این روزها کامپیوتر به نوعی با همه زندگی‌ها گره خورده است. برای همین روز به روز نقش فناوری کامپیوتر در عصر امروز پررنگ‌تر می‌شود. امروزه در بیشتر رشته‌های دانشگاهی، و به ویژه در رشته‌های مهندسی، سعی می‌شود به واسطه به‌کارگیری قدرت‌های فناوری کامپیوتر، پیشرفت‌های بیشتر را به وجود آورد. دنیای کامپیوتر بسیار گسترده است اما به طور کلی می‌توان آن را به دو دسته سخت‌افزار و نرم‌افزار تقسیم کرد. برای آن که بتوان برای کاربردهای مختلف و در رشته‌های گوناگون نرم‌افزارهایی کاربردی ساخت نیاز است که در وهله اول با مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی آشنایی پیدا نمود. به نوعی در زمینه نرم‌افزاری کامپیوتر، مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی جزو الزامات هستند. در این مطلب بیشتر با این مباحث آشنا خواهیم شد.
مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی چیست؟
مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی یکی از اولین دروسی است که هر فرد باید در رشته کامپیوتر آن را پاس کند و می‌توان آن را از مهمترین و تأثیرگذارترین دروس رشته کامپیوتر برشمرد. متأسفانه در خیلی از موارد، یادگیری این درس در مدرسه و دانشگاه موفقیت آمیز نیست و کیفیت تدریس به هیچ عنوان راضی‌کننده نخواهد بود. برای همین بسیاری از دانش‌آموزان و دانشجویان خود به صورت خودجوش برای یادگیری بیشتر و نیز تقویت پایه خود به سراغ یادگیری حرفه‌ای این مباحث خواهند رفت. یادگیری هر چه بهتر مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی می‌تواند شانس افراد را برای قبولی در دانشگاه، استخدام در یک شرکت و نیز موفقیت‌های دیگر در زمینه کاری و تحصیلی بسیار بیشتر کند.
در اینجا مایلم مجموعه آموزش برنامه نویسی فرادرس را به شما معرفی کنم؛ این مجموعه آموزشی شامل ۶۷ عنوان آموزشی در زمینه برنامه نویسی است که میتوانید برای دریافت آن همین حالا روی لینک زیر کلیک کنید:
لزوم و اهمیت یادگیری مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی
همان‌طور که گفتیم مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی جزو درس‌هایی است که هر فرد برای ورود به دنیای کامپیوتر باید با آن آشنایی داشته باشد. در واقع با یادگیری هر چه بهتر این درس، می‌توان گفت قدم اول برای تبدیل شدن به یک مهندس کامپیوتر محکم برداشته شده است. برای همین افراد با هر قصدی که به سراغ یادگیری کامپیوتر رفته‌اند و چه قصد ورود به دانشگاه را داشته و چه هنوز در سطح مدرسه تحصیل می‌کنند نیاز است که به خوبی مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی را بیاموزند. به نوعی این درس یک پایه اصلی و مهم برای رشته کامپیوتر محسوب می‌شود. البته این درس سرشار از نکته‌های ریز و درشت است و باید به شکلی جدی به فکر یادگیری آن بود. در این مطلب بیشتر با این مهم در زمینه مهندسی کامپیوتر آشنا خواهیم شد.
مباحث قابل تدریس در مبانی کامیپوتر و برنامه نویسی
در هر خانه‌ای این روزها حداقل یک دستگاه الکترونیک وجود دارد و می‌توان گفت که تکنولوژی به خوبی راه خود را به تمامی خانه‌ها پیدا کرده است. روز به روز قدرت پردازشی کامپیوترها بیشتر می‌شود و در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارند. تا جایی که بدون کمک گرفتن از کامپیوترها امکان انجام تحقیقات و پروژه‌ها وجود نخواهد داشت. دقت بالای این ماشین‌ها تحول بسیار بزرگی را در صنایع مختلف ایجاد نموده است. درس مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی اصطلاحات اولیه این حوزه را در بر می‌گیرد. در این درس همچنین تاریخچه‌ای از نسل‌های مختلف کامپیوتر نیز آورده خواهد شد. در این درس همچنین الگوریتم و فلوچارت و نیز اجزای مختلف کامپیوتر بررسی خواهند شد. در نهایت بعد از بررسی مبنای اعداد و کدهای اسکی به برنامه‌نویسی ++C پرداخته می‌شود. یادگیری تمامی این موارد کمک می‌کند تا با پایه قوی‌تری دیگر مباحث کامپیوتر را فرا بگیرید. در رابطه با برنامه‌نویسی در این درس بیشتر یادگیری الگوریتم نویسی مهم است و می‌توان این گونه گفت که ++C این بخش از درس تعیین‌کننده آینده تحصیلی و رشته‌های دانش‌آموزان و دانشجویان است.
تاریخچه پیدایش اولین کامپیوتر
اولین کامپیوتر در سال ۱۹۳۰ میلادی و توسط دکتر جان آتانا در دانشگاه ایالت آیوا و با بهره‌گیری از محاسبات ریاضی ساخته شد. پس از آن ۱۶ سال بعد و در سال ۱۹۴۶ در دانشگاه پنسیلوانیا اولین کامپیوتر بزرگ و چندمنظوره توسط ارتش آمریکان طراحی و ساخته شد. از این کامپیوترها برای محاسبه جدول پرتابه‌ها، محاسبه انرژی اتمی و پیش‌بینی وضعیت آبوهوا استفاده می‌شد. پس از آن نوبت به عرضه کامپیوترهای نسل دوم با قابلیت پردازش سریع‌تر و نیز حجم کمتر رسید.
مهمترین اصطلاحات در مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی
برای یادگیری هر چه بهتر مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی در وهله اول نیاز است که با برخی از اصطلاحات رایج در این درس آشنایی داشته باشید. شناخت این اصطلاحات به شما کمک خواهد نمود تا بهتر درس مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی را بیاموزید. در ادامه مهمترین این اصطلاحات را با هم بررسی خواهیم نمود:
سیستم کامپیوتری
به طور کلی هر سیستم کامپیوتری متشکل از دو بخش سخت‌افزار و نرم‌افزار است که با هم در تعامل و همکاری هستند. در واقع می‌توان این گونه گفت که هر سیستم کامپیوتری از اجزایی الکتریکی و الکترومکانیکی برخوردار است که بعد از دریافت دادهها در قالب ورودی، آنها را مورد پردازش قرار داده و در نهایت نتیجه یا همان خروجی را در قالب‌های مختلف، نمایش خواهد داد.
داده ها
مطالب وارد شده به کامپیوتر داده نامیده می‌شوند. این اطلاعات دارای انواع مختلفی از جمله حروف، اعداد، تصویر، صدا و... هستند. دادهها را می‌توان یکی از مهمترین چیزها برای کامپیوتر دانست و این بر عهده کاربر است که داده را به عنوان ورودی انتخاب کند. این روزها در موارد مختلفی نظیر یادگیری ماشین، پردازش تصویر و دیگر موارد از دادهها بهره گرفته می‌شود.
اطلاعات
اطلاعات در واقع دسته‌ای از دادهها هستند که بر روی آنها پردازش صورت گرفته و به عنوان خروجی به کاربر نشان داده خواهند شد. اطلاعات نیز می‌تواند بازه وسیعی از اعداد و... را در برگیرد. خروجی اطلاعات ارتباط مستقیمی با ورودی دارد اما لزوماً این دو با هم یکسان نخواهند بود. مثلاً ممکن است یک ورودی در قالب یک صدا باشد و خروجی به صورت اعداد و نمودارها به کاربر نشان داده شود.
الگوریتم
کامپیوترها خود به تنهایی و بدون نرم‌افزار یک تکه فلز هستند که حتی قادر به روشن بودن نیز نخواهند بود. نرمافزارها از یکسری دستورالعمل تشکیل شده‌اند که به این دستورالعمل‌ها الگوریتم گفته می‌شود. هر چه در یک نرم‌افزار از الگوریتم‌های مناسب‌تری استفاده شده باشد بهره‌وری آن نرم‌افزار نیز به مراتب بیشتر می‌شود.
برنامه کامپیوتری
امروزه در دنیا، زبان‌های برنامه‌نویسی متعددی وجود دارد که به واسطه آنها امکان تعریف الگوریتم‌های کامپیوتری وجود خواهد داشت. در واقع تشریح یک الگوریتم به کمک یک زبان برنامه‌نویسی الگوریتم گفته می‌شود. البته خروجی این فرآیند برنامه کامپیوتری است و منظور کدهای نوشته شده نمی‌باشد.
زبان برنامه نویسی
امروزه زبان‌های برنامه‌نویسی مختلفی از جمله جاوا، سی و... وجود دارد. در رابطه با تعریف یک زبان برنامه‌نویسی می‌توان این گونه گفت که زبانی قابل فهم برای کامپیوتر است و پیاده‌سازی الگوریتم‌ها براساس آن انجام می‌شود. این زبان بسته به عملکرد موردنیاز و نیز الگوریتم موردنظر متفاوت خواهد بود.
آشنایی با انواع کامپیوترها در مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی
کامپیوترها دارای انواع مختلفی هستند و به طور کلی می‌توان گفت که تمامی کامپیوترهای دنیا در نهایت در یکی از دسته‌های زیر قرار خواهند گرفت:
ابررایانه ها
ابررایانه‌ها در حال حاضر گران‌ترین کامپیوترهای موجود در دنیا هستند. این کامپیوترها در زمینه مسائل نظامی، علوم فضایی و نیز پروژه‌های وسیع فضایی به کار برده می‌شوند. اغلب این کامپیوترها از سوی دولت‌ها و ابر کمپانی‌ها خریداری شده یا به اجاره در خواهند آمد.
کامپیوترهای بزرگ
معمولاً این دسته از کامپیوترها به نسبت ابررایانه‌ها، دارای توان پردازشی کمتری هستند اما به خوبی نیازهای یک محیط بزرگ نظیر دانشگاه و سازمان‌های بزرگ را پاسخگو می‌باشند. این دسته از رایانه‌ها به دلیل قیمت مناسب‌تری که داشته بیشتر از ابررایانه‌ها استفاده می‌شوند.
کامپیوترهای کوچک
کامپیوترهای بزرگ با وجود برخورداری از توان محاسباتی بالا، به دلیل قیمت بالایی که داشته برای برخی از سازمان‌ها مقرون به صرفه نیستند. برای همین در بسیاری از شرکت‌ها و سازمان‌ها از کامپیوترهای کوچک به جای کامپیوترهای بزرگ استفاده می‌شود. این نوع رایانه با توان پردازشی پایین خود به خوبی قادر است نیاز بسیاری از سازمان‌های کوچک را برآورده سازد.
ریزکامپیوترها
ریز کامپیوترها در واقع همین کامپیوترهایی هستند که برای استفاده شخصی به کار برده می‌شوند. قیمت و حجم پایین این سیستم‌ها باعث شده که در خیلی از موارد بهترین گزینه شناخته شوند. امروزه این کامپیوترها حتی در کسب‌وکارها و شرکت‌های کوچک نیز قابل استفاده هستند.
آشنایی با اجزای مختلف کامپیوترها
تا به این جا سعی شد اصطلاحات مورد نیاز در مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی معرفی شوند و همچنین انواع کامپیوتر را با هم بررسی کردیم. اما در این زمینه نیاز است که اجزای یک کامپیوتر را نیز شناخته و از همین ابتدای کار به یک آشنایی ابتدایی در این رابطه دست پیدا کنید. به طور کلی می‌توان کامپیوترها را به دو بخش اصلی سخت‌افزار و نرم‌افزار تقسیم کرد که هر یک خود دارای زیرمجموعه‌های دیگری هستند.
سخت افزار
سخت‌افزار کامپیوتر خود به بخش‌های مختلفی از جمله واحد ورودی، واحد پردازش و منطق، واحد حافظه، واحد کنترل و حافظه جانبی تقسیم می‌شود. در ادامه بیشتر با هر یکی از این بخش‌ها آشنا خواهیم شد:
واحد ورودی
این واحد همان‌گونه که از نام آن نیز مشهود است اطلاعات ورودی را از کاربران دریافت می‌کند. علاوه بر آن، در این بخش اطلاعات به شکل قابل فهم برای کامپیوتر در خواهند آمد. از بین دستگاه‌های ورودی یک کامپیوتر می‌توان به صفحه کلید و ماوس اشاره نمود. البته مواردی چون صفحه لمسی، قلم نوری و... نیز یک واحد ورودی محسوب خواهند شد.
واحد خروجی
عملکرد این واحد کاملاً متضاد با واحد ورودی است. در واقع این بخش برای انتقال اطلاعات به بیرون از کامپیوتر کاربرد دارد. این بخش اطلاعات را به نحو قابل فهم برای انسان به نمایش در می‌آورد. مواردی چون بلندگو، چاپگر و... همگی یک واحد خروجی محسوب می‌شوند.
واحد محاسبه و منطق
این بخش عملیات محاسباتی را انجام خواهد داد. اغلب در این بخش محاسبات جمع، ضرب، تفریق و تقسیم انجام می‌شود. در واقع می‌توان گفت که این بخش مسئول عملیات منطقی مختلفی است که با نیازهای کاربران در ارتباط هستند. برای همین می‌توان این بخش را جزو مهمترین واحدهای کامپیوتر دانست.
واحد کنترل
وظیفه کنترل بقیه بخش‌ها بر عهده این قسمت است. این بخش ورود اطلاعات را در کامپیوتر کنترل کرده و هماهنگی اطلاعات در کامپیوتر را انجام می‌دهد. البته خروجی اطلاعات نیز توسط این واحد کنترل می‌شود. از دیگر وظایف این بخش می‌توان به فعال و غیرفعالسازی مدارها و نیز تعیین زمان ورود و خروج دادهها اشاره نمود.
واحد حافظه
این واحد اطلاعات را به صورت موقت و دائم نگهداری خواهد نمود. البته حافظه خود به دو بخش حافظه اصلی و حافظه جانبی تقسیم می‌شود. حافظه اصلی به طور موقت داده‌های اجرایی توسط هر برنامه را نگه می‌دارد و حافظه جانبی به صورت دائمی اطلاعات را نگهداری خواهد نمود و حتی قطعی برق نیز سبب از بین رفتن اطلاعات نخواهد شد.
نرم افزار
بخش دیگر کامپیوتر، نرم‌افزار است. این بخش نیز از زیرمجموعه‌های زیر تشکیل شده است:
سیستم عامل
سیستم عامل را می‌توان نرم‌افزاری دانست که میان سخت‌افزار و کاربر قرار می‌گیرد. نسخه‌های مختلفی از این نرم‌افزار در دنیا عرضه شده که از مهمترین آنها می‌توان به لینوکس، مک، ویندوز و... اشاره نمود.
برنامه های کمکی
برای تعامل هر چه بهتر کاربران با کامپیوتر از برنامه‌های کمکی استفاده می‌شود. این برنامه‌ها به کاربر این امکان را خواهند داد تا با بخش‌های مختلف کامپیوتر ارتباط بهتری داشته باشد. آنتی ویروس‌ها را می‌توان یکی از معروف‌ترین برنامه‌های کمکی دانست.
مفسرها
برای ایجاد برنامه‌های تحت سیستم به یک برنامه نیاز است و این کار بدون برنامه‌ها بسیار دشوار می‌باشد. مفسرها دستورات زبان سطح بالا را به صورت دستور به دستور خوانده و به اجرا در می‌آورند.
کامپایلرها
از این برنامه‌ها نیز برای اجرای دستورات زبان‌های سطح بالا استفاده می‌شود. این برنامه‌ها دستورات را خوانده و آنها را برای کاربر اجرا خواهند نمود. به کمک کامپایلرها خطایابی به سادگی انجام خواهد شد.
حرف آخر در رابطه با مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی
همان‌طور که در ابتدا به آن اشاره کردیم مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی، از مهمترین درون رشته کامپیوتر است. برای همین اهمیت تدریس صحیح آن به دانش‌آموزان و دانشجویان بسیار بالاست. در این مطلب سعی شد مباحث ابتدایی این درس آورده شود تا یک پیش‌زمینه قابل قبولی در رابطه با مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی داشته باشید. اگر به تازگی قصد ورود به رشته کامپیوتر را دارید قطعاً این اطلاعات می‌تواند برای شما بسیار مفید باشد. اما برای آن که در رشته کامپیوتر حرفه ای تر ظاهر شوید و نیز به خوبی برنامه‌نویسی را بیاموزید باید بیشتر آموزش ببینید. شما میتوانید برای افزایش مهارت و دانش خود در زمینه علم کامپیوتر از دوره‌های آموزشی فرادرس بهره بگیرید.
نظر شما