قسمت‌های ضروری و اساسی یک رایانه چیست؟
رایانه
از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تاکنون فناوری‌های دیجیتالی رشد نموده‌است، معماری فون نویمان یک رایانه را به چهار بخش اصلی توصیف می‌کند: واحد محاسبه و منطق ((Arithmetic and Logic Unit (ALU)، واحد کنترل ((Control unit (CU)، و ابزارهای ورودی/خروجی ((Input/Output (I/O). این بخش‌ها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام گذرگاه (Bus) با یکدیگر در پیوند هستند.
رایانه شخصی
رایانهٔ بازی رایانه رومیزی استاندارد با تجهیزات قدرت‌مند و کارایی بالاست. از جمله ویژگی‌های این رایانه‌ها می‌توان به کارت گرافیک و پردازنده مرکزی قدرت‌مند و حافظه فراوان و سریع اشاره کرد. این سخت‌افزارها برای پاسخ‌گویی به نیازهای بازی‌های رایانه‌ای ضروری است که به آن‌ها "بازی‌های PC" نیز گفته می‌شود. تعدادی از شرکت‌ها مانند ایلینور، رایانه‌های بازیِ آماده و شرکت‌های ریزر و لاجیتک نیز موشواره‌ها، صفحه‌کلیدها و قطعات جانبی مخصوص بازی‌کُن‌ها را منتشر می‌کنند. خوشه کامپیوتر
عموما کلاسترها به ۲ بخش اساسی تقسیم می‌شوند: کلاسترهای با کارائی بالا و کلاسترهای با دسترسی بالا. کلاستر با دسترسی بالا جهت ایجاد سرویس‌هایی با قابلیت اطمینان بالا و کلاسترهای با کارائی بالا جهت رسیدن به قدرت پردازشی بهتر نسبت به یک رایانه تنها طراحی شده‌اند. لپ‌تاپ
در یک لپ‌تاپ استاندارد همه اجزا و ورودی‌ها و خروجی‌هایی که در یک رایانه رومیزی دیده می‌شوند با هم ترکیب شده و یک واحد را به وجود می‌آورند. این اجزا عبارتند از: نمایشگر رایانه، بلندگوی رایانه، صفحه‌کلید، دیسک‌گردان نوری، وب‌بین و میکروفون. بعضی از لپ‌تاپ‌ها دارای صفحه لمسی هستند. لپ‌تاپ‌ها معمولاً شارژر دارند. ویژگی‌های سخت‌افزاری لپ‌تاپ‌ها با توجه به مدل، ساخت و قیمت متفاوت است. مغز
در انسان، مغز و نخاع مجموعاً بخش دستگاه عصبی مرکزی (CNS) را تشکیل می‌دهند که وظیفه آن دریافت وضعیت درونی و بیرونی بدن از دستگاه عصبی پیرامونی (PNS) موجود در نقاط مختلف بدن، پردازش پیام‌های دریافتی و صدور فرامین مرتبط می‌باشد. مغز شامل نیمکره‌های مخ، مخچه و ساقه مغز است. بیشتر حجم مغز را نیمکره‌های مخ تشکیل می‌دهند. نیمکره‌های مخ باعث می‌شوند تا انسان بتواند فکر کند و حرف بزند و مسائل را حل کند. نیمکره چپ فعالیت‌های نیمه راست بدن و نیمکره راست فعالیت‌های نیمه چپ بدن را کنترل می‌کند. اما آن‌ها همکاری هم دارند مثلاً در موقع نگاه کردن.هر دو نیم کره به‌طور همزمان از همه بدن اطلاعات را دریافت و پردازش می‌کنند. هر نیم کره کارهای مخصوص به خود را نیز دارد؛ مثلاً نیم کره چپ به توانایی استدلال و ریاضیات و نیم کره راست مخ در مهارت‌های هنری تخصص یافته‌است. مخچه هم مرکز برخی تعادل بدن است و با ورزش‌های مانند ژیمناستیک و بندلغزی تقویت می‌شود. بخش دیگر مغز، ساقه مغز است که اتصال‌دهندهٔ مخ و مخچه به نخاع است. ساقه مغز شامل سه بخش است: مغز میانی، پل مغزی و بصل النخاع. بصل النخاع در بالای نخاع است و مرکز فعالیت‌های غیرارادی بدن است و برای همین مشهور به گره حیات است. مخ شامل لوب‌های مختلفی است: که در هر یک از این لوب‌ها حواس مختلفی وجود دارد برای مثال لوب پیشانی: حس بویایی، لوب پس‌سری: حس بینایی، لوب گیجگاهی: حس شنوایی و لوب آهیانه‌ای: مرکز حواس پیکری مانند لامسه. همچنین مغز دارای دستگاه لیمبیک هست. معماری رایانه
ISA از نظر کیفیت و کامل بودن متفاوت است. ISA خوب بین راحتی برنامه نویس (آسان بودن درک کد)، اندازه کد (مقدار کد که برای انجام یک عمل خاص مورد نیاز است)، هزینه رایانه برای تفسیر دستورالعمل‌ها (پیچیدگی بیشتر به معنی سخت افزار بیشتر برای رمزگشایی و اجرای دستورالعمل‌ها است) و سرعت رایانه (با پیچیدگی بیشتر رمزگشایی، زمان رمزگشایی سخت افزار هم بیشتر می‌شود) تعادل برقرار می‌کند. بخش حافظه نحوه تعامل دستورالعمل‌ها با حافظه و نحوه تعامل حافظه با خود را تعریف می‌کند. لپ‌تاپ
این روند بسیار محدود است و این به دلیل فنی و اقتصادی نمی‌باشد. از سال ۲۰۰۶ هیچ نوع استانداردی برای laptop گزارش نشد. هر فروشنده از طرح اختصاصی استفاده می‌کند و در نهایت می‌توان به مؤلفه‌هایی دست یافت که در بخش رقابت قرار گرفته‌اند با چند مورد استثناء می‌توان دید که مؤلفه‌های laptop به ندرت می‌توانند بین سازندگان مورد پذیرش قرار گیرند. آن‌ها در خطوط متفاوت تولید مورد توجه خاص هستند. ابزار جانبی آن‌ها بر PCB اصلی قرار می‌گیرند و بنابراین ارتقاء با استفاده از ورودی‌های خارجی عملی خواهد شد و می‌توان از شیار کارت و لوازم بی‌سیم استفاده کرد. دیگر مؤلفه‌ها مانند RAM و درایو سخت و باتری‌ها نیز توسط کاربر ارتقاء خواهند یافت. بسیاری از این laptopها دارای cpu متحرک هستند اگر چه حمایت از دیگر cpuها به مدل‌های خاص محدود شده‌است. cpu شیاری می‌تواند به راحتی استفاده شود. در این شرایط مدل‌های سال گذشته به خوبی نمی‌توانند عمل ذخیره و جایگزینی را انجام دهند. بسیاری از این لپ‌تاپ‌ها دارای شیار داخلی minipct هستند و از wifi یا بلوتوث به عنوان یک نسخه استفاده خواهد شد ولی باید سنجش آن‌ها در کارت‌های نصب شده انجام شود. این نوع طرح‌ها می‌توانند به همراه USB و رابط I/O استفاده شوند. اگر چه کاربرها باید حامل لوازم جانبی USB باشند. در این حالت ان‌ویدیا و ATI یک رابط استاندارد برای واحد پردازش گرافیکی می‌باشند. انتخاب‌ها با توجه به PCIE/AGP بعد از بازاری محدود می‌باشد. در ژانویه ۲۰۰۷ نیز Asus اعلام کرد که ویدئوی خارجی ایستگاه XG برای لپ‌تاپ‌ها مفید است. ایستگاه XG به laptop وصل می‌شود و این با استفاده از USB-۲ و رابط کاری عملی است. در فوریه ۲۰۰۷ یک استاندارد جدید برای کابل خارجی PCI و کانکتور معرفی شد. این‌ها می‌توانند در آینده با استفاده از طرح حمایتی PCI و شاسی رشد یابند. آردوینو
همان‌طور که در بالا گفته شد، آردوینو از دو بخش سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تشکیل می‌شود. مدل‌های مختلفی از بردهای سخت‌افزاری آردوینو وجود دارد که یکی از آنها، مدل "اونو" است. آردوینو اونو (Arduino UNO) یکی از پرکاربردترین مدل‌های سخت‌افزار آردوینو است. در این برد، از یک میکروکنترلر به عنوان پردازشگر و حافظه استفاده می‌شود. آردوینو مدل اونو، یکی از متداول‌ترین نمونه‌ها برای آموزش آردوینو است. سخت‌افزار آردوینو اونو از چهار بخش کلی زیر تشکیل می‌شود (شکل زیر): لوازم کامپیوتری
دستگاه رایانه یک رایانه با نرم‌افزار یا سیستم عاملی است که به‌طور خاص برای ارائه یک منبع محاسباتی خاص طراحی شده‌است. چنین دستگاه‌هایی به علت شباهت در نقش یا مدیریت به لوازم خانگی شناخته می‌شوند که به‌طور کلی بسته و مهر و موم شده‌اند و توسط کاربر یا مالک قابل تعمیر نیستند. سخت افزار و نرم‌افزار به عنوان یک محصول یکپارچه تحویل داده می‌شود و حتی ممکن است قبل از تحویل به یک مشتری به صورت پیش تنظیم شده باشد تا یک راه حل کلیدی برای یک برنامه خاص ارائه شود. برخلاف دستگاه‌های رایانه‌ای معمولی رایانه به‌طور کلی طراحی نشده‌است تا مشتریان بتوانند نرم‌افزار و سیستم عامل اصلی را تغییر دهند یا سخت افزار را به‌طور انعطاف‌پذیری تغییر شکل دهند. حافظه دسترسی تصادفی
رم یکی از کلیدی ترین قطعات کامپیوتر و نوعی از حافظه برای ذخیره‌سازی داده‌ هاست.این گونه حافظه ها در واقع داده های مربوط به نرم افزارها و سیستم عامل را به طور موقت در خود نگهداری می کند تا در صورت نیازCPU(واحد پردازش مرکزی) بتواند به سرعت به این اطلاعات دسترسی پیدا کند. انواع دیگر حافظه‌های غیر فرار مثل اکثر رام ها(ROM) و یک نوع فلش مموری به نام NOR FLASH است. رم یک حافظه موقت عالی برای ذخیره‌سازی داده‌ها است که برای برنامه‌هایی که نیاز به دسترسی سریع و مداوم به داده‌ها دارند، به کار گرفته می‌شود. برای مثال اگر از یک واژه‌پرداز برای نوشتن یک متن استفاده کنید، در حالی که مشغول ویرایش هستید، اطلاعات و داده‌های آن ‌روی رم ذخیره می‌شود تا در حین ویرایش، بتوانید به شکل زنده همه تغییرات اعمال شده را در آن واحد ببینید. رده‌های رایانه
رایانه‌هایی که فقط برای نمایش موارد انتخاب شده (معمولاً صوتی و تصویری یا نمایش اسلایدهای ساده) استفاده می‌شوند. در فروشگاه‌ها، جلسه‌ها یا نمایشگاه‌های تجاری از آن‌ها استفاده می‌شود. این رایانه‌ها نسبت به استفاده ای که از آن‌ها می‌شود از قابلیت‌های بیشتری برخوردار هستند؛ آن‌ها معمولاً دارای وای-فای هستند بنابراین قادر به دسترسی به اینترنت هستند، اما به ندرت firewall می‌شوند. (اما دسترسی به پورت آن محدود است یا به روشی مانیتور شده). چنین رایانه ای به عنوان لوازم خانگی مورد استفاده و نگهداری قرار می‌گیرد و معمولاً به عنوان نگهداری فایل‌های مهم استفاده نمی‌شود. ذخیره‌سازی داده رایانه
واحد پردازش مرکزی (CPU) در یک رایانه وظیفه دستکاری داده‌ها از طریق اجرای محاسبات را برعهده دارد. در عمل تمام رایانه‌ها از یک سلسله مراتب حافظه که تنظیماتی نزدیک به CPU دارد. فناوری‌های فرار سریع (که با قطع برق داده‌ها را از دست می‌دهند) را حافظه (memory) می‌نامند اما فناوری‌های دائمی‌کند را انبارش (storage) می‌نامند. هر دستگاهی که قادر به نگهداری اطلاعات باشد (بتوان اطلاعات را در آن ذخیره کرد) به نحوی که استفاده‌کننده از آن بتواند، در هر لحظه که لازم باشد، به اطلاعات مورد نیاز دستیابی داشته باشد. حافظه نامیده می‌شود. با توجه به وجود دو محیط، می‌توان حافظه‌های موجود در یک سامانه رایانه‌ای را به دو رده کلی تقسیم کرد: از آنجا که موضوع اصلی در مهندسی فایلها، عبارتست از، مطالعه سامانه و ساختار ذخیره‌سازی اطلاعات در رسانه‌های ذخیره‌سازی خارجی، و بررسی شیوه‌های دستیابی به اطلاعات، بازیابی و انجام عملیات روی آن‌ها، لذا اساساً به حافظه‌های درون ماشینی نمی‌پردازیم، هرچند به هرحال حافظه اصلی و گاه حافظه نهان نیز، اقلاً به عنوان بافر (حافظه میانگیر) و ناحیه کاری کاربر مطرح می‌شوند و در مبادله اطلاعات میان دو محیط، گاه مقصد و گاه مبدأ هستند، ولی بررسی ویژگی‌های آن‌ها از حوزه و هدف این اوراق خارج است. رجیستری ویندوز
رجیستری، یکی از مهم‌ترین و اصلی‌ترین بخش‌های سیستم‌عامل ویندوز است. این بخش، نقشی کلیدی در پیکربندی و کنترل سیستم‌عامل ویندوز ایفا کرده و همچون انباره‌ای است که تنظیمات کلیِ سیستم (اعم از نرم‌افزاری و سخت‌افزاری) و تنظیمات خاصِ هر کاربر را در خود جای می‌دهد. نقش این بخش در ویندوز چنان است که تغییر در آن، تأثیرات بنیادینی بر عملکرد کل این سیستم‌عامل خواهد داشت. به خاطر همین اهمیت و حساسیت، رجیستری از دید و دسترسی کاربران عادی به دور نگاه داشته می‌شود. اما کاربر خبره می‌تواند از طریق ابزارهای تعبیه شده در ویندوز - نظیر regedit.exe - مستقیماً در محتوای رجیستری، دخل و تصرف کند. ماژول رایانه‌ای
ماژول رایانه ای مجموعه ای از مدارهای الکترونیکی مستقل است که در یک برد مدار چاپی بسته‌بندی می‌شود تا یک عمل پایه ای را در یک کامپیوتر انجام دهد. برای مثال یک اینورتر (دروازه وارونگر) که اگر ورودی ۱ داشته باشد خروجی آن ۰ است و اگر ورودی ۰ داشته باشد خروجی آن ۱ است یا فلیپ فلاپ که برای ذخیره اطلاعات مورد استفاده قرار می‌گیرد. مواردی که ذکر شد به دو یا چند ترانزیستور و تعداد کمی دستگاه پشتیبانی اضافی نیاز دارند. ماژول‌ها را داخل یک شاسی قرار می‌دهیم و سپس به یکدیگر وصل می‌کنیم تا یک واحد منطقی بزرگتر (مثلا مانند یک جمع‌کننده) تولید کنیم معماری رایانه
رشته معماری رایانه دارای سه زیر مجموعه اصلی است: فناوری‌های دیگری نیز در معماری رایانه وجود دارد. فن آوری‌های زیر در شرکت‌های بزرگتر مانند اینتل مورد استفاده قرار می‌گیرد و در سال 2002 تخمین زده شد که 1٪ از کل معماری رایانه را شامل می‌شود:معماری کلان قابل مشاهده توسط برنامه نویسان : ابزارهای زبان‌های سطح بالاتر مانند کامپایلرها ممکن است یک رابط یا قرارداد ثابت برای برنامه نویسان با استفاده از آنها تعریف کنند، تفاوت بین ISA ، UISA و ریز معماری‌های اساسی را انتزاع کنند. برای مثال، استانداردهای C ،C ++ یا Java، معماری‌های مختلف قابل مشاهده توسط برنامه نویس را تعریف می‌کنند. علم اطلاعات و کامپیوتر
در یک فضای آکادمیک، این حوزه، نظریه‌ها و کارکردهای اساسی ریاضیات پشت علوم رایانه نظری را که به عنوان عناصر سازنده سایر حوزه‌ها در این زمینه هستند، معرفی می‌کند. مباحث پیچیده مانند اثبات، توابع و مجموعه‌های جبری در طول مطالعات CIS معرفی می‌شوند. مهندسی کامپیوتر
وظایف معمول مهندسان رایانه شامل نوشتن نرم‌افزار و سیستم عامل برای میکروکنترلرهای جاسازی شده، طراحی تراشه‌های VLSI، طراحی سنسورهای آنالوگ، طراحی صفحات مدار و طراحی سیستم‌های عامل رایانه است. مهندسان رایانه نیز برای تحقیقات رباتیک مناسب هستند که به شدت بر استفاده از سیستم‌های کنترل و نظارت بر سیستم‌های الکتریکی مانند موتور، ارتباطات، و سنسورهای دیجیتال متکی هستند. رایانه رومیزی
رایانه شخصی یکپارچه (All-in-one PC) به رایانه‌های رومیزی گفته می‌شود که نمایشگر آن به کیسی که پردازشگر و دیگر قطعات اصلی رایانه در آن قرار دارد، متصل است. رایانه اصلی (اوریجینال) مکینتاش اواسط دهه هشتاد میلادی و همچنین آی‌مک اواخر دهه ۹۰ و دهه اول قرن جدید شرکت اپل از رایانه‌های محبوب این گروه هستند. این نوع رایانه‌ها بیشتر از رایانه‌های رومیزی معمولی قابل حمل می‌باشند و فضای کمتری از میز را اشغال می‌کنند اما در زمینه ارتقاء کیفیت برای بالا بردن توانایی شان بسیار محدودند. گرچه تاحدودی این مشکلات در رایانه‌های یکپارچه جدیدتر رفع شده‌است. رایانش موازی
رایانه‌های موازی را می‌توان تقریباً بر اساس سطحی از موازی سازی که سخت‌افزار پشتیبانی می‌کند، طبقه‌بندی کرد، در این میان رایانه‌های چند هسته ای و چند پردازنده دارای چندین عنصر پردازشی در یک ماشین واحد هستند، در حالی که خوشه‌ها(clusters)، رایانش شدیداً موازی (massively paralle computing) و شبکه‌ها(grids) از چندین رایانه برای کار با بر روی یک وظیفه استفاده می‌کنند. برای تسریع در انجام کارهای خاص، گاهی اوقات از معماری‌های کامپیوتری موازی خاص در کنار پردازنده‌های سنتی استفاده می‌شود. حافظه رایانه
کلیه دستورالعمل‌ها و داده‌ها، برای این که مورد اجرا و پردازش قرار گیرند، نخست باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه رسانا (الکترونیکی) است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آن‌ها در مقایسه با انواع حافظه جانبی که به صورت مکانیکی کار می‌کنند مانند دیسک سخت، دیسک‌گردان، و لوح فشرده بالا و قیمت آن نیز گران‌تر است اما در مقابل حافظه‌هایی، که به پردازنده نزدیکتر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند مانند ثبات و حافظه نهان سی‌پی‌یو گرانتر و از سرعت دسترسی بالاتری بهره می‌برند. درایو دیسک سخت
یک دیسک سخت اطلاعات را روی یک یا چند مینی دیسک مدور تخت که صفحه نامیده می‌شوند ذخیره می‌کند. صفحات بر روی یک محور استوار می‌شوند و در حالی که در بین هر صفحه یک جداکننده یا اسپیسر و در انتهای پایینی آن محور موتور قرار دارد. برای خواندن و نوشتن بر روی سطح صفحات، درایو از یک قطعه کوچک الکترومغناطیسی استفاده می‌کند که یک سر این قطعه در انتهای بازوی محرک واقع شده‌است و هر سر آن روی سطح صفحه می‌باشد. صفحات با سرعت بسیار بالایی در حال چرخش هستند تا به نوک‌های بازوی محرک اجازهٔ حرکت سریع را بدهند. در مقابل نوک دیگر بازوی محرک مرکز چرخش بازوست و در قسمت انتهایی آن یک پیچک صدا وجود دارد که سر بازو را حرکت می‌دهد. بالا و پایین هر پیچک صدا (پیچ تنظیم) یک آهنربای زمین شده قرار دارد که این عمل باعث می‌شود سر بازو به قسمت مرکزی یا به سمت نوار کناری دیسک به صورت شعاعی حرکت کند. حافظه رایانه
از حافظه جانبی برای ذخیره‌سازی دائمی اطلاعات استفاده می‌شود. این حافظه از عناصر غیر الکترونیکی ساخته شده و قیمت آن ارزان و سرعت آن پایین است. برای اجرای یک برنامه از روی دیسک جانبی، اول باید برنامه در حافظه اصلی رَم قرار گیرد و سپس توسط سی پی یو مورد پردازش قرار گیرد. برای نگهداری اطلاعات این نوع حافظه هیچ گونه انرژی مصرف نمی‌کند، اما برای ذخیره‌سازی و فراخوانی اطلاعات نیاز به انرژی دارد. لوازم کامپیوتری
به‌طور سنتی، برنامه‌های کاربردی نرم‌افزاری بر روی یک سیستم عامل عمومیت اجرا می‌شوند که از منابع سخت افزاری رایانه (عمدتاً حافظه، ذخیره‌سازی دیسک، پردازش قدرت و پهنای باند شبکه) برای رفع نیازهای کامپیوتری کاربر استفاده می‌شوند. مساله اصلی با مدل سنتی مربوط به پیچیدگی است.برای ادغام سیستم عامل و برنامه‌های کاربردی با یک پلت فرم سخت افزاری، و سپس برای حمایت از ان پیچیده است. رایانه
این رایانه که در ساختن آن علاوه بر اجزاء الکترومکانیکی از نوزده هزار لامپ خلاء استفاده شده بود و ۱۳۰۰۰۰ وات انرژی مصرف می‌کرد و ۱۵۰۰ فوت مربع جا اشغال می‌کرد بنام انیاک (ENIAC) مخفف محاسبه‌گر و یکپارچه‌ساز عددی الکترونیکی (Electronic Numerical Integrator And Computer) نامگذاری شد. انیاک در سال ۱۹۴۶ میلادی در دانشگاه پنسیلوانیا آماده نصب و راه‌اندازی گردید و در زمان خود پیچیده‌ترین دستگاه الکترونیکی جهان بود. مهندسی کامپیوتر
مهندسی رایانه شاخه‌ای از مهندسی است که چندین زمینهٔ موردنیاز از علوم رایانه و الکترونیک را برای توسعهٔ سخت‌افزار و نرم‌افزار رایانه ادغام می‌کند. مهندسان رایانه معمولاً علاوه بر مهندسی نرم‌افزار یا مهندسی الکترونیک رایانه در طراحی نرم‌افزار و سخت‌افزار مهارت دارند. مهندسان در طراحی بسیاری از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای محاسباتی، شامل طراحی ریزکنترلگرهای فردی، ریزپردازنده‌ها، رایانه‌های شخصی و ابررایانه‌ها و طراحی مدار مهارت دارند. این حوزه مهندسی افزون بر چگونگی کارکرد سیستم‌های رایانه‌ای، بر چگونگی کاربردی‌تر کردن آن نیز تمرکز دارد. رابط گرافیکی دستگاه
رابط گرافیکی دستگاه () یک رابط برنامه‌نویسی کاربردی در مایکروسافت ویندوز و از اجزای اصلی سیستم‌عامل است، که مسئولیت نمایش اشیا گرافیکی و انتقال آنها به دستگاه‌های خروجی مانند مانیتور و پرینتر را برعهده دارد. شبکه‌های موردی و حسگر بی‌سیم
یک گره حسگر از چهار جزء اصلی تشکیل شده‌است: واحد احساس، واحد پردازش، واحد فرستنده - گیرنده و واحد نیرو. همچنین این گره‌ها ممکن است شامل اجزای اضافی دیگری مختص کاربردهای خاص مانند سیستم یافتن مکان، تولیدکننده نیرو و جابجاکننده باشند. واحد احساس معمولاً شامل دو زیر قسمت می‌شود: حسگرها و مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) سیگنال‌های آنالوگ تولید شده توسط حسگرها بعد از احساس و دریافت یک پدیده از محیط توسط ADC به سیگنال دیجیتال تبدیل و سپس به واحد پردازش ارائه می‌شود. واحد پردازش، که معمولاً شامل حافظه کوچکی نیز می‌باشد، مدیریت و اجرای پروسه‌های ارتباطی که در نظر گرفته شده در هر گره جهت ارتباط با سایر گره‌ها و انجام وظایف تخصیص داده شده را به عهده دارد. واحد فرستنده - گیرنده نیز گره را به شبکه متصل می‌نماید. یکی از اجزای بسیار مهم در گره حسگر واحد نیرو است. واحد نیرو ممکن است شامل یک واحد تولید یا بازیافت نیرو مثل سلول‌های خورشیدی باشد. اجزای دیگری نیز که وابسته به کاربرد هستند وجود دارند. به‌طور نمونه بسیاری از تکنیک‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر نیازمند اطلاع از مکان خویش و گره‌های مجاور با دقت بالا می‌باشند؛ بنابراین، قابل توجیه خواهد بود که در صورت نیاز کاربرد، هر گره حسگر شامل یک سیستم یافتن مکان نیز باشد. در برخی از کاربردها نیز ممکن است یک جابجاکننده برای جابجا کردن گره‌های حسگر در جهت انجام وظیفه تخصیص داده شده، مورد استفاده قرار گیرد. معمولاً همه این اجزا می‌بایست داخل یک بسته به اندازه یک قوطی کبریت جا داده شود. در برخی موارد اندازه مورد نیاز ممکن است در حد یک مکعب مربع یک سانتیمتری باشد که حتی ممکن است آنقدر سبک باشد که امکان معلق ماندن در هوا را هم داشته باشد. جدا از اندازه، برخی محدودیت‌های دشوار سخت‌افزاری دیگر در شبکه‌های حسگر وجود دارند. این گره‌ها می‌بایست مصرف نیروی به شدت پائین داشته باشند، توانایی عمل در در حالتهای استقرار با تراکم بالا را دارا باشند، هزینه تولید آن‌ها بسیار کم باشد، خود مختار باشند، بدون نیاز به نظارت خارجی عمل کنند و سازگار با محیط خود باشند. در اغلب گره‌های حسگر موجود سه واحد کاری خط چین شده به صورت تخصیص داده شده می‌باشند. امروزه اغلب پروتکل‌های ارائه شده معمولاً یک یا همگی این سه فاکتور را دارا می‌باشند. زیرا به نوعی محدودیت‌های شبکه حسگر بی‌سیم را نامحسوس تر می‌نمایند. رایانه
بخش ورودی/خروجی (I/O) این امکان را به رایانه می‌دهد تا اطلاعات را وارد یا خارج کنند. پراستفاده‌ترین دستگاه‌های ورودی/خروجی عبارتنداز: مادربورد
بُردِ مادر یا مادر برد یا برد اصلی یا برد سیستم یا برد سامانه یا موبو برد مدار چاپی است که بخش‌های گوناگون رایانه مانند واحد پردازنده مرکزی و ریزپردازنده، حافظه دسترسی اتفاقی(RAM) و… بر روی آن سوار می‌شوند و قطعه‌های بسیار کاربردی و مهم دیجیتالی نظیر بایوس (BIOS) در آن قرار گرفته‌اند. در کامپیوترهای اپل آن را برد منطقی می‌نامند. نمایشگر رایانه
خیلی از مانیتورها، لوازم دیگری (یا اتصال‌های آنها) را یکپارچه‌سازی می‌کنند. این امر، پورتهای استاندارد را در دسترسی آسان قرار داده و نیاز به هاب، دوربین، میکروفن، یا مجموعه بلندگوهای جداگانهٔ دیگر را از بین برده‌است. این مانیتورها، ریزپردازنده‌های پیشرفته‌ای دارند که شامل اطلاع‌های کدک، درایورهای رابط ویندوز و دیگر نرم‌افزارهای کوچکی است که به عملکرد مناسب این کاربردها کمک می‌کند. رایانه
برخی رایانه‌های بزرگ‌تر چندین CPU و واحد کنترل دارند که به صورت هم‌زمان با یکدیگر در حال کار هستند. این‌گونه رایانه‌ها بیشتر برای کاربردهای پژوهشی و محاسبات علمی یا بعنوان سرویس دهنده‌ها در شبکه‌های رایانه‌ای بکار می‌روند. برنامه‌نویسی رایانه‌ای
سطر نخست که با واژه کلیدی "REM" آغاز شده و از سوی برنامهٔ واسط در نظر گرفته نمی‌شود و تنها برای نگاه داشتن یک توضیح یا مانند آن برای خود برنامه‌نویس است. سطر دوم با واژه کلیدی "PRINT" به دستگاه فرمان می‌دهد تا نوشته "HELLO NEW WORLD!" ("سلام دنیای نو!") را روی نمایشگر بنویسد ("چاپ" کند). سطر آخر پایان فرامین و برنامه را به ماشین اطلاع می‌دهد. بایوس
مادربردها شامل یک چیپ مخصوص هستند که بر روی آن نرم‌افزاری قرار دارد که بایوس (BIOS) یا رام بایوس (ROM BIOS) نامیده می‌شود. این چیپ ROM شامل برنامه‌های راه‌اندازی و گرداننده‌هایی است که در هنگام راه‌اندازی سیستم مورد نیاز است و یک واسطه به سخت‌افزار پایه سیستم است. تاریخ سخت‌افزار رایانه
بارزترین ویژگی رایانه‌های نسل سوم استفاده از مدارهای مجتمع یا آی سی در قسمت‌های مختلف ساختمان رایانه بود. این مدارها که از حدود ۱۰۰ عنصر منطقی تشکیل شده بود و در هر عنصر منطقی حدود ۱۰ عنصر الکترونیکی نظیر ترانزیستور و دیود بکار رفته بود، به روش خاصی در سطحی به اندازه یک سانتیمتر مربع تجمع پیدا می‌کردند و بدین لحاظ اندازه و حجم رایانه‌های نسل سوم در برابر با رایانه‌های نسل دوم کاهش یافتند. ظرفیت حافظه در رایانه‌های نسل سوم به چندین برابر قبل افزایش یافت. واسط مغز و رایانه
عقل انسان را می‌توان از نظر سازمانی به سه بخش کلی تقسیم کرد: ساقهٔ عقل، مخچه و غشای عقل. ساقهٔ عقل عملاً امتداد و جزئی از نخاع و بخشی از عقل است که پیش از همه تکامل می‌یابد و ساختاری به نام بصل النخاع را دربردارد که سامانه‌های تنظیم‌کننده لازم برای ادامهٔ حیات را شامل می‌شود، مثل سامانه‌های تنفس، ضربان قلب و تنظیم دمای بدن. در بالای ساقهٔ عق، تودهٔ ویژه‌ای به نام مخچه وجود دارد. این پردازشگر سیگنال جالب توجه، در حفظ تعادل و انجام حرکات آرام و هماهنگ نقش حیاتی دارد. تالاموس به عنوان یک نقطه انتخاب اولیه برای تمام اطلاعات حسی (بینایی، شنوایی و حس‌های پیکری) که در نهایت به بخش پیچیده‌تر بیرونی مغز یعنی قشر می‌رسند، عمل می‌کند. بخشی از عقل که سطح آن از همه بالاتر و حجیم‌تر است، مخ نامیده می‌شود و از دو نیم‌کره عقلی راست و چپ تشکیل می‌شود. غشا عقلی لایهٔ سطحی هر نیم‌کره را تشکیل می‌دهد. گرچه عملکرد ساختار پیچیده غشای عقل به‌طور کامل درک نشده‌است ولی می‌توان آن را به لوب‌های زیر از نظر کاری که انجام می‌دهند تقسیم کرد: همان‌طور که مشاهده می‌شود هر سانتیمتر مربع از عقل، از نظر عملکردی مشخص و متمایز نشده‌است. بخش‌های باقی‌مانده را معمولاً نواحی وابسته می‌نامند. بعضی اظهار داشته‌اند که این نواحی در گردآوری اطلاعات از دیگر بخش‌ها برای اصلاح فرایندهای عصبی نقش دارد. در شکل ۳ این نواحی را روی عقل نشان داده شده‌است. Xorg.conf
دستگاه‌های ورودی توسط بخش InputDevice تشریح می‌شوند. یک رایانه ممکن است چند دستگاه ورودی داشته باشد. بنابراین می‌توان چند بخش InputDevice در یک فایل پیکربندی داشت. حداقل دو بخش InputDevice باید وجود داشته باشد: یکی برای کیبورد و دیگری برای ماوس. اگر این بخش‌ها ذکر نشود، از مقادیر و تنظیمات پیشفرض برای آن دستگاه استفاده خواهد شد. قالب کلی بخش InputDevice به شکل زیر است: هسته (سیستم‌عامل)
در علوم رایانه، هسته (که کِرنِل نیز خوانده می‌شود) یک برنامه رایانه است که هسته مرکزی یک سیستم عامل رایانه را تشکیل می‌دهد و کنترل تمام چیزهایی را که در سیستم اتفاق می‌افتد را در دست دارد؛ این یک بخش جدایی ناپذیر از هر سیستم عامل است. این "بخشی از کد سیستم عامل است که همیشه در حافظه ساکن است" در اکثر سیستم ها ، این اولین برنامه بارگیری شده در هنگام راه اندازی است (بعد از بوت لودر)، همچنین کنترل درخواستهای ورودی و خروجی توسط نرم افزارها و ترجمه آن‌ها به ساختارهای قابل پردازش برای واحد پردازش مرکزی را به عهده دارد. علاوه بر آن مدیریت حافظه و ارتباط با دستگاه‌های جانبی مثل صفحه کلید, مانیتور, چاپگر و بلندگو هم بر عهده این برنامه است. هسته قسمت اساسی سیستم عاملهای مدرن امروزی است. سخت‌افزار رایانه
جعبه رایانه یک محفظه پلاستیکی یا فلزی است که بیشتر قطعات سخت‌افزاری یک رایانه در درون آن قرار می‌گیرند. نسخه‌های مربوط به رایانه‌های رومیزی معمولاً در اندازه‌هایی ساخته می‌شوند که بتوان آن‌ها را در زیر یک میز جا داد؛ با این حال در سال‌های اخیر طراحی‌های کوچک‌تری نیز به‌وجود آمده و محصولاتی مانند آی‌مک شرکت اپل "تمامی" سخت‌افزارها را در درون یک جعبه قرار می‌دهند. لپ‌تاپها نیز رایانه‌هایی هستند که در فرم یک جعبه تاشو ساخته می‌شوند. در سال‌های اخیر طراحی این‌گونه رایانه‌ها نیز دچار تحول شده‌است. برای مثال نسخه‌هایی از لپ‌تاپ‌ها به‌وجود آمده‌اند نمایشگر آن‌ها جدا شده و تبدیل به تبلت می‌شوند. دراگون‌فلای بی‌اس‌دی
بیشتر بخش‌های اصلی سیستم، از جمله زیرسیستم LWKT، زیرسیستم پیام‌رسانی IPI و تخصیص‌دهندهٔ حافظهٔ هستهٔ جدید، به صورت قفل‌نشدنی هستند؛ به این معنی که آن‌ها از mutexها استفاده نمی‌کنند و هر یک از فرایندها هم بر روی یک پردازنده اجرا می‌شود. برای هر پردازنده، ناحیه‌ای بحرانی وجود دارد که از آن برای حفاظت در برابر وقفه‌های محلی استفاده می‌شود؛ این کار تضمین می‌کند ریسه‌ای که هم‌اکنون در حال اجراست، قبضه نخواهد شد. خنک کاری رایانه
خنک کاری رایانه برای از بین بردن گرمای زایدی که توسط سخت‌افزار رایانه ایجاد می‌شود همچنین برای نگه داشت دمای قطعات در دامنه مناسب و محدود، از دانش خنک کاری بهره می‌جوییم. قطعاتی که در صورت گرمای زیاد دچار خرابی یا اخلال می‌شوند از مدار مجتمع هستند مانند: انواع واحد پردازش مرکزی، درایو دیسک سخت، کارت گرافیک و چیپست. شبکه رایانه‌ای
این نوشتار از تعاریفی استفاده می‌کند که به دو یا چند رایانه متصل به هم نیازمند است تا تشکیل یک شبکه را بدهد. در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آن‌هایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند. سخت‌افزار رایانه
سخت افزار یک رایانه، بخش قابل لمس و فیزیکی ای هستند که برای اجرا به عنوان یک سامانه "System" نیاز به بخش غیرقابل لمس و غیر فیزیکی نرم افزار (Software) دارند. برای استفاده و فرمان دادن به رایانه می بایست با استفاده از نرم افزار از سخت‌افزارهای موجود در یک رایانه استفاده کرد. در مقابل، نرم‌افزار دسته ای از مجموعه دستورالعمل‌های قابل فهم برای ماشین است که به پردازنده مرکزی امر می‌کند تا اعمال خاصی را انجام دهد. ترکیب نرم‌افزار و سخت‌افزار یک سامانه رایانه قابل استفاده را به‌وجود می‌آورند. سخت‌افزار رایانه
ذخیره‌ساز دادهٔ رایانه که به آن مخزن یا حافظه می‌گویند به قسمت‌هایی از رایانه اشاره دارد که دادههای دیجیتال را ضبط و نگهداری می‌کنند. ذخیره‌سازی داده یکی از قابلیت اصلی رایانه است و وجود قطعه‌ای برای این کار ضروری است. چاپگر
به‌طور کلی می‌توان اجزای تشکیل دهنده یک چاپگر امروزی را به بخش‌های مکانیکی و بخش‌های الکترونیکی تقسیم کرد. در واقع در پرینترهای امروزی فرمان صادر شده توسط کامپیوتر یا تلفن‌های همراه و سایر وسایل دارای نرم‌افزار سازگار با پرینتر، به بخش الکترونیکی صادر شده و این بخش پس از تجزیه و تحلیل فرامین صادره دستور لازم را به سایر بخش‌ها منتقل می‌کند تا متن یا تصویر مورد نظر بر روی کاغذ یا هر بستر مناسب دیگری چاپ شود. هسته (سیستم‌عامل)
هسته که در واقع مؤلفه اصلی یک سیستم رایانه‌ای است وظیفه اجرای برنامه‌ها را بر عهده دارد. هسته این مسئولیت را بر عهده دارد تا در هر زمان تصمیم بگیرد تا از میان بسیاری از برنامه های در حال اجرا، کدام یک پردازنده یا پردازنده ها را در اختیار بگیرد. سخت‌افزار رایانه
دستگاه‌های ورودی و خروجی معمولاً به‌صورت دستگاه‌های خارجی به شاسیِ رایانه متصل می‌شوند. سخت‌افزار رایانه
الگوی ساخت تمام رایانه‌های امروزی معماری فون نویمان است. این معماری برای اولین بار در گزارشی به قلم ریاضی‌دان مجارستانی، جان فون نویمان در سال ۱۹۴۵ توضیح داده شد. معماری فون نویمان روش طراحی یک رایانه دیجیتال را با تقسیم آن به واحد پردازنده مرکزی، حافظهٔ اصلی، حافظه‌های ذخیره‌سازی انبوه و ساز و کارهای ورودی/خروجی شرح می‌دهد. در این تقسیم‌بندی واحد پردازنده مرکزی شامل واحد محاسبه و منطق، ثبات‌ها و یک واحد کنترل (شامل ثبات شمارنده برنامه، ثبات دستورالعمل و …) است. حافظهٔ اصلی نیز برای ذخیره‌سازی دادهها و دستورالعامل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. واحد پردازش مرکزی
شکل، طراحی، و پیاده‌سازی CPUها در طول زمان تغییر کرده‌است، اما عملیات پایه‌ای آنها تقریباً بدون تغییر باقی مانده‌است. اجزای اصلی یک CPU عبارتند از: واحد منطق و محاسبه (arithmetic logic unit) که عملیات حسابی و منطقی را انجام می‌دهد، رجیسترهای (ثبات‌های) پردازنده که برای ALU عملوند فراهم می‌کنند و نتایج عملیات را ذخیره می‌کنند، و یک واحد کنترل که عمل واکشی دستورالعمل‌ها از حافظه و اجرای آن‌ها را با هدایت کردن عملیات هماهنگ ALU، رجیسترها و سایر اجزا سازماندهی می‌کند. سخت‌افزار رایانه
دستگاه‌های خروجی اطلاعات رایانه را به‌صورت قابلِ خواندن برای انسان نمایش می‌دهند. از میان دستگاه‌های خروجی می‌توان به چاپگر، بلندگو و صفحه نمایش اشاره کرد. سخت‌افزار رایانه
امروزه سامانه‌های رایانه‌ای مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. رایانه‌های شخصی، که با عنوان PC نیز شناخته می‌شوند، یکی از رایج‌ترین انواع رایانه‌ها هستند که به‌دلیل تنوع، همه‌کاره بودن و قیمت پایین‌تر بیش از انواع دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند. لپ‌تاپها نیز در کل همان رایانه‌های شخصی هستند که معمولاً با سخت‌افزارهای کم‌مصرف‌تر و کوچک‌تر ساخته می‌شوند. رایانه
رایانه‌ها به‌عنوان سامانهٔ کنترل برای حجم گسترده‌ای از دستگاه‌های صنعتی و دستگاه‌های مصرفی استفاده می‌شوند. رایانه‌ها به‌عنوان دستگاه‌های خانگی مانند دستگاه مایکروویو و دور فرمانها، دستگاه‌های کارخانه‌ای مانند ربات صنعتی و طراحی به کمک رایانه (CAD) و دستگاه‌های عمومی مانند رایانه‌های شخصی (PC)، تلفن‌های همراه و تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شوند. اینترنت بزرگترین شبکه در جهان است که از اتصال رایانه‌های زیادی به‌هم تشکیل شده‌است. رایانه‌ها می‌توانند به اینترنت متصل شوند و از منابع اطلاعاتی متعدد اینترنت بهره ببرند. سخت‌افزار رایانه
سخت‌افزار رایانه اجزاء فیزیکی قابل لمس رایانه که از اجزاء الکترونیکی یا الکترومکانیکی تشکیل شده باشد. حلقه حفاظتی
سیستم‌عامل‌های رایانه‌ای، مراحل مختلفی از دسترسی به منابع را فراهم می‌کنند. یک حلقه حفاظتی یکی از دو یا بیشتر مرحله یا لایه سلسله‌مراتبی از (حق‌ویژه) در معماری یک سیستم رایانه‌ای است. این موضوع معمولاً به صورت سخت‌افزاری، توسط بعضی از معماری‌های CPU اعمال می‌شود، این معماری‌ها مختلفی را در لایه سخت‌افزار یا به‌صورت میکروکد تهیه می‌بینند. این حلقه‌ها به صورت سلسله‌مراتبی، یعنی از مجوزدارترین (مورد اعتمادترین، که معمولاً شماره صفر دارد) تا کم مجوزترین (کم‌اعتمادترین، معمولاً با بالاترین شماره حلقه) مرتب می‌شوند. در بیشتر سیستم‌عامل‌ها، «حلقه ۰» مرحلهٔ با بیشترین مجوز (حق‌ویژه) است و به صورت مستقیم با سخت‌افزار فیزیکی مثل CPU و حافظه سروکار دارد. سخت‌افزار رایانه
در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ روز به روز قسمت‌های بیشتری از شرکت‌ها رو به استفاده از رایانه‌هایی با کاربری مخصوص مانند کنترل فرایند و اتوماسیون‌های آزمایشگاه‌ها کردند. این رایانه‌های مینی‌رایانه یا رایانه‌های کوچک نام گرفتند. حافظه رایانه
در گام بعد سیستم عامل از دیسک سخت به درون حافظه رم سوار خواهد شد. بخش‌های مهم و حیاتی سیستم عامل تا زمانی‌که سیستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در دنباله و زمانی‌که یک برنامه به دست کاربر فعال می‌گردد، برنامه بالا در حافظه رم سوار خواهد شد. پس از جای‌گیری یک برنامه در حافظه و آغاز سرویس دهی از سوی برنامه یاد شده در صورت ضرورت به فایل‌های مورد نیاز برنامه بالا، در حافظه سوار خواهند شد؛ و سرانجام زمانی‌که به حیات یک برنامه پایان داده می‌شود یا یک فایل اندوخته می‌گردد، اطلاعات بر روی یک رسانه انبارش همیشگی اندوخته و در پایان حافظه از بودن برنامه و فایل‌های وابسته، پاکسازی می‌گردد. همانگونه که اشاره گردید در هر زمان که اطلاعاتی، مورد نیاز پردازنده باشد، می‌بایست اطلاعات درخواستی در حافظه رَم سوار شود تا زمینه بهره‌گیری از آنان به دست پردازنده فراهم گردد. چرخه درخواست اطلاعات پدید آمده در رم به دست پردازنده، پردازش اطلاعات به دست پردازنده و نوشتن اطلاعات نوین در حافظه یک زنجیره پیوسته بوده و در بیشتر رایانه‌ها زنجیره بالا شاید هر ثانیه میلیون‌ها بار انجام گردد. هسته (سیستم‌عامل)
دستگاه های I / O شامل موارد جانبی مانند صفحه کلید ، ماوس ، درایو دیسک ، چاپگر ، دستگاه های USB ، آداپتورهای شبکه و دستگاه های صفحه نمایش هستند. کرنل درخواست های برنامه ها را برای انجام I / O به یک دستگاه مناسب اختصاص می دهد و روش های مناسبی را برای استفاده از دستگاه فراهم می کند (به طور معمول در جایی خلاصه می شود که برنامه نیازی به دانستن جزئیات اجرای دستگاه نداشته باشد). مهندسی کامپیوتر
مهندسی رایانه در برخی از دانشگاه‌ها به عنوان علوم رایانه و مهندسی شناخته می‌شود. بیشترین مشاغل مهندسی رایانه نیاز به حداقل یک مدرک لیسانس در مهندسی رایانه (یا علوم رایانه و مهندسی) دارد. مهندسین رایانه به‌طور معمول باید یک شاخه از ریاضیات مانند حسابداری، جبر و مثلثات و بعضی کلاس‌های علم رایانه را یاد بگیرند. از آنجا که مهندسان سخت‌افزار معمولاً با سیستم‌های نرم‌افزاری رایانه‌ای کار می‌کنند داشتن زمینه ای قوی در برنامه‌نویسی رایانه ضروری است. طبق آمار دفتر آمار ایالات متحده رشته مهندسی رایانه شبیه به مهندسی برق است، اما برخی از دوره‌های علوم رایانه به برنامه درسی اضافه شده‌است. برخی از شرکت‌های بزرگ یا شغل‌های تخصصی نیاز به مدرک کارشناسی ارشد دارند. همچنین برای مهندسان رایانه بسیار مهم است که با پیشرفت‌های سریع در تکنولوژی منطبق شوند؛ بنابراین، بسیاری یادگیری را در سراسر حرفه خود ادامه می‌دهند. این می‌تواند مفید باشد، به ویژه هنگامی که به یادگیری یا بهبود مهارت‌های جدید موجود می‌رسد. دی‌ان‌ای رایانه
هر چند استفاده از دی‌ان‌ای رایانه‌ها برای حل مسائل ساده مناسب نیست با این حال با تحقیقات بسیار ثابت شده که هر اصلی را که بتوان روی رایانه‌های معمول پیاده کرد همچنین می‌توان آن را به صورت یکی از اصول دی‌ان‌ای رایانه‌ها هم در نظر گرفت. احتمالاً مهم‌ترین ابزارهای محاسباتی از طریق دی‌ان‌ای می‌توانند باعث انقلاب بزرگی در عرصهٔ علوم درمانی و داروسازی شوند. مثلاً در آینده ممکن است با قرار دادن دی‌ان‌ای رایانه‌ها در بدن انسان‌ها از سلامتی آن‌ها مطمئن شد. سامانه اطلاعات اجرایی
انتخاب نرم‌افزار مناسب برای یک EIS مؤثر است؛ بنابراین، اجزای نرم‌افزاری و نحوه ادغام داده‌ها در یک سیستم مهم هستند. یک EIS معمولی شامل چهار بخش نرم‌افزاری می‌شود: کنراد تسوزه
او مبنای اعداد را در کامپیوتر خود به صورت باینری (صفر و یک) در نظر گرفت و سعی کرد تا یک حافظه (Memory) بسازد که قابلیت آدرس دهی و ذخیره کردن مقادیر مختلف دیتا (داده) را داشته باشد. همچنین برای ماشین خود یک بخش کنترل در نظر گرفت که قادر به کنترل کلیه عملیات ماشین باشد. بیشتر بخش‌های این ماشین به صورت مکانیکی بود و تنها بخش برقی آن یک موتور الکتریکی بود که فرکانس دستگاه را بر مبنای Hertz تولید می‌کرد. تعداد بسیار زیادی ورقه‌های کوچک آهنی که با اره مویی بریده شده بودند، قسمت اعظم این دستگاه را تشکیل می‌داد. این ماشین به وسیله یک نوار پانچ و یک نوار پانچ خوان خروجی سیستم (ورودی مثل کیبورد و خروجی مثل پرینتر) از هم مجزا بود و از این لحاظ بسیار شبیه به کامپیوترهای امروزی بود. اتاق سرور
اگر سیستم‌های رایانه ای در یک اتاق سرور مأموریت حیاتی داشته باشند، از بین بردن نقاط خرابی و حالت‌های مشترک ممکن است از اهمیت بالایی برخوردار باشد. سطح افزونگی مطلوب توسط عواملی تعیین می‌شود از جمله اینکه آیا سازمان در حین فعال شدن سیستم‌های خرابی می‌تواند وقفه را تحمل کند یا باید بدون تأثیرات تجاری یکپارچه باشد. در اینجا به جز افزونگی سخت‌افزار رایانه، تأمین منبع تغذیه خراب و خنک‌کننده مورد توجه است. رده‌های رایانه
رایانه‌های جاسازی شده رایانه‌هایی هستند که بخشی از یک دستگاه هستند. رایانه‌های جاسازی شده عموماً یک برنامه را اجرا می‌کنند که در حافظه غیرقابل ذخیره نگهداری می‌شود و فقط برای یک ماشین یا دستگاه خاص کار می‌کند. رایانه‌های جاسازی شده بسیار رایج هستند. اکثریت آن‌ها میکروکنترلرها هستند. رایانه‌های جاسازی شده معمولاً برای عملکرد بدون توقف و پیوسته، بدون بازنشانی یا راه اندازی مجدد هستند، و هنگامی که در وظایفشان کار می‌کنند، نرم‌افزار معمولاً نمی‌تواند اصلاح شود. یک خودرو ممکن است شامل تعدادی از رایانه‌های جاسازی شده باشد؛ با این حال، یک ماشین لباسشویی یا پخش دی وی دی شامل تنها یک میکروکنترلر است. رایانه‌های جاسازی شده برای پاسخگویی به الزامات یکسری برنامه خاص انتخاب شده‌اند و اکثر آن‌ها ارزانتر از CPUهایی هستند که در رایانه شخصی یافت می‌شود. محاسبات بصری
علاوه بر این، برنامه‌ها به‌طور همزمان به تکنیک‌هایی بیش از یکی از این زمینه‌ها نیاز دارند. برای تولید مدلهای بسیار دقیق از اشیا پیچیده، به تشخیص تصویر، حسگرهای سه بعدی و الگوریتم‌های بازسازی احتیاج دارید و برای نمایش این مدل‌ها به تکنیک‌های ارائه واقع گرایانه با شبیه‌سازی پیچیده نور نیاز دارید. گرافیک در زمان واقعی پایه و اساس نرم‌افزارهای قابل استفاده مجازی و واقعیت افزوده‌است. تقسیم‌بندی خوب اندام‌ها پایه و اساس دستکاری تعاملی تصاویر سه بعدی اسکن‌های پزشکی است. کنترل ربات به شناخت اجسام فقط به عنوان مدلی از محیط اطراف خود نیاز دارد. و همه دستگاه‌ها (رایانه‌ها) به رابط‌های کاربری گرافیکی ارگونومیک نیاز دارند. رایانه شخصی
برنامه‌هایی که روی بیشتر رایانه‌ها نصب می‌شود شامل واژه‌پرداز، صفحه گسترده، پایگاه داده‌ها، مرورگر وب، کلاینت ایمیل، بازی رایانه‌ای و ده‌ها برنامهٔ دیگر که برای استفاده‌های خاص استفاده می‌شود. رایانه‌های شخصی امروزی معمولاً به اینترنت متصل هستند که به آن‌ها اجازهٔ دسترسی به وب جهان‌گستر و منابع موجود در آن را می‌دهد. این رایانه‌ها هم‌چنین می‌توانند از طریق سیم یا بی‌سیم به شبکه‌های محلی متصل شوند. رایانه‌های شخصی خود شامل رایانه رومیزی، لپ‌تاپ، نت‌بوک و تبلت می‌شود. کتابخانه، موزه و مرکز اسناد مجلس شورای اسلامی
بخش فنی در این بخش ضمن آماده‌سازی بستری مناسب جهت شبکهٔ داخلی و اینترنت کتابخانه کلیهٔ امور مربوط به نگهداری سرورها و انباره‌های ذخیره تولیدات دیجیتال کتابخانه، نگهداری کلیهٔ رایانه‌ها در بخش‌های مختلف کتابخانه و همچنین پایگاه‌های موجود مانند پایگاه‌های کتاب‌شناختی، کتابخانهٔ دیجیتال، اتوماسیون اداری، پایگاه مقالات، پایگاه مشروح مذاکرات مجلس و اینترنت صورت می‌گیرد. فیلتر مکانیکی
عناصر یک شبکه الکتریکی غیر فعال شامل سلف، خازن‌ها و مقاومت‌های موجود هستند که دارای خواص اندوکتانس، elastance (خازن معکوس)و مقاومت هستند. اجزای مکانیکی این ویژگی‌ها به ترتیب، جرم، سفتی و میرایی هستند. در اغلب طراحی‌های فیلتر الکترونیکی، تنها سلف و اجزای خازن در بدنه فیلتر استفاده می‌شوند (اگر چه فیلتر ممکن است با مقاومت‌های موجود در ورودی و خروجی مسدود شود). resistances در یک فیلتر تیوریک متشکل از مؤلفه‌های ایده‌آل وجود ندارد و تنها در طرح‌های عملی به عنوان عناصر پارازیتی ناخواسته به وجود می‌آیند. به همین ترتیب، یک فیلتر مکانیکی به‌طور ایده‌آل تنها شامل اجزایی با خواص جرم و سفتی است، اما در واقع برخی میرایی نیز وجود دارد سیستم‌عامل
هسته در اصل مغز سیستم عامل است. هسته وظیفهٔ مدیریت سخت‌افزار و نرم‌افزار را دارد. در واقع هسته یک سیستم عامل باید پروسه‌ها را ترتیب‌دهی کند، به هر پروسه شناسه‌ای دهد و اجرا کند و تا اتمام پروسه آن را مدیریت کند (منابع و حافظه‌اش)، توابعی برای فراخوانی برای دسترسی با حالت هسته داشته باشد و به‌طور کلی باید مانند مغز سیستم عامل عمل کند. هسته باید میزان استفاده از واحد پردازندهٔ مرکزی یا CPU برای هر پروسه را کنترل کند، هر پروسه‌ای که اولویت بیشتری داشته باشد، میزان استفاده از پردازنده را بر آن پروسه بالا می‌برد، همین‌طور وظیفهٔ نوشتن یا خواندن فایل‌ها را دارد و وظیفهٔ اجرای دستورات را دارد. در اکثر سیستم عامل‌های شبه‌یونیکس، کرنل در بوت لودر با یک سری پارامترها اجرا می‌شود و پروسهٔ init را اجرا می‌کند. کرنل باید تمامی ورودی‌ها و خروجی‌ها را بخواند. بخش مهمی از کرنل در بخش محافظت‌شده از رم لود می‌شود. به‌طور کلی‌تر هسته وظیفهٔ مدیریت سخت‌افزار و نرم‌افزار را دارد. سیستم عامل واسط بین یک برنامهٔ کاربردی و سخت‌افزار رایانه را فراهم می‌کند، به گونه‌ای که یک برنامهٔ کاربردی می‌تواند تنها با رعایت قوانین و رویه‌های برنامه‌ریزی شده در سیستم عامل با سخت‌افزار ارتباط برقرار کند. سیستم عامل همچنین مجموعه‌ای از خدمات است که توسعه و اجرای برنامه‌های کاربردی را ساده می‌کند. اجرای یک برنامهٔ کاربردی شامل ایجاد یک فرایند توسط هستهٔ سیستم عامل است که فضای حافظه و منابع دیگر را اختصاص می‌دهد، اولویت این فرایند را در سیستم‌های چندکاره ایجاد می‌کند، کدهای باینری برنامه را در حافظه بارگذاری می‌کند و اجرای برنامهٔ کاربردی را آغاز می‌کند. سپس با کاربر و دستگاه‌های سخت‌افزاری ارتباط برقرار می‌کند. مهندسی کامپیوتر
دو بخش عمده در مهندسی رایانه وجود دارد: سخت‌افزار و نرم‌افزار. بایوس
و از سرویسهای رایانه استفاده کنند. بایوس یک رایانه، نخستین کُدی است که هنگام روشن کردن آن اجرا می‌شود و وظیفه ابتدایی آن بارگذاری و آغاز کردن سیستم عامل است. وقتی رایانه روشن می‌شود، نخستین کار بایوس، تشخیص قطعات سیستم مانند کارت گرافیکی، صفحه کلید و موشواره، دیسک سخت، دیسک‌گردانهای نوری و سایر سخت افزارهاست. بایوس سپس نرم‌افزاری را که در دیسک سخت یا لوح فشرده برای بالاآمدن یا بوت شدن ذخیره شده، تشخیص داده و بوت لودر (Boot loader) آن را اجرا میکند. رایانه
سیستم یا سامانه عامل بر اساس پیشفرض‌ها تصمیم می‌گیرد که کدام برنامه برای انجام چه وظیفه‌ای اجرا شود، چه زمان، از کدام منابع (مثل حافظه، ورودی/خروجی و…) استفاده شود. همچنین سیستم‌عامل یک لایه انتزاعی بین سخت‌افزار و برنامه‌های دیگر که می‌خواهند از سخت‌افزار استفاده کنند، می‌باشد، که این امکان را به برنامه نویسان می‌دهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هر قطعه الکترونیکی از سخت‌افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه برنامه‌نویسی نمایند. در گذشته یک اصطلاح متداول بود که گفته می‌شد با تمام این وجود رایانه‌ها نمی‌توانند برخی از مسائل را حل کنند که به این مسائل حل نشدنی گفته می‌شود مانند مسائلی که در مسیر حلشان در حلقه بی‌نهایت می‌افتند. به همین دلیل نیاز است که با کمک روش‌های خاص به‌طور مثال به چند بخش تقسیم نمودن مسئله یا روش‌های متداول دیگر از رخ دادن این خطا تا حد امکان جلوگیری نمود. از جمله سیستم عامل‌های امروزی می‌توان به مایکروسافت ویندوز، مکینتاش اپل و لینوکس و بی اس دی اشاره کرد. رایانه
البته CPU‌ها به دو دسته کلی RISC و CISC تقسیم‌بندی می‌شوند. نوع اول پردازش گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند. پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده در واحد محاسبه و منطق خود دارای اعمال و دستورهایی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یا منطقی می‌باشند. تنوع دستورها این دسته از پردازنده‌ها تا حدی است که توضیحات آن‌ها خود می‌تواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند. پردازنده‌های مبتنی بر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش می‌دهند و در حقیقت برای برنامه‌نویسی برای این پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگینی بر دوش برنامه‌نویس است. این پردازنده‌ها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی و مقایسه‌ای به علاوه چند دستور بی‌اهمیت دیگر می‌باشند. هرچند ذکر این نکته ضروری است که دستورها پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور ساده تشکیل شده‌اند و برای پیاده‌سازی این دستورها در معماری‌های مختلف از پیاده‌سازی سخت‌افزاری (معماری CISC) و پیاده‌سازی نرم‌افزاری (معماری RISC) استفاده می‌شود. رایانه خبر
ـ معرفی سایت‌های جالب و کاربردی تاریخ سخت‌افزار رایانه
توسعه و پیشرفت سخت‌افزار رایانه‌های فعلی، در مقایسه با نسل‌های قبلی با بررسی چند عامل نظیر سرعت، اندازه، هزینه و ظرفیت حافظه روشن می‌گردد. در رایانه‌های اولیه از لامپ خلأ استفاده می‌شد و به همین جهت حجم و وزن زیادی داشتند (رایانه انیاک ۳۰ تن وزن داشت) به کار بردن ترانزیستور در نسل دوم به‌طور قابل ملاحظه‌ای، اندازه رایانه‌ها را کاهش داد. در یک فوت مربع از رایانه‌های نسل اول ۶۰۰۰ مؤلفه وجود داشت که با بکاربردن ترانزیستور۱۰۰۰۰۰ مدار در همان حجم کار می‌کرد. در رایانه‌های فعلی که در آن‌ها میکروالکترونیک و مدارهای مجتمع با تراکم زیاد به کار می‌رود بیش از ۱۰ میلیون مدار در یک فوت مربع کار می‌کند. ریزپردازنده
ریزپردازنده قلب هر رایانه دستی یا رومیزی است که به عنوان واحد پردازشگر مرکزی شناخته شده‌است. یک دستگاه محاسبه‌ای کامل است که روی یک تراشه واحد ساخته می‌شود و مجموع دستورهای دستگاه را اجرا می‌کند. سه کار مهم را انجام می‌دهد: یکی اینکه از واحد همبستگی منطقی/ حساب، استفاده می‌کند یعنی کارهای وابسته به ریاضی چون جمع، تفریق، ضرب و تقسیم‌ را انجام می‌دهد، دوم می‌تواند اطلاعات را از مکان یک حافظه به حافظه دیگر انتقال دهد و سوم اینکه می‌تواند تصمیم بگیرد و به یک سری از دستورهای جدید که بر اساس آن تصمیمات است جهش کند. رایانه
در این سامانه، حافظه به صورت متوالی شماره‌گذاری شده در خانه‌ها است، هر کدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌باشند. داده‌ها ممکن است دستورالعمل‌هایی باشند که به رایانه می‌گویند که چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک دستورالعمل باشد. اندازه هر خانه، و تعداد خانه‌ها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است، همچنین فناوری‌های به‌کار رفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه‌ای به رایانه دیگر در تغییر است (از بازپخش‌کننده‌های الکترومکانیکی تا تیوپ‌ها و فنرهای پر شده از جیوه یا ماتریس‌های ثابت مغناطیسی و در آخر ترانزیستورهای واقعی و مدار مجتمع‌ها با میلیون‌ها فیوز نیم‌رسانا یا MOSFEهایی با عملکردی شبیه ظرفیت خازنی روی یک تراشه تنها). سخت‌افزار رایانه
یک واحد منبع تغذیه مسئول تبدیل برق متناوب با ولتاژ بالا به برق مستقیم با ولتاژ پایین و قابل استفاده برای قطعات سخت‌افزاری رایانه است. لپ‌تاپ‌ها می‌توانند به کمک باتری نیز تا چند ساعت انرژی مورد نیاز رایانه را تأمین کنند. ریزهسته
یک مؤلفه اصلی یک میکروکرنل یک سیستم IPC خوب و طراحی حافظه مجازی مجازی است که اجازه می دهد تا با استفاده از پردازش خطای صفحه و مبادله در سرورهای usermode به روشی ایمن انجام شود. از آنجا که کلیه خدمات توسط برنامه های usermode انجام می شود ، ارتباطات کارآمد بین برنامه ها بسیار مهم تر از هسته های یکپارچه است. طراحی سیستم IPC باعث ایجاد خرد یا خرد شدن خرد می شود. برای مؤثر بودن ، سیستم IPC نه تنها باید از سربار کم برخوردار باشد ، بلکه با برنامه ریزی CPU نیز ارتباط خوبی دارد. فن (ماشین)
فن‌ها بغیر از پروانه و بدنه (Housing) که از اجزا مهم یک فن بشمار می‌روند شامل متعلقاتی می‌باشند که کارکرد صحیح سیستم موکول به درستی طراحی و انتخاب آنها است. این متعلقات به شرح زیر می‌باشند: ریزهسته
در علم رایانه، ریزهسته یا میکروکرنل یک هستهٔ کامپیوتری است که سازوکارهای لازم برای پیاده‌سازی سیستم‌عامل را فراهم می‌کند، چیزهایی مانند مدیریت فضای آدرس سطح پایین، مدیریت ریسه‌ها ، و ارتباطات میان‌پردازه‌ای. اگر سخت‌افزار چندین سطح دسترسی داشته باشد، آنگاه ریزهسته تنها بخشی از نرم‌افزار است که بالاترین سطح دسترسی را داراست که معمولاً به آن وضعیت هسته می‌گویند. در ساختار ریزهسته‌ای سرویس‌های واقعی سیستم‌عامل مانند راه انداز قطعات، پشته‌های پروتوکل، سیستم فایل‌ها و دستورهای رابط کاربری در فضای کاربر نگاهداری می‌شود. رده‌های رایانه
ایستگاه‌های کاری رایانه‌هایی هستند که در نظر گرفته شده‌اند برای خدمت به یک کاربر و حاوی پیشرفت‌های سخت‌افزاری خاص بر روی یک رایانه شخصی نیست. تا اواسط دهه ۹۰ رایانه‌های شخصی به قابلیت پردازش مینی رایانه‌ها و ایستگاه‌های کاری دسترسی پیدا کردند و توانایی آن‌ها به آن حد رسید. همچنین، با انتشار سیستم‌های چند منظوره مانند OS / 2، ویندوز NT و لینوکس، سیستم عامل‌های رایانه‌های شخصی می‌تواند کار این دسته از ماشین‌ها را انجام دهد. امروز، این اصطلاح برای توصیف رایانه‌های رومیزی با سخت‌افزار و کارایی بالا استفاده می‌شود. چنین سخت‌افزار معمولاً در بازار حرفه ای، و نه در بازارهای علاقه‌مندان، (به عنوان مثال مادربردهای دو پردازنده، حافظه اصلاح خطا، کارت‌های گرافیکی حرفه ای) هدف قرار می‌گیرد. ویندوز ویستا
؛ سخت‌افزار مورد نیاز رده‌های رایانه
یک رایانه شخصی دارای تنها یک کاربر است که ممکن است آن کاربر همان صاحب آن باشد (اگرچه این اصطلاح نیز به این معنی است که هر سخت‌افزار کامپیوتری تقریباً مانند رایانه اصلی آی بی ام، صرف نظر از نحوه استفاده از آن است). این کاربر اغلب ممکن است از تمام منابع سخت‌افزاری استفاده کند و دسترسی کاملی به هر بخش از رایانه داشته باشد و حق دارد که نرم‌افزاری را نصب یا حذف کند. رایانه‌های شخصی معمولاً فایل‌های شخصی را ذخیره می‌کنند و اغلب مالک / کاربر مسئول تعمیر و نگهداری روزمره مانند حذف فایل‌های ناخواسته و اسکن ویروس است. برخی از رایانه‌ها در یک محیط تجاری برای یک کاربر استفاده می‌شوند، اما همچنین توسط کارکنان با پروتکل‌ها برای اطمینان از کارکرد مناسب نگهداری می‌شود. سامانه اطلاعاتی مدیریتی
اجزاء اصلی این سیستم عبارت‌اند از: (۱) سیستمی یکپارچه برای خدمت به تعداد زیادی کاربر، (۲) سیستمی رایانه‌ای که تعدادی نرم‌افزار اطلاعاتی را از طریق یک پایگاه اطلاعات به هم ربط داده (۳) رابط کاربر- ماشین که به جستجوهای فوری و موقتی پاسخ داده (۴) ارائه اطلاعات به تمام سطوح مدیریتی و (۵) پشتیبانی از عملیات و تصمیم‌گیری سرور (رایانه)
مراکزی که استانداردهای نگهداری از سرورها را رعایت و حجم وسیعی از آنها را نگهداری کنند؛ مرکز داده نام دارند که در آن‌ها سرورها داخل محفظه‌های فلزی مخصوصی (Rack) نگهداری می‌شوند. دمای مراکز داده با دقت بالایی کنترل می‌گردد تا در بازه دمایی مناسب برای فعالیت سرورها پایدار بماند.همانند یک رایانه رومیزی، سرور نیز دارای سخت‌افزارهایی همچون پردازنده، رم، هارد و… می‌باشد، با این تفاوت که قطعات سخت‌افزاری سرورها، بسیار قدرتمند تر عمل می‌کنند بطوریکه بتواند تعداد کاربر (کارخواه) بیشتری را جهت پردازش و ذخیره‌سازی پشتیبانی کند. از اصلی‌ترین قطعات یک سرور می‌توان به کنترلر RAID نام برد که در تمام سرورها نقشی اساسی در امنیت و ذخیره‌سازی اطلاعات دارد. تاریخ سخت‌افزار رایانه
اولین رایانه ی الکترونیکی بدون قطعات مکانیکی که در ساختن آن علاوه بر اجزاء الکترومکانیکی از نوزده هزار لامپ خلاء استفاده شده بود و ۱۳۰۰۰۰ وات انرژی مصرف می‌کرد و ۱۵۰۰ فوت مربع جا اشغال می‌کرد بنام اِنیاک یا اِنیَک (ENIAC) مخفف محاسبه‌گر و یکپارچه‌ساز عددی الکترونیکی (Electronic Numerical Integrator And Computer) نامگذاری شد. انیاک در سال ۱۹۴۶ میلادی در دانشگاه پنسیلوانیا آماده نصب و راه‌اندازی گردید و در زمان خود پیچیده‌ترین دستگاه الکترونیکی جهان بود. با وجود سرعت ۳۰۰ عمل ضرب در ثانیه باز هم بسیار بزرگ بود. معماری فون نویمان
از معماری این مدل استنتاج می‌شود چون گذرگاه‌ها بین واحدها به اشتراک گذاشته شده‌اند بنابراین در هر لحظه فقط یکی از حالت‌های آوردن دستورها یا انجام عملیات روی داده‌ها صورت می‌گیرد که به آن گلوگاه فون نیومن می‌گویند. کامپیوترهای اولیه دارای برنامه های مشخص و ثابتی بوده اند. برخی از کامپیوترهای امروزین برای سادگی و یا اهداف آموزشی هنوز از طراحی این کامپیوترها استفاده می کنند؛ مثلاً ماشین حساب های رومیزی (در اصل) نیز یک کامپیوتر برنامه ثابت محسوب می شود، چرا که تنها می تواند به پردازش اعداد و اِعمال عملگرهای ریاضیاتی بپردازد و از آن نمی توان برای اجرای یک برنامه ی پردازش واژه و یا بازی کردن استفاده کرد. تغییر برنامه چنین کامپیوترهایی نیاز به تغییر مدارهای آن و در کل تغییر ساختار و طراحی جدیدی دارد. کامپیوترهای اولیه آن قدر هم برای کار خاصی برنامه‌ریزی نشده بودند؛ یعنی غالباً طراحی آن ها به گونه ای بود که برای کار خاصی قابل استفاده باشد تا برنامه ی آن ها. برنامه‌ریزی دوباره یک کامپیوتر، اگر اصلاً ممکن هم بود، فرایند بسیار دشواری می طلبید؛ فرایندی که با فلوچارت ها و کاغذهای یادداشت شروع می شد و سپس با طراحی های جزئی و مهندسی-شده و کار طاقت فرسایی چون مداربندی دستی و بازسازی ماشین همراه می شد. نصب و رفع اشکال یک برنامه روی انیاک می توانست سه هفته زمان برد. با پیشنهاد کامپیوتر برنامه-دار، اوضاع دگرگون شد. یک کامپیوتر برنامه-دار، به همراه طراحی فیزیکی خود، مجموعه ای دستورالعمل را شامل می شود و می تواند در حافظه مجموعه ای از دستوراتی (برنامه ها) را برای محاسبات ذخیره کند. طرح برنامه داربودن کامپیوتر قابلیت خودتغییردهندگی یک کد را فراهم می کند. یکی از انگیزه های اولیه داشتن کد خودتغییردهنده نیاز به برنامه ای با توانایی افزایش و یا در غیر این صورت بهبود قسمت آدرس دستورات، بود؛ چرا که در طراحی های اولیه، اپراتورها، خود مجبور به انجام دستی آن ها بودند. البته با گسترش ثبات های شاخص و آدرس دهی غیرمستقیم به عنوان اجزای معماری کامپیوتر، اهمیت این مورد کمرنگ تر شد. فایده دیگر برنامه-داربودن کامپیوتر، نشاندن داده های پراستفاده در جریان دستورات بوسیله آدرس دهی فوری بود. امروزه دیگر کدهای خودتغییردهنده چندان مورد توجه نیستند چرا که فهم و رفع اشکالات آن ها دشوار و همچنین تحت پردازش خط لوله های مدرن و نقشه های حافظه نهان ناکارآمد است. زد۱
Z1 تقریباً تمام قسمتهای یک کامپیوتر مدرن را شامل می‌شود، یعنی واحد کنترل، حافظه، توالی‌های میکرو، منطق شناور و دستگاه‌های ورودی-خروجی. Z1 از طریق نوار پانچ شده و نوارخوان منگنه قابل برنامه‌ریزی بود. بین نوارخوان منگنه شده، واحد کنترل برای نظارت بر کل دستگاه و اجرای دستورالعمل‌ها، واحد حساب و دستگاه‌های ورودی و خروجی، یک تفکیک مشخص وجود داشت. واحد نوار ورودی سوراخ‌ها را در فیلم ۳۵ میلی‌متر می‌خواند. امنیت رایانه
امنیت رایانه‌ای تقریباً در هر صنعتی که از رایانه‌ها استفاده می‌کند امری مهم به‌شمار می‌رود. امروزه بیشتر وسایل الکترونیکی مانند رایانه‌ها لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه به گونه‌ای هستند که از آغاز، نرم‌افزار دیوار آتش بر روی آن‌ها نصب شده‌است. با وجود این، رایانه‌ها برای محافظت از داده‌ها صددرصد مستقل و دقیق عمل نمی‌کنند. (اسمیت و همکاران، ۲۰۰۴). راه‌های گوناگونی برای هک رایانه‌ها وجود دارد. این کار با سامانه شبکه انجام می‌گیرد. برای نمونه می‌توان به کلیک بر روی لینک‌های ناشناس، ارتباط با وای-فای ناشناس، بارگیری پرونده و نرم‌افزار از وبگاه‌های مشکوک، مصرف برق امواج رادیویی الکترومغناطیس، و موارد دیگر اشاره کرد. به این ترتیب رایانه‌ها می‌توانند با تعامل داخلی قوی بین سخت‌افزار و نرم‌افزار، و پیچیدگی نرم‌افزاری، مانع خطاهای امنیتی شوند. رایانه شخصی
یکی از مشکلات اصلی لپ‌تاپ‌ها عدم ترفیع و بهبود سیستم نسبت به نسخهٔ اولیه است و یا امکانات محدودی برای ارتقای انواع لپ‌تاپ بسته به سال تولید سخت‌افزار آن وجود دارد. این امر از اندازه و تنظیمات قطعات این دستگاه‌ها نشأت می‌گیرد. ترفیع قطعات داخلی یا مورد تأیید شرکت سازنده نیستند، که در صورت بی‌احتیاطی یا دانش ناکافی به لپ‌تاپ ضربه وارد می‌کند یا غیرممکن است. ترفیع برخی از قطعات داخلی مانند حافظه اصلی و دیسک سخت معمولاً به راحتی انجام می‌شود، در حالی که ترفیع نمایشگر و صفحه‌کلید معمولاً غیرقابل ترفیع هستند. لپ‌تاپ‌ها مانند رایانه‌های رومیزی می‌توانند از طریق درگاه یواس‌بی به قطعات خارجی بسیاری مانند صفحه‌کلید، موشواره، دوربین و … متصل شوند. هسته (سیستم‌عامل)
برای انجام کارکردهای مفید ، فرایندها نیاز به دسترسی به لوازم جانبی متصل به رایانه دارند که توسط هسته از طریق درایورهای دستگاه توسط هسته کنترل می شوند. درایور دستگاه یک برنامه رایانه ای است که سیستم عامل را قادر می سازد با یک دستگاه سخت افزاری ارتباط برقرار کند. این سیستم عامل اطلاعاتی در مورد چگونگی کنترل و برقراری ارتباط با یک قطعه خاص از سخت افزار را در اختیار شما قرار می دهد. درایور یک قطعه مهم و یک برنامه اساسی است. هدف طراحی درایور انتزاع است. وظیفه درایور ترجمه مکالمات عملکرد انتزاعی انتصاب شده توسط سیستم عامل (تماس های برنامه نویسی) در تماس های خاص دستگاه است. از نظر تئوری ، دستگاه باید به درستی با درایور مناسب کار کند. درایورهای دستگاه برای مواردی مانند کارتهای ویدئویی ، کارتهای صوتی ، چاپگرها ، اسکنرها ، مودمها و کارتهای LAN استفاده می شوند. دی‌ان‌ای رایانه
نکتهٔ اصلی دی‌ان‌ای رایانه‌ها تعداد بسیار زیاد محاسبات موازی با استفاده از دی‌ان‌ای هاست، که با ایجاد مقدمات لازم و تعداد مناسب رشته‌های دی‌ان‌ای می‌توان با یکبار انجام آزمایش مسائل بسیار بزرگ را با استفاده از جستجوهای موازی حل کرد. این کار بسیار سخت در رایانه‌های معمول انجام می‌شود. همچنین باید توجه کرد که رایانه‌های معمول برای انجام چنین محاسباتی به مدارهای سخت‌افزاری بسیار پیچیده و عظیمی نیاز دارند. دستگاه اطلاعاتی
تفاوت سامانه‌های اطلاعاتی با رایانه‌ای در این است که رایانه‌ها پردازش مؤثر و کارآمد داده‌ها را فراهم می‌کنند و در واقع بخشی از سامانه اطلاعاتی محسوب می‌شوند. لیکن سامانه اطلاعاتی چیزی بیش از رایانه‌ها هستند. به‌کارگیری مؤثر سامانه اطلاعاتی نیازمند درک کسب و کار و محیطی است که توسط سامانه اطلاعاتی حمایت می‌شود. بنابراین در مباحث مربوط به سامانه اطلاعاتی رایانه‌ها تنها بخشی از سامانه پیچیده‌ای است که بایستی طراحی، راه اندازی و پیاده‌سازی شود. رندرینگ (گرافیک رایانه‌ای)
پس از مشخص شدن طرح کلی اجزای پویانمایی باید به طراحی حرکات و وقایع پویانمایی و اجزای آن بپردازیم. ابتدا باید نحوه-ی قرار گرفتن اجزا نسبت به یکدیگر را مشخص کنیم و صحنه‌ها را طراحی کنیم. طراحی صحنه‌ها شامل محل قرارگرفتن دوربین و منبع نور هم می‌باشد که هر دو در مرحلهٔ بعد، رندرینگ بسیار تأثیرگذارند. در مرحلهٔ بعد باید حرکات مربوط به اجزا شامل ایست و حرکت، چرخش، تغییر جهت، تغییر ویژگی‌های فیزیکی مثل اندازه و رنگ را طراحی کنیم. بسیاری از نکات حرکتی که در این مرحله باید اجرا شوند با مراجعه به صفحات داستان قابل استخراج هستند. این مرحله هم مثل مرحلهٔ قبل دو نحوهٔ پیاده‌سازی دستی و خودکار دارد. روش دستی بسیار به کاری که در پویانمایی دوبعدی انجام می-دادیم شبیه‌است با این تفاوت که ما اینجا ابتدا با استفاده از اسکلت-بندی‌ها و اجزای کنترلی شخصیت‌ها حرکات آن‌ها را در فریم‌های کلیدی پیاده‌سازی می‌کنیم و رایانه فریم‌های میانی را محاسبه می‌کند و تمام فریم‌ها برای مرحلهٔ رندرینگ آماده می‌شوند. به‌طور کلی در پویانمایی سه بعدی کنترل بر روی نحوه و چگونگی حرکت اجزا بسیار راحت‌تر و بیشتر است. در روش خودکار حسگرها و علامت‌هایی را به روی بدن یک انسان واقعی متصل می‌کنیم و او مثل یک بازیگر حرکت می‌کند و حرکات او را به وسیلهٔ رایانه از حسگرها استخراج و ثبت می‌کنیم. به این روش در اصطلاح استخراج حرکت می‌گویند. استفاده از این روش تحت شرایطی مناسب است که حرکات انسانی مورد نظر ما باشد و انجام آن حرکت‌ها برای انسان امکان‌پذیر باشد که معمولاً این شرایط به وجود نمی‌آید. مثلاً در داستان اسباب‌بازی که شخصیت‌ها اسباب بازی بودند، حرکات معقول انسانی خیلی به کار نمی‌آمد بنابراین حرکات به صورت دستی پیاده‌سازی شدند. به‌طور کلی به فرایند تولید تصویر از یک صحنهٔ مجازی به منظور نمایش بر روی صفحهٔ نمایشگر، رندرینگ می‌گویند که توسط نرم‌افزار رندرینگ (موتور رندرینگ) انجام می‌شود و آخرین مرحله در تولید پویانمایی رایانه‌ای است. در واقع این مرحله شامل تبدیل صحنه سه بعدی برداری به یک تصویر پیکسلی قابل مشاهده می‌باشد.برخی از مباحثی که در رندرینگ تصاویر و فریم‌ها باید به آن‌ها بپردازیم شامل: صفحه‌بندی (رایانه)
یک برنامه می‌تواند شامل جای‌گذاشتهای متعددی باشد، که هر یک قسمت واحد از حافظه را در زمان‌های مختلف اشغال می‌کنند. جای‌گذاشت‌ها روش صفحه‌بندی حافظه اصلی به دیسک نیستند و فقط برای کم کردن استفاده از حافظه اصلی هستند. معماری‌های جدیدتر از قطعه‌بندی حافظه استفاده می‌کنند و این قطعه‌ها هستند که واحد انتقال بین حافظه اصلی و دیسک هستند. این قطعات باید در حافظه اصلی به شکل متوالی وجود داشته باشند که نیاز به پردازش و بیشتر و سربار بیشتر هستند تا از تکه‌تکه شدن جلوگیری شود درایو دیسک سخت
درایو هارد دیسک یکی از قطعات رایانه است. تقویت‌کننده عملیاتی
یک رایانهٔ آنالوگ واقعی، علاوه بر تقویت‌کنندهٔ عملیاتی شامل مقاومت‌ها و خازن‌های دقیق، مولد شکل‌موج‌های گوناگون برای تأمین ورودی‌های گوناگون، وسیله‌هایی برای اعمال شرایط اولیه، پتانسیومتر دقیق برای واردکردن ثابت‌های تغییرپذیر، کلیدهایی برای کنترل عملیات، نوسان‌نما برای نمایش خروجی و یک بُرد مدار، برای به‌هم بستن قطعه‌های گوناگون برنامه است. واحد پردازش مرکزی
رله ها(relay) و لامپ‌های خلاء(vacuum tubes) یا همان لوله‌های ترمیونیک به‌طور شایعی به عنوان عناصر سوئیچ استفاده می‌شدند. یک کامپیوتر کاربردی نیاز به هزاران یا ده‌ها هزار ابزار سوئیچ دارد. سرعت کلی یک سیستم وابسته به سرعت سوئیچ‌ها است. کامپیوترهای لامپ خلاء (نظیر EDVAC) به‌طور میانگین ۸ ساعت از یک شکست تا شکست بعدی زمان می‌بردند، در حالیکه کامپیوترهای رله ای نظیر، Harvard Mark I (که کندتر اما قدیمی تر است) بندرت دچار شکست می‌شدند. درنهایت، CPUهای مبتنی بر لامپ‌ها ی خلاء غلبه پیدا کردند، زیرا مزایای سرعت چشمگیر بیشتر از مشکل قابل اعتماد بودن است. اکثر این CPUهای همگام، در مقایسه با طراحی‌های میکروالکترونیک جدید دارای سرعت‌های ساعتی پایین بودند. در آن زمان، فرکانس‌های سیگنال ساعت به‌طور شایع در محدوده ۱۰۰ کیلو هرتز تا ۴ مگاهرتز بود که این سرعت، به میزان زیادی به دلیل سرعت ابزارهای سوئیچ مورد استفاده در داخل آن‌ها، محدود می‌شد. حافظه رایانه
در علوم رایانه، به هر وسیله که توانایی نگهداری اطلاعات را داشته باشد، حافظه می‌گویند. حافظه یکی از قسمت‌های ضروری و اساسی یک رایانه به‌شمار می‌رود. همان‌طور که انسان برای نگهداری اطلاعات مورد نیاز خود علاوه بر حافظه درونی خویش از ابزارهای گوناگون دیگری همانند کاغذ، تخته سیاه، نوار ضبط صوت، نوار ویدئو و ... استفاده می‌کند رایانه هم می‌تواند از انواع گوناگون حافظه استفاده کند. به‌طور کلی دو نوع حافظه داریم: در مفهوم گسترده‌تر این واژه به ابزارهای انبارش بیرونی چون دیسک‌گردان یا نوارگردان گفته می‌شود. ابزار ذخیره‌سازی نیمه هادی یک راست به پردازنده وصل می‌شود. حافظه پنهان یا کَش حافظه سریعی است که برای افزایش سرعت پیوند سیستم با دستگاه‌های کندتر بهره گرفته می‌شود و بکارگیری آن باعث می‌شود که سرعت و توانایی‌های دستگاه سریع به هدر نرود. مهم‌ترین حافظه پنهان در پردازنده‌های مرکزی (سی‌پی‌یوها) وجود دارد که به سه سطح بخش می‌شود و امروزه حافظه پنهان که در پردازشگرهای مرکزی ساختن آن هزینه بیشتری دارد تا ۱۶ مگابایت هم می‌رسد. رایانه کوچک
رایانهٔ کوچک یا مینی‌ کامپیوتر یک نمونه از رایانه‌ها است که بیشتر امکانات و توانایی‌های رایانه‌های معمولی را دارد اما از لحاظ اندازهٔ فیزیکی کوچک تر و به لحاظ مزایا دربردارندهٔ ۱۷ مزیت ممتاز نسبت به رایانه‌های سنتی است. رایانه‌های کوچک واحدهای پردازش هستند که کاربردهای مختلفی دارند. نام معاصر این دسته از رایانه‌ها، رایانه‌های میانه midRange است. یکی از جدیدترین مینی‌کامپیوترهای موجود در بازار تین‌کلاینت‌ها هستند. این دستگاه‌های کوچک کاربردهای بسیار زیادی نسبت به کامپیوترها و کیس ها را دارند. تین‌کلاینت نسبت به قیمت مناسبی که دارند ارزش خرید بالاتری نسبت به کیس‌های کامپیوتری دارند. گرافیک رایانه‌ای (علوم رایانه)
برنامه‌ها برای گرافیک سه بعدی بر روی کامپیوترها تقریباً بیشمار هستند. شاید عمومی‌ترین استفاده از گرافیک کامپیوتری سه بعدی بازی‌های رایانه‌ای باشند. امروزه به سختی می‌توان کامپیوتری را یافت که نیاز به یک کارت گرافیک سه بعدی نداشته باشد. سه بعدی همیشه برای تجسمات علمی و برنامه‌های مهندسی معروف بوده‌است. رابط‌های گرافیکی نرم‌افزاری هم از سخت‌افزار سه بعدی استفاده فراوان می‌برند. برای مثال ورژن کنونی سیستم‌عامل مکینتاش یعنی Mac OS X برای رندر کردن تمام پنجره‌ها و کنترل‌ها و جلوه‌های تصویری از OpenGL استفاده می‌کند. تصاویر ۱۶-۱ ال ۲۰-۱ تعدادی از برنامه‌های بیشماری را نشان می‌دهد که برای رندر تصاویرشان و تولید تصاویر سه بعدی تعاملی از OpenGL استفاده می‌کنند. به خطر افتادن امنیت کامپیوتر در اثر خرابی سخت‌افزار
تحلیل بالزاروتی به دو مرحله اصلی تقسیم می شود. مرحلهٔ اول با استفاده از تکنیک‌های بینایی کامپیوتری، فیلم ضبط شده توسط دوربین را تجزیه و تحلیل می کند. برای هر فریم از ویدیو، با استفاده تجزیه و تحلیل بینایی کامپیوتری، مجموعه کلیدهایی را که احتمالاً فشار داده شده‌اند، مجموعه کلیدهایی را که قطعاً فشرده نشده‌اند و موقعیت فاصله‌ها(اسپیس) را محاسبه می کند. از آنجا که نتایج این مرحله از تجزیه و تحلیل، پر سر و صدا است ، مرحلهٔ دوم به نام تجزیه و تحلیل متن مورد نیاز است. هدف از این مرحله حذف خطاها با استفاده از هر دو روش حساس به زبان و متن است. نتیجهٔ این مرحله، متن بازسازی شده است ، که هر کلمه در آن با لیستی از نامزدهای احتمالی نشان داده می شود که براساس احتمال رخداد آن‌ها، رتبه بندی می شوند. چاپگر