مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی را چگونه یاد بگیریم؟ - وبلاگ دایی جان

به گزارش وبلاگ دایی جان، از جمله مباحثی که برای کار با رایانه و سیستم های کامپیوتری جزء ملزومات اولیه است آموزش مبانی کامپیوتر است تا ابتدایی ترین مطالب مربوط به کامپیوتر و اجزای آن آشنا شویم. اتفاقاً مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی یکی از دروس اصلی جهت ورود به حوزه کامپیوتر است که می خواهیم در این مطلب به موارد مختلفی از آن اشاره کنیم. اگر هر دانشجویی مبحث مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی را به طور اساسی آموزش ببیند می تواند یک آغاز خوب جهت فهم بهتر محتوای آموزشی بالاتر داشته باشد که منتج به یادگیری اصولی انواع سیستم های کامپیوتری و زبان های برنامه نویسی می گردد. حال در ادامه می خواهیم به توضیح مفاد آموزشی و اصطلاحات موجود در مبانی کامپیوتر بپردازیم.

مفاد آموزش مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی چیست؟

شکی نیست که امروزه کامپیوترهای در دسترس مردم بسیار بیشتر از گذشته نقش ویژه ای در زندگی افراد دارند و دیگر بعید است کسی در خانه خود کامپیوتر یا سیستم های نظیر آن را نداشته باشد. البته گوشی های موبایلی که به راحتی قابل حمل و برنامه ریزی هستند خود به نوعی یک سیستم کامپیوتری کوچک را تشکیل می دهند. این سیستم ها هرکدام با قدرت های پردازشی مختلفی که دارند می توانند بخشی از نیازهای ما را پوشش دهند و به ما در انجام وظایف و خدمات مورد نیازمان یاری نمایند. در حال حاضر هم می توانیم به جرات بگوییم که بدون استفاده از کامپیوتر نمی توانیم بسیاری از پروژه های روزمره و تحقیقاتی را انجام دهیم و این ابزار کاربردی قرن حاضر می تواند به ما یاری کند هرچه بهتر و سریع تر خدمات مورد نیازمان را به دست بیاوریم. از این رو در بخش های مختلفی از جامعه و شرکت ها می توانیم به نقش مهم این ابزارهای هوشمند پی ببریم.

حال که با نقش مهم کامپیوترها در حجم و اندازه های مختلف آشنا شدیم می خواهیم درباره مفاد آموزشی مبحث مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی بیشتر بدانیم که برای این کار می توانیم به فیلم های آموزشی فرادرس به عنوان یکی از بزرگ ترین منابع یادگیری فارسی زبانان مراجعه کنیم. در درس مبانی کامپیوتر به صورت کلی با اصطلاحات ابتدایی در این زمینه آشنا می شوید که یک کامپیوتر از چه تاریخچه و نسل هایی آغاز شده است که این مورد شامل نسل های یک تا پنج کامپیوترها می باشد. بعد از آن هم باید با بعضی مفاهیم اولیه که شامل تعریف های موجود در یک سیستم کامپیوتری هست آشنا شویم که این مفاهیم بخش مهمی از درک افراد از یک رایانه را تشکیل می دهد. در ادامه به سراغ مطلب مهم الگوریتم و فلوچارت های مورد بحث در یک رایانه می پردازیم و بعلاوه با کلیه اجزای متعدد یک کامپیوتر آشنا می شویم.

• مجموعه آموزش مهندسی و علوم کامپیوتر - کلیک کنید

یادگیری اصطلاحات مهم در مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی

در آغاز درس آموزشی مبانی کامپیوتر می بایست ابتدا با بعضی از مهم ترین اصطلاحات ممکن برای کلیه سیستم های رایانه ای آشنا شویم که البته در هر رشته نوع این اطلاعات فرق دارد و ممکن است برای بعضی از افراد کاملاً ناشناخته باشد. در ادامه می خواهیم به توضیح هرکدام از مهم ترین اصطلاحات مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی بپردازیم پس با ما همراه باشید.

• داده ها (Data)

یکی از اصطلاحاتی که می توانیم در بخش های مختلف یک سیستم رایانه ای مشاهده کنیم بحث داده ها است که تعریف ساده ای که می توانیم از آن کنیم عبارت است از مجموعه محتوا و مطالبی که به کامپیوترها وارد می شوند را داده می گوییم. داده ها می تواند انواع مختلفی داشته باشند که بعضی از آنها شامل اعداد، تصویر، صدا، حروف و… می باشند و نحوه انتخاب این نوع داده ها تماماً بر عهده کاربران سیستم می باشد. داده به عنوان ورودی به یک کامپیوتر بسیار مهم هستند و از این داده ها برای موارد متعددی نظیر پردازش تصویر، یادگیری ماشین، تحلیل سیستم و موارد مختلف دیگر استفاده می گردد.

• سیستم های کامپیوتری (Computer System)

یک بحث کلی به نام سیستم های کامپیوتری هست که می توانیم کامپیوترها را به دو بخش اصلی نرم افزار و سخت افزار تقسیم کنیم که هردو به هم وابسته هستند و در کنار یکدیگر همکاری می نمایند. سیستم های کامپیوتری به صورت دقیق تر از اجزا و قطعات الکتریکی و الکترومکانیکی ساخته شده اند که داده ها را به وسیله ابزارهای ورودی دریافت می نمایند و پس از انجام پردازش های مورد نظر بر روی آنها به صورت اطلاعات با معنی به وسیله ابزارهای خروجی به کاربران نمایش می دهند.

• اطلاعات (Information)

به داده هایی که بعد از عملیات منطقی و پردازش به وسیله رایانه به کاربران نمایش داده می شوند اطلاعات می گویند که آنها را می توانیم با استفاده از ابزارهای خروجی به کاربران نمایش دهیم. نوع محتوای اطلاعات نمایش داده شده می تواند بازه مختلفی داشته باشد و شامل اعداد، تصاویر، صوت، فیلم و… باشد. خروجی محتوای اطلاعات نمایش داده شده با ورودی آن مرتبط است ولی لزوماً با اندازه داده های ورودی یکسان نخواهد بود.

• الگوریتم ها (Algorithm)

تمامی کامپیوترها در هر سایز و حجمی تنها از قطعات الکتریکی و فلزی تشکیل شده اند ولی برای هوشمند بودن نیاز به نرم افزارهایی دارند که از ابتدای آغاز بکار یک رایانه تا انجام عملیات های بزرگ وظایف خواسته شده را انجام دهند. نرم افزارها از مجموعه ای از دستورات ساخته شده اند که به آنها الگوریتم می گوییم. برای افزایش بازدهی و بهره وری در یک سیستم کامپیوتری می توانیم از الگوریتم ها در زمان و مکان مناسب استفاده کنیم.

• برنامه های کامپیوتری (Software)

زبان های متعددی برای برنامه نویسی در سراسر دنیا وجود دارد که با استفاده از انواع الگوریتم های منطقی می توانیم برنامه ها و نرم افزارهایی را با آنها عرضه کنیم. برنامه های کامپیوتری نتیجه تحلیل الگوریتم ها به وسیله زبان های برنامه نویسی است و این فرآیند به وسیله برنامه های اجرا نماینده یا کامپایلر انجام می گردد.

• زبان های برنامه نویسی (Programming Language)

همان گونه که ذکر شد زبان های برنامه نویسی متعددی وجود دارد که در مبحث مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی می توانیم به آنها اشاره کنیم. هرکدام از آنها می توانند برای کامپیوترها قابل درک و فهم باشند و انواع الگوریتم ها در خود پیاده سازی نمایند. بعضی از زبان های برنامه نویسی محبوب عبارت اند از: Java، C، Python، JavaScript، PHP و…

• مجموعه آموزش برنامه نویسی - کلیک کنید

تقسیم بندی انواع سیستم های کامپیوتری

دسته بندی های متعددی را برای رایانه ها می توانیم نام ببریم ولی بطور کلی سیستم های کامپیوتری را می توانیم به 4 گروه اصلی تقسیم کنیم:

1. ریزکامپیوترها
2. کامپیوترهای کوچک
3. کامپیوترهای بزرگ
4. ابررایانه ها

در ادامه به توضیح هرکدام از آنها خواهیم پرداخت.

• ریزکامپیوترها (Microcomputer)

کوچک ترین نوع کامپیوترها که برای مصارف شخصی مناسب هستند و اگر در منزل یا محل کار به یک سیستم کامپیوتری نیاز داشته باشیم می توانیم از آنها استفاده کنیم. ریز کامپیوترها دارای حجم و ابعاد کوچکی نسبت به سایر دسته های فوق هستند که قیمت پایین تری نیز دارند و از این لحاظ ارزان هستند. ریز کامپیوترها را در مصارف شخصی می توانیم جایگزین مناسبی بجای کامپیوترهای کوچک بنامیم.

• کامپیوترهای کوچک (Mini PC)

کامپیوترهای کوچک نسبت به ریز کامپیوترها قوی تر و ابعاد بزرگ تری نیز دارند ولی قیمت آنها نیز بالاتر است و شاید برای بیشتر افراد و شرکت ها قابل خریداری نباشد و از این جهت ارزان نیست. ولی توان محاسباتی و پردازشی آنها بسیار بالاتر از ریز کامپیوترها است ولی نسبت به کامپیوترهای بزرگ ضعیف تر هستند و نمی توانیم برای فعالیت های با پردازش سنگین تر استفاده کنیم.

• کامپیوترهای بزرگ (Mainframe computer)

کامپیوترهای بزرگ در مقایسه کامپیوترهای کوچک سایز و حجم بزرگ تری دارد و از این جهت می توانیم حدس بزنیم که توان پردازشی آنها نیز بسیار بیشتر از Mini PC ها است. از این جهت از آنها در سازمان های بزرگ تر و پیشرفته تر می توانیم استفاده کنیم که نیاز به پردازش های بالاتری دارند. نوع و اندازه مصرف کامپیوترهای بزرگ از کامپیوترهای کوچک کمتر است و دلیل آن گران تر بودن آنهاست.

• ابررایانه ها (Supercomputer)

گران ترین نوع کامپیوترهایی که در این دسته بندی قرار می گیرند و برای موارد علوم فضایی، آب و هوا، موارد نظامی و پروژه های بزرگ استفاده می گردد ابررایانه یا سوپر کامپیوترها هستند که معمولاً به وسیله شرکت های بزرگ و دولت ها مورد استفاده قرار می گیرند. اندازه پردازش ابررایانه ها با کامپیوترهای بزرگ و دیگر دسته ها قابل قیاس نیست و از این نظر حجم و ابعاد آنها بسیار بزرگ تر خواهد بود.

• آموزش آشنایی با سخت افزار و مونتاژ کامپیوتر - کلیک کنید

آشنایی با اجزای تشکیل دهنده کامپیوترها

تا به اینجای مقاله مربوط به مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی به توضیح اصطلاحات و دسته بندی کامپیوترها پرداختیم ولی اکنون می خواهیم با اجزای تشکیل دهنده رایانه ها آشنا شویم. این اجزا را در دو بخش مجزای نرم افزار و سخت افزار می توانیم دسته بندی کنیم که هرکدام توضیحات مفصل و توضیح کامل خود را نیاز دارد ولی در اینجا به ذکر نام اجزای آنها خواهیم پرداخت.

1. سخت افزار (Hardware)

در مبانی کامپیوتر به بخش فیزیکی سیستم های کامپیوتری سخت افزار گفته می گردد به واحدهای ورودی، واحد پردازش و منطق، واحد حافظه اصلی، واحد حافظه جانبی و واحد کنترل تقسیم بندی می گردد.

• بخش ورودی

همان طور که تعیین است بخش ورودی وظیفه دریافت اطلاعات ورودی کاربران را دارد که با استفاده از بعضی ابزارهای رایج برای این واحد این کار قابل انجام است. ابزارهای ورودی عبارت اند از: موس، کیبورد، میکروفون، اسکنر، قلم نوری و غیره. در دستگاه هایی مانند گوشی و تبلت که به صورت لمسی کار می نمایند صفحه لمسی و قلم نوری شامل واحدهای ورودی می باشند.

• بخش خروجی

این بخش وظیفه دارد اطلاعات و داده های پردازش شده به وسیله سیستم را به وسیله ابزارهای خروجی به کاربران نشان دهد. در اصل وظیفه این بخش نمایش اطلاعات به کاربر است به طوری که کاملاً قابل درک باشد. مهم ترین ابزارهای خروجی عبارت اند از: صفحه نمایش، چاپگر، بلندگو و غیره. با استفاده از بخش خروجی می توانیم فهم کاملی را از عملکرد سیستم های کامپیوتری داشته باشیم.

• بخش محاسبه و منطق

در این واحد می توانیم وظیفه اجرای عملیات های پردازشی و محاسباتی را مشاهده کنیم. معمولا این محاسبات به وسیله عملگرهای اصلی ریاضی یعنی جمع، ضرب، تفریق و تقسیم انجام می گردد. در این بخش بعلاوه عملیات های منطقی متعددی که به وسیله کاربران درخواست می گردد انجام می گردد.

• واحد حافظه

اگر بخواهیم حافظه را در رایانه ها به 2 بخش تقسیم کنیم یک مورد شامل حافظه اصلی و مورد دیگر شامل حافظه جانبی است. حافظه اصلی بخشی از یک سیستم کامپیوتری است که وظیفه اصلی آن انتقال داده ها جهت اجرا بصورت موقت است که اطلاعات را از حافظه جانبی خوانده و در خود اجرا می نماید. داده ها در این نوع حافظه با قطع برق از بین می رود. حافظه جانبی نیز وظیفه نگهداری اطلاعات بصورت دائم را دارد و با قطع برق این اطلاعات از بین نمی رود.

2. نرم افزار (Software)

قسمت دوم تقسیم بندی کامپیوترها را نرم افزار تشکیل می دهد و شامل برنامه هایی هست که به صورت فیزیکی قابل تماشا نیستند و تنها درون نمایشگر سیستم می توانیم آنها را مشاهده کنیم. به طور کلی واحد نرم افزار شامل بخش های سیستم عامل، برنامه های یاریی، مفسرها و کامپایلرها می باشد. در ادامه به معرفی هرکدام از آنها می پردازیم.

• سیستم عامل

بزرگترین و مهمترین نرم افزارهایی که بر روی یک سیستم کامپیوتری نصب می شوند را سیستم عامل می گویند که وظیفه ارتباط بین سخت افزار و کاربران را دارند. سیستم عامل ها انواع مختلفی دارند که مهمترین آنها عبارتند از : ویندوز، لینوکس و مک که البته هرکدام نسخه ها و توزیع های متعددی نیز دارند. بطور مثال سیستم عامل اندروید خود بعنوان یک لینوکس معرفی می گردد و سیستم عامل iOS نیز از سیستم عامل مک الهام گرفته شده است.

• برنامه های یاریی

با استفاده از برنامه های یاریی می توانیم بین کاربران و کامپیوترها ارتباط و تعامل ایجاد کنیم. با بهره بردن از برنامه های یاریی می توانیم به آسانی به بخش های مختلفی از کامپیوتر خود دسترسی داشته باشید. هر برنامه برای اهداف خاصی طراحی و برنامه نویسی می گردد که جهت آموزش مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی می توانیم با استفاده از فیلم های آموزشی فرادرس مهمترین برنامه های یاریی را فرا بگیریم.

• مفسرها

برای اینکه بتوانیم برنامه ها و نرم افزارهای را فراوری کنیم باید از یک برنامه خاص به نام مفسر استفاده کنیم. با مفسرها می توانیم دستورات زبان سطح بالا را خط به خط بخوانیم و اجرا کنیم. با اینکار می توانیم تمامی عیب ها و مسائل نرم افزاری را آنالیز و تصحیح کنیم.

• کامپایلرها

برنامه های دیگری که برای اجرا کردن توابع و دستورات زبان های سطح بالا مورد استفاده قرار می گیرند کامپایلر نام دارند که می توانند دستورات را به یکباره می خوانند و برای کاربران اجرا خواهند کرد. انجام عمل خطایابی و گزارش آن در استفاده از کامپایلر بسیار ساده تر خواهد بود.

جمع بندی درباره مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی

در این مطلب سعی داشتیم تا با بعضی از مفاد آموزشی مبانی کامپیوتر آشنا شویم و بعضی از تعاریف و اصطلاحات سیستم های کامپیوتری را معرفی کنیم. برای اینکه مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی مقدماتی را یاد بگیریم به سراغ ساختار رایانه ها رفتیم و اجزای کامل سخت افزاری و نرم افزاری را به طور کامل توضیح دادیم. برای اینکه بخواهید با مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی به صورت جامع آشنا شوید پیشنهاد می کنیم با استفاده از فیلم های آموزشی فرادرس و مباحث تدریس شده به وسیله بهترین مدرسان تسلط کافی بر این موضوع پیدا کنید.

• مجموعه آموزش مهارت های کاربردی کامپیوتر (ICDL) - کلیک کنید