مبانی کامپیوتر و برنامه سازی ۳

مبانی کامپیوتر و برنامه سازی ۳

اسلاید 1: مبانی کامپیوتر و برنامه سازیفصل اول : مبانی کامپیوترهاتهیه اسلایدها: دکتر سعید ابریشمیمدرس: سید کاظم شکفته

اسلاید 2: 1-1 تعاریف اولیهکامپیوتر وسیله ای است که داده ها و دستورالعملها را از انسان دریافت کرده و پس از اجرای دستورالعملها برروی داده ها، داده های حاصل را به انسانها باز می گرداند. به اجرای دستورالعملها برروی داده ها پردازش گفته می شود. الگوریتم دستورالعملهایی که برای کامپیوتر نوشته می شود را الگوریتم گوییم .برنامه کامپیوتری به تشریح الگوریتم ها برای کامپیوتر با استفاده از یک زبان برنامه سازی گفته می شود.

اسلاید 3: 1-1 تعاریف اولیهزبان برنامه سازی زبانی است که برای کامپیوتر قابل فهم بوده و الگوریتمها با استفاده از آن به کامپیوتر داده می شوند. این زبانها به سه دسته تقسیم می گردند :زبانهای سطح پایین : که به آن زبان ماشین نیز گفته می شود، مستقیما به زبان خود کامپیوتر (یعنی زبان صفر و یک) نوشته می شود و توسط کامپیوتر قابل اجرا می باشد. زبانهای سطح بالا : این زبانها بسیار نزدیک به زبان انسان هستند. مثلا :If (a > b) then c = c + 1;برای تبدیل این زبان به زبان ماشین نیاز به مترجم داریم :کامپایلر (Compiler) : ابتدا کل برنامه زبان سطح بالا را بررسی کرده و درصورت نبود خطا کل آن را به زبان ماشین تبدیل می کند. اکنون برنامه آماده اجرا است.مفسر (Interpreter) : برنامه زبان سطح بالا را دستور به دستور به زبان ماشین تبدیل و همزمان آن را اجرا می کند. زبانهای بسیار سطح بالا : زبانهای خاص منظوره ای که برای عملیات خاص طراحی شده اند همانند زبان PROLOG برای هوش مصنوعی و یا SQL برای پایگاه داده ها.

اسلاید 4: 2-1 تاریخچه کامپیوترکامپیوترهای نسل اول ابداع در اوایل دهه 1950 و از لامپ خلاء بعنوان جزو اصلی خود استفاده می کردند. کامپیوترهای نسل دوم ابداع در اوایل دهه 1960و ویژگی مهم آنها استفاده از ترانزیستور بود. کامپیوترهای نسل سوم در سال 1964 با ابداع مدارات مجتمع IC که صدها ترانزیستور را در یک فضای کوچک جای می داد، ایجاد شدند. نسل چهارم کامپیوترها در اواسط دهه 1970 با ابداع مدارات مجتمع با فشردگی بالا ایجاد شدند.نسل پنجم کامپیوترها یا نسل کامپیوترهای هوشمند که قادر به انجام اعمالی همانند استنتاج و استدلال مانند انسانها باشند.

اسلاید 5: 3-1 انواع کامپیوترکامپیوترهای بزرگ (mainframe) این کامپیوترها از سرعت و قدرت بالایی برخوردارند و معمولا در سازمانهای بزرگ و برای محاسبات سنگین استفاده می شوند. دسته ای از این کامپیوترها که دارای توان بسیار بالای محاسباتی هستند به ابرکامپیوتر (supercomputer) موسومند.کامپیوترهای کوچک (minicomputer) در اواخر دهه 1950 کامپیوترهای کوچک وارد بازاز شدند که توان محاسباتی کمتری داشتند و توسط سازمانهای کوچکتر مورد استفاده قرار می گرفتند.ریزکامپیوتر (microcomputer) در آغاز دهه 1980 ریزکامپیوترها یا کامپیوترهای شخصی با قیمت پایین و حجم بسیار کوچک وارد بازار شدند و مورد استقبال مردم و افراد عادی قرار گرفتند.

اسلاید 6: 4-1 اجزای کامپیوترکامپیوتر از دو قسمت اصلی تشکیل شده است سخت افزار (Hardware) : کلیه دستگاههای الکتریکی، الکترونیکی و مکانیکی تشکیل دهنده یک کامپیوتر را سخت افزار آن می گوییم.نرم افزار (Software) : مجموعه برنامه هایی هستند که برای یک کاربرد خاص نوشته شده اند و بدون آنها سخت افزار قادر به کاری نیست.

اسلاید 7: 1-4-1 سخت افزار کامپیوترکنترلواحد ورودیمحاسبه و منطقحافظه اصلیواحد خروجیحافظه جانبی

اسلاید 8: 1-4-1 سخت افزار کامپیوترواحد ورودی وظیفه این بخش دریافت داده ها از محیط خارج و انتقال آنها به کامپیوتر می باشد. دستگاههای ورودی مهم عبارتند از :صفحه کلید، ماوس، صفحه لمسی (touch screen)، قلم نوری، اسکنر، دیجیتایزر و ...واحد خروجی این بخش وظیفه انتقال اطلاعات از کامپیوتر به محیط خارج را بعهده دارد و مهمترین دستگاههای خروجی عبارتند از :صفحه نمایش(Monitor)، چاپگر، رسام، بلندگو و ...واحد محاسبه و منطق مغز اصلی کامپیوتر است که اعمال اصلی همچون جمع، ضرب، تفریق، تقسیم، مقایسه دو مقدار و ... در آن انجام می پذیرد.واحد کنترل این بخش و ظیفه کنترل سایر بخشها را بعهده دارد و تصمیم میگیرد کدام عمل در چه زمانی صورت پذیرد این بخش بهمراه واحد محاسبه و منطق تشکیل واحد پردازش مرکزی CPU (Central Processing Unit) را می دهند.

اسلاید 9: 1-4-1 سخت افزار کامپیوترواحد حافظه اصلی این واحد وظیفه نگهداری اطلاعات (شامل داده ها و برنامه ها) را بعهده دارد. در واقع هر برنامه ای برای اجرا، ابتدا باید بهمراه داده های مورد نیاز وارد حافظه اصلی گردد.حافظه اصلی به دو دسته اصلی تقسیم می گردد :- حافظه با دستیابی تصادفی (RAM Random Access Memory) این حافظه قابل خواندن و نوشتن می باشد و برای ذخیره اطلاعات کاربران بکار می رود.- حافظه فقط خواندنی (ROM Read Only Memory) این حافظه فقط قابل خواندن است و محتویات آن قابل تغییر نیست. این حافظه معمولا در کارخانه سازنده پر شده و حاوی دستورالعملهای لازم برای راه اندازی اولیه کامپیوتر می باشد.حافظه از واحدهای کوچکی بنام بیت(Bit) تشکیل شده است که هر بیت قابلیت نگاهداری یک 0 یا 1 را در خود دارد. به هر 8 بیت یک بایت(Byte) گفته می شود که واحد اندازه گیری حافظه است. به هر 2 یا 4 بایت، یک کلمه(Word) می گوییم. علاوه براین داریم :1 KiloByte or 1K= 1024 Byte1 MegaByte or 1M= 1024 KiloByte = 1048576 Byte1 GigaByte or 1G= 1024 MegaByte = 1073741824 Byte1 TeraByte or 1T= 1024 GigaByte

اسلاید 10: 1-4-1 سخت افزار کامپیوترحافظه جانبی از آنجا که با خاموش شدن کامپیوتر اطلاعات حافظه اصلی پاک می گردد، نیاز به حافظه ای داریم که بتواند داده ها را مدت طولانیتری در خود نگاه دارد. حافظه جانبی برای نگاهداری طولانی مدت اطلاعات و همچنین جابجایی آنها بکار می رود. علاوه براین بدلیل سرعت پایینتر نسبت به حافظه اصلی، ارزانتر بوده و درنتیجه معمولا حجم آن بالا تر می باشد. اما نکته مهم آن است که اطلاعات برای پردازش ابتدا باید وارد حافظه اصلی گردند.در حال حاضر حافظه های جانبی مهم عبارتند از :دیسکهای مغناطیسی (Hard Disk and Floppy Disk) دیسکهای نوری (CD and DVD) Flash Disk

اسلاید 11: 2-4-1 نرم افزار کامپیوترنرم افزار کامپیوتر به دو دسته اصلی تقسیم می گردد : نرم افزارهای کاربردی : نرم افزارهایی هستند که برای یک کاربرد خاص و رفع یک نیاز مشخص کاربران نوشته شده اند. مانند سیستمهای حسابداری، دبیرخانه، سیستم انتخاب واحد دانشگاهی، انواع بازیها نرم افزارهای سیستمی : نرم افزارهایی هستند که برای ایجاد و یا اجرای برنامه های کاربردی نوشته می شوند. مهمترین برنامه سیستمی، سیستم عامل است. سیستم عامل نرم افزاری است که ارتباط بین سخت افزار و کاربران (یا برنامه های کاربردی کاربران) را فراهم می سازد. در حقیقت سیستم عامل مدیریت منابع سخت افزاری یک کامپیوتر را بعهده دارد. Windows : بیشتر در منازل و محیطهای اداری مورد استفاده قرار می گیرد Linux : بیشتر در محیطهای دانشگاهی و بعنوان سرور استفاده می شود.Unix : نیز بیشتر در کامپیوترهای بزرگ نصب می شود.