توی جعبه چیه: اجزای کامپیوتر
با پنج بخشی آشنا شو که هر کامپیوتری داره، از لپ‌تاپ تا گوشی، و یه فشار کلید رو از انگشتت تا یه حرف روی صفحه دنبال کن.
پنج تا کار
هر کامپیوتری همین پنج تا کار رو انجام می‌ده
ورودی (Input) چیزها رو میاره تو: کیبورد، صفحه‌ی لمسی، میکروفون، دوربین. پردازنده (CPU) دستورها رو یکی بعد از اون یکی و خیلی سریع اجرا می‌کنه. حافظه یا رم (RAM) فضای کار کوتاه‌مدته برای هر چیزی که همین الان داره اجرا می‌شه. ذخیره‌سازی (Storage)، یعنی SSD یا هارد دیسک، فایل‌ها و برنامه‌ها رو برای طولانی‌مدت نگه می‌داره. خروجی (Output) نتیجه رو می‌فرسته بیرون: صفحه، بلندگو. فقط پردازنده واقعاً کاری انجام می‌ده؛ بقیه‌ی قطعه‌ها یا بهش غذا می‌دن یا چیزی رو براش نگه می‌دارن.
گوشی خودت: صفحه‌ی لمسی و میکروفون ورودی‌ان، یه چیپ پردازنده رو توی خودش داره، یه مقدار رم برای برنامه‌های در حال اجرا هست، حدود ۱۲۸ گیگابایت ذخیره‌سازی برای عکس‌ها، و صفحه و بلندگو هم خروجی‌ان.
خودت رو امتحان کن
کدوم قطعه‌ی کامپیوتر واقعاً دستورهای یه برنامه رو اجرا می‌کنه؟
- رم (RAM)
- SSD
- پردازنده (CPU)
- صفحه‌نمایش
جواب رو ببین
پردازنده (CPU)
درسته. پردازنده تنها قطعه‌ایه که دستورها رو اجرا می‌کنه. رم و SSD فقط چیزها رو براش نگه می‌دارن، و صفحه هم چیزی رو که ساخته نشون می‌ده.
حافظه و ذخیره‌سازی یه چیز نیستن
حافظه (RAM)
فضای کار سریع برای چیزی که همین الان داره اجرا می‌شه: برنامه‌های باز، صفحه‌ای که داری می‌خونی، مرحله‌ای از بازی که توشی. معمولاً چند گیگابایت. با قطع شدن برق پاک می‌شه.
ذخیره‌سازی (SSD یا هارد)
فضای کندتر و خیلی بزرگ‌تر برای هر چیزی که نگه می‌داری: عکس‌ها، برنامه‌ها، سندها. معمولاً صدها گیگابایت یا بیشتر. بدون برق هم همه‌چیز رو نگه می‌داره.
یه میز کار و یه فایل‌کابینت
ذخیره‌سازی مثل فایل‌کابینته: هر چیزی که داری توشه، ولی درآوردن یه پوشه یه‌کم طول می‌کشه. رم مثل میز کاره: کوچیکه، ولی هر چی روشه دم دستته. برای کار روی یه چیزی، از کابینت درش میاری و روی میز پهنش می‌کنی. آخر روز میز جمع می‌شه، و فقط چیزی که برگردوندی توی کابینت فردا هنوز هست. جایی که این تشبیه می‌لنگه: «میز» کامپیوتر همون لحظه‌ای که برق قطع بشه جمع می‌شه، نه وقتی که خودت بخوای.
خودت رو امتحان کن
روی گوشی سارا نوشته «۸ گیگابایت رم، ۱۲۸ گیگابایت حافظه‌ی داخلی». شب خاموشش می‌کنه. صبح عکس‌هاش کجان؟
- توی ۸ گیگابایت رم
- توی ۱۲۸ گیگابایت ذخیره‌سازی
- نصفش این‌جا، نصفش اون‌جا
- هیچ‌جا؛ باید دوباره دانلودشون کنه
جواب رو ببین
توی ۱۲۸ گیگابایت ذخیره‌سازی
درسته. ذخیره‌سازی بدون برق هم محتواش رو نگه می‌داره، پس عکس‌ها همون‌جا منتظرن. رم همون لحظه‌ای که گوشی خاموش شد پاک شد.
قدم‌به‌قدم ببین
پنج تا قطعه، همه منتظر پنج قطعه‌ی هر کامپیوتر: ورودی (IN، این‌جا یه کیبورد)، پردازنده (CPU)، حافظه (RAM)، ذخیره‌سازی (SSD) و خروجی (OUT، این‌جا یه صفحه). خط‌های نازک نشون می‌دن چطور به هم وصلن. هنوز هیچ کلیدی زده نشده، برای همین همه‌چیز کم‌رنگه.
زدن A یه عدد می‌فرسته کلید A رو فشار می‌دی. چیزی که به سمت پردازنده می‌ره یه حرف نیست، یه عدده. این‌جا به‌شکل ۶۵ نشون داده شده، که کد استاندارد A بزرگه؛ خود کیبورد برای این کلید یه شماره‌ی دیگه داره، و نرم‌افزار توی مسیر ترجمه‌ش می‌کنه.
پردازنده با کمک رم کار می‌کنه پردازنده و حافظه روشن می‌شن و نقطه‌های کوچیک بینشون رفت‌وآمد می‌کنن: دستورهای برنامه‌ای که بازه روی CPU اجرا می‌شن و CPU از رم به‌عنوان چرک‌نویس استفاده می‌کنه. SSD کم‌رنگ می‌مونه، چون برای نشون دادن یه حرف لازم نیست چیزی باز یا ذخیره بشه.
حرف A ظاهر می‌شه یه فلش نارنجی از پردازنده به صفحه می‌ره و می‌گه کدوم نقطه‌های ریز نور (پیکسل‌ها) باید عوض بشن. صفحه اون‌ها رو روشن می‌کنه و یه A از نقطه‌ها ظاهر می‌شه. از کلید تا حرف، کل این مسیر کسر کوچیکی از یه ثانیه طول کشید.
خودت رو امتحان کن
برای اینکه بعد از زدن کلید حرف A نشون داده بشه، کامپیوتر باید یه چیزی رو از SSD بخونه.
جواب رو ببین
نادرست
غلطه. برنامه از قبل در حال اجراست، پس دستورها و داده‌های کاریش توی رمه و بقیه‌ی کار رو CPU انجام می‌ده. ذخیره‌سازی وقتی مهم می‌شه که چیزی رو باز یا ذخیره می‌کنی، نه برای هر فشار کلید.
ایده‌ی اصلی
برنامه‌ها فقط عددهایی توی حافظه‌ن
توی کامپیوتر همه‌چیز به‌شکل عدد نگه داشته می‌شه: حرف‌ها، رنگ‌ها، صداها، و حتی دستورهای خود برنامه. ایده‌ی برنامه‌ی ذخیره‌شده (Stored Program)، که معمولاً به طراحی‌های کامپیوتر دهه‌ی ۱۹۴۰ نسبت داده می‌شه که جان فون نویمان و بقیه توضیحشون دادن، اینه که دستورها و داده‌هایی که روشون کار می‌کنن توی یه حافظه‌ی مشترک کنار هم می‌شینن. پس کامپیوتر برای یه کار جدید لازم نیست سیم‌کشیش عوض بشه. فقط یه دسته دستور دیگه رو بار می‌کنه.
گوشیت یه لحظه ماشین‌حسابه و لحظه‌ی بعد پخش‌کننده‌ی موسیقی. هیچی داخلش شکلش عوض نشد؛ دستورهای برنامه‌ی موسیقی رو توی رم بار کرد و پردازنده شروع کرد به دنبال کردن اون‌ها.
خودت رو امتحان کن
لپ‌تاپ امید یه ماشین‌حساب اجرا می‌کنه، بعد امید اون رو می‌بنده و یه پخش‌کننده‌ی موسیقی باز می‌کنه. چرا یه دستگاه می‌تونه هر دو کار رو بکنه؟
- برای هر نوع برنامه یه پردازنده‌ی جدا ساخته شده
- برنامه‌ها دستورهایی‌ان که به‌شکل عدد توی حافظه ذخیره می‌شن، پس فقط یه دسته‌ی دیگه بار می‌شه
- پخش‌کننده‌ی موسیقی برای همیشه توی رم می‌مونه، حتی بدون برق
- صفحه‌نمایش تصمیم می‌گیره کامپیوتر چه کاری بکنه
جواب رو ببین
برنامه‌ها دستورهایی‌ان که به‌شکل عدد توی حافظه ذخیره می‌شن، پس فقط یه دسته‌ی دیگه بار می‌شه
درسته. هر دو برنامه فقط دستورهایی‌ان که به‌شکل عدد ذخیره شدن. کافیه یه دسته‌ی دیگه توی حافظه بار بشه تا پردازنده یه کار دیگه انجام بده.
خودت رو امتحان کن
هر سخت‌افزار رو به کاری که انجام می‌ده وصل کن
جواب رو ببین
- کیبورد → ورودی
- CPU → پردازش
- RAM → حافظه‌ی کاری کوتاه‌مدت
- SSD → ذخیره‌سازی بلندمدت
- بلندگو → خروجی
مرور درس
- هر کامپیوتری، از گوشی تا لپ‌تاپ، پنج بخش داره: ورودی، پردازنده (CPU)، حافظه (RAM)، ذخیره‌سازی و خروجی.
- فقط CPU دستورها رو اجرا می‌کنه؛ بقیه‌ی قطعه‌ها یا بهش غذا می‌دن یا چیزی رو براش نگه می‌دارن.
- رم فضای کار سریعیه که با قطع برق پاک می‌شه؛ ذخیره‌سازی بزرگ‌تر و کندتره و همه‌چیز رو نگه می‌داره.
- یه فشار کلید به‌شکل یه عدد به CPU می‌رسه، CPU با کمک رم کار می‌کنه و به صفحه می‌گه کدوم پیکسل‌ها روشن بشن.
- برنامه‌ها دستورهایی‌ان که به‌شکل عدد توی حافظه ذخیره شدن، پس یه دستگاه با بار کردن دستورهای مختلف کارهای زیادی می‌تونه بکنه.