تحقیق مقاله سخت افزار چیست؟

سخت افزار چیست؟

بطور کلی یک کامپیوتر یا هر PC به دو قسمت عمده تقسیم بندی می شود:

1 ) نرم افزار: که شامل تمامی برنامه ها، سیستم های عامل و دستور العمل های کاربردی و بخش های غیر قابل لمس می باشد.

2 ) سخت افزار: که شامل تمامی اجزا و قطعات تشکیل دهنده و قابل لمس یک کامپیوتر می باشد از جمله از این ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1 ) منبع تغذیه (Power Supply):

منبع تغذیه یک دستگاه الکتریکی است که مسئول تامین و تنظیم جریان الکتریکی در رایانه می باشد. این قطعه به صورت جعبه ای بزرگ و مستقل در جعبه رایانه قرار دارد و بیشتر خرابی ها را در رایانه به وجود می آورد.

کار منبع تغذیه این است که ولتاژ متناوب ای سی Alternate Current با همان برق شهری را تبدیل به ولتاژ مستقیم دی سی، Direct Current می کند.

1 . 1 ) فن خنک کننده منبع تغذیه:

منبع تغذیه معمولاً در پشت کیس و قسمت داخلی آن قرار دارد: سرو صدای متصاعد شده از کیس کامپیوتر از فن های خنک کننده منبع تغذیه با همان Power هاست: منبع تغذیه با یک سیم رابط به برق شهری وصل می شود و از سوی دیگر خروجی برق برای صفحه نمایشگر کامپیوتر دارد که امروزه کمتر مورد استفاده است: و مانیتور ها به طور مستقیم به برق شهری وصل می شوند. در اصل منبع تغذیه دارای یک فن خنک کننده است که در موارد ی تا چهار فن خنک کننده هم تعبیه می شود تا بتوان از منبع تغذیه 24 ساعته بهره برد.

فن های دارای قسم بیرون کننده هوا و داخل کننده هوا هستند: به عبارتی شما اگر بر پشت کیس، پنکه منبع تغذیه به دست بگذارند: با هوا بیرون رانده می شود با هوا مکش می شود؛ این به نوع فن آوری مورد استفاده در منبع تغذیه به شما و کیس هاست که به کیس ها با منبع تغذیه ATX,AT مشهور هستند.

2 . 1 ) قطعی منبع تغذیه:

انرژی الکترونیکی تمام قطعات داخلی کیس توسط منبع تغذیه کیس تامین می شود؛ همانطور که در گفتار متذکر شدیم در صورتی که کامپیوتر از قسمت کیس روشن بشود؛ ممکن است برق قطع باشد؛ سیم رابط برق در پریز نباشد و با پاور شما سوخته باشد؛ البته در برخی موارد نادر که منبع تغذیه، گرما زیادی متساعد کند و فن های منبع تغذیه قادر به تهوع به مطبوع هوا و خنکی قطعات پاور نباشند؛ در اکثر موارد منبع تغذیه به صورت خودکار و تا خنکی متعادل؛ به صورت خودکار خاموش می ماند.

البته در مورد گرما داخلی کیس هم همین طور عمل می شود؛ یعنی در صورت افزایش بیش از حد کیس؛ منبع تغذیه دستور می گیرد که جریان برق را قطع تا از سوختن و صدمه دیدن قطعات جلوگیری شود.

3 . 1 ) انواع منبع تغذیه:

منبع تغذیه دارای ابعاد و شکل های مختلفی می باشند، که باید با جعبه و مادر برد؛ نصب شده در داخل جعبه را با نه همخوانی و سازگاری داشته باشد. بنابراین، این سه قطعه باید از یک نوع باشند. انواع این اجزاء عبارتند از :

XT

AT desk خوابیده با رومیزی

AT tower برخی با استفاده

Baby AT

Rectifier باریک، بقلی

4 . 1 ) منبع تغذیه سیستم های AT:

زمانی که رایانه XT توسط شرکت ای پی ام بازار عرضه شد منبع تغذیه آن شبیه منبع های قبلی در صورتی که توان خروجی آنها دو برابر قبلی ها بود. پس از ان زمانی که آی پی ام رایانه AT را ساخت از یک منبع تغذیه بزرگتر برای آن استفاده نمود که دارای اشکال مختلفی بود. از این نوع منبع تغذیه استقبال زیادی شد تا جایی که هنوز در سیستم های امروزی از آن استفاده می شود.

نوع برخی با ایستاده سیستم های AT مشابه سیستم های خوابیده AT است. مشخصات منبع تغذیه و مادر برد در سیستم های رومیزی با مشخصات منبع تغذیه و مادر برد در سیستم های برخی فرقی ندارد. تنها فرق آنها کلیدهای برق در مکانهای متفاوت می باشد. نوع دیگری از AT وجود دارد که کوچکتر از نوع ایستاده می باشد و منبع تغذیه آن نیز کوچک می باشد، که بچه ای تی نام دارد . منبع تغذیه جعبه های قلی نیز از نظر مشخصات ظاهری با سایر منبع تغذیه ها تفاوت دارند. در این نوع جعبه ها مادر برد ها دارای استاندارد مشخصی نیستند،  اما منبع تغذیه آنها دارای استاندارد های مشخصی است و قابل تعویض نیز می باشد.

5 . 1 ) اجزاء سازنده منبع تغذیه:

مبدل: که ولتاژ را تغییر می دهد.

یک سو کننده: جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند.

صافی یا پالایشگر: امواج را می گیرد.

منبع تغذیه قبل از روشن شدن رایانه چند آزمایش انجام می دهد، سپس در صورت صحیح بودن سیستم سیگنال را به مادر برد می رساند. این حالت حفظ می شود و در صورتی که به هر علتی از بین برود دستگاه زیست می شود.

منبع تغذیه به دو صورت خطی و کلیدی طراحی می شود که نوع خطی ترانس های بزرگتر دارند و نوع کلیدی از نظر اندازه و وزن و انرژی بهتر از خطی می باشند. منبع تغذیه های خوب یک مقاومت دارند که از خراب شدن آن جلوگیری می کند.

2 ) دیسک مغناطیسی (FDD) چیست؟

معمولاً همه کامپیوتر ها یک دیسک گردان دارند. این دیسک گردانها برای دیسکت های 5/3 اینچی هستند که ظرفیت آنها 44/1 مگابایت است. عملکرد داخلی درایورهای فلاپی بسیار ساده است. موتور ی که در داخل درایو قرار دارد. دیسکت را با سرعت 360 دور در دقیقه می چرخاند. موتور پله ای نامیده می شود.

محوری را می چرخاند و به این ترتیب هد خواندن / هد نوشتن و معتلفاتش را در جهت شعاع دیسکت جلو و عقب می برد. سوراخ مربعی در گشوده بالا و چپ محفظه دیسکت وجود دارد. وقتی دستور نوشتن به درایو داده شود، چراغی در درایو روشن می شود که درست در زیر این سوراخ قرار دارد. اگر سوراخ باز باشد، نور عبور کرده از آن توسط بخش الکترونیکی درایو آشکار شده، و عمل نوشتن متوقف خواهد شد.

4 ) کارت گرافیک چیست؟

یک کارت گرافی پیشرفته، یک برد مدار جایی به همراه حافظه و یک پردازنده اختصاصی است. پردازنده با هدف انجام محاسبات مورد نیاز گرافیکی، طراحی شده است. اکثر پردازنده های فوق دارای دستورات اختصاصی بوده که به کمک آنها می توان عملیات گرافیک را انجام داد. کارت گرافیک دارای اسامی متفاوتی نظیر: کارت ویدیو، برد ویدئو، برد نمایش ویدئویی، برد گرافیک، آداپتور گرافیک و آداپتور ویدئو است.

5 ) کارت صدا (Sound Cart) چیست؟

کارت صدا یکی از عناصر سخت افزاری استفاده شده در کامپیوتر است که باعث بخش و ضبط صدا (صوت) می گردد. قبل از مطرح شدن کارت های صدا، کامپیوتر های شخصی برای پخش صدا، صرفاً به استفاده از یک بلند گوی داخلی بودند که از برد اصلی توان خود را می گرفت. در اواخر سال 1980 استفاده از کارت صدا در کامپیوتر شروع و همزمان با آن تحولات گسترده ای در زمینه کامپیوتر های چند رسانه ای ایجاد گردید. در سال 1989 شرکت Creative labs عرضه نمود. در ادامه شرکت های متعدد دیگری تولیدات خود را در این زمینه عرضه نمودند.

1 . 5 ) مبانی کارت صدا:

یک کارت صدا دارای بخش های متفاوت زیر است:

یک پردازنده سیگنال های دیجیتالی (DSP) که مسئول انجام اغلب عملیات (محاسبات) مورد نظر است.

یک مبدل دیجیتال به آنالوگ(DAC)؛

یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای صوت ورودی به کامپیوتر؛

حافظه ROM یا Flash برای ذخیره سازی داده؛

یک اینتر فیس دستگاههای موزیکال دیجیتالی (MIDI) برای اتصال دستگاه های موزیک خارجی؛

کانکتور های لازم برای اتصال به میکروفن و یا بلندگو؛

یک پورت خاص «بازی» برای اتصال Joystic؛

اغلب کارت های صدا که امروزه استفاده می گردد از نوع PCI بوده و در یکی از اسلات های آزاد برد اصلی نصب می گردند. کارت های صدای قدیمی عمدتاً از نوع ISA بودند. اکثر کامپیوتر های جدید کارت صدا را به صورت یک تراشه و برد اصلی دارند. در این نوع کامپیوتر ها اسلاتی بر روی اصلی استفاده نشده و بدین ترتیب یک اسلات صرفه جوئی شده است! Sound Blaster Pro به عنوان یک استاندارد در دنیای کارت های صدا مطرح است.

اغلب تولید کنند گان کارت صدا از مجموعه تراشه هی مشابه استفاده می نمایند. پس از طراحی تراشه های فوق توسط شرکت های مربوطه تولید کنند گان کارت صدا، امکانات و قابلیت های دلخواه خود به آنها اضافه، می نمایند.

کارت صدا را می توان به یکی از دستگاه های زیر متصل نمود:

هدفون؛

بلندگو (Speaker)؛

یک منبع ورودی آنالوگ نظیر: میکروفن رادیو ضبط صوت و CD Player؛

یک منبع ورودی دیجیتال نظیر CD-Rom؛

یک منبع آنالوگ خروجی نظیر ضبط صوت؛

یک منبع دیجیتال خروجی نظیر CD-R؛

2 . 5  ) عملیات کارت صدا:

یک کارت صدا قادر به انجام چهار عملیات خاص در رابطه با صدا است:

پخش موزیک های از قبل ضبط شده (از CD فایل های صوتی نظیر mp3 و یا wav) بازی با DVD؛

ضبط صدا با حالات متفاوت؛

ترکیب نمودن صداها؛

پردازش صوت های موجود؛

عملیات دریافت و ارسال صوت (صدا) برای کارت صدا از طریق پخش های ADC,DAC انجام می گیرد. پردازش های لازم مورد نیاز بر روی صوت توسط DSP انجام می گیرد و بدین ترتیب عملیات اضافه ای برای پردازنده اصلی کامپیوتر به وجود نخواهد آمد.

3 . 5 ) تولید صوت:

فرض کنید، داشته باشیم که از طریق میکروفن صدای خود را به کامپیوتر انتقال دهیم. در این حالت کارت صدا یک فایل صوتی با فرمت wav را ایجاد و داده های ارسالی توسط میکروفن در آن ذخیره گردند. فرآیند فوق شامل مراحل زیر است:

1 ) کارت صدا از طریق کانکتور میکروفن سیگنال های پیوسته و آنالوگ را دریافت می داد؛

2 ) از طریق نرم افزار مربوطه نوع دستگاه ورودی برای ضبط صدا را مشخص می نمائیم؛

3 ) سیگنال آنالوگ ارسالی توسط میکروفن بلافاصله تراشه مبدل، آنالوگ به دیجیتال (ADC) تبدیل و یک فایل حاوی صفر و یک تولید می گردد.

4 ) خروجی تولید شده توسط ADC در اختیار تراشه DSP برای انجام پردازش های لازم گذاشته می شود. DSP توسط مجموعه دستوراتی که در تراشه دیگر است برنامه ریزی انجام عملیات خاص می گردد. یکی از عملیاتی که DSP انجام می دهد فشرده سازی داده های دیجیتال به منظور ذخیره سازی است.

5 ) خروجی DSP با توجه به نوع اتصالات کارت صدا در اختیار گذرگاه داده کامپیوتر قرار می گیرد؛

6 ) داده های دیجیتال توسط پردازنده اصلی کامپیوتر پردازش و در ادامه برای ذخیره سازی در اختیار کنترل کننده هارد دیسک گذاشته می شوند. کنترل کننده هارد دیسک اطلاعات را بر روی هارد و به عنوان یک فایل ضبط شده صوتی ذخیره خواهد کرد.

مراحل گوش دادن به صوت به شرح زیر می باشد ( بر عکس روش گفته شده در ارتباط با ضبط صوت):

1 ) داده های دیجیتال از هارد دیسک خوانده شده و در اختیار پردازنده اصلی قرار می گیرند؛

2 ) پردازنده اصلی داده ها را برای DSP موجود بر روی کارت صدا ارسال می دارد؛

3 ) DSP داده های دیجیتال را از حالت فشرده خارج می نماید؛

4 ) داده های دیجیتال غیر فشرده شده توسط DSP بلافاصله توسط مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) پردازش و یک سیگنال آنالوگ ایجاد می گردد. سیگنال های فوق از طریق هدفون یا بلندگو قابل شنیدن خواهند بود؛

6 ) کیس کامپیوتر (Case) چیست؟

کیس، یک جعبه فلزی و پلاستیکی است که قطعات اصلی یک کامپیوتر را در خود جای می دهد. با این که کیس دارای نقشی حیاتی در یک کامپیوتر نظیر پردازنده و یا مادر برد نمی باشد، ولی نمی توان به آن صرفاً به عنوان یک جعبه نگاه کرد. کیس دارای نقش اساسی در رابطه با نحوه عملکرد مناسب و شکل ظاهری یک کامپیوتر است:

ساختار:

مادر برد در کیس و در محل مورد نظر بسته می شود، سایر قطعات داخلی به مادر برد متصل شده و با مستقیماً به کیس بسته خواهند شد. کیس می بایست دارای یک ساختار قابل قبول برای نصب قطعات باشد تا این اطمینان حاصل گردد که هر چیز به درستی در محل خود قرار گرفته و همه چیز به درستی کار می کند.