تاریخ انتشار:
بازدید: 19 بازدید
زمان مطالعه: 5 دقیقه

۱. مقدمه

سخت‌افزار (Hardware) به تمام اجزای فیزیکی یک سیستم کامپیوتری گفته می‌شود که می‌توان آن‌ها را لمس کرد. این اجزا وظیفه پردازش، ذخیره‌سازی، و ارتباط با کاربر را بر عهده دارند.
در طول زمان، سخت‌افزارها از ماشین‌های مکانیکی ساده به سیستم‌های فوق پیشرفته کوانتومی رسیده‌اند.

۲. تاریخچه تکامل سخت‌افزار کامپیوتر

۲.۱ پیش از کامپیوترهای الکترونیکی (قبل از ۱۹۴۰)

  • چرتکه (حدود ۲۵۰۰ سال پیش) → ابزار محاسبات ساده

  • ماشین پاسکال (۱۶۴۲) → جمع و تفریق مکانیکی

  • ماشین تحلیلی چارلز بابیج (۱۸۳۷) → اولین طرح مفهومی یک کامپیوتر برنامه‌پذیر

  • کارت پانچ هرمان هولریث (۱۸۹۰) → ذخیره داده برای سرشماری

۲.۲ نسل اول (۱۹۴۰–۱۹۵۶)

  • تکنولوژی: لامپ خلأ (Vacuum Tube)

  • ویژگی‌ها: اندازه بسیار بزرگ، مصرف برق بالا، گرمای زیاد، سرعت کم

  • نمونه‌ها: ENIAC، UNIVAC I

  • کاربرد: محاسبات نظامی و علمی

۲.۳ نسل دوم (۱۹۵۶–۱۹۶۳)

  • تکنولوژی: ترانزیستور

  • ویژگی‌ها: کوچک‌تر، سریع‌تر، قابل اعتمادتر، کم‌مصرف‌تر

  • نمونه‌ها: IBM 1401، CDC 1604

  • کاربرد: تجاری، بانکی، دانشگاهی

۲.۴ نسل سوم (۱۹۶۴–۱۹۷۱)

  • تکنولوژی: مدار مجتمع (IC)

  • ویژگی‌ها: افزایش چشمگیر سرعت و ظرفیت

  • نمونه‌ها: PDP-8، IBM System/360

  • کاربرد: علمی، صنعتی، تجاری

۲.۵ نسل چهارم (۱۹۷۱–امروز)

  • تکنولوژی: میکروپروسسور

  • ویژگی‌ها: کوچک‌سازی شدید، ظهور کامپیوترهای شخصی (PC)، لپ‌تاپ، موبایل

  • نمونه‌ها: Intel 4004، IBM PC

  • کاربرد: همه زمینه‌ها (خانگی، اداری، صنعتی، نظامی)

۲.۶ نسل پنجم و آینده

  • تکنولوژی: پردازنده‌های موازی، هوش مصنوعی، رایانش کوانتومی

  • ویژگی‌ها: سرعت پردازش فوق‌العاده، پردازش داده‌های عظیم، یادگیری ماشینی

  • نمونه‌ها: Google Quantum Computer، NVIDIA AI GPUs

  • کاربرد: یادگیری عمیق، شبیه‌سازی علمی، تحلیل داده‌های عظیم

۳. انواع سخت‌افزار کامپیوتر

نوع مثال توضیح
ورودی (Input) کیبورد، ماوس، اسکنر دریافت داده از کاربر
خروجی (Output) مانیتور، پرینتر، اسپیکر نمایش داده به کاربر
پردازش (Processing) CPU، GPU پردازش داده‌ها
ذخیره‌سازی (Storage) HDD، SSD، فلش نگهداری داده
ارتباطی (Communication) کارت شبکه، مودم اتصال به شبکه و دستگاه‌های دیگر

۴. مقایسه نسل‌های سخت‌افزار

ویژگی‌ها نسل اول نسل دوم نسل سوم نسل چهارم نسل پنجم
تکنولوژی لامپ خلأ ترانزیستور مدار مجتمع میکروپروسسور پردازنده موازی
اندازه بسیار بزرگ کوچک‌تر خیلی کوچک‌تر قابل حمل مینیاتوری
سرعت بسیار کم بیشتر سریع خیلی سریع فوق سریع
مصرف انرژی خیلی زیاد کمتر کم خیلی کم بهینه
هزینه بسیار بالا کمتر کمتر ارزان‌تر متنوع
مثال ENIAC IBM 1401 PDP-8 PC، لپ‌تاپ رایانش کوانتومی

۵. پیشرفت سخت‌افزار در دهه‌های اخیر

  • دهه ۱۹۸۰: PCهای خانگی (IBM PC، Apple II)

  • دهه ۱۹۹۰: کارت گرافیک سه‌بعدی، پردازنده‌های چند صد مگاهرتز

  • دهه ۲۰۰۰: پردازنده‌های چند هسته‌ای، لپ‌تاپ‌های نازک، USB

  • دهه ۲۰۱۰: SSD، کارت‌های گرافیک AI، گوشی‌های هوشمند

  • دهه ۲۰۲۰: پردازنده‌های ۵ نانومتری، رایانش ابری، چیپ‌های هوش مصنوعی

بازدیدها: ۰

مطالعه بیشتر

نوشته قبلی

آموزش مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی