انواع رایانه ها و معرفی ۵ نوع از رایانه ها

امروزه در دنیا انواع رایانه ها موجود است اما به طور کلی ما می‌توانیم رایانه را به دو صورت دسته‌بندی کنیم: بر اساس قابلیت‌های پردازش داده‌ها و اندازه.

بر اساس قابلیت‌های مدیریت داده‌ها، رایانه سه نوع است:

• کامپیوتر آنالوگ
• کامپیوتر دیجیتال
• کامپیوتر هیبریدی

۱) کامپیوتر آنالوگ

رایانه های آنالوگ برای پردازش داده های آنالوگ طراحی شده اند. داده های آنالوگ، داده های پیوسته ای هستند که به طور پیوسته تغییر می کنند و نمی توانند مقادیر گسسته داشته باشند. می توان گفت که کامپیوترهای آنالوگ در جاهایی استفاده می شوند که همیشه به مقادیر دقیقی مانند سرعت، دما، فشار و جریان نیاز نداریم.

کامپیوترهای آنالوگ مستقیماً داده‌های دستگاه‌های اندازه‌گیری را بدون تبدیل آن به اعداد و کدها می‌پذیرند. آنها داده های در حال تغییر در کمیت را اندازه گیری می کنند و به طور کلی خروجی را به صورت شفاف بر روی صفحه نمایش ارائه می دهند. سرعت سنج و دماسنج جیوه ای نمونه هایی از رایانه های آنالوگ می باشند.

مزایای استفاده از رایانه های آنالوگ:

این اجازه می دهد تا عملیات و محاسبات در زمان واقعی به طور همزمان و نمایش مستمر تمام داده ها نمایش داده می شود.

در برخی از کاربردها، امکان انجام محاسبات را بدون کمک مبدل برای تبدیل ورودی یا خروجی به فرم الکترونیکی دیجیتال و بالعکس فراهم می کند.

برنامه‌نویس می‌تواند مشکل را برای محدوده دینامیکی رایانه آنالوگ مقیاس‌بندی کند. این بینشی را در مورد مشکل ارائه می دهد و به درک خطاها و اثرات آنها کمک می کند.

انواع کامپیوترهای آنالوگ :

قوانین اسلاید: این یکی از ساده ترین انواع کامپیوترهای مکانیکی آنالوگ است. این برای انجام محاسبات ریاضی پایه توسعه یافته است. از دو میله تشکیل شده است. برای انجام محاسبات، میله هش شده لغزش داده می‌شود تا با علامت‌های روی میله دیگر هماهنگ شود.

آنالیزهای دیفرانسیل: برای انجام محاسبات دیفرانسیل توسعه یافته است. این یکپارچه سازی را با استفاده از مکانیزم چرخ و دیسک برای حل محاسبات دیفرانسیل انجام می دهد.

ساعت قلعه: توسط الجرازی اختراع شد. قادر به ذخیره دستورالعمل های برنامه نویسی بود. ارتفاع آن حدود ۱۱ فوت بود و نمایش زمان، زودیاک و مدارهای خورشیدی و قمری را برای آن فراهم می کرد. این دستگاه همچنین می تواند به کاربران اجازه دهد که طول روز را مطابق با فصل جاری تنظیم کنند.

کامپیوتر آنالوگ الکترونیکی: در این نوع از کامپیوترهای آنالوگ، سیگنال های الکتریکی از خازن ها و مقاومت ها برای شبیه سازی پدیده های فیزیکی جریان می یابد. در اینجا، برهمکنش مکانیکی اجزا صورت نمی گیرد. ولتاژ سیگنال الکتریکی نمایشگرهای مناسب را ایجاد می کند.

۲) کامپیوتر دیجیتال

رایانه دیجیتال برای انجام محاسبات و عملیات منطقی با سرعت بالا طراحی شده اند. داده های خام را به صورت ارقام یا اعداد دودویی (۰ و ۱) به عنوان ورودی می پذیرد و با برنامه های ذخیره شده در حافظه خود پردازش می کند تا خروجی تولید کند. همه رایانه های مدرن مانند لپ تاپ ها، رایانه های رومیزی از جمله گوشی های هوشمند که در خانه یا محل کار استفاده می کنیم، رایانه های دیجیتال هستند.

مزایای رایانه های دیجیتال:

این امکان را به شما می دهد تا حجم زیادی از اطلاعات را ذخیره کرده و هر زمان که به آن نیاز داشتید به راحتی آن ها را بازیابی کنید.

شما می توانید به راحتی ویژگی های جدید را به راحتی به سیستم های دیجیتال اضافه کنید.

برنامه های مختلف را می توان در سیستم های دیجیتال تنها با تغییر برنامه بدون ایجاد هیچ تغییری در سخت افزار استفاده کرد.

هزینه سخت افزار به دلیل پیشرفت تکنولوژی آی سی کمتر است.

این سرعت بالایی را ارائه می دهد زیرا داده ها به صورت دیجیتالی پردازش می شوند.

این بسیار قابل اعتماد است زیرا از کدهای تصحیح خطا استفاده می کند.

تکرارپذیری نتایج بالاتر است زیرا خروجی تحت تأثیر نویز، دما، رطوبت و سایر ویژگی‌های اجزای آن قرار نمی‌گیرد.

۳) کامپیوتر هیبریدی

کامپیوتر هیبریدی دارای ویژگی های هر دو آنالوگ و کامپیوتر دیجیتال است. مانند کامپیوترهای آنالوگ سریع است و مانند کامپیوترهای دیجیتال دارای حافظه و دقت است.

می تواند هم داده های پیوسته و هم گسسته را پردازش کند.

سیگنال های آنالوگ را می پذیرد و آنها را قبل از پردازش به شکل دیجیتال تبدیل می کند.

بنابراین، به طور گسترده در برنامه های کاربردی تخصصی که در آن داده های آنالوگ و دیجیتال پردازش می شوند، استفاده می شود.

به عنوان مثال، یک پردازنده در پمپ های بنزین استفاده می شود که اندازه گیری های جریان سوخت را به مقدار و قیمت تبدیل می کند. به طور مشابه، آنها در هواپیما، بیمارستان ها و کاربردهای علمی استفاده می شوند.

مزایای استفاده از رایانه های هیبریدی:

سرعت محاسبات آن به دلیل پیکربندی تمام موازی زیرسیستم آنالوگ بسیار بالا است.
نتایج دقیق و سریعی را ایجاد می کند که دقیق تر و مفیدتر هستند.
توانایی حل و مدیریت معادله بزرگ را در زمان واقعی دارد.
این به پردازش آنلاین داده ها کمک می کند.

انواع و اقسام رایانه ها

۱) سوپر کامپیوتر

سوپرکامپیوترها بزرگترین و سریعترین کامپیوترها هستند. آنها برای پردازش حجم عظیمی از اطلاعات طراحی شده اند. یک ابرکامپیوتر می تواند تریلیون ها دستورالعمل را در یک ثانیه پردازش کند. دارای هزاران پردازنده متصل به هم است.

ابررایانه ها به ویژه در کاربردهای علمی و مهندسی مانند پیش بینی آب و هوا، شبیه سازی های علمی و تحقیقات انرژی هسته ای استفاده می شوند. اولین ابرکامپیوتر توسط راجر کری در سال ۱۹۷۶ ساخته شد.

ویژگی ها یا کاربردهای ابررایانه ها:

قابلیت رمزگشایی رمز عبور شما را برای افزایش حفاظت به دلایل امنیتی دارد.
نتایج عالی در انیمیشن ها ایجاد می کند.
برای آزمایش مجازی سلاح های هسته ای و آزمایش های پزشکی حیاتی استفاده می شود.
می تواند الگوهای آب و هوا را مطالعه و درک کند و شرایط آب و هوایی را پیش بینی کند. این می تواند در سیستم NOAA (اداره ملی اقیانوسی و جوی) اجرا شود که می تواند هر نوع داده ساده و منطقی را اجرا کند.
طراحی شبیه سازهای پرواز برای خلبانان در سطح مبتدی برای آموزش آنها کمک می کند.
استخراج اطلاعات مفید از مراکز ذخیره سازی داده یا سیستم ابری کمک می کند. مثلا در شرکت های بیمه.
نقش حیاتی در مدیریت دنیای ارزهای آنلاین مانند بازار سهام و بیت کوین داشته است.
در تشخیص انواع بیماری های حیاتی و ایجاد نتایج دقیق در آسیب های مغزی، سکته مغزی و غیره کمک می کند.
با تجزیه و تحلیل دقیق داده‌های به‌دست‌آمده از کاوش در منظومه شمسی، ماهواره‌ها و حرکت زمین، در زمینه‌های تحقیقات علمی کمک می‌کند.
همچنین در سیستم کنترل دود استفاده می شود که در آن سطح مه و سایر آلاینده ها را در جو پیش بینی می کند.

۲) رایانه مرکزی (Mainframe Computer)

رایانه های مرکزی به گونه ای طراحی شده اند که صدها یا هزاران کاربر را به طور همزمان پشتیبانی کنند. آنها می توانند چندین برنامه را به طور همزمان پشتیبانی کنند. این بدان معنی است که آنها می توانند فرآیندهای مختلفی را به طور همزمان اجرا کنند. این ویژگی‌های رایانه‌های مرکزی، آن‌ها را برای سازمان‌های بزرگی مانند بخش‌های بانکی و مخابراتی، که نیاز به مدیریت و پردازش حجم بالایی از داده‌ها دارند، ایده‌آل می‌کند.

ویژگی های رایانه های مرکزی :

می تواند حجم عظیمی از داده ها را پردازش کند، به عنوان مثال. میلیون ها تراکنش در یک ثانیه در بخش بانکی.
عمر بسیار بالایی دارد. پس از نصب تا ۵۰ سال می تواند بدون مشکل کار کند.
عملکرد عالی با مدیریت حافظه در مقیاس بزرگ ارائه می دهد.
این قابلیت را دارد که حجم کاری خود را بین دیگر پردازنده ها و پایانه های ورودی/خروجی به اشتراک بگذارد یا توزیع کند.
شانس کمتری برای خطا یا اشکال در حین پردازش در رایانه اصلی وجود دارد. اگر خطایی رخ دهد، می‌تواند آن را سریعاً بدون تأثیر بر عملکرد برطرف کند.
این توانایی محافظت از داده های ذخیره شده و سایر تبادل مداوم اطلاعات و داده ها را دارد.

کاربردهای کامپیوترهای مرکزی:

در مراقبت‌های بهداشتی، بیمارستان‌ها را قادر می‌سازد تا رکورد میلیون‌ها بیمار خود را حفظ کنند تا برای درمان یا مربوط به قرار ملاقات، به‌روزرسانی‌های دارو یا به‌روزرسانی بیماری با آنها تماس بگیرند.
در حوزه دفاعی، این امکان را به ادارات دفاعی می دهد تا حجم زیادی از اطلاعات حساس را با سایر شاخه های دفاعی به اشتراک بگذارند.
در زمینه آموزش، به دانشگاه‌های بزرگ کمک می‌کند تا داده‌های مربوط به دوره‌ها، پذیرش‌ها، دانشجویان، معلمان، کارمندان و مدارس و کالج‌های وابسته را ذخیره، مدیریت و بازیابی کنند.
در بخش خرده‌فروشی، شرکت‌های خرده‌فروشی که پایگاه مشتریان و شعبه‌های بزرگی دارند، از رایانه‌های مرکزی برای مدیریت و اجرای اطلاعات مربوط به مدیریت موجودی، مدیریت مشتری و معاملات بزرگ خود در مدت زمان کوتاهی استفاده می‌کنند.

۳) مین فریم یا مینی کامپیوتر

این یک رایانه چندپردازنده متوسط است. از دو یا چند پردازنده تشکیل شده است و می تواند ۴ تا ۲۰۰ کاربر را در یک زمان پشتیبانی کند. کامپیوترهای مینی فریم در موسسات و بخش ها برای کارهایی مانند صورتحساب، حسابداری و مدیریت موجودی استفاده می شوند. یک مینی کامپیوتر بین مین فریم و میکرو کامپیوتر قرار دارد زیرا کوچکتر از مین فریم اما بزرگتر از میکرو کامپیوتر است.

ویژگی های مینی فریم یا مینی کامپیوتر:

وزن سبکی دارد که حمل آن را آسان می کند و در هر مکانی جا می گیرد.
هزینه کمتری نسبت به رایانه های بزرگ دارد.
نسبت به سایزش بسیار سریع است.
مدت زیادی شارژ می ماند.
نیازی به محیط عملیاتی کنترل شده ندارد.

کاربردهای مینی کامپیوتر:

یک مینی کامپیوتر عمدتاً برای انجام سه عملکرد اصلی استفاده می شود که به شرح زیر می باشد:

کنترل فرآیند: برای کنترل فرآیند در ساخت و تولید استفاده می شد. به طور عمده دو عملکرد اصلی را انجام می دهد که جمع آوری داده ها و بازخورد است. اگر هر گونه ناهنجاری در فرآیند رخ دهد، توسط مینی کامپیوتر تشخیص داده می شود و تنظیمات لازم بر این اساس انجام می شود.
مدیریت داده ها: دستگاهی عالی برای سازمان های کوچک برای جمع آوری، ذخیره و به اشتراک گذاری داده ها. بیمارستان‌ها و هتل‌های محلی می‌توانند از آن برای حفظ سوابق بیماران و مشتریان خود استفاده کنند.
پورتال ارتباطات: همچنین می‌تواند نقش یک دستگاه ارتباطی را در سیستم‌های بزرگ‌تر با خدمت به عنوان پورتال بین یک اپراتور انسانی و یک پردازنده مرکزی یا کامپیوتر ایفا کند.

۴) ایستگاه کاری (Workstation)

ایستگاه کاری یک رایانه تک کاربره است که برای کاربردهای فنی یا علمی طراحی شده است. دارای ریزپردازنده سریعتر، مقدار رم زیاد و آداپتورهای گرافیکی با سرعت بالا. به طور کلی یک کار خاص را با تخصص بالایی انجام می دهد. بر این اساس، آنها انواع مختلفی دارند مانند ایستگاه کاری گرافیکی، ایستگاه کاری موسیقی و ایستگاه کاری طراحی مهندسی.

ویژگی های کامپیوتر ایستگاه کاری:

یک سیستم کامپیوتری با کارایی بالا است که برای یک کاربر واحد برای استفاده تجاری یا حرفه ای طراحی شده است.
ظرفیت ذخیره سازی بزرگتر، گرافیک بهتر و CPU قدرتمندتر از رایانه شخصی دارد.
این می تواند انیمیشن، تجزیه و تحلیل داده ها، CAD، ساخت و ویرایش صوتی و تصویری را انجام دهد.
هر رایانه ای که دارای پنج ویژگی زیر باشد، می تواند به عنوان یک ایستگاه کاری نامیده شود یا می تواند به عنوان ایستگاه کاری مورد استفاده قرار گیرد.

هسته های چندگانه پردازنده: تعداد هسته های پردازشی آن نسبت به لپ تاپ ها یا کامپیوترهای ساده بیشتر است.
رم ECC: با حافظه کد تصحیح کننده خطا ارائه شده است که می تواند خطاهای حافظه را قبل از اینکه بر عملکرد سیستم تأثیر بگذارد، برطرف کند.
RAID (Redundant Array of Independent Disk): به چند هارد دیسک داخلی برای ذخیره یا پردازش داده ها اشاره دارد.

RAID می تواند انواع مختلفی داشته باشد، به عنوان مثال، می تواند چندین درایو برای پردازش داده ها یا درایوهای آینه ای وجود داشته باشد که اگر یک درایو کار نمی کند، دیگری شروع به کار می کند.
SSD: از هارد دیسک های معمولی بهتر است. هارد ssd قطعات متحرک ندارد، بنابراین احتمال خرابی فیزیکی بسیار کمتر است.
GPU بهینه و بالاتر: بار روی CPU را کاهش می دهد. به عنوان مثال، CPU باید در هنگام پردازش خروجی صفحه، کار کمتری انجام دهد.

۵) ریز کامپیوتر

ریز کامپیوتر به عنوان کامپیوتر شخصی نیز شناخته می شود. این یک رایانه همه منظوره است که برای استفاده شخصی طراحی شده است. دارای یک ریزپردازنده به عنوان واحد پردازش مرکزی، حافظه، فضای ذخیره سازی، واحد ورودی و واحد خروجی است. لپ تاپ ها و کامپیوترهای رومیزی نمونه هایی از میکروکامپیوترها هستند. آنها برای کارهای شخصی که ممکن است انجام یک تکلیف، تماشای یک فیلم یا در دفتر برای کارهای اداری باشد، مناسب هستند.

ویژگی های یک میکرو کامپیوتر:

از نظر اندازه در بین انواع کامپیوترها کوچکترین است.
می توان از تعداد محدودی نرم افزار استفاده کرد.
این برای کارهای شخصی و برنامه های کاربردی طراحی شده است. فقط یک کاربر می تواند در یک زمان کار کند و کارهایی مثل طراحی لوگو و طراحی سایت و… را به راحتی انجام دهد.
گستردگی کمتری دارد و استفاده از آن آسان است.
برای استفاده از آن نیازی به مهارت یا آموزش خاصی برای کاربر نیست.
به طور کلی، با یک تراشه نیمه هادی عرضه می شود.
قابلیت چندوظیفه ای مانند چاپ، اسکن، مرور، تماشای فیلم و غیره را دارد.