صنعت ساخت کامپیوتر و قطعات آن

اولین محصول شرکت اپل آمریکا

رایانه یا کامیوتر (Computer) دستگاهی است که میتواند برنامه ریزی شود تا دستورهای ریتضیاتی و منطقی را به صورت خوکار انجام دهد. رایانه ها میتوانند از مجموعه ی عظیمی از دستور ها به نام برنامه پیروی کنند، این امر به آن ها اجازه میدهد تا قابلیت انجام طیف وسیعی از وظایف را داشته باشند، و بر اساس برنامه ای که به آن ها داده می شود عمل میکنند.
یک رایانه مدرن حداقل از یک واحد پردازش، عموما واحد پردازش مرکزی و نوعی حافظه تشکیل شده است. واحد پردازش وظیفه انجام عملیات های محاسباتی و منطقی را بر عهده دارد. دستگاه های جانبی شامل ورودی (مثل کیبورد)، خروجی (مثل مانیتور) و ورودی/ خروجی (مثل تاچ) میتوانند برای دریافت، نمایش و ارسال اطلاعات در رایانه مورد استفاده قرار گیرند.
در زبان انگلیسی کامپیوتر به دستگاه خودکاری گفته می شود که محاسبات ریاضی را انجام میدهد، بر پایه (واژه نامه ریشه یابی Barnhart Concies) واژه کامپیوتر در سال 1646 به زبان انگلیسی وارد گردید که به معنی (شخصی که محاسبه میکند) بوده است و سپس از سال 97 به ماشین های محاسبه مکانیکی گفته میشود. در هنگام جنگ جهانی دوم (کامپیوتر) به ن نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیر های شلیک توپ های بزرگ جنگی به وسیله ابزار مشابهی بود، اشاره می کرد.
البته در اوایل دهه 50 میلادی هنوز اصطلاح ماشین رایانش (Computing machine) برای معرفی این ماشین ها به کار می رفت، پس از آن عبارت کوتاه تر کامپیوتر (Computer) به جای آن به کار گرفته شد. ورود این ماشین به ایران در اوایل دهه 1340 بود و واژه رایانه در دو دهه اخیر در فارسی رایج شده است.
برابر این واژه در زبان های دیگر حتما همان وازه انگلیسی نیست. در زبان فرانسوی واژه (ordinateur)، که به معنی سازمان ده یا ماشین مرتب ساز است، به کار می برد. در زبان اسپانیایی computadora به صورت انگلیسی مودبانه ادا می شود. در پرتغالی واژه computadorبه کار می رود که از واژه computer گرفته شده و به معنای محاسبه کردن می باشد. در ایتالیایی واژه calcolatore که معنای ماشین حساب است بکار میرود که بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تاکیید دارد. به سوئدی رایانه dator خوانده می شود که از data (داده ها) برگرفته شده است. به فنلاندی tietokone خوانده می شود که به معنی ماشین اطلاعات می باشد. اما در زبان ایسلندی توصیف شاعرانه تری بکار می رود، tolva که واژه ای مرکب است و به معنای زن پیشگوی شمارشگر می باشد. در چینی راینه dian nao یا مغز برقی خوانده می شود. در انگلیسی واژه ها و تعابیر گوناگونی استفاده می شود، به عنوان مثال دستگاه داده پرداز (data processing machine).
معنای واژه فارسی رایانه
واژه رایانه از مصدر رایانیدن ساخته شده که در فارسی میانه به شکل rayenidan و به معنای سنجیدن، سبک و سنگین کردن، مقایسه کردن یا مرتب کردن، نظم بخشیدن و سامان دادن بوده است. این مصدر در زبان فارسی میانه یا پهلوی کاربرد فراوانی داشته و مشتق های زیادی نیز از آن گرفته شده بوده است.
تاریخچه
در گذشته دستگاه های مختلف مکانیکی ساده ای مثل خط کش محاسبه و چرتکه نیز راینه خوانده می شدند. در برخشی موارد از آن ها به عنوان رایانه قیاسی نام برده می شود. البیته لازم است ذکر شود کاربرد واژه رایانه آنالوگ در علوم مختلف بیش از این است که به چرتکه و خط کش محاسبه محدود شود. به طور مثال در علوم الکترونیک، مخابرات و کنترل روشی برای محاسبه مشتق و انتگرال توابع ریاضی و معادلات دیفرانسیل توسط تقویت کننده های عملیاتی، مقاومت، سلف و خازن متداول است که به مجموعه سیستم مداری راینه قیاسی (آنالوگ) گفته می شود. چرا که بر خلاف رایانه های رقمی، اعداد را نه به صورت اعداد در پایه دو بلکه به صورت کمیت های فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می دهند. چیزی که امروزه از آن به عنوان رایانه یاد می شود در گذشته به عنوان رایانه رقمی (دیجیتال( یاد می شد تا آن ها را از انواع رایانه قیاسی جدا سازند.
له تصریح دانشنامه انگلیسی ویکی پدیا، بدیع امان ابوالعز بن اسماعیل بین رزاز جزری (در گذشته 602 قمری) یکی از نخستین ماشین های اتوماتا را که جد رایانه های امروزین است، ساخته بوده است. این مهندس مکانیک مسلمان از دیار بکر در شرق آنهاتولی بوده است. راینه یکی از دو چیز برجسته ای است که بشر در سده بیستم اختراع کرد. دستگاهی که ب پاسکال در سال 1642 ساخت اولین تلاش در راه ساخت دستگاه های محاسبه خودکار بود. پاسکال آن دستگاه را که پس از چرتکه دومین ابزار ساخت بشر بود، برای یاری رساندن به پدرش ساخت. پدر وی حسابدار دولتی بود و با کمک این دستگاه میتوانست همه اعداد شش رقمی را با هم جمع و تفریق کند.
لایبنیتز ریاضی دان آلمانی نیز از نخستین کسانی بود که در راه ساختن یک دستگاه خوکار محاسبه کوشش کرد. او در سال 1671 دستگاهی برای محاسبه ساخت که کامل شدن آن تا 1964 به درازا کشید. هم زمان در انگلستان ساموئل مورلند در سال 1673 دستگاهی ساخت که جمع و تفریق و ضرب می کرد.
در سده ی هجدهم میلادی هم تلاش های فراوانی برای ساخت دستگاه های محاسبه خوکار انجام شد که بیشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال 75 میلادی استیفن بالدوین نخستین دستگاه محاسبه را که هر چهر عمل اصلی را انجام می داد، به نام خود ثبت کرد.
از جمله تلاش های نافرجامی که در این سده صورت گرفت، مربوط به چار ببیج ریاضی دان انگلیسی است. وی در آغاز این سده در سال 10 در اندیشه ی ساخت دستگاهی بود که بتواند بر روی اعداد بیست و شش رقمی محاسبه انجام دهد. این بیست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف کرد اما در پایان آن را نیمه کاره رها کرد تا ساخت دستگاهی دیگر که خود آن را دستگاه تحلیلی می نامید آغاز کند. او می خواست دستگاهی برنامه پذیر بسازد که همه عملیاتی را که می خواستند دستگاه بر روی عددها انجام دهد، قبلا برنامه شان به دستگاه داده شده باشد. قرار بود عدد ها و درخواست عملیات بر روی آن ها به یاری کارت های پانچ وارد شوند. بابیچ در سال 71 مرد و ساخت این دستگاه هم به پایان نرسید.
کارهای بابیج به فراموشی سپرده شد تا این که در سال 1943 و در بحبوحه جنگ جهانی دوم دولت آمریکا طرحی سری برای ساخت دستگاهی را آغاز کرد که بتواند مکالمات رمزنگاری شده ی آلمانی ها را رمز برداری کند. این مسئولیت را شرمتIBM و دانشگاه هاروارد به عهده گرفتند که سر انجام به ساخت دستگاهی به نام ASCC در سال 1944 انجامید. این دستگاه پنج تنی که 15 متر درازا و 2.5 متر بلندی داشت، می توانست تا 72 عدد 24 رقمی را در خود نگاه دارد و با آن ها کار کند. دستگاه با نوار های سوراخ دار برنامه ریزی می شد و همه ی بخش های آن مکانیکی یا الکترومکانیکی بود.
بزرگترین بخش نرم افزاری سیستم های کامپیوتر، سیستم های عامل هستند که توسط توسعه دهندگان برای استفاده هر چه راحت تر و سریع تر از امکانات کامپیوتر طراحی شده اند.
امروزه در کامپیوتر ها از سه نوع سیستم عامل استفاده می شود که در بین کاربران محبوب هستند:
ویندوز

macOS برای کامپیوتر های مکینتاش

لینوکس

تمامی این سیستم های عامل با طرح و رابط کاربری خودشان طیف مخاطبان خودشان را در بردارند.
بیشتر گیمر ها و کاربران خانگی از ویندوز به عنوان سیستم عامل خود استفاده می کنند.
بیشتر برنامه نویسان، موسیقی دانان و طراحان هنری و صنعتی نیز از مک و لینوکس رو به عنوان سیستم عامل محبوب قرار داده اند.
سیستم هامل مکینتاش مخصوص سیستم های اپل می باشد که توسط استیو جابز بنیان گذاری شده است.
سیستم عامل لینوکس هم توسط جمعی از برنامه نویسان بزرگ جهان ساخته شده و کد های آن به صورت آزاد در دسترس عموم قرار دارد تا هر شخصی بتواند سیستم عامل لینوکس را بر اساس سلیقه خودش استفاده نماید.
داده و اطلاعات:
داده به آن دسته از ورودی های خام گفته می شود که برای پردازش به رایانه ارسال می شوند.
به داده های پردازش شده اطلاعات می گویند. کامپیوتر در ابتدا داده را دریافت و بر روی آن عملیات خاصی انجام داده که به آن پردازش گفته می شود و در نتیجه اطلاعات می دهد. از راست به چپ داده پردازش اطلاعات.
رایانه چگونه کار می کنند؟
از زمان رایانه های اولیه که در سال 1941 ساخته شده بودند تاکنون فناوری های دیجیتالی رشد نموده است. معماری فون نویمن یک رایانه را به چهار بخش اصلی توصیف میکند: واحد محاسبه و منطق (Arithmetic and logic unit یا ALU) واحد کنترل یا حافظه، و ابزار های ورودی و خروجی (که جمعا I/O نامیده می شود). این بخش ها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام گذرگاه (bus) با یکدیگر در پیوند هستند.
حافظه:
در این سامانه، حافظه به صورت متوالی شماره گذاری شده در خانه ها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی داده ها می باشند. داده ها ممکن است دستورالعمل هایی باشد. اندازه هر خانه و تعداد خانه ها، در رایانه ی مختلف متفاوت است، همچنین فناوری های به کار رفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه ای به رایانه دیگر در تغییر است (از بازپخش کنند های الکترومکانیکی تا تیوپ ها و فنر های پر شده از جیوه یا ماتریس های ثابت مغناطیسی و در آخر ترانزیستور های واقعی و مدار مجتمع ها با میلیون ها فیوز نیمه هادی یا MOSFET هایی با عملکردی شبیه ظرفیت خازنی روی یک تراشه تنها).
پردازش:

واحد محاسبه و منطق یا ALU دستگاهی است که عملیات پایه مانند چهار عمل اصلی حساب (جمع و تفریق و ضرب و تقسیم)، عملیات منطقی و یا نقیض، عملیات قیاسی (برای مثال مقایسه دو بایت برای شرط برابری) و دستور ها انتصابی برای مقدار دادن به یک متغیر را انجام می دهد. این واحد جائیست که (کار واقعی) در آن صورت می پزیرد.
البته CPU ها به دو دسته کلی RISC یا CISC تقسیم بندی می شوند. نوع اول پردازش گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگر های مبتنی بر اعمال پیچیده می باشند. پرداشگر های مبتنی بر اعمال پیچیده در واحد محاسبه و منطق خود دارای اعمال و دستورهایی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یا منطقی میباشند. تنوع دستور ها این دسته از پردازنده ها تا حدی است که توضیحات آن ها خود می تواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند. پردازنده های مبتنی بر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش می دهند و در حقیقت برای برنامه نویسی برای این پردازنده ها تنها حاوی 4 عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی و مقایسه ای به علاوه چند دستور بی اهمیت دیگر می باشند. هرچند ذکر این نکته ضروری است که دستور ها پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور ساده تشکیل شده اند و برای پیاده سازی نرم افزاری (معماری RISC) استفاده می شود.
(قابل ذکر است پردازنده های اینتل از نوع پردازنده های مبتنی بر اعمال پیچیده می باشند)
واحد کنترل همچنین این مطلب را که کدامین بایت از حافظه حاوی دستورالعمل فعلی اجرا شونده است را تعقیب می کند، سپس به واحد محاسبه و منطقه اعلام می کند که کدام عمل اجرا و از حافظه دریافت شود و نتایج به بخش اختصاص داده شده از حافظه ارسال گردد. بعد از یک بار عمل، واحد کنترل به دستور العمل بعدی ارجاع می کند (که معمولا در خانه حافظه بعدی قرار دارد، مگر اینکه دستور العمل جهش دستور العمل بعدی باشد که به رایانه اعلام می کند دستور العمل بعدی در خانه دیگر قرار گرفته است).

ورودی/ خروجی:

بخش ورودی / خروجی (1/0) این امکان را به رایانه می دهد تا اطلاعات را از جهان بیرون تهیه و نتایج آن ها را به همان جا برگرداند. محدوده فوق العاده وسیعی از دستگاه های ورودی / خروجی وجود دارد، از خانواده آشنای کیبورد، مانیتور، نرم دیسک گرفته تا دستگاه های کمی غریب مانند وبکم (webcams). (از سایر ورودی / خروجی ها میتوان ماوس (Mouse)، قلم نوری، پرینتر (Printer)، اسکنرها، انواع لوح فشرده (CD,DVD) را نام برد)برخی از ورودی ها
چیزی که تمامی دستگاه های عمومی در آن اشتراک دارند این است که آن ها رمزکننده اطلاعات از نوعی به نوع دیگر که بتواند مورد استفاده سیستم های رایانه دیجیتالی قرار گیرد، هستند. از سوی دیگر، دستگاه های خروجی آن اطلاعات به رمز شده را رمزگشایی می کنند تا کاربران آن ها را دریافت نمایند. از این رو یک سیستم رایانه دیجیتالی یک نمونه از یک سامانه داده پردازی می باشد.
دستور العمل ها:
هر رایانه تنها دارای یک مجموعه کم تعداد از دستور العمل های ساده و تعریف شده می باشد. از انواع پرکاربردشان میتوان به دستور العمل (محتوای خانه 123 را در خانه 456 کپی کن)، (محتوای خانه 666 را با محتوای خانه 42. جمع کن، نتایج را در خانه 13. کپی کن)، (اگر محتوای خانه 999 برابر با صفر است، به دستور العمل واقع در خانه 345 رجوع کن) اشاره کرد.
دستور العمل ها در داخل رایانه به صورت اعداد مشخص شده اند – مثلا کد دستور العمل (copy instruction) برابر 001 می تواند باشد. مجموعه معین دستور العمل های تعریف شده که توسط یک رایانه ویژه پشتیبانی می شود را زبان ماشین می نامند. در واقعیت، اشخاص معمولا به زبان ماشین دستور العمل نمی نویسند بلکه بیشتر به نوعی از انواع سطح بالای زبان های برنامه نویسی، برنامه نویسی می کنند تا سپس توسط برنامه ویژه ای (تفسیرگرها (interpreters) یا همگردان ها (compilers) به دستور العمل ویژه ماشین تبدیل گردد. برخی زبان های برنامه نویسی از نوع بسیار شبیه و نزدیک به زبان ماشین که اسمبلر (یک زبان سطح پایین) نامیده می شود، استفاده می کنند، همچنین زبان های سطح بالای دیگری نیز مانند پرولوگ نیز از یک زبان انتزاعی و چکیده که با زبان ماشین تفاوت دارد به جای دستور العمل های ویژه ماشین استفاده می کنند.
معماری ها:
در رایانه های معاصر واحد محاسبه و منطق را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که واحد پردازشی مرکزی (CPU) نامیده می شود، جمع نموده اند. عموما، حافظه رایانه روی یک مدار مجتمع کوچک نزدیک CPU قرار گرفته. اکثریت قاطع بخش های رایانه تشکیل شده اند از سامانه های فرعی (به عنوان نمونه، منبع تغذیه رایانه) یا دستگاه های ورودی / خروجی.
برخی از رایانه های بزرگ تر چندین CPU و واحد کنترل دارند که به صورت هم زمان با یکدیگر در حال کار هستند. این گونه رایانه ها بیشتر برای کاربرد های پژوهشی و محاسبات علمی بکار می روند.
کارایی رایانه ها بنا به تئوری کاملا درست است. رایانه داده ها و دستور العمل ها را از حافظه اش واکشی (fetch) می کند. دستور العمل ها اجرا می شوند، نتایج ذخیره می شوند، دستور العمل بعدی واکشی می شود. این رویه تا زمانی که رایانه خاموش شود ادامه پیدا می کند. واحد پردازنده مرکزی در رایانه های شخصی امروزی مانند پردازنده های شرکت AMD و شرکت intel از معماری موسوم به خط لوله استفاده می شود و در زمانی که پردازنده در حال ذخیره نتیجه یک دستور است مرحله اجرای دستور قبلی و مرحله واکشی دستور قبل از آن را آغاز می کند. همچنین این رایانه ها از سطوح مختلف حافظه نهانگاهی استفاده می کنند که در زمان دسترسی به حافظه اصلی صرفه جویی کنند.

برنامه ها:
برنامه رایانه ای فهرست های بزرگی از دستور العمل ها (احتمالا به همراه جدول هایی از داده) برای اجرا روی رایانه هستند. خیلی از رایانه ها حاوی میلیون ها دستور العمل هستند و بسیاری از این دستور ها به تکرار اجرا می شوند. یک رایانه شخصی نوین نوعی (در سال 2003( می تواند در ثانیه میان 2 تا 3 میلیارد دستور العمل را پیاده نماید. رایانه ها این مقدار محاسبه را صرف انجام دستور العمل های پیچیده نمی کنند. بیشتر میلیون ها دستور العمل ساده را که توسط اشخاص باهوشی (برنامه نویسان) در کنار یکدیگر چیده شده اند را اجرا می کنند. برنامه نویسان مجموعه هایی از دستور العمل ها را توسعه می دهند تا یکسری از وظایف عمومی را انجام دهند (برای نمونه، رسم یک نقطه روی صفحه) و سپس آن مجموعه دستور العمل ها را برای دیگر برنامه نویسان در دسترس قرار می دهند.
رایانه های امروزه، قادرند چندین برنامه را در آن واحد اجرا نمایند. از این قابلیت به عنوان چندکارگی (multitasking) نام برده می شود. در واقع، CPU یک رشته دستور العمل ها را اجرا می کند. این فاصله زمانی اکثرا به عنوان یک برش زمانی (time slice) نام برده می شود. این ویژگی که CPU زمان اجرا را بین برنامه ها تقسیم می کند، ایت توهم را به وجود می آورد که رایانه هم زمان مشغول اجرای چند برنامه است. این شبیه به چگونگی نمایش فریم های یک فیلم است، که فریم ها با سرعت بالا در حال حرکت هستند و به نظر می رسد که صفحه ثابتی تصاویر را نمایش می دهد. سیستم عامل همان برنامه ای است که این اشتراک زمانی را بین برنامه های دیگر تعیین می کند.
سیستم عامل:
کامپیوتر همیشه نیاز دارد تا برای بکار انداختنش حداقل یک برنامه روی آن در حال اجرا باشد. تحت عملکرد های عادی این برنامه همان سیستم عامل یا OS که مخفف واژه های Operating System است. سیستم یا سامانه عامل بر اساس پیشفرض ها تصمیم می گیرد که کدام برنامه برای انجام چه وظیفه ای اجرا شود، چه زمان، از کدام منابع (مثل حافظه، ورودی / خروجی و.) استفاده شود. همچنین سیستم عامل یک لایه انتزاعی بین سخت افزار و برنامه های دیگر که می خواهند از سخت افزار استفاده کنند می باشد، که این امکان را به برنامه نویسان می دهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هر قطعه الکترونیکی از سخت افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه برنامه نویسی نمایند. در گذشته یک متاول بود که گفته می شد با تمام این وجود کامپیوتر ها نمی توانند برخی از مسائل را حل کنند که به این مسائل حل نشدنی گفته می شود مانند مسائلی که در مسیر حلشان در حلقه بی نهایت می افتند. به همین دلیل نیاز است که با کمک روش های خاص به طور مثال به چند بخش تقسیم نمودن مسئله یا روش های متداول دیگر از رخ دادن این خطا تا حد امکان جلوگیری نمود. از جمله سیستم عامل های امروزی میتوان به مایکروسافت ویندوز، مکینتاش اپل و لینوکس و بی اس دی اشاره کرد.
کاربردهای رایانه:
نخستین رایانه‌های رقمی ، با قیمت‌های زیاد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمی را انجام می‌دادند، انیاک یک رایانه ی قدیمی ایالات متحده اصولاً طراحی شده تا محاسبات پرتابه‌ای توپخانه و محاسبات مربوط به جدول چگالی نوترونی را انجام دهد. (این محاسبات بین دسامبر ۱۹۴۱ تا ژانویه ۱۹۴۶ روی حجمی بالغ بر یک میلیون کارت پانچ انجام پذیرفت که این خود طراحی و سپس تصمیم نادرست بکارگرفته شده را نشان می‌دهد) بسیاری از ابر رایانه‌های امروزی فقط برای کارهای ویژه محاسبات جنگ‌افزار هسته‌ای استفاده می‌گردد.
CSIR MK I نیز که نخستین رایانه استرالیایی بود برای ارزیابی میزان بارندگی در کوه‌های اسنوئی (Snowy) این کشور به‌کار رفته، این محاسبات در چارچوب یک پروژه عظیم تولید برقابی انجام گرفت.
برخی رایانه‌ها نیز برای انجام رمزگشایی بکار گرفته می‌شد، برای مثال Colossus که در جریان جنگ جهانی دوم ساخته شد، جزو اولین کامپیوترهای برنامه‌پذیر بود (البته ماشین تورینگ کامل نبود). هرچند رایانه‌های بعدی می‌توانستند برنامه‌ریزی شوند تا شطرنج بازی کنند یا تصویر نمایش دهند و سایر کاربردها را نشان دهد.
ت‌مداران و شرکت‌های بزرگ نیز رایانه‌های اولیه را برای خودکارسازی بسیاری از مجموعه‌های داده و پردازش کارهایی که قبلاً توسط انسان‌ها انجام می‌گرفت، بکار بستند - برای مثال، نگهداری و بروزرسانی حساب‌ها و دارایی‌ها. در موسسات پژوهشی نیز دانشمندان رشته‌های مختلف شروع به استفاده از رایانه برای مقاصدشان نمودند.
کاهش پیوسته قیمت‌های رایانه باعث شد تا سازمان‌های کوچک‌تر نیز بتوانند آن‌ها را در اختیار بگیرند. بازرگانان، سازمان‌ها، و ت‌مداران اغلب تعداد زیادی از کامپیوترهای کوچک را برای تکمیل وظایفی که قبلاً برای تکمیلشان نیاز به رایانه بزرگ (mainframe) گران‌قیمت و بزرگ بود، به کار بگیرند. مجموعه‌هایی از رایانه‌های کوچک‌تر در یک محل اغلب به‌عنوانخادم سرا (server farm) نام برده می شود.
با اختراع ریز پردازنده ها در دهه ی ۱۹۷۰ این امکان که بتوان رایانه‌هایی بسیار ارزان قیمت را تولید نمود، به وجود آمد. رایانه های شخصی برای انجام وظایف بسیاری محبوب گشتند، از جمله کتابداری، نوشتن و چاپ مستندات. محاسبات پیش‌بینی‌ها و کارهای تکراری ریاضی توسط صفحه گسترده (spreadsheet)، ارتباطات توسط پست االکترونیک و اینترنت. حضور گسترده رایانه‌ها و سفارشی کردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسیار دیگری بکار گرفته شوند.
در همان زمان، رایانه‌های کوچک، که معمولاً با یک برنامه ثابت ارائه می‌شدند، راهشان را به سوی کاربردهای دیگری باز می‌نمودند، کاربردهایی چون لوازم خانگی، خودروها، هواپیماها، و ابزار صنعتی. این پردازشگرهای جاسازی شده کنترل رفتارهای آن لوازم را ساده‌تر کردند، همچنین امکان انجام رفتارهای پیچیده را نیز فراهم نمودند (برای نمونه، ترمز های ضد قفل در خودروها). با شروع قرن بیست و یکم، اغلب دستگاه‌های الکتریکی، اغلب حالت‌های انتقال نیرو، اغلب خطوط تولید کارخانه‌ها توسط رایانه‌ها کنترل می‌شوند. اکثر مهندسان پیش‌بینی می‌کنند که این روند همچنان به پیش برود… یکی از کارهایی که می‌توان به‌وسیله رایانه انجام داد برنامه گیرنده ماهواره‌است.
انواع رایانه:
رایانه های توکار (جاسازی شده)
رایانه‌هایی هم وجود دارند که تنها برای کاربردهایی ویژه طراحی می‌شوند. در ۲۰ سال گذشته، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونه‌های قابل ذکر آن می‌توان جعبه‌های بازی های ویدئویی را که بعدها در دستگاه‌های دیگری از جمله تلفن همراه دوربین‌های ضبط ویدئویی، و PDAها (يا منشي ديجيتالي شخصي) و ده‌ها هزار وسیله خانگی، صنعتی، خودروسازی و تمام ابزاری که در درون آن‌ها مدارهایی که نیازهای ماشین تورینگ را مهیا ساخته‌اند، گسترش یافت، را نام برد (اغلب این لوازم برنامه‌هایی را در خود دارند که به صورت ثابت روی ROM تراشه هایی که برای تغییر نیاز به تعویض دارند، نگاشته شده‌اند). این رایانه‌ها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شده‌اند (ریز کنترل گرها) یا (رایانه های توکار) "Embedded Computers" نامیده می‌شوند. بنابراین تعریف این رایانه‌ها به عنوان ابزاری که با هدف پردازش اطّلاعات طراحی گردیده محدودیت‌هایی دارد. بیش‌تر می‌توان آن‌ها را به ماشین‌هایی تشبیه کرد که در یک مجموعه بزرگ‌تر به عنوان یک بخش حضور دارند مانند دستگاه‌های تلفن، ماکروفر ها یا هواپیما که این رایانه‌ها بدون تغییری فیزیکی به دست کاربر می‌توانند برای هدف‌های گونه‌گونی به کارگرفته شوند.
راینه های شخصی:
اشخاصی که با انواع دیگری از رایانه‌ها ناآشنا هستند از عبارت رایانه برای رجوع به نوع خاصی استفاده می‌کنند که راینه شخصی (PC) نامیده می‌شوند. رایانه‌ای است که از اجزای الکترونیکی میکرو (ریز) تشکیل شده که جزو کوچک‌ترین و ارزان‌ترین رایانه‌ها به‌شمار می‌روند و کاربردهای خانگی و اداری دارند. شرکت آی بی ام رایانه شخصی را در سال ۱۹۸۱ میلادی به جهان معرفی کرد.
نخستین رایانه آی‌بی‌ام از برخی از ماشین حساب‌های امروزی نیز ضعیف‌تر است ولی در آن زمان شگفت‌انگیز بود. رایانه شخصی سی سال پیش دارای حافظه ROM با ظرفیت 40K و حافظه RAM با ظرفیت 64K بود. البته کاربر می‌توانست حافظه RAM را تا 256K افزایش دهد.

سرمایه گذاری:
صنعت رایانه همواره صنعتی رو به رشد، چه در حوزهٔ سخت‌افزاری و چه در حوزه ی نرم‌افزاری بوده‌است، این صنعت پیوسته مورد توجه سرمایه‌گذاران بوده و سرمایه ها را به خود جذب کرده‌است. آینده ی روشن این فناوری همواره سرمایه داران را ترغیب می‌کند تا روی این صنعت ‍سرمایه گذاری کنند.
چه زمانی ساخت رایانه ایرانی كلید خورد؟
به گزارش روز جمعه خبرنگار گروه علمی ایرنا، جرقه ساخت چیزی شبیه رایانه در قرن 16میلادی توسط دانشمند فرانسوی به نام پاسكال زده شد و سرانجام نخستین رایانه در سال 1947 به نام ENIAC در دانشگاه پنسیلوانیا طراحی شد. اما برای دانستن اینكه این روند در ایران چگونه طی شد، باید به سراغ محمد عبداللهی» رفت، بهترین كسی كه می تواند درباره تاریخچه ساخت رایانه در ایران توضیحات دست اول بدهد. به این دلیل كه عبداللهی به همراه چند دانشجو و همكارانی كه در سال های انقلاب فرهنگی داشت، تصمیم گرفت اولین نمونه از رایانه را در كشور طراحی كند.از كنجكاوی تا طراحیدر سال های 1340-1341 صحبت از رایانه و ساخت آن، میان كسانی كه دنبال كننده اخبار تكنولوژی بودند به شدت رونق داشت. بر همین اساس، عبداللهی هم به عنوان دانشجویی كه در رشته الكترونیك درس می خواند، به آن علاقمند شد، رایانه ای كه به گفته وی، به عنوان یك غول ناشناخته دور از دسترس بود و برای نزدیك شدن به آن به فكر شناخت بیشتر این غول و كارآیی آن افتاد و همین فكر باعث شد نخستین قدم ها برای ساخت رایانه برداشته شود.در سال 53 دانشجوی رشته الكترونیك در شیراز بودم. واحد درسی داشتیم كه باید برای آن مطلبی ارائه می كردیم. آن زمان در دانشگاه ما (دانشگاه شیراز فعلی) یك رایانه 1130 آی بی ام بود. من از روزهای اول ورودم به دانشگاه برای كار كردن با آن رایانه داوطلب شدم و پیگیری می كردم تا ببینم در قطعاتی كه در این دستگاه وجود دارد چه می گذرد و ارتباط شان با هم چیست؟ برهمین اساس، به كار جسورانه طراحی رایانه دست زدم.»
انگیزه كار، مشوق اصلی ساخت رایانهعبداللهی در گفتگو با ایرنا، درباره طراحی و ساخت رایانه اظهار داشت: من برای این رایانه همه چیز پیش بینی كردم. آن سال ها ریزپردازنده ها – Microprocessor- وارد دنیا شده بودند. من میكروپروسسور 8008 را انتخاب كردم تا بر اساس آن یك رایانه طراحی كنم. همان رایانه موضوع ارائه من در كلاس درس شد. یادم است آن روز قرار بود دانشجویان 20 دقیقه صحبت كنند، اما طراحی این رایانه آن قدر برای اساتید جالب توجه بود كه بیش از یك ساعت درباره اش صحبت كردم. استقبال از این طراحی اولیه برای من انگیزه ای شد تا قطعاتی را كه برای ساخت رایانه نیاز بود، از شركت قطعه فروشی در آمریكا خریداری كنم و اولین رایانه ام را بسازم.»او در همین بین فارغ التحصیل شد و برای ادامه تحصیل در مقطع ارشد به دانشگاه صنعتی شریف رفت؛ تمام قطعات را با خودم به دانشگاه جدید آوردم و با وجود اینكه رشته اصلی من در دانشگاه صنعتی شریف نرم افزار بود، اما به دلیل علاقه ای كه در من شكل گرفته بود، شروع به ساختن كامپیوتر كردم. البته به دلایلی در آن سال ساخت كامپیوتری كه مد نظرم بود، به نتیجه نرسید اما این ذهنیت در من شكل گرفت و ادامه پیدا كرد.»مهندس عبداللهی در سال 55 فارغ التحصیل و به عنوان مدرس وارد مدرسه عالی كامپیوتر شد؛ آن جا سخت افزار پیشرفته درس می دادم و پروژه هایی كه در این درس داشتم طراحی مدارهای الكترونیكی و دیجیتال بود. تیم دانشجویان من هفت نفره بود، پروژه آخری كه برای آنها ترتیب دادم، طراحی یك پروسسور 4 بیتی بود. آنها چیزی را كه در ذهنم بود، ساختند و به خوبی از عهده اش برآمدند.»انقلاب فرهنگی، فراغتی ناخواسته اما كارازمانی كه عبداللهی و تیمش ساخت كامپیوتر را به شكل جدی دنبال می كردند، انقلاب فرهنگی اتفاق افتاد و دانشگاه ها به تعلیق درآمدند. اما آنها از این فرصت، بهترین استفاده را كردند؛ آن زمان به مدرسین پیشنهاد می شد كتاب ترجمه كنند، مقاله بنویسند، سخنرانی ترتیب دهند و وقت شان را به این شكل پر كنند. اما من با هشت نفر از دوستان و همكاران كه از فارغ التحصیلان مدرسه عالی كامپیوتر بودند (خانم ها زهره ملك و افسانه ایزدگشسب، آقایان محمد حسن برادران قاسمی ، محمد حسن محوری، داریوش جوان، علی سجادیان، همایون تاج بخش، و مسعود مرتضوی) تصمیم گرفتیم با توجه به وقت آزاد نسبتا زیادی كه داشتیم، یك پروسسور طراحی كنیم. در آن برهه طراحی كامپیوتر توسط من انجام شد و بعد از آن شروع به ساختن كردیم. این پروژه با بودجه شخصی و كار داوطلبانه دوستان ادامه پیدا كرد.حاصل این كار دست جمعی شد یك پردازنده 32 بیتی به اسم میم1». البته آن زمان هدف جدی مان ساختن كامپیوتر نبود، بیشتر می خواستیم كه كار علمی انجام دهیم، اما نهایتش به آن پردازنده رسیدیم. زمانی كه این پردازنده ساخته شد، جهاد دانشگاهی با ما مذاكره كرد و گفت من هزینه های ساخت این پردازنده را به شما پرداخت می كنم تا این پردازنده به اسم جهاد دانشگاهی ثبت شود.»ساخت پردازنده، نخستین قدم برای نزدیك شدن به غول كامپیوتراولین پردازنده ای كه این گروه ساختند به نام جهاد دانشگاهی شد اما آنها راه شان را ادامه دادند؛ چون آن زمان افراد حقوق می گرفتند و فارغ التحصیلانی كه با ما كار می كردند هم چشم داشتی به این ماجرا نداشتند، قبول كردیم كه پردازنده به اسم جهاد شود. بعد از انقلاب فرهنگی مدرسه عالی كامپیوتر در دانشگاه شهید بهشتی ادغام شد. ما دوباره شروع كردیم به ساخت پردازنده. این بار نیز، كاملا در سطح گیت و با حداقل تعداد گیت ساخته شد. دلیل اصلی پیشرفت مان این بود كه ما باور داشتیم دانش مورد نیاز برای این كار را داریم و ساخت آن كار پیچیده ای نیست. در نهایت نیز دستگاه جدید بنام پویا – 1 را ساختیم.»كل پردازنده ای كه آنها ساختند تعداد زیادی گیت، یك مجموعه كلید و یكسری ال ای دی بود كه خروجی ها را نمایش می داد؛ این پردازنده یك بُرد رام Rom – داشت كه با دیود» ساخته شده بود و برنامه هایی كه می خواستیم روی این پردازنده اجرا شود، بر اساس قرار دادن دیود ها اجرا می شد. این دستگاه صفحه نمایش جالبی نداشت اما توان ما در آن زمان همین بود و همین تلاش ها ما را به هدف مان كه ساختن كامپیوتر بود، نزدیك و نزدیك تر می كرد. در دو طرف دستگاهی كه ساخته بودیم، 12منبع تغذیه وجود داشت كه با هم لینك شده بودند تا نیاز پردازنده را تامین كنند. این پردازنده، بعدا در یكی از نمایشگاه های كامپیوتری عرضه شد و مجلات زیادی نیز به تشریح آن پرداختند.»
باورنكردنی اما دست یافتنیدر آن زمان هیچ كجا به این فكر نمی كردند كه كامپیوتر بسازند. دستگاه های جانبی مانند ترمینال و پرینتر وارد ایران شده بودند. حتی یكسری تكنسین نیز برای سرهم كردن این تجهیزات تربیت شده بودند، اما بعد از انقلاب تقریبا تمام آن مجموعه ها تعطیل شده بودند. ختم كلام اینكه هیچ وقت كار جدی برای اینكه دانش ساخت كامپیوتر به ما منتقل شود، انجام نشده بود. این اولین كاری بود كه در مدرسه عالی كامپیوتر انجام و پردازنده ساخته شد. زمانی كه این دستگاه ساخته و كامل شد، شروع به نصب كردن برنامه روی آن كردیم.»مهندس عبداللهی در ادامه گفت: اتفاقی كه رخ داد عجیب و باورنكردنی بود. اولین برنامه نوشته شده كه دستگاه ما انجام می داد، ورود دو عدد، جمع زدن و نمایش حاصلش بود. وقتی برنامه اجرا شد سر از پا نمی شناختیم. من گفتم برویم نهار بخوریم و جشن بگیریم. همه از به نتیجه رسیدن كار خوشحال بودیم. سر میز نهار یكی از همكاران به اسم قاسمی» كه در تمام این مدت همراه ما بود و كار تست قطعات را انجام می داد، گفت شاید باورتان نشود من تا یك ساعت پیش كه این دستگاه شروع به كار كرد به درست شدن این دستگاه باور نداشتم.» این جملات را كسی می گفت كه ماه همراه ما قطعات را می ساخت و چك شان می كرد. اما او حتی پس ذهنش هم این باور را نداشت كه این پردازنده می تواند این جا با دانش و همت خودمان ساخته شود.»سرنوشت غریب اولین كامپیوتر طراحی شده ایرانیعبداللهی در صحبت هایش گریزی می زند به سرنوشت غریب اولین كامپیوتری كه آن را طراحی كرد و ساخت: زمانی كه مدرسه عالی كامپیوتر و دانشگاه شهید بهشتی با هم ادغام شدند، آن كامپیوتر به آزمایشگاه سخت افزاری دانشگاه شهید بهشتی منتقل شد و من دیگر خبری از آن نداشتم. چند سال بعد خیلی اتفاقی دیدم كه دانشجویان قطعات این كامپیوتر را برمی دارند و برای پروژه های دیگر از آن استفاده می كنند.»این پایان غم انگیز كار آن دستگاه بود، اما به قول عبداللهی پایان كار آن ها به حساب نمی آمد: با گروهی كه در آن سال ها داشتیم، یك شركت تاسیس و شروع كردیم به ارتقا كامپیوتری كه ساخته بودیم. در نهایت كامپیوتر متفاوتی به اسم پویا یك ساخته شد. قرار بر تولید این كامپیوتر بود اما نتوانستیم برای تولید آن مجوز بگیریم. بعد از آن یك مدل شخصی و كوچك شده به عنوان پی سی را طراحی كردیم. طرح مان را در مسابقه ای كه شورای عالی انفورماتیك برگزار كرده بود، شركت دادیم و مقام اول را به دست آوردیم.»درست است كه تلاش های این گروه جوان كه پشتوانه مالی خاصی نداشتند برای تولید گسترده كامپیوترها خیلی به نتیجه نرسید، اما سرآغازی شد برای طراحی كامپیوترها در ایران.عبداللهی این گفت و گو را با نمونه كامپیوترهایی كه بعد از طراحی های او و تیمش انجام شد، به پایان رساند؛ همزمان با این اتفاق، گروهی در مركز تحقیقات مخابرات ایران، كامپیوتری طراحی كردند كه بر اساس میكرو پرسسورها بود. دانش طراحی این دستگاه به مركز تحقیقات مخابرات منتقل شد. آنها پردازنده 8080 را مهندسی معكوس كردند و بر اساس آن، كامپیوتری طراحی كردند كه 100 نمونه از آن تولید شد. هدف ساخت این كامپیوتر در مخابرات، برای جوابگویی 1 بود. بعد از آن دستگاهی برای سوئیچینگ به اسم لاله هشت ساخته شد. مدل لاله 16 هم بعد از آن آمد.»

جهت مشاهده منبع اصلی و ادامه این مطلب این مطلب کلیک کنید

صنعت به چه معنا است؟

صنعت بازی های ویدیویی

توسعه بازی ویدئویی

صنعت ساخت کامپیوتر و قطعات آن

تبلیغات

آخرین مطالب

آخرین ارسال ها

آخرین وبلاگ ها

آخرین جستجو ها

درباره این سایت