آموزش سخت افزار

آموزش سخت افزار (قسمت اول)
آیا تا به حال برایتان پیش آمده است كه كار نسبتاً ضروری با سیستم خود داشته باشید و به محض زدن دكمه Power ببینید كه دستگاه روشن نمی شود و آیا تا به حال برایتان پیش آمده است كه دستگاهتان با فاصله زمانی كوتاهی هنگ كند و یا صدا و یا احیاناً دودی از آن خارج شود.

در این بخش در نظر داریم به بررسی قسمت های مختلف رایانه بپردازیم و در آینده به تفصیل در مورد هر یك توضیح دهیم. تا آشنایی جزیی و مؤثری با هر یك از قسمت ها پیدا كنیم و پاره ای از مشكلات رایانه خود را بهتر شناسایی نموده و در صدد رفع آن برآییم.

قسمت های اصلی یك رایانه:


CPU- یا پردازنده: این قطعه به عنوان مغز رایانه نامیده می شود و مسئولیت كنترل تمام محاسبات، عملیات و قسمت های مختلف را بر عهده دارد.
-حافظه: حافظه رایانه برای ذخیره اطلاعات به كار می رود. حافظه با ریزپردازنده در ارتباط می باشد، بنابر این از سرعت بالایی برخوردار است. در رایانه از چندین نوع حافظه استفاده می شود. (Virtual- Caching- BIOS- ROM- RAM)
- منبع تغذیه یا Power Supply :این قسمت از رایانه جریان الكتریكی مورد نیاز در رایانه را تنظیم نموده و مقدار آن راتأمین می كند.
-هاردیسك: یك حافظه با ظرفیت بالا و دائم می باشد كه اطلاعات و برنامه ها را دربرمی گیرد.
-برد اصلی یا Mother Board :برد اصلی رایانه است كه تمام قطعات بر روی آن نصب می شوند. پردازشگر و حافظه به طور مستقیم بر روی برد اصلی نصب خواهند شد. ولی ممكن است بعضی از قطعات به صورت غیرمستقیم به برد وصل شوند. مانند كارت صدا كه می تواند به صورت یك برد مجزا باشد و از طریق اسلات به برد اصلی متصل است.
-كارت صدا یا Sound Card :كارت صدا سینگال های آنالوگ صوتی را به اطلاعات دیجیتال و برعكس تبدیل می كند و آنها را ضبط و پخش می كند.
-كارت گرافیكی یا :Graphic Cards اطلاعات را به گونه ای تبدیل می كند كه قابل نمایش بر روی مانیتور باشد.
-كنترل كننده Integrated Drive Electronics (IDE) :این قطعه اینترفیس اولیه برای CD ROM، فلاپی دیسك و هارد می باشد.
- اینترفیس :(SCSI) Small Computer برای اضافه نمودن دستگاه های اضافی مانند هارد و اسكنر می باشد.
- گذرگاه Interconnect PeriPheral Component (PCI) :این قطعه رایج ترین شیوه جهت اتصال یك عنصر دیگر به رایانه است كارت های PCI از طریق اسلات ها به برد اصلی متصل است.
- پورت Accelerated Graphics Port (AGP) :این قطعه برای اتصال سرعت بالا از كارت گرافیكی به رایانه است.

ورودی ها و خروجی ها


- مانیتور Monitor)): جهت نمایش اطلاعات رایانه به كار می رود. نمایش تصاویر از تركیب سه رنگ قرمز، سبز و آبی بوجود می آید.
- صفحه كلید Key Board) ):برای ورود اطلاعات به كار می رود.
- ماوس Mouse)) :بهترین وسیله جهت نشان دادن و انتخاب نمودن گزینه ها و ایجاد ارتباط كاربر با رایانه می باشد.
-اسپیكرها: جهت پخش صدا به كار می روند.
- ابزارهای قابل حمل جهت ذخیره سازی Removable Storage) :(با استفاده از این ابزارها می توان اطلاعات را به رایانه اضافه نمود و یا آنها را ذخیره كرده و به محل دیگر برد.
Flash Memory- یكنوع حافظه است (EEPROM) كه امكان ذخیره سازی دائم را به وجود می آورد. مانند كارت های PCMCIA كه دارای سرعت بالایی می باشند.
- فلاپی دیسك Floppy Disk)) جهت ذخیره اطلاعات بكار می رود و حجم آن ۴۴/۱ مگابایت است.
CD- ROM- دیسك های فشرده رایج هستند كه حجم آنها از ۶۵۰ مگا بایت به بالاست و برای ذخیره و جابه جایی اطلاعات می باشد.
(Digital Versatile Disc) DVD- ROM- این نوع رسانه مانند CD می باشد كه با این تفاوت كه دارای حجم بسیار بالا و كیفیت فوق العاده باشد.
نكته: البته رسانه های دیگری نیز مانند Optical Drive، دیسك های بزرگ معروف به درایوB و Tape Backup و سایر موارد نیز وجود داشته اند كه در حال حاضر با آمدن CD و DVD و رسانه ای بسیار حرفه ای تر غیر قابل استفاده شده اند.

انواع پورت ها


- موازی Parallel) ):این نوع اتصال عموماً برای چاپگرها به كار می رود.
- سریال Seriall)): این نوع پورت های جهت اتصال دستگاه هایی مانند مودم خارج یه كار می رود.
- پورت :(Universal Serial BUS) USB این نوع اتصال نیز برای اتصال دستگاههای مانند اسكنر و یا دوربین های دیجیتالی و یا وب ا ستفاده می شود.
اتصالات مربوط به شبكه و اینترنت
- مودم های كابلی Modem Cable) ):برای ارتباط با اینترنت از طریق سیستم تلویزیون به كار می رود.
- مودم های:(vdsl) Very high bit-rate DSL در این نوع ارتباط از فیبر نوری استفاده می شود.
-مودم های :(DSL) Digital Subscriber Line یك نوع ارتباط با سرعت بالا از طریق خطوط تلفن برقرار می شود.

آموزش سخت افزار (قسمت دوم)

منبع تغذیه Power Supply


منبع تغذیه، یك دستگاه الكتریكی است كه مسئول تأمین و تنظیم جریان الكتریكی 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.
كار منبع تغذیه این است كه ولتاژ متناوب (ای سی، Alternate Current) را تبدیل به ولتاژ مستقیم (دی سی، Direct Current) می كند.


انواع منبع تغذیه


منبع تغذیه دارای ابعاد و شكل های مختلفی می باشند، كه باید با جعبه و مادربرد نصب شده در داخل جعبه رایانه همخوانی و سازگاری داشته باشد. بنابراین، این سه قطعه باید از یك نوع باشند. انواع این اجزاء عبارتند از:
۱- XT



۲- AT desk خوابیده یا رومیزی
۳-AT tower برجی یا ایستاده
۴- Baby AT
۵- Rectifierباریك، نقلی
۶- ATX
زمانی كه رایانه XT توسط شركت آی بی ام به بازار عرضه شد منبع تغذیه آن شبیه منبع تغذیه های قبلی بود، درصورتی كه توان خروجی آنها دو برابر قبلی ها بود. پس از آن زمانی كه آی بی ام رایانه AT را ساخت از یك منبع تغذیه بزرگتر برای آن استفاده نمود كه دارای اشكال مختلفی بود. از این نوع منبع تغذیه استقبال زیادی شد تا جایی كه هنوز نیز در سیستم های امروزی از آن استفاده می شود.
نوع برجی یا ایستاده سیستم های AT مشابه سیستم های خوابیدهAT است. مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های رومیزی با مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های برجی فرقی ندارد. تنها فرق آنها كلید های برق در مكانهای متفاوت می باشد. نوع دیگری از AT وجود دارد كه كوچكتر از نوع ایستاده می باشد و منبع تغذیه آن نیز كوچك می باشد، كه بچه ای تی نام دارد. منبع تغذیه جعبه های نقلی نیز از نظر مشخصات ظاهری با سایر منبع تغذیه ها تفاوت دارند. در این نوع جعبه ها مادربردها دارای استاندارد مشخصی نیستند، اما منبع تغذیه آنها دارای استانداردهای مشخصی است و قابل تعویض نیز می باشد.
منبع تغذیه ATX مانند منبع تغذیه نقلی می باشد، بنابراین، این دو قابل جابجایی می باشند. نوع منبع تغذیه ATX دارای مشخصات و مزایای زیر می باشد:
۱- سیگنال های (a) روشن بودن - Power on و سیگنال های (b) توقفStandby (Soft Power) ۵ V در این نوع منبع تغذیه وجود دارد.
۲- امكان حذف گرماگیر (Heat Sink) از روی پردازنده در این نوع وجود دارد.
۳- مادربردها در این نوع حاوی قطعاتی به نام تنظیم گر (Regulator) جهت تولید ولتاژ ۳/۳ ولتی نمی باشند به این علت كه رابط منبع تغذیه به مادربرد ،خود دارای ولتاژ ۳/۳ ولت است.
۴- تهویه به سمت داخل منبع تغذیه صورت می گیرد تا مادربرد خنك شود. این كار خود باعث خنك شدن قطعات داخلی و تمیز شدن سطح قطعات داخلی می گردد.
۵- فیش اتصال منبع تغذیه مادربرد۲۰ پایه ای است و امكان اتصال برعكس آن وجود ندارد.
منبع تغذیه دارای ولتاژهای گوناگون با توان های مختلف می باشند مانند:
۱- ولتاژ ۵+ ولت: این نوع ولتاژ توسط تمام مادربردها، مدارها و وسایل جانبی رایانه مورد استفاده قرار می گیرد و رنگ سیم های آنها قرمز می باشد.
۲- ولتاژ ۱۲+ ولت: موتور هارددیسك و وسایل مشابه با آن از این ولتاژ استفاده می كنند كه در مادربردهای جدیدتر دیگر آن را به كار نمی برند. مدارهای درگاه های سریال نیز از این ولتاژ استفاده می كنند. سیم آن نیز معمولاً زرد رنگ است و گاهی اوقات به رنگ قرمز نیز دیده می شود.
۳- ولتاژ های ۵- و ۱۲- ولت: این دو ولتاژ در رایانه های قدیمی وجود داشت، اما اكنون در منبع تغذیه ها نصب می شوند. این دو دارای جریانی كمتر از یك آمپر هستند.
۴- ولتاژ ۳/۳+ ولت: پردازنده های جدید از ولتاژ ۳/۳ ولت و یا كمتر استفاده می كنند، در صورتی كه پردازنده های قدیمی از ولتاژ ۵+ استفاده می كردند. در پردازنده های جدید ولتاژ مورد نیاز پردازنده مستقیماً تولید می شود و بنابراین در هزینه مصرف انرژی صرفه جویی می شود و از حرارت نیز كاسته می شود.
۵- سیگنال های صحت ولتاژ (قدرت مطلوب): پس از روشن شدن سیستم، منبع تغذیه به مقداری زمان احتیاج دارد تا به سطح ولتاژ مفید و مطلوب برسد و اگر سیستم شروع به كار كند و منبع تغذیه بعد از آن به كار افتد اتفاقات بدی رخ خواهد داد.
برای اینكه رایانه قبل از آمادگی منبع تغذیه روشن نگردد سیگنالی به نام (Power good) درستی ولتاژ و یا قدرت مطلوب به مادربرد ارسال می شود.
تا قبل از رسیدن آن مادربرد كاری انجام نمی دهد و در صورتی كه مشكلی در برق به وجود آید و جرقه ای تولید شود منبع تغذیه این سیگنال را قطع می كند و مادربرد كار نخواهد كرد.
۶- سیگنال روشن بودن: در منبع تغذیه های جدید تابعی تعریف شده است كه به وسیله نرم افزارها می توان منبع تغذیه را كنترل نمود. این سیگنال با عنوان روشن بودن و یا تأمین قدرت (Power On) مادربرد را كنترل می كند و باعث روشن شدن منبع تغذیه می شود.
۷- سیگنال ۵+ ولتی توقف Standby ۵ V : این ولتاژ در حالت خاموش بودن رایانه وجود دارد، این سیگنال به صورت نرم افزاری در حالت خاموش بودن رایانه آن را روشن می كند.
اجزاء سازنده منبع تغذیه
۱- مبدل: كه ولتاژ را تغییر می دهد.
۲- یك سو كننده: جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می كند.
۳- 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 مادربرد می رساند. این حالت حفظ می شود و در صورتی كه به هر علتی از بین برود دستگاه ریست می شود.
منبع تغذیه به دو صورت خطی و كلیدی طراحی می شود كه نوع خطی ترانس های بزرگتر دارند و نوع كلیدی از نظر اندازه و وزن و انرژی بهتر از خطی می باشند. منبع تغذیه های خوب یك مقاومت دارند كه از خراب شدن آن جلوگیری می كند.

آموزش سخت افزار (قسمت سوم) حافظه

با آن كه واژه حافظه را می توان برای هر نوع وسیله ذخیره سازی به كار برد، اما بیشتر برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود. زمانی كه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات به طور دائم از هارد استفاده نماید طبیعتاً سرعت عملیات آن كند خواهد شد.
به طوركل از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می شود. زمانی كه در حافظه های دائمی مانند هارد اطلاعاتی موجود باشد كه پردازنده بخواهد از آنها استفاده نماید باید اطلاعات فوق از طریق حافظه RAM در اختیار پردازنده قرار گیرد و سپس اطلاعات مورد نیاز خود را در حافظه Cache و دستور العمل های خاص عملیاتی را در ریجیسترها ذخیره كند. همان طور كه می دانید تمام عناصر سخت افزاری و نرم افزاری با یكدیگر كار می كنند و از زمانی كه سیستم روشن می شود و تا زمانی كه خاموش می شود، پردازنده به صورت دائم و پیوسته از حافظه استفاده می كند.
حافظه رایانه بر اساس نوع آن از تعدادی خازن و ترانزیستور كه در چند آی سی(IC) قرار گرفته، تشكیل شده است. برای ذخیره اطلاعات در حافظه، بعضی از ترانزیستورها در حالت قطع و برخی در حالت وصل قرار می گیرند. خازن ها نیز در حالت شارژ و دشارژ قرار می گیرند. در رایانه از چندین نوع حافظه استفاده می شود:

http://forum2.azardl.com/attachment....1&d=1298668420

*Random Access Memory- RAM این نوع حافظه برای ذخیره سازی موقت اطلاعات رایانه در حالت كار با سیستم به كار می رود.
* Read Only Memory ROM این نوع حافظه، حافظه دائم است و از آن برای ذخیره سازی اطلاعات مهم استفاده می شود.
* Caching نوعی حافظه است كه برای ذخیره اطلاعاتی كه دارای فركانس بازیابی بالا می باشند استفاده می شود.
* Basc Input/ Output System- BIOS این حافظه یك نوع حافظه ROM می باشد كه از اطلاعات آن جهت هر بار راه اندازی سیستم استفاده می شود.
* Virtual Mem این حافظه در زمان نیاز عملیات جایگزینی را در حافظه RAM انجام می دهد. در واقع فضایی بر روی هاردیسك می باشد كه از آن برای ذخیره سازی موقت اطلاعات استفاده می شود.
حافظه RAM (خواندنی و نوشتنی)
همان طور كه می دانید اطلاعات موقت رایانه با خاموش شدن سیستم كاملاً پاك می شود. به این صورت كه اگر برنامه یا داده ای به رایانه داده باشید و به هر علتی برق رایانه قطع شود، پس از روشن شدن دوباره رایانه باید برنامه و یا اطلاعات را دوباره وارد كنید. پردازنده اطلاعات مورد نیاز خود را از حافظه رم دریافت می كند و عملیات لازم را انجام داده و سپس نتایج را در رم ذخیره می كند.
بنابر این این نوع حافظه خواندنی و نوشتنی است. هنگامی كه رایانه را روشن می كنید حافظه اصلی كنترل و تست می شود. مقدار حجم تست شده روی صفحه نمایش مشاهده می شود.
حافظه رم به دو نوع تقسیم می شود: DRAM (رم پویا یا دینامیك) و SRAM (رم استاتیك)
حافظه دی رم جهت ذخیره اطلاعات خود از خازن استفاده می كند. خازن در حالت شارژ معادل یك است و در حالت دشارژ معادل صفر است. این حافظه باید به طور مداوم تغذیه الكتریكی شود تا بارهای مثبت و منفی را از دست ندهد. در این حالت در فاصله زمانی متناوب عملیات بازنویسی و تجدید اطلاعات صورت می پذیرد.
دو نوع مدار بازنویسی وجود دارد: ۱۰بیتی كه به آن بازنویسی ۱k می گویند و ۱۱ بیتی كه به آن بازنویسی ۲k گویند.
حافظه ROM
این نوع حافظه در زمان خاموش شدن رایانه داده هایش را از دست نمی دهد. تعدادی از حافظه مانند ROM و حافظه فلش كارتهای هوشمند در این گروه قرار می گیرد.
سرعت حافظه
سرعت تراشه های رم با مدت زمان لازم برای دسترسی به یك بیت از اطلاعات سنجیده می شود. این واحد با سرعت نانو ثانیه اندازه گیری می شود. توجه داشته باشید كه سرعت حافظه های دی رم را با سرعت ساعت اندازه گیری می كنند. سرعت تراشه های حافظه به طور عادی در محدوده ۵۰ تا ۱۲۰ نانوثانیه است. هر چه عدد بیان شده برای سرعت كم تر باشد حافظه سریع تر است. این نوع حافظه ها از نظر سخت افزاری به گروه های زیر تقسیم می شوند:
انواع حافظه
حافظه SRAM حافظه ای با دستیابی تصادفی ایستا می باشد كه در آغاز برای Cache استفاده می شد. این حافظه از چندین ترانزیستور برای هر یك از سلول های حافظه خود استفاده می نماید. این نوع حافظه قادر نیست مانند DRAM اطلاعات را به طور پیوسته بازخوانی نماید. هر یك از سلول های حافظه مادامی كه منبع تأمین انرژی آنها فعال باشد داده های خود را ذخیره خواهد نمود. سرعت این نوع حافظه ها بسیار بالا می باشد.
چه میزان حافظه مورد نیاز است؟
میزان حافظه مورد نیاز بر اساس كاربردهای متفاوت گوناگون می باشد. برای استفاده از برنامه های خاص، نرم افزارهای طراحی و انیمیشن سه بعدی برنامه های سرگرم كننده و دستیابی به اینترنت هر یك نیاز به حافظه خاصی دارد.
در واقع افزایش حافظه به نوع استفاده از رایانه مربوط می گردد. به طور مثال سیستم عامل ویندوز ۹۵ و یا ۹۸ حداقل به ۳۲ مگابایت حافظه نیاز دارد. سیستم عامل ویندوز ۲۰۰۰ حداقل به ۶۴ مگابایت، سیستم عامل لینوكس حداقل به ۴ مگابایت، سیستم عامل اپل به ۱۶ مگابایت و ویندوز XP به ۶۴ مگابایت حافظه نیاز دارد.