بررسی و معرفی انواع کامپیوتر — به زبان ساده

در بحث انواع کامپیوتر، کامپیوتر «Computer» یک دستگاه الکترونیکی «Electronic device» است که دارای قابلیت‌های ذخیره‌سازی «Storage»، محاسبات «Calculations»، ورودی «Input» (داده)، خروجی «Output» (داده) و شبکه «Network» است. با پیشرفت هوش مصنوعی، کامپیوتر‌ها همچنین توانایی یادگیری از داده‌های ارائه‌شده را دارند. داده‌های ورودی و خروجی می‌توانند به شکل‌های مختلفی مانند متن، تصویر، صدا و ویدئو باشند. کامپیوتر ورودی را بر اساس مجموعه دستورالعمل‌هایی که کاربر به آن ارائه می‌دهد پردازش کرده و خروجی موردنظر را تولید می‌کند. کامپیوتر‌ها انواع مختلفی دارند و می‌توان آن‌ها را بر اساس اندازه و همچنین بر اساس توانایی پردازش داده «Data processing» دسته‌بندی کرد.

مقدمه

کامپیوترها بر اساس اندازه، قدرت پردازش «Processing power» و کاربردهایشان به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند و هر کدام نقش ویژه‌ای در زندگی مدرن ایفا می‌کنند. از ابر کامپیوترهای قدرتمند که برای انجام محاسبات پیچیده علمی و پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی به کار می‌روند تا کامپیوترهای شخصی «Personal computers» و تلفن‌های هوشمند «Smart phones»که در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می‌گیرند، تنوع این دستگاه‌ها بسیار گسترده است. با پیشرفت فناوری، انواع مختلف کامپیوترها بهینه‌تر، سریع‌تر و هوشمندتر شده‌اند و در زمینه‌های گوناگون، از صنعت و آموزش گرفته تا سرگرمی و ارتباطات، تأثیر عمیقی گذاشته‌اند. در این مقاله از سری مقاله‌های مجله پی‌استور به بررسی جامع انواع کامپیوتر می‌پردازیم

انواع کامپیوتر

دو معیار برای تعریف انواع کامپیوتر‌ وجود دارد. در اینجا کامپیوتر‌ها را بر اساس اندازه و توانایی پردازش داده بررسی می‌کنیم. ابتدا به انواع کامپیوتر‌ها نگاهی بیندازیم:

1. ابر کامپیوتر (Super Computer)
2. کامپیوتر مین‌فریم (Mainframe Computer)
3. کامپیوتر کوچک (Mini Computer)
4. کامپیوتر ایستگاه کاری (Workstation Computer)
5. کامپیوتر شخصی (Personal Computer – PC)
6. کامپیوتر سرور (Server Computer)
7. کامپیوتر آنالوگ (Analog Computer)
8. کامپیوتر دیجیتال (Digital Computer)
9. کامپیوتر ترکیبی (Hybrid Computer)
10. تبلت و تلفن هوشمند (Tablets and Smartphone)

ابر کامپیوتر

هنگام صحبت از سرعت، اولین نامی که به ذهن می‌رسد ابرکامپیوتر «Supercomputer» است. این کامپیوتر‌ها بزرگ‌ترین و سریع‌ترین کامپیوتر‌ها از نظر سرعت پردازش داده هستند. ابرکامپیوتر‌ها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند حجم عظیمی از داده‌ها را پردازش کنند، به‌طوری که قادرند در هر ثانیه تریلیون‌ها دستور یا داده را پردازش کنند. این توانایی به دلیل وجود هزاران پردازنده به‌هم‌پیوسته در ابرکامپیوتر‌ها است. این کامپیوتر‌ها عمدتاً در کاربردهای علمی و مهندسی مانند پیش‌بینی وضعیت هوا، شبیه‌سازی‌های علمی و تحقیقات مربوط به انرژی هسته‌ای استفاده می‌شوند. نخستین ابرکامپیوتر در سال ۱۹۷۶ توسط راجر کری ساخته شد.

ویژگی‌های ابرکامپیوتر‌ها

• ابرکامپیوتر‌ها سریع‌ترین و درعین‌حال بسیار گران‌قیمت هستند.
• قادرند تا ده تریلیون محاسبه را در هر ثانیه انجام دهند که همین ویژگی آن‌ها را فوق‌العاده سریع می‌کند.
• در بازار سهام یا سازمان‌های بزرگ برای مدیریت ارزهای دیجیتال مانند بیت‌کوین استفاده می‌شوند.
• در تحقیقات علمی برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های حاصل از اکتشافات فضایی، ماهواره‌ها و غیره کاربرد دارند.

کامپیوتر مین‌ فریم

کامپیوتر‌های مین‌فریم «Mainframe computer» به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند به‌طور هم‌زمان از صدها یا هزاران کاربر پشتیبانی کنند. این کامپیوتر‌ها همچنین توانایی اجرای چندین برنامه به‌طور هم‌زمان را دارند و می‌توانند چندین فرآیند را به‌صورت موازی اجرا کنند. این ویژگی‌ها کامپیوتر‌های مین‌فریم را برای سازمان‌های بزرگی مانند بانکداری و مخابرات که حجم عظیمی از داده را پردازش می‌کنند، ایده‌آل می‌سازد.

ویژگی‌های کامپیوتر‌های مین‌فریم

• این کامپیوتر‌ها نیز بسیار گران‌قیمت هستند.
• ظرفیت ذخیره‌سازی بالا و عملکرد فوق‌العاده‌ای دارند.
• می‌توانند حجم عظیمی از داده‌ها را (مانند داده‌های بانکی) با سرعت بالا پردازش کنند.
• عملکرد پایداری دارند و طول عمر زیادی دارند.

کامپیوتر کوچک

کامپیوتر کوچک «Mini computer» یک کامپیوتر با اندازه متوسط و چندپردازنده‌ای است. این نوع کامپیوتر دارای دو یا چند پردازنده بوده و از ۴ تا ۲۰۰ کاربر به‌طور هم‌زمان پشتیبانی می‌کند. کامپیوتر‌های کوچک مشابه میکروکنترلرها هستند. از این کامپیوتر‌ها در مؤسسات یا بخش‌های مختلف برای کارهایی مانند صدور صورت‌حساب، حسابداری و مدیریت موجودی استفاده می‌شود. اندازه آن‌ها از کامپیوتر‌های مین‌فریم کوچک‌تر اما از کامپیوتر‌های میکرو (کامپیوتر شخصی) بزرگ‌تر است.

ویژگی‌های کامپیوتر کوچک

• وزن کمی دارد.
• به دلیل وزن کم، حمل‌ونقل آن آسان است.
• نسبت به مین‌فریم ارزان‌تر است.
• سرعت بالایی دارد.

کامپیوتر ایستگاه کاری

کامپیوتر ایستگاه کاری «Workstation computer» برای برنامه‌های فنی یا علمی طراحی شده است. این نوع کامپیوتر دارای یک ریزپردازنده سریع، مقدار زیادی حافظه رم و یک کارت گرافیک پرسرعت است. این یک کامپیوتر تک‌کاربره است که معمولاً برای انجام وظایف خاص با دقت بالا استفاده می‌شود.

ویژگی‌های کامپیوتر ایستگاه کاری

• قیمت بالایی دارد.
• به‌طور خاص برای انجام کارهای پیچیده طراحی شده است.
• در مقایسه با کامپیوتر شخصی، ظرفیت ذخیره‌سازی بیشتر، گرافیک بهتر و پردازنده قوی‌تری دارد.
• برای پردازش انیمیشن، تحلیل داده‌ها، طراحی به کمک کامپیوتر (CAD)، ویرایش صوت و ویدئو استفاده می‌شود.

کامپیوتر شخصی

کامپیوتر شخصی «Personal computer» که به آن میکروکامپیوتر نیز گفته می‌شود، یک کامپیوتر عمومی است که برای استفاده فردی طراحی شده است. این کامپیوتر شامل یک ریزپردازنده به‌عنوان واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه، واحد ورودی و واحد خروجی است. کامپیوتر شخصی برای انجام کارهای فردی مانند تهیه پروژه، تماشای فیلم یا انجام امور اداری در دفاتر مناسب است. نمونه‌هایی از کامپیوتر شخصی شامل لپ‌تاپ و کامپیوتر‌های رومیزی هستند.

ویژگی‌های کامپیوتر شخصی

• تعداد محدودی از نرم‌افزارها را می‌توان روی آن نصب کرد.
• کوچک‌ترین اندازه را در بین انواع کامپیوتر‌ها دارد.
• برای استفاده شخصی طراحی شده است.
• کار با آن آسان است.

کامپیوتر سرور

کامپیوتر‌های سرور «Server computer»، کامپیوتر‌هایی هستند که داده‌ها و برنامه‌ها را در خود ذخیره و به اشتراک می‌گذارند. این کامپیوتر‌ها برخلاف ابرکامپیوتر‌ها که مسائل پیچیده را حل می‌کنند، مسائل کوچک و مشابه را پردازش می‌کنند. نمونه‌ای از کامپیوتر سرور، ویکی‌پدیا است که هنگام جستجوی یک صفحه، اطلاعات را پیدا کرده و برای کاربر ارسال می‌کند.

کامپیوتر آنالوگ

کامپیوتر‌های آنالوگ «Analog computer» برای پردازش داده‌های آنالوگ طراحی شده‌اند. داده‌های آنالوگ، داده‌هایی هستند که به‌صورت پیوسته تغییر می‌کنند و مقادیر مجزا ندارند، مانند سرعت، دما و فشار. این کامپیوتر‌ها در مواردی استفاده می‌شوند که به مقادیر دقیق نیاز نیست و مقادیر تقریبی کافی است. کامپیوتر آنالوگ داده‌ها را مستقیماً از دستگاه‌های اندازه‌گیری دریافت می‌کند، بدون اینکه ابتدا آن‌ها را به اعداد یا کد تبدیل کند. خروجی آن‌ها معمولاً به‌صورت نمایشگر عقربه‌ای یا مقیاس عددی است. نمونه‌هایی از کامپیوتر‌های آنالوگ شامل سرعت‌سنج خودرو و دماسنج جیوه‌ای هستند.

کامپیوتر دیجیتال

کامپیوتر‌های دیجیتال «Digital computer» به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند محاسبات و عملیات منطقی را با سرعت بالا انجام دهند. این کامپیوتر‌ها داده‌های خام را دریافت کرده و با استفاده از برنامه‌های ذخیره‌شده در حافظه خود، آن‌ها را پردازش کرده و خروجی نهایی را ارائه می‌دهند. این کامپیوتر‌ها تنها زبان باینری (۰ و ۱) را درک می‌کنند، بنابراین ابتدا داده‌های ورودی خام را به ۰ و ۱ تبدیل کرده و سپس پردازش می‌کنند. تمام کامپیوتر‌های مدرن مانند لپ‌تاپ، کامپیوتر‌های رومیزی و تلفن‌های هوشمند، کامپیوتر دیجیتال هستند.

کامپیوتر ترکیبی

همان‌طور که از نامش پیداست، کامپیوتر ترکیبی «Hybrid computer»، ترکیبی از کامپیوتر آنالوگ و دیجیتال است. این کامپیوتر‌ها از نظر سرعت مانند کامپیوتر‌های آنالوگ هستند و از نظر دقت و حافظه، مشابه کامپیوتر‌های دیجیتال عمل می‌کنند. آن‌ها توانایی پردازش هم داده‌های پیوسته (آنالوگ) و هم داده‌های گسسته (دیجیتال) را دارند.

روش کار این کامپیوتر‌ها به این صورت است که ابتدا سیگنال‌های آنالوگ را دریافت کرده و آن‌ها را به فرم دیجیتال تبدیل می‌کنند و سپس پردازش انجام می‌شود. به دلیل این ویژگی، در کاربردهای خاص که نیاز به پردازش هم‌زمان داده‌های آنالوگ و دیجیتال دارند، به‌طور گسترده استفاده می‌شوند. پردازنده‌های به‌کاررفته در پمپ‌بنزین‌ها، که میزان جریان سوخت را به مقدار و قیمت تبدیل می‌کنند، نمونه‌ای از کامپیوتر‌های ترکیبی هستند.

تبلت و تلفن‌ های هوشمند

تبلت‌ها و تلفن‌های هوشمند «Tablets and smart phones» کامپیوتر‌های کوچکی هستند که حمل آن‌ها آسان است. این دستگاه‌ها یکی از بهترین نمونه‌های فناوری مدرن محسوب می‌شوند. آن‌ها دارای سخت‌افزار قدرتمند، سیستم‌عامل‌های پیشرفته و قابلیت‌های چندرسانه‌ای گسترده هستند. همچنین، گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها دارای حسگرهای مختلف بوده و از پروتکل‌های ارتباطی بی‌سیم پشتیبانی می‌کنند.

نتیجه گیری

انواع مختلف کامپیوترها با توجه به نیازهای متنوع کاربران طراحی شده‌اند و هر کدام نقش خاصی در زندگی شخصی و حرفه‌ای افراد ایفا می‌کنند. از ابرکامپیوتر‌های پیچیده گرفته تا کامپیوتر‌های شخصی و دستگاه‌های هوشمند، این فناوری به شکل گسترده‌ای در حوزه‌های علمی، صنعتی، آموزشی و سرگرمی به کار گرفته می‌شود. با پیشرفت روزافزون تکنولوژی، کامپیوترها به سمت کارایی بالاتر، مصرف انرژی کمتر و قابلیت‌های هوشمندتر حرکت می‌کنند و همچنان نقش کلیدی خود را در آینده فناوری حفظ خواهند کرد.