فایل ورد کامل مقاله مبانی رایانه؛ بررسی علمی اصول پایه‌ای سخت‌افزار و نرم‌افزار در علم کامپیوتر

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله مبانی رایانه؛ بررسی علمی اصول پایه‌ای سخت‌افزار و نرم‌افزار در علم کامپیوتر دارای ۴۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله مبانی رایانه؛ بررسی علمی اصول پایه‌ای سخت‌افزار و نرم‌افزار در علم کامپیوتر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله مبانی رایانه؛ بررسی علمی اصول پایه‌ای سخت‌افزار و نرم‌افزار در علم کامپیوتر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله مبانی رایانه؛ بررسی علمی اصول پایه‌ای سخت‌افزار و نرم‌افزار در علم کامپیوتر :

عنوان :
مبا نی کا مپیوتر

کامپیوتر :
وسیله ای است که جهت ورود اطلاعات (ورودی)که روی اطلاعات ورودی تغییر و تحول ایجاد کرده (پردازش) ونتیجه مطلوب را به ما پس می دهد(خروجی).
نکته: همه اختراعاتی که شده فقط به جسم انسان کمک کرده ولی با اختراع کامپیوتر به فکر انسان کمک شده.

اولویتی که کامپیوتر نسبت به انسان داراست عبارتند از:
۱ کامپیوتر می تواند چند عمل به طور همزمان انجام دهد.
۲ سرعت کارایی کامپیوتر نسبت به انسان بیشتر است.
۳کامپیوتر از حافظه بالا و دقت واطمینان بالائی برخوردارست.
نسلهای کامپیوتر :
۱نسل اول ۲نسل دوم ۳نسل سوم ۴نسل چهارم ۵نسل پنجم
نسل اول(۱۹۴۶-۱۹۵۹):

چرتکه : قدیمی ترین وسیله که یک پردازش برای ما انجام می دهد . چارز بابیچ پدر علم کامپیوتر که بنیان گذار شرکت IBMاست . از سال۱۹۴۶تا ۱۹۵۹ یعنی ابتدائی ترین کامپیوتر که در زمینه کامپیوتر از لامپ خلع استفاده کردند وارد بازار شد . که زبان کامپیوتر۰ و۱است.و جثهء آن ۱۸۰متر مربع بوده و ۱۵۰کیلو بایت انرژی مصرف می کرده ودمای خیلی زیادی هم تولید می شده و در داخلش از ۱۸۰۰۰لامپ استفاده می کردند مثل کامپیوتر IBM650

نسل دوم(۱۹۵۹-۱۹۶۴):
که در این نسل از ترانزیستور استفاده کردند که دیگر دمائی تولید نمی کردو جثه اش کوچک بود و از کامپیوتر های نسل دوم می توان IBM1401 نام برد

مدارهای مجتمع(IC):
از تعدادی ترانزیستور تشکیل شده که در داخل یک قطعه قرار دارندکه به آنمدارهامجتمع گویند .
نسل سوم (۱۹۶۴-۱۹۷۱) :
در این نسل از قطعه ای به نام مدارهای مجتمع(IC) استفاده کردند و در اواخر نسل دوم و ابتدای نسل سوم اولین زبان برنامه نویسی بوجود آمد و کامپیوتر را به مخابرات نیز وصل کردند و در این نسل از کامپیوترهای می توانIBM366(IC) نام برد .
نسل چهارم (۱۹۷۱-تاکنون):

از مدارات فوق فشرده استفاده کردند وMICROPROCESSOR را بوجود آوردند که تشکیل شده بود از دیود و ترانزیستور و …که اسم تجاری اش CPU است و در این نسل چون جثه کامپیوتر کوچک شد پس فراگیر شد .و از کامپیوتر های این نسل می توانPENTIUM را نام برد .
نسل پنجم:
در این نسل برای کامپیوتر از سلولی استفاده کردند تا با هوش شود.

نسل ششم :
در این نسل می خواهند کامپیوتر را شبیه سازی کنند تا به صورت یک انسان در آید که به صورت تحلیلی است .
انواع کامپیوترها:
۱کامپیوترهایXT :پردازنده های از نوع ۸۰۸۶-۸۰۸۸با باس ۸بیت
باس ۸بیتی : یعنی در آن واحد می تواند ۸ عمل را انجام دهد .
۲کامپیوترهایAT :پردازنده های از نوع ۸۰۸۶به بالا
۳کامپیوتر هایATX:پردازنده های از نو ع PENTIUM که سرعت آنها از ۷۵ تا ۱۴۰۰رفته و ادامه دارد و ATC ها جزء کامپیوترهای ATX هستند.
نکته : با استفاده از JUMPERها می توان تشخیص داد که چه CPUروی مادر برد سوار است.

MAIN BOARD:
همانطور که از اسمش پیداست مادر همه بردهاست و به این دلیل به آن مادر برد می گویند چون همه بردها بر روی آن سوار می شوند که جنس آن عایق است چون عایق انعطاف پذیری ندارد و اگر از جنسی استفاده می کردند که انعطاف پذیر بود باعث می شد مدارهای الکتریکی که روی مادربرد سوار هستند با یکدیگر اتصال پیدا کرده و بسوزند و معمولا از فایبر گلاس استفاده می کنند و رنگ آن هم به طور استاندارد سبز در نظر گرفته اند و روی مادربرد یک سری IC و خازن و حافظه

های کنترلی و جامپرها وجود دارد.ودر CASE های که برای کامپیوترهای ۴۸۶ به پایین استفاده می شد مادر برد در عرض قرار می گرفت ولی CASE هایی که برای کامپیوتر های ۴۸۶ به بالا استفاده می شود در بلندا قرار می گیرند رابط بین MONITOR و MAIN BOARD کارت گرافیکی است .
اجزای اصلی مادر برد:
CPUیا پردازشگرومحل نصب آن
حافظه ومحل نصب آن
شکافهای گسترشی و انواع آن
گذرگا ها وانواع آن

کنترل کننده های دستگاهای جانبی
پردازنده(CPU):CENTRAL PROCESSING UNIT
۱.واحد محاسبه و منطق ALU:ARITMATIC LOGIC UNIT
که کاهای جمع و تفریق کم و زیاد کردن را انجام می دهد.

۲ .واحد کنترل(CU:CONTROL UNIT): کنترل ورودیها و خروجیها و حافظه ها را برعهده دارد ودر کل اطلاعاتی که وارد CPU می شود را کنترل می کند.
۳ ثباتها(حافظه ثابت)(REGESTER): اطلاعاتی که برای پردازش وارد CPU می شود در این حافظه قرار می گیرد وپردازش روی آنها انجام می شود.

CPU:
مغز یا قلب کامپیوتر CPU است که کلیه پردازشها روی آن انجام می شودکه از ترانزیستور تشکیل شده . هرچه تعداد ترانزیستور دریکCPU زیاد باشد میتواند اطلات بیشتری را پردازش کند.
کارخانه های سازندهCPU :
۱.INTEL 2.CELERON 3.AMD 4.SYREX
INTEL:
اولین پردازشگری که وارد بازار شد ۴۰۰۴ بود که در سال ۱۹۶۹توسط شرکت INTELوارد بازار شد .ولی هیچ موقع روی هیچ کامپیوتری نصب نشد ویک پردازنده ۸ بیتی است.که فقط برروی ماشین حسابها نصب شد.
دومین پردازنده بنام ۸۰۸۶که به سفارش کارخانهIBM سازنده کامپیوتر وارد بازار شدودر سال۱۹۷۶ با سرعت (۴۷-۸-۱۰)مگاهرتزی وارد بازار شد .(هرعمل در یک ثانیه را هرتز گویند)
خطوط آدرس دهی:
هرچه پردازنده بتواند خانه های زیادتری را آدرس دهی کند می تواند عمل پردازش زیادتری را انجام دهد. با(۱,۰)می توان ۴ تا از خانه های حافظه را آدرس دهی نمود.۰,۱=۰۱,۱۰,۰,۱
اگرn تا خط داشته باشیم ۲^nمحل آدرس دهی توسطCPU می شود.

پردازنده۸۰۸۶ دارای ۲۰ خط آدرس است. که ۱MB از خانه های حافظه را آدرس دهی می کند.واز۲۹۰۰۰ترانزیستور تشکیل شده است. با باس داخلی و خارجی ۱۶بیت(یعنی۱۶ واحدمیتوانددر ان واحد بگیردو۱۶ واحدهم بفرستد)
در سال ۱۹۷۹پردازنده ۸۰۸۶ با سرعت (۴۷-۸-۱۰) مگاهرتز وارد بازار شد با باس داخلی ۱۶و باس خارجی ۸بیت است ودر سال ۱۹۷۹پردازنده ۸۰۲۸۶ اولین پردازنده ای بود که خط آدرس را از۲۰خط شکست ودارای ۲۴خط آدرس دهی است و می تواند تا MB16 از خانه های حافظه را آدرس دهی کند و سرعتهای آن (۸-۱۰-۱۶) مگاهرتز است و دارای باس داخلی و خروجی ۱۶ بیتی است که از ۱۳۰۰۰۰ترانزیستور تشکیل شده است .

۸۰۳۸۶:سریهای مختلف دارد که اولین سری آنDX 80386 بود که در سال ۱۹۸۵وارد بازار شد و سرعت آن (۱۶-۲۰-۲۵-۳۳)مگاهرتزی بود و دارای ۲۷۵۰۰۰ترانزیستور بوده و قادر به آدرس دهی ۱۶MB از حافظه است و با باس داخلی و خارجی ۱۶ بیتی است .
دومین سری آنSX 80386 بود که در سال ۱۹۸۸وارد بازار شد و سرعت آن (۱۶-۲۰-۲۵-۳۳)مگاهرتزی بود و دارای ۲۷۵۰۰۰ترانزیستور بوده و قادر به آدرس دهی ۱۶MB از حافظه است و با باس داخلی و خارجی ۱۶ بیتی است.

۸۰۴۸۶
سریهای مختلف دارد که اولین سری آنDX 80486 بود که در سال ۱۹۸۹وارد بازار شد و سرعت آن (۲۵-۳۳)مگاهرتزی بود و دارای ۲۷۵۰۰۰ترانزیستور بوده و قادر به آدرس دهی ۳۲MB از حافظه است و با باس داخلی و خارجی ۳۲ بیتی است ودارای ۸KB حافظه CASHE می باشد.

CASHE
که یک نوع حافظه است و چون سرعت RAM خیلی کمتر ازسرعت CPU است وکاربر فقط با RAMدر ارتباط است وزمانی که RAM عملی را برای پردازش می برد CPU خیلی سریع آنرا پردازش کرده ومنتظر RAM می ماند تا کارش تمام شود واین عمل پردازش شده را دریافت کند به همین خاطر وقت CPU تلف می شود وبرای اینکه وقت CPU تلف نشود از CASHE MIMORE استفاده کرده اند وزمانی که عمل پردازش تمام می شود دیگر CPU منتظر نمی ماند واین عمل پردازش شده را به CASHE MIMORE می فرستد وسراغ پردازشهای دیگر می رود وRAM دیگر سراغ CPU نمی رود وبه سراغ CASHE می رود واطلاعات پردازش شده را دریافت می کند .

وتفاوت سری ۸۰۴۸۶ DX2 با سری ۸۰۴۸۶ فقط در سرعت آنها است که در سری DX2 سرعت آن برابر (۶۵,۵۰) مگاهرتز است.ودر سری DX4 سرعت آن برابر ( ۱۰۰,۷۵) مگاهرتز است ودارای۱۶MB حافظهCASHE است.
PENTIUM
بعد از پردازنده ۸۰۴۸۶ ۸۰۵۸۶, به ابزار عرضه شد که به آن PENTIUM می گویند که سرعت آن از۷۵ شروع شد وتا ادامه ۱۴۰۰دارد ودارای باس داخلی ۳۲بیتی وخارجی۶۴ بیتی است ودارای ۱۶KB حافظهCASHE داخلی است واز۱,۲۰۰,۰۰۰ ترانزیستور تشکیل شده وچون ساخت آن فرق کرده به آن ابر اسکالری می گویند . چون هر دو عمل را در یک ثانیه انجام می دهد.

پایه های CPU:
از پایه های مختلفی تشکیل شده است که در CPU های ۴۸۶ به پایین از CPU هایی استفاده می کردندکه به صورت فشاری بود که به آن سوکت فشاری می گویند.ودر CPUهایی ۴۸۶ به بالا ازسوکت های ZIF (زیف)استفاده می کنند که با اهرم جا می رود.

حافظه:
وسیله ای جهت ذخیره اطلاعات که به دو دسته تقسیم می شود:
۱ حافظه های اصلی
۲ ۲حافظه های جانبی
واحدهای اندازه گیری حافظه:

بیت(BIT):
کو چکترین واحد حافظه که غیر قابل آدرس دهی می باشد را بیت می گویند به عبارت دیگر بیت کوچکترین واحد است و میتواند حالت خاموش یا روشن یا همان۰ و۱ را داشته باشد .
بایت(BYTE):
هر بایت از مجموع هشت بیت تشکیل می شود.

کلمه(WORD):
به هر دو بایت یک کلمه گفته می شود در هر بایت مقدار عددی از ۰تا ۲۵۵و در یک کلمه مقدار عددی از۰ تا ۶۵۵۳۵قرار می گیرد.
کیلو بایت(KB) :
به اندازه ۱۰۲۴بایت را یک کیلو بایت می گویند.

KB=2^10 BYTE=1024BYTE
مگا بایت(MB):
هر۱۰۲۴ کیلو بایت را یک مگا بایت می گویند
MB=2^10 KB=2^20 BYTE
گیگا بایت(GB):
هر ۱۰۲۴مگا بایت را یک گیگا بایت گو یند.
GB=2^10 MB=2^30 BYTE
ترا بایت(TB):

هر۱۰۲۴ گیگا بایت را یک ترا بایت گو یند.
TB=2^10 GB=2^40 BYTE
اگزا بایت(EB):
هر۱۰۲۴ ترا بایت را یک اگزابایت می گویند.
EB=2^10 TB=2^50 BYTE
حافظه های اصلی :
۱ RAM
۲. ROM
RAM :
۱.DYNAMIC RAM ( DRAM)
۲.STATIC RAM( SRAM)

DRAM
چون تشکیل شده از خازن پس دلیل اتلاف انرژی داریم .که در هر میکرو ثانیه باید تازه سازی شود.
انواع حافظه DRAM :
۱.DIP
۲.SIMM
۳. DIMM

DIP:
مثل حافظه RAMروی مادربرد سوار می شود که در کامپیوترهای ۲۸۶به پایین وجود داشتند که فضای زیادی را اشغال می کرده.
SIMM
که دو نوع ۱ ۳۰ پینه ۲ ۷۵پینه داریم.که به پایه ها پین می گویند ودر هر مادربرد تعدادی سوکت وجوددارد که مخصوص نصب حافظه ها هستند. که تعدادی سوکت تشکیل بانک را می دهند. که حتی اگر یک سوکت هم خالی باشد کامپیوتر راه اندازی نمی شود یعنی باید کل بانک پر باشد.
STATIC RAM

که به آن حافظه CASHE نیز می گویند که ازDRAM سریعتر است واز ترانزیستور و مقاومت تشکیل شده است .
CASHE به صورت :
۱داخلی INTERNAL
۲.خارجی EXTERNAL وجود دارد.
در ۳۸۶به بالا CASHE,8KBداخلی داریم ودر ۴۸۶ به بالا ازCASHE خارجی نیز استفاده شده وبزرگترین CASHEخارجی که روی مادربرد است برابرkb512 است. وسرعت آن زیاد است .
وحافظه های جدیدی به نام SDRAM (SINCORNIZE DYNAMIC RAM) وارد بازار شده که با پالس ساعت هماهنگ هستند .(پالس:جریان الکتریکی)

ROM :
۱.ROM :که حافظه ای فقط خواند نی است که از خازن ساخته شده است واگر خراب شود قابل برنامه ریزی نیست . بسیار قیمت آن بالا است .
۲PROM :حافظه قابل برنامه ریزی است که حتی بعضی از شرکتهای داخلی هم می توانند روی آن برنامه ریزی کنند .
۳EPROM ( ERASABLE PROGRAMABLE ROM):
که به آن ROM BIOS نیز می گویند که کنترل کننده ورودی وخروجی است.
۴EEPROM(ELECTRIC ERASABLE PROGRAMABLE ROM):
حافظه ای که توسط جریان الکتریکی قابل برنامه ریزی است.

حافظه های جانبی :
۱فلاپی دیسک(F.D.D:FLAPY DISK DRIVE) :
که اسمهای دیسک نرم و دیسک A: نیز برای فلاپی دیسک نیز بکار می برند.و جنس فلاپی از فسفر آهن است و می تواند یکطرفه یا دو طرفه باشدو دو نوع فلاپی داریم:
الف- فلاپی دیسک ۳۵ اینچی : که با دو نوع مختلف HIGH DAUBLE SITY با ظرفیت ۱۴۴ مگابایتی و DAUBLE DEN SITY با ظرفیت ۷۲۰ کیلوبایتی وجود دارد.
ب- فلاپی دیسک ۵۲۵ اینچی : که با دو نوع مختلف HIGH DUBLE SITY با ظرفیت ۱۲ مگابایتی و DAUBLE DEN SITY با ظرفیت ۳۶۰KB وجود دارد.
۲هارد دیسک (H.D.D:HARD DISK DRIVE) :
به آن دیسک سخت نیز می گویند.و جنس آن از آلومینیم است که خیلی سیقلی است و روی هارد دیسک بجای یک دیسک چند تا دیسک داریم و تعداد هدها بستگی به دیسکهای داخل هارد دارد.
۳ CD ROM (COMPACT DISK/READ ONLY MEMORY):

که اطلاعات به صورت لیزر روی آن زده می شود .
تعریف اصطلاحاتی که در دیسکها بکار می رود:
TRACK: دیسک به دوایر متحد المرکزی با شعاعهای متفاوت تقسیم شده است به این دوایر اصطلاحا شیار یا TRACK گفته می شود .
SECTOR: هر قسمت از یک شیار را که توسط یک خطوط شعاعی تقسیم شده است یک سکتور یا قطاع می نامند.(به هر کدام از کمانهای ایجاد شده روی شیار سکتور می گویند)
CYLINDER: به مجموع شیارهای هم قطر اصطلاحا سیلندر گویند که مخصوص هارد دیسک است .
CLASTER : مجموع چند قطاع روی شیار را گلاستر گویند.

شکافهای گسترش وگذرگاهها:
سوکتهای پلاستیکی هستند. جهت ارتقاء کامپیوتر و همچنین نصب کارتها .

گذرگاه:
محل تبادل اطلاعات بین CPUوآلمان های دیگر .ونام دیگر گذرگاه باس است.اگر باس فرق کند شکافهای گسترشی هم باهم فرق می کند .
انواع گذرگاه یا باس (BUS) از نظر میزان یا ظرفیت:
۱ISA:که با کامپیوترهای۸۰۸۶ وارد بازار شد با باس۸ بیتی روی سری های XTو۱۶بیتی روی سری های AT
۲. VESA: که به آن باس محلی هم گفته می شود (LOCAL BUS) که یک تکهء اضافه شده بهISA است که با باس ۳۲ بیتی و ۶۴بیتی وجود دارد وچون فقط کارت گرافیکی روی آن قرار می گیرد به آن محلی می گویند .
۳ EISA: برعکس باسVESA هر کارتی روی آن قرار می گیرد که باس آن۳۲ بیتی است.
۴ PCI: یکی از استانداردهای موفق درانواع باسهاست است. که دارای سرعت مطلوب برای نصب کلیه کارتها (کارت صوتی ،کارت گرافیک و مودم و…) که با باس گذر دهی۳۲ و۶۴ بیتی است.
۵ AGP:روی اکثر مادر بردها فقط یک دانه از این باس ها وجود دارد که کارت گرافیکی روی آن نصب می شود ودارای باس گذردهی ۶۴بیتی است.
کنترل کنندهء دستگاههای جانبی:
روی مادر برد دو تا ICوجود دارد برای کنترل دستگاههای جاتبی به کار می رود. و یک کنترل کننده بنام SCSIوجود دارد که یک رابط است وبه تنهایی می تواند دستگاها را کنترل کند.

عوامل موثر در قدرت پردازش یک پردازنده:
میزان آدرس دهی: یعنی اطلاعات بیشتری می تواند از روی حافظه ها بخواند وهمچنین ذخیره اطلاعات روی حافظه ها .
REGESTER (گنجایش ثباتها): که به ثبا تها حافظه چک نویس نیز می گویند چون اطلاعات روی آن قرار می گیرد وپردازش می شوند .
ظرفیت گذرگاه داده:
سرعت ساعت یا ( CLOCK SPEED): نوسانات الکتریکی در ثانیه را سرعت ساعت گویند که به عمل درثانیه بستگی دارد. که واحد ان مگاهرتز است که هرچه سرعت بالا با شد قدرت پردازش بالاست.

مجموعهء دسترالعملها: هر چهCPU دستورالعملهای زیادتری داشته باشد سرعت بالاتر است.
انواع باس از جهت ورود اطلاعات :
گذرگاه دادهها(DATA BUS): گذرگاه جهت تبادل اطلاعات .
گذرگاه آدرس(ADDRES BUS):از طریق این گذرگاه گزارشی در موردخانه های حافظه به CPUداده می شود.
گذرگاه کنترل(CONTROL BUS): کنترل کلیه سیستم در اختیار آن است. که چه اطلاعاتی باید وارد سیستم شودوچه اطلاعاتی باید خارج شود.
آشنایی با روشهای ارسال اطلاعات:
پورت(درگاه):محلی اتصال ورودیها وخروجیها به CASE است.

انواع درگاه یا پورت:
پورت سری (SERIAL PORT): جهت تبادل اطلاعات به صورت بیت یعنی درآن واحد فقط یک بیت می تواند داخل یا خارج شود که به یک سیم نیاز است . معمولا به صورت۹ پین هستند که یکی از آنها برای ورود اطلاعات وبقیه برای اعلان خطا است. که سیم آن می تواند حتی ۱۵ متر نیز باشد.البته بدون تقویت کننده.و می توانیم حتی ۳ پورت ورودی داشته باشیم که به نامCOM می شناسیم که بهCOM ها درگاههای سری می گویند که به صورت COM1,COM2,COM3 وجود دارد که بستگی به مادربرد داردکه به درگاه MOUSEنیز می شنا سند

پورت موازی (PARLER PORT): اطلاعات به صورت بیت انتقال یا دریافت می شود.یعنی اطلاعات کاراکتر به کاراکتر فرستاده یا دریافت می شود . به ۸ سیم نیاز داریم که عموما ۲۵ پینه هستند که از ۲۵ تا ۸ تا برای دریافت اطلاعات است و بقیه برای کنترل و اعلام خطاها است که بصورت LPT می شناسیم و به صورت LPT1,LPT2,LPT3 که بصورت درگاه پرینتر هم می شناسند که درگاه LPT نمی توانند بلند باشند که عیب این پرتها این است که سیم آنها نمی تواند از چند متر بیشتر باشد.
تعریف شبکه های کامپیوتر:
اتصال چند کامپیوتر با یکدیگر جهت تبادل اطلاعات و به اشتراک گذاشتن منابع مختلف که از دو قسمت تشکیل شده:
سخت افزاری (سیمها و کارت شبکه و…)
نرم افزاری(برنامه ای که می تواند کار شبکه انجام دهد مثل( WINDOWS 2000 SERVER)
انواع شبکه از نظر گستردگی شبکه(وسعت):

۱شبکه محلی(LAN (LOCAL AREA NETWORK)):
مثل اداره ، سایت کامپیوتری که نمی توانیم حجم عظیمی از اطلاعات را جابجا کنیم چون سرعت آن پایین است