1. فصل دوم
ساختار رایانه
سخت افزار
نرم افزار

2. رایانه چه کاری انجام می دهد؟
رایانه دستگاهي است كه بتواند سه عمل زير را انجام دهد:
➢ دريافت داده
➢ پردازش
➢ تولید اطلاعات (نتيجه پردازش)

3. مفهوم داده، پردازش و اطلاعات
داده (Data): هر عدد، متن، عکس و ... که پیام زیادی منتقل نمی کند. مانند داده های خام بدست آمده از سرشماری.
پردازش (Process): فرایند تبدیل داده به اطلاعات.
اطلاعات (information): نتایج پردازش داده های خام. مانند شاخص نرخ رشد جمعیت که از داده های خام سرشماری بدست می آید.

4. انواع رایانه ها
ابر رایانه ها (Super computer): در پروژه های عظیم علمی و تحقیقاتی یا نظامی. سرعت 100 تا 1000 میلیون دستورالعمل در ثانیه
رایانه های بزرگ (Mainframe): در مراکز تجاری بزرگ، دانشگاهها، ادارات دولتی و بانکها که با حجم بسیار زیاد اطلاعات سر و کار دارند. سرعت2 تا 10 میلیون دستورالعمل در ثانیه
رایانه های کوچک (Minicomputer): در مراکز تجاری و دانشگاهی که با حجم متوسط داده سروکار دارند. سرعت 0/7 تا 2 میلیون دستورالعمل در ثانیه
ابر رایانه cary در ناسا
رایانه های شخصی ( (Microcomputerدر منازل، ادارات و شرکت ها که با حجم کمی اطلاعات سر و کار دارند. بیش از 99 درصد رایانه ها هستند.

5. ساختار سخت افزاری رایانه Hardware
CPU

6. واحد پردازشگر مرکزیCPU (Central Processing Unit)
تراشه الكترونيكي که به آن میکروپروسسور هم می گویند و به منزله مغز رایانه است و از دو بخش واحد کنترل و واحد محاسبه و منطق تشکیل شده است.
واحد محاسبه و منطق کارهای محاسبه ای، مقایسه ای و منطقی را انجام می شود.
واحد کنترل نظارت و هماهنگی را انجام می دهد و دستورها و داده های ورودی را برای واحد محاسبه و منطق آماده می کند.
واحد سیستم شامل cpu و حافظه ها است
دو شركت سازنده عمد‌ه CPU در جهان Intel و AMD هستند.
هرچه هرتز بالاتر باشد سرعت رایانه بالاتر است.
توانایی یک رایانه بر حسب سرعت CPU سنجیده می شود و واحد آن هرتز(Hz) است.

7. انواع حافظه ها (Memory)
( (cache memoryنهان

8. حافظه های اصلی 1- حافظه فقط خواندنی (ROM) Read Only Memory
این حافظه توسط کارخانه سازنده یکبار نوشته شده است و قابل پاک کردن و ویرایش نیست و وظیفه راه اندازی و تست قسمتهای مختلف را هنگام روشن شدن بر عهده دارد.
سرعت اين حافظه ها خیلی مهم به نظر نمي رسد زيرا پس از اتمام راه اندازي رایانه و ورود به ويندوز نقشی در ادامه کار ندارد.
اطلاعات آن با خاموش شدن برق از بین نمی رود و ثابت می ماند

9. 2- حافظه با دسترسی تصادفی (RAM) Random Access Memory
داده ها و اطلاعات را در مسیر ورودی - پردازشگر - خروجی تبادل کرده و بطور موقت نگهداری می کند.
ظرفيت رم را با مگا بايت و بالاتر مي سنجند.
برنامه ها به محض راه اندازی داخل رم قرار می گیرند و کلیه تبادل و ذخیره موقت اطلاعات از طریق رم انجام می شود.
اطلاعات آن با خاموش شدن برق پاک می شود

10. حافظه نهان (cache memory)
حافظه ای که بین CPU و RAM قرار گرفته و درخواست ها و آدرس اطلاعات دریافتی CPU را در خود نگه می دارد. در صورت تکرار این درخواست ها بدون مراجعه به RAM اطلاعات لازم را در اختیار CPU می گذارد.
این حافظه یک قطعه مجزا نیست و جزئی از CPU محسوب می شود
اطلاعات آن با خاموش شدن برق از بین نمی رود

11. حافظه های جانبی
براي نگهداري دائمي اطلاعات به كار مي روند. مهمترین نوع حافظه جانبی، ديسك سخت (Hard Disk) است. انواع دیگر حافظه ثانويه فلاپي ديسك، CD، DVD و فلش مموري هستند.
برنامه ها و اطلاعات در حافظه جانبي نگهداري مي شوند و فقط هنگام نياز به پردازش به حافظه اصلي انتقال مي يابند.
حافظه جانبی نمی تواند مستقیما با CPUکار کند و بایستی اطلاعات اول به RAM برود بعد به حافظه جانبی.
اطلاعات ذخیره شده با قطع برق از بين نمي رود

12. واحد اندازه گيري حافظه و مفهوم آن
رایانه های امروزی بر مبناي 2 یا سیستم باينري (دودويي) کار می کنند.
در سیستم باینری اطلاعات موجود در حافظه ها بصورت 0 و 1 ذخیره و فراخوانی می شود.
به كوچكترين واحد اندازه گيري حافظه كه مي تواند صفر يا يك باينري باشد، بيت (Bit) گفته مي شود (مخفف Binary digIT).
بايت (Byte) : كوچكترين قسمت معنی دار و قابل آدرس دهي حافظه كه معادل 8 بيت است.
هر بایت در واقع یک عدد 8 رقمی است و در سیستم باینری 256 (28 ) عدد 8 رقمی وجود دارد کاراکتر را نشان دهد.
گفتیم که استفاده از مبنای 10 باعث بالا رفتن حجم قطعات و افزایش هزینه ها خواهد شد.
بیت معنی خاصی ندارد و فقط صفر یا یک است.
در سیستم ده دهی 10 به توان 8 عدد هشت رقمی وجود دارد.
کاراکتر هر حرف عدد نماد و ... را می گویند.
مخفف American Standard Code for Information Interchange (ASCII )
هر کاراکتر را با هر کدام از این 256 کد عددی می توان نشان داد اما برای ایجاد هماهنگی و یکسان سازی رایانه ها فرمت های استانداردی تعریف شده که یکی از رایجترین آنها ASCII است. در این استاندارد مثلا حرف A بصورت و عدد 9 بصورت به رایانه معرفی می شوند.

13. مقیاس های مختلف حجم اطلاعات حافظه در سیستم باینری
حالا فهمیدیم که واحد اندازه گیری حافظه بایت است و داخل هر بایت ما می توانیم یکی از 256 کاراکتر ممکن را ذخیره کنیم.
می دانیم که هزار معادل کیلو است اما هر 1024 بایت معادل یک کیلو بایت است. چرا 1024؟ بخاطر مبنای دو اگر مبنای 10 باشد 10 به توان 3 معادل کیلو است
افزایش حجم حافظه به صورت رده های توانی بالا می رود
برگشت به اسلاید 5 (ساختار سخت افزاری)

14. واحدهای ورودی
واحدها یا دستگاههای ورودی، داده ها را از محیط خارج گرفته و بصورت دیجیتالی و قابل فهم برای رایانه تبدیل می کنند. مهمترين دستگاه هاي ورودي عبارتند از:
صفحه كليد
ماوس
اسکنر
دوربين ديجيتال (Digital Camera)
دوربين وب (Web Cam)
مودم
دسته بازي
صفحه نمايش لمسي
ميكروفون و ...

20. واحدهای خروجی
پس از آنكه عمليات پردازش روي داده های ورودی انجام شد لازم است اطلاعات توليد شده به زباني قابل فهم براي انسان نشان داده شوند. براي اين كار از دستگاههاي خروجي استفاده مي شود كه مهمترين آنها عبارتند از :
صفحه نمايش
چاپگر
بلندگو
ديسك گردان

22. نمایشگرهای LED از دیودهای نوری برای ایجاد تصویر استفاده می کنند.
(LCD)
LCD= liquid crystal display
LED= light emitting diode
نمایشگرهای LED از دیودهای نوری برای ایجاد تصویر استفاده می کنند.

27. نرم افزار Software
بخش غیرقابل لمس از سیستم رایانه را نرم افزار می گویند.
نرم افزار یا برنامه ها ، مجموعه دستورالعمل هایی هستند که باعث کارکردن سخت افزار می شوند.
به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
نرم افزاری سیستمی
نرم افزارهای کاربردی
نرم افزارهای سیستمی با کنترل و هدایت فعالیت سخت افزارها، نرم افزارهای کاربردی را راه اندازی و اجرا کنند.

28. ساختار نرم افزاری رایانه
نرم افزارهای کاربردی
نرم افزارهای سیستمی
انواع برنامه های نصب شده روی رایانه
Word
Excel
Photoshop .
سیستم عامل
زبان های برنامه نویسی
مترجم ها
فعالیت سخت افزارها
بدافزار
بدافزار
بدافزار

29. سیستم عامل Operating System

30. انواع سیستم عامل 1- سیستم های عامل تک کاره- تک کاربره
1- سیستم های عامل تک کاره- تک کاربره
Single user-Single task
MS-DOS
2- سیستم های عامل چند کاره – تک کاربره
انواع سیستم عامل
Single user-Multi task
Windows xp 98 95
Linux
3- سیستم های عامل چند کاره –چند کاربره
Multi user-Multi task
Unix

31. زبان برنامه نویسی Programing language
زبان برنامه نویسی یا زبان کامپیوتری یک تکنیک ارتباطی استاندارد برای بیان دستورالعمل ها به یک رایانه است.
هر زبان برنامه نویسی باید بتواند دستورالعملهای معینی را اجرا نماید که به گروه های زیر تقسیم می شوند:
ما برای فرمان دادن به سیستم عامل یا نرم افزارهای کاربردی نیاز به یکسری دستورالعمل ها داریم. مثلا در ویندوز باید به رایانه بفهمانیم دوبار کلیک یعنی یک پوشه باز شود یا مثلا در ورد انتخاب یک نوع قلم یعنی متن را به آن قلم تبدیل کن. این کارها با برنامه نویسی انجام می شود.

32. انواع زبان های برنامه نویسی
زبان های سطح پایین: نزدیک به زبان ماشین بوده و به دور از زبان طبیعی و محاوره ای انسان هستند. کارکردن با این زبانها مشکل است ولی بدلیل استفاده از زبان ماشین از سرعت بالایی برخوردارند مانند زبان اسمبلی
زبان های سطح بالا: دارای قواعدی نزدیک به زبان محاوره ای انسان هستند که در آنها علائم، حروف و کلمات روزمره استفاده می شوند. مانند زبان PASCAL، FORTRAN و C
زبان های سطح بالا احتیاج به مترجمی دارند که کدهای نوشته شده را به زبان ماشین برگرداند.

33. نرم افزارهای کاربردی
نرم افزارهای کاربردی، برنامه هایی هستند که برای کاربرد خاص مورد استفاده گروهی از کاربران می باشند.
انواع نرم افزارهای کاربردی عبارتند از:
نرم افزارهای تجاری
محاسباتی
اداری
شبکه
و ...
نرم افزارهای پر کاربرد مرتباً در حال بهبود و توسعه هستند. معمولاً هر بار که نرم افزار اصلاح و به روزرسانی می شود در قالب یک نسخه یا ورژن جدید ارائه خواهد شد.

34. بد افزارها
هر نوع نرم افزار مخرب که به منظور آسیب رساندن به یک رایانه یا شبکه طراحی شده است.
اولین خطا در عملکرد رایانه را گریس هاپر که یکی از برنامه نویسان Mark I بود، گزارش کرد.
یک حشره مرده که در دستگاه افتاده بود و بال‌هایش مانع خواندن روزنه‌های کارت پانچ می‌شد. اما امروزه به برنامه های نرم افزاری مخرب بد افزار می گویند.
کوهن یک دستور نرم افزاری را به خط فرمان سیستم عامل شبکه تایپ کرد و بعد از 5 دقیقه کنترل تمامی رایانه‌های آن دانشگاه را دردست گرفت .
بدافزار می تواند تبعاتی در ابعاد مختلف در پی داشته باشند. بدون اطلاع در رایانه شما نصب شود و از آسیب های ساده ای مثل مخفی کردن فایلها تا سرقت اطلاعات شخصی یا کنترل رایانه و مجبور کردن آن به بازدید از وبسایت ها، ارسال هرز نامه ها و ... را انجام دهند. ویروسی وجود داشت که باعث بالا بردن دمای cpu و سوزاندن آن می شد یا کرم استاکس نت که باعث بالا بردن سرعت سانتریفیوژها و انفجار آنها می شد.
اولین ویروس به شکل امروزی در سال 1983 توسط فرد کوهن دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه کالیفرنیا نوشته شد. کوهن اولین بار نام این کد مخرب را ویروس گذاشت.

35. انواع بدافزارها
ویروس : برنامه ای که می تواند خود را کپی کرده و رایانه را آلوده کند.
کرم : از شبکه رایانه ای برای ارسال کپی های خود به سایر رایانه های شبکه استفاده می کند.
نرم افزار جاسوسی : اطلاعات کاربران را به سرقت می برد.
نرم افزار تبلیغاتی : بطور خودکار تبلیغات را نشان می دهد یا دانلود می کند.
نرم افزار جاسوسی مثل Key logger که پسورد تایپ شده را ذخیره می کند.
اسب تروا مربوط به افسانه تروا
اسب تروا (تروجان) : یک برنامه مخرب که در قالب یک برنامه کاربردی خود را نشان می دهد. اما پس از نصب به رایانه آسیب می رساند.