سخت افزار کامپیوتر — معرفی و آشنایی با انواع سخت افزار

سخت افزار کامپیوتر مجموعه‌ای از اجزا و قطعات فیزیکی است که برای اجرای فرایندهای محاسباتی و پردازشی به کار می‌رود. این اجزا شامل پردازنده، حافظه، مادربرد، کارت گرافیک، دستگاه‌های ذخیره‌سازی و منبع تغذیه هستند که هرکدام نقشی اساسی در عملکرد سیستم ایفا می‌کنند. سخت‌افزار به‌عنوان زیربنای اصلی یک کامپیوتر، تعیین‌کننده سرعت و کارایی آن است و بدون آن، اجرای هیچ نرم‌افزاری امکان‌پذیر نخواهد بود.

با پیشرفت فناوری، سخت‌افزارهای کامپیوتری به‌طور مداوم در حال بهبود هستند و دستگاه‌های جدیدتر با قدرت پردازشی بالاتر و مصرف انرژی کمتر تولید می‌شوند. انتخاب مناسب سخت‌افزار بسته به نیاز کاربر، تأثیر مستقیمی بر تجربه کاری او دارد، خواه برای انجام وظایف ساده روزمره باشد یا پردازش‌های پیچیده و حرفه‌ای. آشنایی با اجزای سخت‌افزاری و عملکرد آن‌ها می‌تواند به کاربران در انتخاب و استفاده بهینه از کامپیوتر کمک کند.در این مقاله، انواع مختلف سخت افزار کامپیوتر، وظایف آن‌ها و نحوه تعاملشان برای عملکرد کامپیوتر را بررسی خواهیم کرد.

اجزای اصلی کامپیوتر

اجزای اصلی کامپیوتر به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

1. سخت‌افزار: شامل تمامی قطعات فیزیکی کامپیوتر مانند پردازنده، حافظه رم، مادربرد، کارت گرافیک، ذخیره‌سازها و سایر اجزایی است که عملکرد سیستم را ممکن می‌سازند.
2. نرم‌افزار: به برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌هایی گفته می‌شود که روی سخت‌افزار اجرا شده و وظایف مختلف را مدیریت می‌کنند. سیستم‌عامل‌هایی مانند ویندوز، لینوکس و مک‌اواس، به همراه نرم‌افزارهای کاربردی، به کاربران امکان استفاده از سخت‌افزار را می‌دهند.

این دو بخش به‌طور هماهنگ با یکدیگر کار می‌کنند تا کامپیوتر بتواند وظایف پردازشی، ذخیره‌سازی و اجرای برنامه‌ها را انجام دهد.

سخت افزار کامپیوتر چیست؟

سخت‌ افزار کامپیوتر به دستگاه‌های فیزیکی گفته می‌شود که می‌توان آن‌ها را دید و لمس کرد. مانند: نمایشگر، واحد پردازش مرکزی، ماوس، جوی‌استیک و غیره. با استفاده از این دستگاه‌ها می‌توان عملیات کامپیوتر را مانند ورودی و خروجی کنترل کرد.

اجزای سخت افزار کامپیوتر

این اجزای سخت‌افزاری به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

1. دستگاه‌های ورودی
2. دستگاه‌های خروجی
3. دستگاه‌های ذخیره‌سازی
4. اجزای سخت‌افزاری

۱- دستگاه‌ های ورودی

دستگاه‌ های ورودی به کاربران این امکان را می‌دهند که با وارد کردن داده‌ها یا دستورات با کامپیوتر تعامل کنند. این دستگاه‌ها ورودی را به فرمت‌هایی تبدیل می‌کنند که کامپیوتر قادر به پردازش آن‌ها باشد.

• صفحه‌کلید: پرکاربردترین دستگاه ورودی که شامل ۱۰۴ کلید است، از جمله کلیدهای حروف، عددی و توابع. صفحه‌کلیدهای مدرن از طریق بلوتوث به کامپیوتر متصل می‌شوند و جایگزین اتصالات سیمی قدیمی شده‌اند.
• ماوس: دستگاهی برای نشان‌گذاری که مکان‌نمای روی صفحه را کنترل می‌کند. این دستگاه شامل دکمه‌های چپ، راست و وسط برای انتخاب و تعامل است. سنسور داخل ماوس سرعت حرکت آن را تشخیص می‌دهد و مکان‌نما را مطابق آن تنظیم می‌کند.
• اسکنر: اسکنرها اسناد، تصاویر و دیگر رسانه‌ها را اسکن کرده و آن‌ها را به فرمت‌های دیجیتال تبدیل می‌کنند تا برای ویرایش یا پردازش آماده شوند، مشابه دستگاه‌های کپی.
• ترک‌بال: دستگاه اشاره‌گری ثابت که دارای یک توپ است که کاربر آن را برای کنترل مکان‌نما می‌چرخاند و به فضای کمتری نسبت به ماوس سنتی نیاز دارد.
• مداد نوری: قلمی حساس به نور که برای رسم یا انتخاب اشیاء روی صفحه CRT استفاده می‌شود و الگوهای پیکسل را شناسایی می‌کند، این تعامل مستقیم با نمایشگر را فراهم می‌آورد.
• میکروفن: صدا را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. این دستگاه ورودی صدا را برای شناسایی گفتار و دستورات صوتی در کامپیوتر ضبط می‌کند.
• خواننده کاراکتر نوری (OCR): متون چاپی یا دست‌نویس را اسکن کرده و آن‌ها را به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند. این دستگاه با شناسایی نور بازتابی از کاراکترها، مشابه اسکنر عمل می‌کند.
• خواننده بارکد: بارکدها را می‌خواند و آن‌ها را به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند تا پردازش شوند. بارکد شامل خطوط روشن و تاریک است که اطلاعات را کدگذاری می‌کند.

پاورپوینت آماده در مورد کیبورد کامپیوتر — صفحه کلید و انواع آن

کلیک کنید

۲- دستگاه‌ های خروجی

دستگاه‌ های خروجی نتایج وظایفی که به کامپیوتر داده می‌شود را به صورت قابل فهم برای انسان نمایش می‌دهند. در اینجا به بررسی برخی از دستگاه‌ های خروجی رایج می‌پردازیم:

• نمایشگر: دستگاه خروجی اصلی که به آن VDU (واحد نمایش تصویری) نیز گفته می‌شود و شبیه به صفحه تلویزیون است. نمایشگر اطلاعات را از کامپیوتر نمایش می‌دهد و برای نمایش متن، ویدئو، تصاویر و غیره استفاده می‌شود.
• پرینتر: پرینتر دستگاه خروجی است که داده‌ها را از کامپیوتر به صورت چاپ شده بر روی کاغذ با استفاده از متن یا تصاویر منتقل می‌کند. پرینترها هم رنگی و هم سیاه‌وسفید هستند. علاوه بر این، انواع مختلف پرینترها وجود دارد، مانند پرینتر لیزری، پرینتر نقطه‌ای و پرینتر جوهرافشان.
• پلاتر: شبیه به پرینتر است اما پلاترها بزرگ‌تر هستند. پلاتر برای ایجاد نقشه‌های بزرگ، نقشه‌های معماری و غیره روی کاغذ استفاده می‌شود و تصاویر و نقشه‌های با کیفیت بالا و بزرگ تولید می‌کند.
• اسپیکرها: دستگاه خروجی بسیار رایجی هستند که صدا را به عنوان خروجی تولید می‌کنند. اسپیکرها معمولاً برای پخش موسیقی یا هر چیزی که صدای دارد استفاده می‌شوند.

۳- دستگاه‌ های ذخیره‌سازی

برخی دستگاه‌ها برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌شوند و به عنوان دستگاه‌های ذخیره‌سازی ثانویه شناخته می‌شوند. در ادامه به بررسی برخی از این دستگاه‌ها می‌پردازیم:

۱- سی‌دی (Compact Disc): سی‌دی یک دیسک دایره‌ای است که از شیشه نازک و پلاستیک پلی‌کربنات ساخته شده است. ظرفیت ذخیره‌سازی آن بین ۶۰۰ مگابایت تا ۷۰۰ مگابایت است. اندازه استاندارد سی‌دی ۱۲ سانتیمتر است که در وسط آن سوراخی به قطر ۱.۵ سانتیمتر و ضخامت ۱.۲ میلی‌متر دارد. سی‌دی‌ها به سه نوع تقسیم می‌شوند:

• CD-ROM (CD – Read Only Memory): محتوای این نوع سی‌دی توسط کاربر قابل حذف نیست. تنها ناشر می‌تواند به داده‌های چاپ شده روی این سی‌دی دسترسی داشته باشد. سی‌دی-ROM برای اهداف تجاری مانند آلبوم‌های موسیقی یا بسته‌های نرم‌افزاری استفاده می‌شود.
• CD-R (CD-Recordable): در این نوع، محتوا یا داده‌ها تنها یکبار ذخیره می‌شوند و بعد از آن می‌توانند چندین بار خوانده شوند، اما قابل نوشتن مجدد یا حذف نیستند (نوع یک‌بار مصرف).
• CD-RW (CD-Rewritable): همانطور که از نام آن پیداست، این نوع سی‌دی برای نوشتن مجدد محتوا یا حذف محتوای قبلی و نوشتن محتوا جدید به طور مکرر استفاده می‌شود.

۲- دی‌وی‌دی (Digital Video/Versatile Disc): دی‌وی‌دی مشابه سی‌دی است اما با ویژگی‌های بیشتری. دی‌وی‌دی در فرمت‌های یک لایه و دو لایه عرضه می‌شود و ظرفیت ذخیره‌سازی آن بسیار بیشتر از سی‌دی است. ظرفیت ذخیره‌سازی دی‌وی‌دی‌ها به شرح زیر است:

• یک لایه یک‌طرفه: ۴.۷ گیگابایت
• دو لایه یک‌طرفه: ۸.۵ گیگابایت
• یک لایه دوطرفه: ۹.۴ گیگابایت
• دو لایه دوطرفه: ۱۷ گیگابایت

پاورپوینت درباره حافظه‌های کامپیوتری و ساختار آنها

کلیک کنید

انواع مختلف دی‌وی‌دی‌ها عبارتند از:

• DVD-ROM: محتوای این نوع دی‌وی‌دی قابل نوشتن یا حذف توسط کاربر نیست. از DVD-ROM برای توزیع برنامه‌ها و پایگاه‌های داده به مقادیر زیاد استفاده می‌شود.
• DVD-R / DVD+R: این دو نوع دیسک برای ذخیره‌سازی یک‌باره داده‌ها هستند و تفاوت خاصی از نظر عملکرد ندارند.
• DVD-RW / DVD+RW: این نوع دیسک‌ها قابلیت نوشتن مجدد دارند و می‌توانند تا ۱۰۰۰ بار نوشته و بازنویسی شوند.
• DVD-RAM: دی‌وی‌دی RAM مانند یک دیسک سخت قابل دسترسی است و امنیت داده‌ها و ظرفیت ذخیره‌سازی بالایی ارائه می‌دهد. این نوع دیسک تا ۱۰۰,۰۰۰ بار قابلیت نوشتن مجدد دارد.

۳- هارد دیسک: هارد دیسک یک دستگاه ذخیره‌سازی غیر فرار است که از هدهای خواندن/نوشتن برای ذخیره‌سازی داده‌های دیجیتال بر روی سطح مغناطیسی یک صفحه سخت استفاده می‌کند. اندازه معمول آن برای کامپیوترهای رومیزی ۳.۵ اینچ و برای لپ‌تاپ‌ها ۲.۵ اینچ است. هارد دیسک‌ها به سه نوع تقسیم می‌شوند:

• هارد دیسک داخلی: این هارد دیسک معمولاً با ظرفیت‌های GB یا TB مشخص می‌شود و در داخل کیس سیستم قرار دارد. عملکرد آن سریع‌تر است و ذخیره‌سازی آن ثابت است. از آن برای ذخیره‌سازی فایل‌های بزرگ داده و برنامه‌ها استفاده می‌شود.
• کارتریج‌های داخلی: هارد دیسک داخلی معمولاً به راحتی از داخل سیستم جدا نمی‌شود. برای حل این مشکل، کارتریج‌های داخلی معرفی شده‌اند که به راحتی می‌توان سی‌دی‌ها را از سیستم خارج کرد. این کارتریج‌ها معمولاً ظرفیت ذخیره‌سازی بین ۲ تا ۱۶۰ گیگابایت دارند.
• پک‌های هارد دیسک: این پک‌ها توسط سازمان‌هایی مانند بانک‌ها و بخش‌های دولتی برای ذخیره‌سازی حجم زیادی از داده‌ها استفاده می‌شوند. ظرفیت ذخیره‌سازی آن‌ها معمولاً به پتابایت (PB) می‌رسد.

اجزای سخت‌ افزاری

برخی از دستگاه‌های سخت‌افزاری مهم که به عنوان اجزای داخلی شناخته می‌شوند، در زیر توضیح داده شده‌اند:

۱- واحد پردازش مرکزی (CPU)

واحد پردازش مرکزی یا CPU به عنوان قلب کامپیوتر شناخته می‌شود. این واحد از سه قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از: واحد کنترل، واحد محاسباتی و منطقی (ALU) و واحد حافظه. در ادامه، نمودار بلوکی از CPU آورده شده است:

همانطور که در نمودار نشان داده شده، ورودی از طریق دستگاه‌های ورودی به CPU داده می‌شود. این ورودی به حافظه می‌رود و واحد کنترل دستورات را از حافظه دریافت می‌کند. سپس واحد کنترل تصمیم می‌گیرد که با ورودی یا دستورات چه کاری انجام دهد و آن را به ALU انتقال می‌دهد. حالا، ALU عملیات مختلفی مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، عملیات منطقی و غیره را انجام می‌دهد. پس از آن، نتیجه نهایی در حافظه ذخیره شده و در نهایت به دستگاه‌های خروجی ارسال می‌شود تا خروجی داده شود. اینگونه است که CPU کار می‌کند.

پاورپوینت سی پی یو CPU — ساختار و کارکرد آن

کلیک کنید

۲- مادربورد

مادربورد برد مدار اصلی داخل کامپیوتر است و بیشتر اجزای الکترونیکی را در کنار هم دارد. تمام اجزای کامپیوتر به طور مستقیم یا غیرمستقیم به مادربورد متصل هستند. این برد شامل اسلات‌های RAM، کنترلرها، چیپ‌ست‌های سیستم و غیره است.

۳- حافظه دسترسی تصادفی (RAM)

حافظه RAM که به عنوان حافظه موقت یا فرار نیز شناخته می‌شود، برنامه‌ها و داده‌هایی را که در حال پردازش هستند نگه می‌دارد. تمام داده‌ها به محض خاموش شدن کامپیوتر یا در صورت قطع برق از بین می‌روند. داده‌های ذخیره‌شده در این حافظه می‌توانند تغییر کنند. دو نوع RAM وجود دارد:

• SRAM (حافظه استاتیک): این حافظه از فلیپ‌فلاپ‌هایی با استفاده از ترانزیستور یا ماسفت (MOS) تشکیل شده است. سریع است و زمان دسترسی کمتری دارد. در این نوع حافظه نیازی به مدارهای بازسازی نیست. اما گران‌تر است و فضای بیشتری نیاز دارد. مانند حافظه کش.
• DRAM (حافظه دینامیک): این حافظه از خازن‌ها تشکیل شده است و داده‌ها به صورت خازن ذخیره می‌شوند. خازن‌ها زمانی که داده ۱ هستند شارژ می‌شوند و زمانی که داده ۰ هستند شارژ نمی‌شوند. این نوع حافظه نیاز به مدارهای بازسازی دارد، زیرا امکان نشت جریان در خازن‌ها وجود دارد. کندتر است و زمان دسترسی بیشتری دارد. اما ارزان‌تر از SRAM است. مانند حافظه اصلی.

۴- پورت ویدیو گرافیک (VGA)

پورت VGA یک ورودی ویدئویی است که معمولاً در نمایشگرهای کامپیوتری استفاده می‌شود. برای رفع مشکلات این پورت، ابتدا باید بررسی کرد که اتصال شل نباشد، کابل آسیب دیده نباشد یا نمایشگر شکسته نشده باشد. همچنین، یک تکنسین می‌تواند هوای فشرده را داخل پورت VGA اسپری کند تا از پاک بودن آن از گرد و غبار مطمئن شود.

پاورپوینت بررسی کارت گرافیک

کلیک کنید

۵- منبع تغذیه

تمامی اجزای یک سیستم کامپیوتری توسط یک منبع تغذیه تأمین می‌شود. معمولاً از یک کابل برق برای اتصال برج کامپیوتر به پریز برق استفاده می‌شود. با خاموش کردن کامپیوتر، جدا کردن و تفکیک کابل منبع تغذیه، یا امتحان کردن کابل یا پریز دیگر، یک تکنسین می‌تواند منبع تغذیه را عیب‌یابی کند.

۶- فن خنک‌کننده

سیستم خنک‌کننده کامپیوتر برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد از فن‌های خنک‌کننده استفاده می‌کند. برای کاربرانی که به شدت از کامپیوتر استفاده می‌کنند، مانند زمانی که ویدئو استریم می‌کنند یا بازی می‌کنند، بسیاری از کامپیوترها بیش از یک فن خنک‌کننده دارند. اگر کاربر متوجه داغ شدن بیش از حد کامپیوتر شود، ممکن است یک متخصص نیاز به تعمیر فن خنک‌کننده داشته باشد. تیغه‌ها برای هرگونه آسیب و وجود اجسام خارجی بررسی شده و پاک می‌شوند. روش استاندارد عیب‌یابی تکنسین‌ها ممکن است شامل تعویض فن‌های کامپیوتر باشد.

۷- هارد دیسک

در یک سیستم کامپیوتری، فایل‌ها، برنامه‌ها و انواع دیگر اطلاعات بر روی هارد دیسک‌ها ذخیره می‌شوند که دستگاه‌های ذخیره‌سازی داده هستند. هارد دیسک‌ها از دیسک‌های مغناطیسی پوشیده شده برای ذخیره‌سازی نسخه‌های دیجیتال اطلاعات استفاده می‌کنند. یک تکنسین کامپیوتر ممکن است زمانی که هارد دیسک خراب می‌شود، مشکوک به مشکل در هارد دیسک شود.

نتیجه گیری

سخت افزار کامپیوتر مجموعه‌ای از اجزا و قطعات فیزیکی است که امکان پردازش داده‌ها، ذخیره‌سازی اطلاعات و اجرای برنامه‌ها را فراهم می‌کند. عملکرد بهینه کامپیوتر به هماهنگی بین این اجزا، از جمله پردازنده، حافظه، ذخیره‌ساز و کارت گرافیک بستگی دارد. پیشرفت فناوری به بهبود کارایی، کاهش مصرف انرژی و افزایش توان پردازشی سخت‌افزار منجر شده است. انتخاب مناسب سخت‌افزار، بسته به نیاز کاربر، می‌تواند تأثیر بسزایی در سرعت و عملکرد کلی سیستم داشته باشد.