروي آن‌ها به ياري كارت‌هاي سوراخ‌دار وارد شوند. بابيچ در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت اين دستگاه هم به پايان نرسيد.
كارهاي بابيچ به فراموشي سپرده شد تا اين كه در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه جنگ جهاني دوم دولت آمريكا طرحي سري براي ساخت دستگاهي را آغاز كرد كه بتواند مكالمات رمزنگاري‌شدهٔ آلماني‌ها را رمزبرداري كند. اين مسئوليت را شركت IBM و دانشگاه هاروارد به عهده گرفتند كه سرانجام به ساخت دستگاهي به نام ASCC در سال ۱۹۴۴ انجاميد. اين دستگاه پنج تني كه ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متر بلندي داشت، مي‌توانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمي را در خود نگاه دارد و با آن‌ها كار كند. دستگاه با نوارهاي سوراخدار برنامه‌ريزي مي‌شد و همهٔ بخش‌هاي آن مكانيكي يا الكترومكانيكي بود از زمان رايانه‌هاي اوليه كه در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا كنون فناوري‌هاي ديجيتالي رشد نموده‌است.

نخستين رايانه‌ شخصي عرضه شد. 
شركت هولت پكارد، براي نخستين بار، واژه "رايانه شخصي" را در تبليغي براي ماشين حساب 911A در مجله ساينس معرفي كرد. 
نخستين ريزپردازنده براي فروش آماده شد. 
اينتل، نخستين ريزپردازنده تجاري را با نام 4004 عرضه مي‌كند. اين ريزپردازنده شامل 2300 ترانزيستور و تقريباً با قدرت رايانه ENIAC است. اين ماشين سرعتي معادل 108 كيلوهرتز يعني 2000 بار آهسته‌تر از تراشه‌هاي امروزي داشت و براي ماشين حساب Busicom طراحي شد. 
رايانه Altair 8800 راه اندازي شد. 
اگرچه Altair 8800 نخستين رايانه شخصي محسوب نمي‌‌شود، ولي فروش چندهزاري آن در نخستين سال فروش، موفقيتي دور از انتظار بود. اين رايانه شخصي نخستين ماشيني بود كه نرم‌افزار مايكروسافت Altair BASIC را فعال كرد. اين ماشين مانند يك گيت از طريق نشريه Popular Electronics فروخته شد.

رايانه شخصي Apple1 توسط استيو ووزنياك (Steve Wozniak) طراحي شد. اين رايانه براي نخستين بار در كلوپ رايانه Homebrew در پالوآلتو به نمايش درآمد. استيو جابز دوست ووزنياك پيشنهاد فروش اين رايانه را داد و در جولاي 1976 آن را به قيمت 666.66 دلار به فروش رساند. حدود 200 دستگاه توليد شد. براي كار با اين رايانه كاربران بايد يك نمايشگر و صفحه كليد به آن اضافه مي‌كردند.

شركت IBM تجارت رايانه شخصي خود را راه‌اندازي كرد. 
شركت IBM رايانه 5150 نخستين رايانه شخصي روميزي خود را معرفي كرد. اين نخستين تلاش شركت براي معرفي يك رايانه شخصي نبود، اما موفق‌ترين آن‌ها بود. اين ماشين تنها 16 كيلو حافظه داشت و از كاست‌هاي صوتي براي بارگذاري و ذخيره اطلاعات داده‌ها استفاده مي‌شود. بسياري براين باورند كه اين ماشين آغازي انفجاري در انقلاب رايانه‌هاي شخصي است.

كساني كه با صنعت IT آشنايي دارند حتما ً نام  
را شنيده اند . براي مثال ، بيش از ۶۶ درصد كساني كه در نظر سنجي مجله
InfoWorld شركت كرده بودند بر اين توافق داشتند كه وب سرويس ها مدل تجاري
بعدي اينترنت خواهند بود . به علاوه گروه گارتنر پيش بيني كرده است كه وب
سرويس ها كارآيي پروژه هاي IT را تا ۳۰ در صد بالا مي برد . اما وب سرويس
چيست و چگونه شكل تجارت را در اينترنت تغيير خواهد داد ؟ براي ساده كردن
پردازش هاي تجاري ، برنامه هاي غير متمركز (Enterprise) بايد با يكديگر
ارتباط داشته باشند و از داده هاي اشتراكي يكديگر استفاده كنند . قبلا ً
اين كار بوسيله ابداع استاندارد هاي خصوصي و فرمت داده ها به شكل مورد نياز
هر برنامه انجام مي شد . اما دنياي وب و XML – تكنولوژي آزاد براي انتقال
ديتا – انتقال اطلاعات بين سيستم ها را افزايش داد .  ها نرم افزارهايي هستند كه از XML براي انتقال اطلاعات بين نرم افزارهاي ديگر از طريق پروتوكول هاي معمول اينترنتي استفاده مي كنند .

كامپيوتر ماشيني است قابل برنامه ريزي كه از تركيب اجزاي الكترونيكي والكترومكانيكي تشكيل شده است ومي تواند پس از دريافت ورودي ها بر اساس دنباله اي از دستور والعمل ها پردازش هاي خاصي را انجام داده وسپس نتيجه را ذخيره نموده ويا به خروجي بفرستد. كامپيوتر در آموزش ،صنعت ، سينما وتلويزيون ،پروژه هاي علمي وتحقيقاتي كاربرد دارد.
داده چيست ؟ 
در سيستم كامپيوتري مقادير ورودي سيستم را داده يا data مي نامند.
پردازش 
هر عملي كه كامپيوتر روي داده ها انجام مي دهد پردازش processing مي نامند.
اطلاعات 
در سيستم كامپيوتر، حاصل پردازش سيستم را اطلاعات Information گويند.

تاريخچه پيدايش كامپيوتر

نخستين ماشين محاسبه ماشين مكانيكي ساده اي بود كه بلز پاسكال آن را ساخته بود وبه وسيله چند اهرم وچرخ دنده ، مي توانست عمليات جمع وتفريق را انجام بدهد.
پس ازآن لايب نيتز با افزودن چند چرخ دنده به ماشين پاسكال ماشيني ساخت كه ميتوانست ضرب وتقسيم را هم انجام بدهد وآن را (ماشين حساب) ناميد.
بعدها چارلز بابيج ماشيني براي محاسبه چند جمله اي ها ابداع كرد كه آن را ماشين تفاضلي ناميدند وسپس به فكر ساخت وسيله ي محاسباتي كاملتري افتاد كه مي شد به آن (برنامه) 
داد اين ماشين شباهت فراواني به كامپيوترهاي امروزي داشت وبه همين دليل نام بابيج به عنوان پدركامپيوتر در تاريخ باقي مانده است.
در گذشته دستگاه‌هاي مختلف مكانيكي ساده‌اي مثل خط‌كش محاسبه و چرتكه، نيز رايانه خوانده مي‌شدند. در برخي موارد از آن‌ها به‌عنوان رايانه آنالوگ نام برده مي‌شود. چراكه برخلاف رايانه‌هاي رقمي، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پايه دو بلكه به‌صورت كميت‌هاي فيزيكي متناظر با آن اعداد نمايش مي‌دهند. چيزي كه امروزه از آن به‌عنوان «رايانه» ياد مي‌شود در گذشته به عنوان «رايانه رقمي (ديجيتال)» ياد مي‌شد تا آن‌ها را از انواع «رايانه آنالوگ» جدا سازند.
رايانه يكي از دو چيز برجسته‌اي است كه بشر در سدهٔ بيستم اختراع كرد. دستگاهي كه بلز پاسكال در سال ۱۶۴۲ ساخت اولين تلاش در راه ساخت دستگاه‌هاي محاسب خودكار بود. پاسكال آن دستگاه را كه پس از چرتكه دومين ابزار ساخت بشر بود، براي ياري رساندن به پدرش ساخت. پدر وي حسابدار دولتي بود و با كمك اين دستگاه مي‌توانست همه اعدادشش رقمي را با هم جمع و تفريق كند.
لايبنيتز رياضي‌دان آلماني نيز از نخستين كساني بود كه در راه ساختن يك دستگاه خودكار محاسبه كوشش كرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهي براي محاسبه ساخت كه كامل شدن آن تا ۱۹۶۴ به درازا كشيد. همزمان در انگلستان ساموئل مورلند در سال ۱۶۷۳ دستگاهي ساخت كه جمع و تفريق و ضرب مي‌كرد.

نخستين رايانه‌هاي رقمي، با قيمت‌هاي زياد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمي را انجام مي‌دادند، انياك يك رايانه قديمي ايالات متحده اصولا طراحي شده تا محاسبات پرتابه‌اي توپخانه و محاسبات مربوط به جدول چگالي نوتروني را انجام دهد. (اين محاسبات بين دسامبر ۱۹۴۱ تا ژانويه ۱۹۴۶ روي حجمي بالغ بر يك ميليون كارت پانچ انجام پذيرفت! كه اين خود طراحي و سپس تصميم نادرست بكارگرفته شده را نشان مي‌دهد) بسياري از ابررايانه‌هاي امروزي صرفاً براي كارهاي ويژه محاسبات جنگ افزار هسته‌اي استفاده مي‌گردد.

CSIR Mk I نيز كه نخستين رايانه استراليايي بود براي ارزيابي ميزان بارندگي در كوه‌هاي اسنوئي (Snowy)اين كشور بكاررفت، اين محاسبات در چارچوب يك پروژه عظيم توليد برقابي انجام گرفت.

برخي رايانه‌ها نيز براي انجام رمزگشايي بكارگرفته مي‌شد، براي مثال Colossus كه در جريان جنگ جهاني دوم ساخته شد، جزو اولين كامپيوترهاي برنامه‌پذير بود(البته ماشين تورينگ كامل نبود). هرچند رايانه‌هاي بعدي مي‌توانستند برنامه‌ريزي شوند تا شطرنج بازي كنند يا تصوير نمايش دهند و ساير كاربردها را نشان دهد.

سياستمداران و شركت‌هاي بزرگ نيز رايانه‌هاي اوليه را براي خودكارسازي بسياري از مجموعه‌هاي داده و پردازش كارهايي كه قبلا توسط انسان‌ها انجام مي‌گرفت، بكار بستند - براي مثال، نگهداري و بروزرساني حساب‌ها و دارايي‌ها. در موسسات پژوهشي نيز دانشمندان رشته‌هاي مختلف شروع به استفاده از رايانه براي مقاصدشان نمودند.

كاهش پيوسته قيمت‌هاي رايانه باعث شد تا سازمان‌هاي كوچك‌تر نيز بتوانند آن‌ها را در اختيار بگيرند. بازرگانان، سازمان‌ها، و سياستمداران اغلب تعداد زيادي از كامپيوترهاي كوچك را براي تكميل وظايفي كه قبلا براي تكميلشان نياز به رايانه بزرگ (mainframe) گران قيمت و بزرگ بود، به كار بگيرند. مجموعه‌هايي از رايانه‌هاي كوچك‌تر در يك محل اغلب به‌عنوان خادم سر(server farm) نام برده مي‌شود.

با اختراع ريزپردازندهها در دهه ۱۹۷۰ اين امكان كه بتوان رايانه‌هايي بسيار ارزان قيمت را توليد نمود بوجود آمد. رايانه‌هاي شخصي براي انجام وظايف بسياري محبوب گشتند، از جمله كتابداري، نوشتن و چاپ مستندات. محاسبات پيش بيني‌ها و كارهاي تكراري رياضي توسط صفحات گسترده (spreadsheet)، ارتباطات توسط پست الكترونيك، و اينترنت. حضور گسترده رايانه‌ها و سفارشي كردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسيار ديگري بكارگرفته شوند.

در همان زمان، رايانه‌هاي كوچك، كه معمولاً با يك برنامه ثابت ارائه مي‌شدند، راهشان را بسوي كاربردهاي ديگري باز مي‌نمودند، كاربردهايي چون لوازم خانگي، خودروها، هواپيماها، و ابزار صنعتي. اين پردازشگرهاي جاسازي شده كنترل رفتارهاي آن لوازم را ساده‌تر كردند، همچنين امكان انجام رفتارهاي پيچيده را نيز فراهم نمودند (براي نمونه، ترمزهاي ضدقفل در خودروها[۲]). با شروع قرن بيست و يكم، اغلب دستگاه‌هاي الكتريكي، اغلب حالت‌هاي انتقال نيرو، اغلب خطوط توليد كارخانه‌ها توسط رايانه‌ها كنترل مي‌شوند. اكثر مهندسان پيش بيني مي‌كنند كه اين روند همچنان به پيش برود. يكي از كارهايي كه مي‌توان به‌وسيله رايانه انجام داد پروگرام گيرنده ماهواره‌است.

● انواع رايانه

▪ رايانه‌هاي توكار

در ۲۰ سال گذشته ، هرچند برخي ابزارهاي خانگي كه از نمونه‌هاي قابل ذكر آن مي‌توان جعبه‌هاي بازي‌هاي ويدئويي را كه بعدها در دستگاه‌هاي ديگري از جمله تلفن همراه، دوربين‌هاي ضبط ويدئويي، و PDAها و دهها هزار وسيله خانگي، صنعتي، خودروسازي و تمام ابزاري كه در درون آنها مدارهايي كه نيازهاي ماشين تورينگ را مهيا ساخته‌اند، گسترش يافت، را نام برد(اغلب اين لوازم برنامه‌هايي را در خود دارند كه بصورت ثابت روي ROM تراشه‌هايي كه براي تغيير نياز به تعويض دارند،نگاشته شده‌اند). اين رايانه‌ها كه در درون ابزارهاي با كاربرد ويژه گنجانيده شده‌اند «ريزكنترل‌گرها» يا رايانه‌هاي توكار (Embedded Computers) ناميده مي‌شوند. بنابراين تعريف اين رايانه‌ها به‌عنوان ابزاري كه با هدف پردازش اطلاعات طراحي گرديده محدوديت‌هايي دارد. بيشتر مي‌توان آنها را به ماشين‌هايي تشبيه كرد كه در يك مجموعه بزرگ‌تر به‌عنوان يك بخش حضور دارند مانند دستگاه‌هاي تلفن، ماكروفرها و يا هواپيما كه اين رايانه‌ها بدون تغيير فيزيكي توسط كاربر مي‌توانند براي مقاصد مختلفي بكارگرفته شوند.

▪ رايانه‌هاي شخصي

اشخاصي كه با انواع ديگري از رايانه‌ها ناآشنا هستند از عبارت رايانه براي رجوع به نوع خاصي كه رايانه شخصي (PC) ناميده مي‌شوند استفاده مي‌كنند.

دستورالعمل‌ها

هر رايانه تنها داراي يك مجموعه كم تعداد از دستورالعمل‌هاي ساده و تعريف شده مي‌باشد. از انواع پركاربردشان مي‌توان به دستورالعمل «محتواي خانه ۱۲۳ را در خانه ۴۵۶ كپي كن!»، «محتواي خانه ۶۶۶ را با محتواي خانه ۰۴۲ جمع كن، نتايج را در خانه ۰۱۳ كن!»، «اگر محتواي خانه ۹۹۹ برابر با صفر است، به دستورالعمل واقع در خانه ۳۴۵ رجوع كن!».

دستورالعمل‌ها در داخل رايانه بصورت اعداد مشخص شده‌اند - مثلاً كد دستور العمل (copy instruction) برابر ۰۰۱ مي‌تواند باشد. مجموعه معين دستورالعمل‌هاي تعريف شده كه توسط يك رايانه ويژه پشتيباني مي‌شود را زبان ماشين مي‌نامند. در واقعيت، اشخاص معمولاً به [زبان ماشين]] دستورالعمل نمي‌نويسند بلكه بيشتر به نوعي از انواع سطح بالاي زبان‌هاي برنامه‌نويسي، برنامه‌نويسي مي‌كنند تا سپس توسط برنامه ويژه‌اي (تفسيرگرها (interpreters) يا همگردان‌ها (compilers) به دستورالعمل ويژه ماشين تبديل گردد. برخي زبان‌هاي برنامه‌نويسي از نوع بسيار شبيه و نزديك به زبان ماشين كه اسمبلر (يك زبان سطح پايين) ناميده مي‌شود، استفاده مي‌كنند؛ همچنين زبان‌هاي سطح بالاي ديگري نيز مانند پرولوگ نيز از يك زبان انتزاعي و چكيده كه با زبان ماشين تفاوت دارد بجاي دستورالعمل‌هاي ويژه ماشين استفاده مي‌كنند.

● معماري‌ها

در رايانه‌هاي معاصر واحد محاسبه و منطق را به همراه واحد كنترل در يك مدار مجتمع كه واحد پردازشي مركزي (CPU) ناميده مي‌شود، جمع نموده‌اند. عموما، حافظه رايانه روي يك مدار مجتمع كوچك نزديك CPU قرار گرفته. اكثريت قاطع بخش‌هاي رايانه تشكيل شده‌اند از سامانه‌هاي فرعي (به عنوان نمونه، منبع تغذيه) و يا دستگاه‌هاي ورودي/خروجي.

برخي رايانه‌هاي بزرگ‌تر چندين CPU و واحد كنترل دارند كه بصورت هم‌زمان با يكديگر درحال كارند. اين‌گونه رايانه‌ها بيشتر براي كاربردهاي پژوهشي و محاسبات علمي بكار مي‌روند.

كارايي رايانه‌ها بنا به تئوري كاملاً درست است. رايانه داده‌ها و دستورالعمل‌ها را از حافظه‌اش واكشي (fetch) مي‌كند. دستورالعمل‌ها اجرا مي‌شوند، نتايج ذخيره مي‌شوند، دستورالعمل بعدي واكشي مي‌شود. اين رويه تا زماني كه رايانه خاموش شود ادامه پيدا مي‌كند. واحد پردازنده مركزي در رايانه‌هاي شخصي امروزي مانند پردازنده‌هاي شركت اي-ام-دي و شركت اينتل از معماري موسوم به Pipeline استفاده مي‌شود و در زماني كه پردازنده در حال ذخيره نتيجه يك دستور است مرحله اجراي دستور قبلي و مرحله واكشي دستور قبل از آن را آغاز مي‌كند. همچنين اين رايانه‌ها از سطوح مختلف حافظه نهانگاهي استفاده مي‌كنند كه در زمان دسترسي به حافظه اصلي صرفه‌جويي كنند.

● برنامه‌ها

برنامه رايانه‌اي فهرست‌هاي بزرگي از دستورالعمل‌ها (احتمالاً به همراه جدول‌هائي از داده) براي اجرا روي رايانه هستند. خيلي از رايانه‌ها حاوي ميليون‌ها دستورالعمل هستند، و بسياري از اين دستورات به تكرار اجرا مي‌شوند. يك رايانه‌ شخصي نوين نوعي (درسال ۲۰۰۳) مي‌تواند در ثانيه ميان ۲ تا ۳ ميليارد دستورالعمل را پياده نمايد. رايانه‌ها اين مقدار محاسبه را صرف انجام دستورالعمل‌هاي پيچيده نمي‌كنند. بيشتر ميليون‌ها دستورالعمل ساده را كه توسط اشخاص باهوشي «برنامه نويسان» در كنار يكديگر چيده شده‌اند را اجرا مي‌كنند. برنامه‌نويسان خوب مجموعه‌هايي از دستورالعمل‌ها را توسعه مي‌دهند تا يكسري از وظايف عمومي را انجام دهند(براي نمونه، رسم يك نقطه روي صفحه) و سپس آن مجموعه دستورالعمل‌ها را براي ديگر برنامه‌نويسان در دسترس قرار مي‌دهند. (اگر مايليد «يك برنامه‌نويس خوب» باشيد به اين مطلب مراجعه نماييد.)

رايانه‌هاي امروزه، قادرند چندين برنامه را در آن واحد اجرا نمايند. از اين قابليت به عنوان چندكارگي (multitasking) نام برده مي‌شود. در واقع، CPU يك رشته دستورالعمل‌ها را از يك برنامه اجرا مي‌كند، سپس پس از يك مقطع ويژه زماني دستورالعمل‌هايي از يك برنامه ديگر را اجرا مي‌كند. اين فاصله زماني اكثرا به‌عنوان يك برش زماني (time slice) نام برده مي‌شود. اين ويژگي كه CPU زمان اجرا را بين برنامه‌ها تقسيم مي‌كند، اين توهم را بوجود مي‌آورد كه رايانه هم‌زمان مشغول اجراي چند برنامه‌است. اين شبيه به چگونگي نمايش فريم‌هاي يك فيلم است، كه فريم‌ها با سرعت بالا در حال حركت هستند و به نظر مي‌رسد كه صفحه ثابتي تصاوير را نمايش مي‌دهد. سيستم عامل همان برنامه‌اي است كه اين اشتراك زماني را بين برنامه‌هاي ديگر تعيين مي‌كند.

● سيستم عامل

رايانه هميشه نياز دارد تا براي بكارانداختنش حداقل يك برنامه روي آن در حال اجرا باشد. تحت عملكردهاي عادي اين برنامه همان سيستم عامل يا OS است. سيستم يا سامانه عامل تصميم مي‌گيرد كه كدام برنامه اجرا شود، چه زمان، از كدام منابع (مثل حافظه، ورودي/خروجي و ...) استفاده شود. همچنين سيستم عامل يك لايه انتزاعي بين سخت افزار و برنامه‌هاي ديگر كه مي‌خواهند از سخت افزار استفاده كنند، مي‌باشد، كه اين امكان را به برنامه نويسان مي‌دهد تا بدون اينكه جزئيات ريز هر قطعه الكترونيكي از سخت افزار را بدانند بتوانند براي آن قطعه برنامه‌نويسي نمايند. با تمام اين وجود كامپيوتر ها نمي توانند برخي از مسائل را حل كنند كه به اين مسائل حل نشدني گفته مي شود مانند مسائلي كه در مسير حلشان در حلقه بي نهايت مي افتند

در گذشته دستگاه‌هاي مختلف مكانيكي ساده‌اي مثل خط‌كش محاسبه و چرتكه نيز رايانه خوانده مي‌شدند. در برخي موارد از آن‌ها به‌عنوان رايانه آنالوگ نام برده مي‌شود. چراكه برخلاف رايانه‌هاي رقمي، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پايه دو بلكه به‌صورت كميت‌هاي فيزيكي متناظر با آن اعداد نمايش مي‌دهند. چيزي كه امروزه از آن به‌عنوان «رايانه» ياد مي‌شود در گذشته به عنوان «رايانه رقمي (ديجيتال)» ياد مي‌شد تا آن‌ها را از انواع «رايانه آنالوگ» جدا سازند.

رايانه يكي از دو چيز برجسته‌اي است كه بشر در سدهٔ بيستم اختراع كرد. دستگاهي كه بلز پاسكال در سال ۱۶۴۲ ساخت اولين تلاش در راه ساخت دستگاه‌هاي محاسب خودكار بود. پاسكال آن دستگاه را كه پس از چرتكه دوميت ابزار ساخت بشر بود، براي ياري رساندن به پدرش ساخت. پدر وي حسابدار دولتي بود و با كمك اين دستگاه مي‌توانست همه اعدادشش رقمي را با هم جمع و تفريق كند.

لايبنيتز رياضي‌دان آلماني نيز از نخستين كساني بود كه در راه ساختن يك دستگاه خودكار محاسبه كوشش كرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهي براي محاسبه ساخت كه كامل شدن آن تا ۱۹۶۴ به درازا كشيد. همزمان در انگلستان ساموئل مورلند در سال ۱۶۷۳ دستگاهي ساخت كه جمع و تفريق و ضرب مي‌كرد.

در سده هجدهم ميلادي هم تلاش‌هاي فراواني براي ساخت دستگاه‌هاي محاسب خودكار انجام شد كه بيشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال ۱۸۷۵ ميلادي استيفن بالدوين نخستين دستگاه محاسب را كه هر چهار عمل اصلي را انجام مي‌داد، به نام خود ثبت كرد.

از جمله تلاش‌هاي نافرجامي كه در اين سده صورت گرفت، مربوط به چارلز بابيچ رياضي‌دان انگليسي است. وي در آغاز اين سده در سال ۱۸۱۰ در انديشهٔ ساخت دستگاهي بود كه بتواند بر روي اعداد بيست و شش رقمي محاسبه انجام دهد. او بيست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف كرد اما در پايان آن را نيمه‌كاره رها كرد تا ساخت دستگاهي ديگر كه خود آن را دستگاه تحليلي مي‌ناميد آغاز كند. او مي‌خواست دستگاهي برنامه‌پذير بسازد كه همه عملياتي را كه مي‌خواستند دستگاه برروي عددها انجام دهد، قبلا برنامه‌شان به دستگاه داده شده باشد. قرار بود عددها و درخواست عمليات برروي آن‌ها به ياري كارت‌هاي سوراخ‌دار وارد شوند. بابيچ در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت اين دستگاه هم به پايان نرسيد.

كارهاي بابيچ به فراموشي سپرده شد تا اين كه در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه جنگ جهاني دوم دولت آمريكا طرحي سري براي ساخت دستگاهي را آغاز كرد كه بتواند مكالمات رمزنگاري‌شدهٔ آلماني‌ها را رمزبرداري كند. اين مسئوليت را شركت IBM و دانشگاه هاروارد به عهده گرفتند كه سرانجام به ساخت دستگاهي به نام ASCC در سال ۱۹۴۴ انجاميد. اين دستگاه پنج تني كه ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متر بلندي داشت، مي‌توانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمي را در خود نگاه دارد و با آن‌ها كار كند. دستگاه با نوارهاي سوراخدار برنامه‌ريزي مي‌شد و همهٔ بخش‌هاي آن مكانيكي يا الكترومكانيكي بود.

● تعريف داده و اطلاعات

داده به آن دسنه از ورودي‌هايي خام گفته مي‌شود كه براي پردازش به رايانه ارسال مي‌شوند.

اطلاعات به داده‌هاي پردازش شده مي‌گويند.

● رايانه‌ها چگونه كار مي‌كنند؟

از زمان رايانه‌هاي اوليه كه در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا كنون فناوري‌هاي ديجيتالي رشد نموده‌است، معماري فون نوِيمن يك رايانه را به چهار بخش اصلي توصيف مي‌كند: واحد محاسبه و منطق (Arithmetic and Logic Unit يا ALU)، واحد كنترل يا حافظه، و ابزارهاي ورودي و خروجي ( كه جمعا I/O ناميده مي‌شود). اين بخش‌ها توسط اتصالات داخلي سيمي به نام گذرگاه (bus) با يكديگر در پيوند هستند.

● حافظه

در اين سامانه، حافظه بصورت متوالي شماره گذاري شده در خانه‌ها است، هركدام محتوي بخش كوچكي از داده‌ها مي‌باشند. داده‌ها ممكن است دستورالعمل‌هايي باشند كه به رايانه مي‌گويند كه چه كاري را انجام دهد باشد. خانه ممكن است حاوي اطلاعات مورد نياز يك دستورالعمل باشد. اندازه هر خانه، وتعداد خانه‌ها، در رايانهٔ مختلف متفاوت است، همچنين فناوري‌هاي بكاررفته براي اجراي حافظه نيز از رايانه‌اي به رايانه ديگر در تغيير است(از بازپخش‌كننده‌هاي الكترومكانيكي تا تيوپ‌ها و فنرهاي پر شده از جيوه و يا ماتريس‌هاي ثابت مغناطيسي و در آخر ترانزيستورهاي واقعي و مدار مجتمع‌ها با ميليون‌ها خازن روي يك تراشه تنها).

● پردازش

واحد محاسبه و منطق يا ALU دستگاهي است كه عمليات پايه مانند چهار عمل اصلي حساب (جمع و تفريق و ضرب و تقسيم)، عمليات منطقي (و،يا،نقيض)، عمليات قياسي (براي مثال مقايسه دو بايت براي شرط برابري) و دستورات انتصابي براي مقدار دادن به يك متغير را انجام مي‌دهد. اين واحد جائيست كه «كار واقعي» در آن صورت مي‌پذيرد.

البته CPUها به دو دسته كلي RISC و CISC تقسيم بندي مي‌شوند. نوع اول پردازش‌گرهاي مبتني بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهاي مبتني بر اعمال پيچيده مي‌باشند. پردازشگرهاي مبتني بر اعمال پيچيده در واحد محاسبه و منطق خود داراي اعمال و دستوراتي بسيار فراتر از چهار عمل اصلي يا منطقي مي‌باشند. تنوع دستورات اين دسته از پردازنده‌ها تا حدي است كه توضيحات آن‌ها خود مي‌تواند يك كتاب با قطر متوسط ايجاد كند. پردازنده‌هاي مبتني بر اعمال ساده اعمال بسيار كمي را پوشش مي‌دهند و در حقيقت براي برنامه‌نويسي براي اين پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگيني بر دوش برنامه‌نويس است. اين پردازنده‌ها تنها حاوي ۴ عمل اصلي و اعمال منطقي رياضي و مقايسه‌اي به علاوه چند دستور بي‌اهميت ديگر مي‌باشند.هرچند ذكر اين نكته ضروري است كه دستورات پيچيده نيز از تركيب تعدادي دستور ساده تشكيل شده‌اند و براي پياده‌سازي اين دستورات در معماري‌هاي مختلف از پياده‌سازي سخت‌افزاري(معماري CISC) و پياده‌سازي نرم‌افزاري(معماري RISC) استفاده مي‌شود.

(قابل ذكر است پردازنده‌هاي اينتل از نوع پردازنده مبتني بر اعمال پيچيده مي‌باشند.)

واحد كنترل همچنين اين مطلب را كه كدامين بايت از حافظه حاوي دستورالعمل فعلي اجرا شونده‌است را تعقيب مي‌كند، سپس به واحد محاسبه و منطق اعلام مي‌كند كه كدام عمل اجرا و از حافظه دريافت شود و نتايج به بخش اختصاص داده شده از حافظه ارسال گردد. بعد از يك بار عمل، واحد كنترل به دستورالعمل بعدي ارجاع مي‌كند(كه معمولاً در خانه حافظه بعدي قرار دارد، مگر اينكه دستورالعمل جهش دستورالعمل بعدي باشد كه به رايانه اعلام مي‌كند دستورالعمل بعدي در خانه ديگر قرار گرفته‌است).

● ورودي/خروجي

بخش ورودي/خروجي (I/O) اين امكان را به رايانه مي‌دهد تا اطلاعات را از جهان بيرون تهيه و نتايج آن‌ها را به همان جا برگرداند. محدوده فوق العاده وسيعي از دستگاه‌هاي ورودي/خروجي وجود دارد، از خانواده آشناي صفحه‌كليدها، نمايشگرها، نَرم‌ديسك گرفته تا دستگاه‌هاي كمي غريب مانند رايابين‌ها (webcams). (از ساير ورودي/خروجي‌ها مي‌توان موشواره mouse، قلم نوري، چاپگرها (printer)، اسكنرها، انواع لوح‌هاي فشرده(CD, DVD) را نام برد ).

چيزي كه تمامي دستگاه‌هاي عمومي در آن اشتراك دارند اين است كه آن‌ها رمزكننده اطلاعات از نوعي به نوع ديگر كه بتواند مورد استفاده سيستم‌هاي رايانه ديجيتالي قرار گيرد، هستند. از سوي ديگر، دستگاه‌هاي خروجي آن اطلاعات به رمز شده را رمزگشايي مي‌كنند تا كاربران آن‌ها را دريافت نمايند. از اين رو يك سيستم رايانه ديجيتالي يك نمونه از يك سامانه داده‌پردازي مي‌باشد.