اجزای کامپیوتر

کامپیوتر یک دستگاه الکترونیکی است که داده ها را می پذیرد، عملیات را انجام می دهد، نتایج را نمایش می دهد و داده ها یا نتایج را در صورت نیاز ذخیره می کند. ترکیبی از منابع سخت افزاری و نرم افزاری است که یکپارچه شده و قابلیت های مختلفی را در اختیار کاربر قرار می دهد.

سخت افزار اجزای فیزیکی یک کامپیوتر مانند پردازنده، دستگاه های حافظه، مانیتور، صفحه کلید و غیره است، در حالی که نرم افزار مجموعه ای از برنامه ها یا دستورالعمل هایی است که منابع سخت افزاری برای عملکرد صحیح مورد نیاز هستند.

اجزای یک کامپیوتر

اساسا سه جز مهم یک کامپیوتر وجود دارد:

1. واحد ورودی
2. واحد پردازش مرکزی (CPU)
3. واحد خروجی

1. واحد ورودی:

واحد ورودی از دستگاه های ورودی تشکیل شده است که به کامپیوتر متصل هستند. این دستگاه‌ها ورودی را دریافت می‌کنند و آن را به زبان باینری تبدیل می‌کنند که کامپیوتر می‌فهمد. برخی از دستگاه های ورودی رایج عبارتند از صفحه کلید، ماوس، جوی استیک، اسکنر و غیره.

• واحد ورودی با اتصال یک یا چند دستگاه ورودی به یک کامپیوتر تشکیل می شود.
• کاربر داده ها و دستورالعمل ها را از طریق دستگاه های ورودی مانند صفحه کلید، ماوس و غیره وارد می کند.
• واحد ورودی برای ارائه داده ها به پردازنده برای پردازش بیشتر استفاده می شود.

2. واحد پردازش مرکزی:

هنگامی که اطلاعات توسط دستگاه ورودی وارد کامپیوتر می شود، پردازنده آن را پردازش می کند. CPU را مغز کامپیوتر می نامند زیرا مرکز کنترل کامپیوتر است. ابتدا دستورالعمل ها را از حافظه واکشی می کند و سپس آنها را تفسیر می کند تا بداند چه کاری باید انجام شود. در صورت نیاز، داده ها از حافظه یا دستگاه ورودی واکشی می شوند. سپس CPU محاسبات مورد نیاز را اجرا یا انجام می دهد و سپس خروجی را ذخیره می کند یا آن را در دستگاه خروجی نمایش می دهد. CPU دارای سه جزء اصلی است که وظایف مختلفی را بر عهده دارند: واحد منطق حسابی (ALU)، واحد کنترل (CU) و رجیسترهای حافظه.

الف) واحد حساب و منطق (ALU): ALU همانطور که از نامش پیداست محاسبات ریاضی را انجام می دهد و تصمیمات منطقی می گیرد. محاسبات حسابی شامل جمع، تفریق، ضرب و تقسیم است. تصمیمات منطقی شامل مقایسه دو آیتم داده است تا ببینیم کدام یک بزرگتر یا کوچکتر یا برابر است.

• واحد منطقی حسابی جزء اصلی CPU است
• بلوک اصلی سازنده CPU است.
• واحد حساب و منطق یک مدار دیجیتالی است که برای انجام عملیات حسابی و منطقی استفاده می شود.

ب. واحد کنترل: واحد کنترل جریان داده ها را در داخل و خارج از CPU هماهنگ و کنترل می کند و همچنین تمامی عملیات ALU، رجیسترهای حافظه و همچنین واحدهای ورودی/خروجی را کنترل می کند. همچنین وظیفه اجرای تمامی دستورالعمل های ذخیره شده در برنامه را بر عهده دارد. دستورالعمل واکشی شده را رمزگشایی می کند، آن را تفسیر می کند و سیگنال های کنترلی را به دستگاه های ورودی/خروجی ارسال می کند تا زمانی که عملیات مورد نیاز توسط ALU و حافظه به درستی انجام شود.

• واحد کنترل بخشی از واحد پردازش مرکزی کامپیوتر است که عملکرد پردازنده را هدایت می کند.
• این به حافظه کامپیوتر، واحد حسابی و منطقی و دستگاه های ورودی و خروجی نحوه پاسخگویی به دستورالعمل های پردازنده را آموزش می دهد.
• برای اجرای دستورالعمل ها، اجزای یک کامپیوتر سیگنال هایی را از واحد کنترل دریافت می کنند.
• به آن سیستم عصبی مرکزی یا مغز کامپیوتر نیز می گویند.

ج. رجیسترهای حافظه: ثبات واحد موقت حافظه در CPU است. اینها برای ذخیره داده ها استفاده می شود که مستقیما توسط پردازنده استفاده می شود. ثبات ها می توانند اندازه های مختلفی داشته باشند (16 بیت، 32 بیت، 64 بیت و غیره) و هر ثبات در داخل CPU عملکرد خاصی مانند ذخیره داده ها، ذخیره یک دستورالعمل، ذخیره آدرس یک مکان در حافظه و غیره دارد. می تواند توسط یک برنامه نویس زبان اسمبلی برای ذخیره عملوندها، نتایج میانی و غیره استفاده شود. Accumulator (ACC) رجیستر اصلی در ALU است و شامل یکی از عملوندهای یک عملیات است که باید در ALU انجام شود.

حافظه متصل به CPU برای ذخیره داده ها و دستورالعمل ها استفاده می شود و حافظه داخلی نامیده می شود. حافظه داخلی به مکان های ذخیره سازی زیادی تقسیم می شود که هر کدام می توانند داده ها یا دستورالعمل ها را ذخیره کنند. هر مکان حافظه هم اندازه است و یک آدرس دارد. با کمک آدرس، کامپیوتر می تواند هر مکان حافظه را به راحتی بدون نیاز به جستجو در کل حافظه بخواند. هنگامی که یک برنامه اجرا می شود، داده های آن در حافظه داخلی کپی شده و تا پایان اجرا در حافظه ذخیره می شود. به حافظه داخلی، حافظه اصلی نیز می گویند. این حافظه RAM نیز نامیده می شود، یعنی حافظه با دسترسی تصادفی. زمان دسترسی به داده ها مستقل از محل آن در حافظه است، بنابراین به این حافظه، حافظه دسترسی تصادفی (RAM) نیز می گویند.

• واحد حافظه ذخیره سازی اولیه کامپیوتر است.
• هم داده ها و هم دستورالعمل ها را ذخیره می کند.
• داده ها و دستورالعمل ها به طور دائم در این واحد ذخیره می شوند تا در صورت نیاز در دسترس باشند.

3. واحد خروجی:

واحد خروجی متشکل از دستگاه های خروجی است که به کامپیوتر متصل هستند. این داده های باینری که از CPU می آیند را به شکل قابل درک انسان تبدیل می کند. دستگاه های خروجی رایج عبارتند از مانیتور، چاپگر، پلاتر و غیره.

• واحد خروجی داده های پردازش شده را در قالبی کاربرپسند نمایش می دهد یا چاپ می کند.
• واحد خروجی با اتصال دستگاه های خروجی یک کامپیوتر تشکیل می شود.
• واحد خروجی اطلاعات را از CPU می پذیرد و به شکلی قابل خواندن توسط کاربر نمایش می دهد.

ویژگی های یک کامپیوتر

• سرعت: رایانه ها می توانند میلیون ها محاسبه را در ثانیه انجام دهند. سرعت محاسبات بسیار سریع است.
• دقت: از آنجایی که کامپیوترها بر روی نرم افزارهای از پیش برنامه ریزی شده کار می کنند، فضایی برای خطای انسانی وجود ندارد.
• کوشش: می توانند محاسبات پیچیده و طولانی را همزمان و با دقت یکسان انجام دهند.
• همه کاره: رایانه ها به گونه ای طراحی شده اند که همه کاره باشند. آنها می توانند چندین عملیات را همزمان انجام دهند.
• ذخیره سازی: رایانه ها می توانند حجم زیادی از داده ها/دستورالعمل ها را در حافظه خود ذخیره کنند، که می توانند در هر نقطه از زمان بازیابی شوند.

منبع: geeksforgeeks.org