تحقیق مقاله کامپیوتر

کامپیوتر

امروزه هر دانش آموز دبستانی به آسانی می تواند دو عدد چند رقمی را در هم ضرب کند و نتیجه را به دست آورد. عمل او بر اساس قواعدی صورت می گیرد که قبلاً آنها را آموخته است و این آموخته ها را بی تعمق بکار می بندد. اما در زمان های بسیار دور و قبل از ایجاد اینگونه قواعد، انجام عمل ضرب کار مشکل و وقت گیری بود و فقط از عهده عده معدودی بر می آمد. وجود مشکلاتی از این قبیل بتدریج افرادی را به تفکر وا داشت تا با ابداع و تدوین روش هایی این کار را ساده کرده و مورد استفاده همگان قرار دهند. ایجاد این روش ها ، از جمله روش عمل ضرب دو عدد ، حاصل تلاش متفکران جوامع بشری است. از این نظر سازندگان قواعد ، فعالیتی خلاق و بکار برندگان قواعد ، فعالیتی عملیاتی دارند.

خلاقیت ، حاصل کار ذهن آدمی است و به آن رشته از فعالیت های انسانی اطلاق می شود که آفریننده نظام ها ، روش ها ، تکنیک ها ، اکتشافات و اختراعات است.

کامپیوتر چیست ؟

کامپیوتر ماشینی است که امور عملیاتی واگذار شده به آن را چنانکه از قبل جزئیات کار به آن ، دستور داده شده و انجام می دهد. بنابراین کلیه امور فوق و صدها کار مشابه آن را ، می توان به کامپیوتر واگذار کرد. این نتیجه ، نقطه عطفی در تاریخ بشر و تکمیل انقلاب صنعتی به حساب می آید و شعار انسان باید بیندیشد ولی ماشین باید کار کند به مرور در حال تحقق است.

کامپیوتر در حقیقت توسعه فوق العاده ماشین های حساب اولیه است و مانند هر ماشین دیگری به راهنمایی انسانی نیاز دارد و بطور خلاصه می توان آن را چنین تعریف کرد :

« کامپیوتر به ماشینی اطلاق می شود که حافظه دارد و قابل برناامه ریزی است و می تواند عملیاتی منطقی و ریاضی انجام دهد یا به عبارت دیگر قادر به دریافت اطلاعات ، پردازش آنها و ارایه گزارش مورد نظر می باشد.»

مقایسه انسان با کامپیوتر :

انسان فراموشکار است ، در حالی که کامپیوتر هرگز فراموش نمی کند.

انسان به سختی می تواند با جزئیات مسائل روبرو شود ، در حالی که کامپیوتر قادر است خود را به آخرین جزء غیر قابل تقسیم مسائل برساند.

انسان در انجام محاسبات کند و درصد اشتباه او زیاد است ، لیکن کامپیوتر در این زمینه بسیار سریع و بدون اشتباه عمل می کند.

انسا قادر است مقدار محدودی اطلاعات را به ذهن خویش بسپارد و بر اساس آن اتخاذ تصمیم کند ، در صورتی که کامپیوتر قادر است بر اساس مقدار نسبتاً نا محدودی اطلاعات که در حافظه اش ضبط گردیده تصمیم بگیرد و در تصمیم گیری تمام جنبه های اطلاعات خویش را در نظر داشته باشد.

انسان در مراجعه به محفوظات خویش امکان دارد اشتباه کند در حالی که کامپیوتر در مراجعه به اطلاعاتی که در حافظه اش ذخیره شده است ، اشتباه نمی کند.

انسان برای انجام محاسبات طولانی دارای ظرفیت محدودی است و بعد از مدتی خسته می شود ، در حالی که کامپیوتر هیچ گاه در انجام محاسبات خسته نمی شود.

مزایای کاربرد کامپیوتر را می توان به شرح زیر طبقه بندی نمود :

اطمینان از دقت در محاسبات

سرعت (در محاسبات ، ذخیره ، بازیابی و به هنگام رسانی اطلاعات)

استفاده از فضای کم جهت ذخیره اطلاعات انبوه

خستگی ناپذیری در انجام عملیات تکراری و پر حجم

آزاد ساختن نیروهای انسانی از انجام امور عملیاتی و تکراری و تمرکز این نیروها در کارهای خلاق

اشتباه کامپیوتر در نتایج پردازش عملیات معلول چیست؟!

واقعیت این است که کامپیوتر به خودی خود اشتباه نمی کند. چنانچه دستورالعمل ها و داده ها به کامپیوتر توسط انسان صحیح داده شود ، می توان انتظار داشت که کامپیوتر جواب صحیح و مطلوب را تولید کند. در غیر این صورت شاید شنیده باشید که گفته ، آشغال بده آشغال بگیر این اصطلاح اغلب در مورد کسانی که در بخش های کامپیوتر کار می کنند به کار می رود و منظور اشتباهی است که ناشی از دادن اطلاعات نادرست ب کامپیوتر می باشد. با توجه به تمام موارد فوق باید به این امر کاملاً توجه داشت که کامپیوتر از روی یک سیستم انسانی ، طراحی و ساخته شده است و همان طور که یک انسان از طریق گوش یا چشم مطلبی را به عنوان یک ورودی می پذیرد و در مغز عمل پردازش را صورت داده و پاسخ را از طریق زبان یا حرکت دست به عنوان خروجی ارایه می کند ، در کامپیوتر نیز سعی شده از همین اصول پیروی شود.

مزایای انسان نسبت به کامپیوتر را می توان این چنین خلاصه کرد :

انسان قادر به تفکر است و می تواند منشاء ابداعات ، اختراعات ، اکتشافات و نوآوری باشد.

انسان قادر به مدیریت انعطاف پذیر است.

انسان می تواند در مورد مسائل و پدیده های نو ، تصمیم های جدیدی اتخاذ نماید.

و بالاخره می توان این نکته را یادآور شد که انسان خالق کامپیوتر است و آن را به منظور خدمت هر چه بیشتر به خویش آفریده است

« کامپیوتر ماشینی است که قادر به دسته بندی ، تغییر دادن و اصلاح کردن ، ضبط کردن و ارسال نمودن اطلاعات می باشد. »

تکنولوژی چیست و تکنولوژی کامپیوتر بر چه اساس است؟

یک وسیله ابزاری است که شما را در کارهایتان یاری می کند. تکنولوژی غیر از استفاده از وسایل چیز دیگری نیست. در استفاده از آچار پیچ گوشتی ، تبر ، چکش ، یا یک کامپیوتر تکنولوژی را به کار می گیرید.

ما تصور می کنیم که تکنولوژی یعنی " فن به کارگیری وسایل" را بشر ساخته است در حالی که عکس آن یعنی " تکنولوژی بشر را ساخته است" بیشتر به حقیقت نزدیک است. فسیل هایی که از آلات سنگی به دست آمده ، نشان می دهد که انسان های اولیه تکنولوژی را به کار می گرفتند. در یک چنین جوامعی که ابزار و آلات را بکار می گرفتند چابکی و هوش در جهت تقویت این امر بود ، که چگونه حیوان و جانوری را برای خوردن شکار کنند.

کاربردهای کامپیوتر:

زمینه های علمی

زمینه های تجاری

زمینه های تحقیقاتی : انسان از کامپیوتر برای پیشرفت تکنولوژی فضایی استفاده می کند. در پرتاب موشک به فضا از مراحل اولیه طرح پروژه تا کنترل پرواز ، تعیین مسیرها ، مدت پرواز و غیره همه و همه توسط کامپیوتر انجام می گیرد. در هواشناسی ، نجوم و غیره نیز از کامپیوتر در حد وسیعی استفاده می شود. امروزه به کارگیری کامپیوتر در امور تحقیقاتی ، اکتشاف ها و اختراعات امری اجتناب ناپذیر به شمار می رود.

قسمت های اساسی یک کامپیوتر :

سخت افزار

نرم افزار : برنامه های کاربردی و همچنین برنامه های سیستم را که توسط انسان نوشته می شوند و به وسیله آن سخت افزار ماشین به کار گرقته می شود ، نرم افزار می نامیم. به عبارتی دیگر ، نرم افزارها رابط بین کاربر و سخت افزار می باشند.

در این رابطه به اصطلاح دیگری با نام میان افزار برخورد می کنیم که معمولاً این بخش جزء سخت افزار ماشین به حساب می آید ولی در واقع به بخشی از کامپیوتر گفته می شود که خصوصیات نرم افزاری و سخت افزاری را به صورت توام داراست.

کامپیوتر به فراخور تکامل خویش پنج نسل را طی کرده است و اینک ما در آستانه نسل ششم کامپیوترها هستیم که قرار است این نسل در تطبیق با نیازمندی های بیشتر ، متکامل تر از نسل های قبلی ارایه شود. اطلاق نسل از آن سبب است که از اولین کامپیوتر که در سال 1944 مورد بهره برداری قرار گرفت تا به امروز به طور متوسط هر ده سال یک بار ، امکانات ، توانایی ها ، سرعت و ظرفیت کامپیوترها جهش بزرگی داشته اند که آنها را از اسلافشان کاملاً متمایز می سازد که این تفاوت ها به نسل های اول تا چهارم کامپیوتر تعبیر می شود.

یکی از احتیاجات قدیمی بشر نیاز به شمارش و محاسبه بوده است. بشر اولیه برای شمارش ابتدا از انگشتان خود کمک می گرفت و به مرور ، اشیا جایگزین انگشتان گردیدند. در این مورد به کارگیری دانه های سنگریزه ، چوب خط و در اعصار جدیدتر قلم و کاغذ قابل ذکرند. مهمترین تحول در این زمینه در دنیای قدیم اختراع چرتکه بود ، که آن را به چینی ها نسبت می دهند تاریخ دقیق اختراع آن روشن نیست ولی به نظر می رسد حدود 5000 سال قبل از میلاد باشد. مهمترین دلیل کاربرد چرتکه سهولت ساخت و استفاده از آن است. این وسیله در بسیاری موارد به آسانی و بدون ایجاد هزینه و وابستگی می تواند پاسخگوی احتیاجات اولیه محاسباتی باشد.

ماشین حساب های مکانیکی

کوشش برای ساختن ماشین محاسبه و شمارش خودکار از قرن هفدهم آغاز شد و این زمانی بود که گسترش علوم ستاره شناسی ، دریانوردی ؛ بازرگانی و پژوهش های فنی و علمی اهمیت بی سابقه ای به محاسبات عددی بخشیده بود. همزمان با توسعه دانش ریاضی ، احتیاج بشر به محاسبات بیشتر گردید ، چنانکه سبب اختراع وسایل مختلفی در این زمینه شد.

در سال 1642 پاسکال ریاضیدان فرانسوی دستگاهی را به نام ماشین جمع زن اختراع کرد. این ماشین مجموعه ای از چرخ دنده های کنار هم بود که چرخ اول نشان دهنده رقم یکان و چرخ های بعدی نشان دهنده رقم های دهگان ، صدگان و .. بود. نکته مهم در ماشین اختراعی پاسکال این بود که می توانست بطور اتوماتیک ده بر یک را حساب کند لیکن تنها قادر به انجام عملیات جمع و تفریق بود. این ماشین کاملاً مکانیکی بود و اعداد به کمک وسیله ای نظیر صفحه شماره گیر تلفن وارد دستگاه می شد و عملیات به وسیله یک سری چرخ دنده و اهرم انجام می گرفت و نتیجه از دریچه مخصوصی قابل قرائت بود.

مدتی بعد لایب نیز ریاضیدان آلمانی موفق شد دستگاهی به نام ماشین محاسبه بسازد که می توانست علاوه بر جمع ئ تفریق بر اساس روش پاسکال عمل ضرب و تقسیم را نیز انجام دهد. از آن پس نیز تلاش برای ساختن ماشین های محاسبه ادامه داشت و پیشرفت هایی نیز صورت گرفت.

ماشین محاسبه لایب نیز – این ماشین نوع تکامل یافته ماشین حساب پاسکال بود که می توانست علاوه بر جمع و تفریق ، عملیات ضرب و تقسیم را نیز انجام دهد.

فکر ساختن ماشینی که بطور خودکار و با برنامه ای کار کند برای اولین بار در سال 1822 توسط چارلز بابیج مطرح شد. داستان از این قرار است که بابیج به اتفاق یکی از همکارانش مشغول محاسبات نجومی بود که خستگی عجیبی بر او مستولی شد. در این لحظه گفت : "خدایا ، ای کاش این محاسبات با ماشین محاسبه گر نیروی بخار انجام می شد" و این فکر سرآغاز ساختن ماشین تفاضلی بود. او سال های زیادی از عمرش را صرف ساختن این ماشین کرد و در اثر محدودیت های فنی و مهندسی آن دوره ، نتوانست آن را تکمیل کند. طرح های تهیه شده توسط بابیج بسیار پیشرفته تر از زمان او بود و بعدها بسیاری از طرح ها و افکار وی در ساختن کامپیوترهای اولیه مورد استفاده قرار گرفت و به همین لحاظ وی را پدر کامپیوتر لقب داده اند.

مشین تفاضلی – این ماشین قادر به انجام محاسبات ساده ریاضی بود.

ماشین های الکترومکانیکی

اولین ماشین الکترومکانیکی بوسیله هاوارد ایکن در دانشگاه هاروارد و با کمک مالی و فنی شرکت IBM ساخته شد. ساختن ان ماشین 5 سال طول کشید و در سال 1944 کامل گردید. این ماشین می توانست عملیات جمع ، ضرب ، تقسیم ، تفریق و محاسبه لگارتیم و توانهای مختلف و همچنین محاسبه توابع مثلثاتی مانند سینوس و کسینوس را انجام دهد. این ماشین بطور مخفف آ، اس ، سی ، سی یا مارک یک نامیده می شد . ماشین مزبور عمل ضرب را در مدت 3 ثانیه انجام می داد و این سرعت هنوز مطلوب نبود .

به طور کلی داده پردازی دارای پنج وظیفه می باشد که عبارت از :

1- جمع آوری ، دسته بندی و ورود داده ها

2- پردازش                            3- بایگانی

4- دریافت نتایج داده ها            5- کنترل عملیات

نسلهای کامپیوتر

کامپیوترهای نسل اول

اولین کامپیوتر در سال 1944 در دانشگاه هاروارد و نوع کاملتر آن در سال 1946 در دانشگاه پنسیلوانیا به نام انیاک ، برای حل مسائل مربوط به انفجار ، جهت اداره اردنانس ارتش آمریکا توسط دکتر ما کلی واکرت ساخته و  تکمیل شد. در این ماشین 19000 لامپ خلاء استفاده شده بود و برای انرژی مصرفی لامپ ها و همچنین دستگاههای تهویه و خنک کننده ماشین حدود kw 130 انرژی الکتریکی مصرف می شد.

مشخصات کلی کامپیوتر های نسل اول به قرار زیر است :

1- سرعت عمل آنها حدود یک هزارم ثانیه بود .

2- حافظه آنها دارای ظرفیت 2000 تا 4000 کلمه بود .

3- دارای کاربردهای ویژه تک منظوره بودند .

4- کلیه برنامه ها به زبان ماشین نوشته می شد .

5- در آنها از لامپ خلاء ورله به عنوان حافظه استفاده می شد.