به‌جرئت می‌توان گفت که پدیدآمدن کامپیوتر مهم‌ترین اختراع بشر در قرن اخیر بوده است. امروزه تقریباً تمامی صنعت‌ها به نحوی با انواع کامپیوترها سروکار دارند و نقش کامپیوتر در انواع صنایع روزبه‌روز پررنگ‌تر نیز میشود. رشته کامپیوتر یک رشته اصلی است که در تمامی مقاطع تحصیلی در گرایش‌های مختلف و در دانشگاه‌های مختلف ارائه میشود؛ مانند رشته مهندسی کامپیوتر یا کاردانی کامپیوتر. از جمله مواردی که بین تمامی رشته‌های مربوط به کامپیوتر و یا مشاغل مرتبط با کامپیوتر مشترک است مبانی کامپیوتر است. مبانی کامپیوتر ممکن است با عناوینی مانند مبانی کامپیوتر و برنامه‌نویسی یا مبانی کامپیوتر و برنامه‌سازی در دانشگاه‌ها تدریس شود که دارای سرفصل‌های مربوط به کامپیوتر و برنامه نویسی است و همچنین ممکن است موارد دیگری را شامل شود، مانند مهارت‌های هفت‌گانه ICDL. در این مقاله به طور جامع به چیستی مبانی کامپیوتر می‌پردازیم و موارد مختلف پیرامون مبانی کامپیوتر مانند جزوه مبانی کامپیوتر، کتاب مبانی کامپیوتر، آموزش مبانی کامپیوتر و بسیاری از موارد دیگر را موردبررسی قرار خواهیم داد.
مبانی کامپیوتر دانشگاه
معمولاً در دانشگاه‌ها، در ابتدای رشته‌های مربوط به کامپیوتر (و یا مهندسی) دانشجویان درس مبانی کامپیوتر را اخذ میکنند. عنوان این درس ممکن است تنها مبانی کامپیوتر باشد که مخصوص رشته‌های فنی و حرفه‌ای است و از مقدمات مباحث کامپیوتری مانند آشنایی با اجزای مختلف کامپیوتر، نحوه راه‌اندازی سیستم عامل، نرم‌افزارهای معروف کامپیوتر، سخت‌افزارهای کامپیوتری و... تشکیل شده است؛ همچنین ممکن است با عناوین دیگری مانند مبانی کامپیوتر و برنامه سازی یا مبانی برنامه سازی ارائه شود که بیشتر برای رشته‌های مهندسی است و علاوه بر پوشش مباحث مقدماتی کامپیوتر، دارای مباحث مقدماتی برنامه‌نویسی مانند کار با داده ساختار‌ها در زبان های برنامه نویسی، نحوه تعریف کلاس‌ها و توابع، کار با اشاره‌گرها و غیره است. درس مبانی کامپیوتر در دانشگاه معمولاً در ترم اول اخذ می‌گردد و پیش‌نیاز دروس تخصصی کامپیوتر است.
سرفصل های مبانی کامپیوتر
مبانی کامپیوتر باتوجه‌به حوزه آموزشی ممکن است سرفصل‌های بسیار متفاوتی داشته باشد. به‌عنوان‌مثال باتوجه‌به رشته یا حوزه درسی و کاری، دانشگاه و یا آموزشگاه و همچنین باتوجه‌به گرایش‌های مختلف ممکن است متفاوت باشد. در لیست زیر ما سرفصل های مبانی کامپیوتر رشته کاردانی فناوری اطلاعات را ضمیمه می‌کنیم تا خوانندگان یک آشنایی کلی با سرفصل های مبانی کامپیوتر به دست آورند:
- مفاهیم اولیه کامپیوتر، معرفی اجزای اصلی کامپیوتر
- سیستم‌های عددی در کامپیوتر
- روش‌های مختلف نمایش داده‌های عددی و غیرعددی
- آشنایی با زبان ماشین و الگوریتم
- آشنایی با اصول طراحی الگوریتم و حل مسئله
- بیان الگوریتم به‌صورت شبه‌کد
- آشنایی با یک زبان برنامه‌نویسی ساخت‌یافته و ثابت‌ها
- متغیرها، عبارات محاسباتی و منطقی، حلقه‌ها، عملیات شرطی، بردار‌ها، ماتریس‌ها، برنامه‌های فرعی (توابع و رویه‌ها)
- دستورالعمل‌های ورودی و خروجی، الگوریتم‌های متداول مانند روش‌های جستجو و مرتب‌سازی
جزوه مبانی کامپیوتر
بسیاری از دانشجویان برای درک عمیق‌تر مباحث مربوط به مبانی کامپیوتر و یا آمادگی برای آزمون مبانی کامپیوتر و یا موارد دیگر نیاز به یک جزوه ساختارمند و کامل دارند. در جدول زیر تعدادی از محبوب‌ترین جزوه های مبانی کامپیوتر دانشگاه‌ها، مؤسسات و اساتید مختلف را گردآوری کرده‌ایم. برای دانلود رایگان PDF مبانی کامپیوتر بر روی لینک دانلود قرار گرفته مقابل جزوه مربوطه کلیک کنید.
| نام دانشگاه / دانشکده | لینک دانلود |
|---|---|
| جزوه مبانی کامپیوتر دانشکده علوم ریاضی دانشگاه گیلان | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر دانشگاه صنعتی بیرجند | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر و ICDL شاتوت | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر و کاربرد رایانه (متفرقه) | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر دکتر رضا قائمی | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر دکتر شریفی‌پور | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر دانشکده فناوری اطلاعات دانشگاه پیام‌نور | دانلود |
| جزوه مبانی کامپیوتر (متفرقه) | دانلود |
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد جزوه مبانی کامپیوتر و جزوه مبانی کامپیوتر و برنامه نویسی معرفی شده در جدول بالا می‌توانید به صفحه جزوه مبانی کامپیوتر سایت کنکور کامپیوتر مراجعه کنید.
کتاب مبانی کامپیوتر
تاکنون کتاب‌های متعددی برای مبانی کامپیوتر تألیف و ترجمه شده است. در این قسمت می‌خواهیم برخی از محبوب ترین کتاب های مبانی کامپیوتر در بازار را معرفی کنیم.
کتاب مبانی کامپیوتر و الگوریتم ها
نویسندگان این کتاب دکتر عین‌الله جعفرنژاد قمی و انیس کریم‌پور و ناشر آن انتشارات علوم رایانه است. این کتاب به آموزش و بحث در مورد الگوریتم‌ها در برنامه‌نویسی است و مهارت‌های حل مسئله را در دانشجویان رشته کامپیوتر تقویت میکند.
کتاب مبانی کامپیوتر و برنامه سازی
نویسندگان این کتاب مهدی یزدیان دهکردی و محبوبه خلیل‌زاده هستند و ناشر آن انتشارات دانشگاه یزد است. در این کتاب سعی شده است تا مبانی کامپیوتر و برنامه سازی مبتنی بر الگوریتم و فلوچارت ساخت‌یافته آموزش داده شود و حل مسائل از آسان به دشوار به‌صورت قدم‌به‌قدم با تفکر الگوریتمی تدریس شود.
کتاب مبانی کامپیوتر و برنامه سازی با رویکرد الگوریتم و فلوچارت
نویسندگان این کتاب رمضان عباس نژادورزی، علی جهانیان بهنمیری و نسترن شعیبی هستند و ناشر این کتاب انتشارات فناوری نوین است. این کتاب در ابتدا توضیحات مفصل در مورد مبانی کامپیوتر را شروع کرده و سپس به آموزش مباحث الگوریتم و برنامه‌نویسی به زبان پایتون رسیده است.
کتاب مبانی کامپیوتر
نویسندگان این کتاب آرمان ری‌بد و محمد عادلی نیا هستند و ناشر آن کتابخانه فرهنگ است. این کتاب به کلیات و نکات مهم و اساس درس مبانی کامپیوتر پرداخته و دارای نمونه سؤالات فراوان به همراه پاسخ‌نامه است.
برای معرفی کتاب‌های بیشتر در زمینه مبانی کامپیوتر می‌توانید به صفحه ۹ کتاب مرتبط با مبانی کامپیوتر و برنامه‌نویسی مراجعه کنید.
آموزش مبانی کامپیوتر
در این قسمت به طور خلاصه می‌خواهیم به آموزش مبانی کامپیوتر به زبان ساده بپردازیم تا خوانندگان این صفحه بتوانند با برخی از مهم‌ترین قسمت‌های کامپیوتر و تعاریف آنها آشنایی پیدا کنند.
انواع کامپیوتر
کامپیوترها را می‌توان بر اساس ویژگی‌های مختلفی دسته‌بندی کرد؛ مانند بزرگی، عمومیت و چندکاره بودن، سرعت، اندازه و... در اینجا ما دسته‌بندی را بر اساس ادغامی از ویژگی‌های ذکر شده انجام دادیم:
Personal Computer
کامپیوترهای شخصی شامل کامپیوترهای رومیزی (desktop)، لپ‌تاپ، تبلت و دیگر انواع کامپیوتر میشود که هدفشان برطرف‌کردن نیاز‌های فردی افراد مختلف مانند طراحان گرافیک، مهندسان، نویسندگان و دیگر مشاغل فردی است. این کامپیوترها در خانه‌ها و اداره‌جات مورداستفاده قرار می‌گیرند.
Mainframe Computer
این کامپیوترها برای پردازش داده‌های کلان مورداستفاده قرار می‌گیرند و مخصوص شرکت‌های بزرگ و ارگان‌های دولتی و یا دانشگاه‌ها است.
Supercomputer
این کامپیوترها که با عنوان اَبَر کامپیوترها نیز شناخته می‌شوند؛ قوی‌ترین و سریع‌ترین نوع کامپیوتر هستند و تعداد آنها در جهان بسیار کم است. برای کارهای تحقیقاتی و اموراتی که ملزم به پردازش‌های زیاد و بی‌وقفه است از این نوع کامپیوترها استفاده میشود.
Embed Computer
کامپیوترهای تعبیه شده که گاهی با عنوان سیستم‌های تعبیه نیز شناخته می‌شوند کوچک‌ترین، کم‌مصرف‌ترین، و مقرون‌به‌صرفه‌ترین کامپیوترها هستند که تنها برای اهداف خاصی تولید شده‌اند. کامپیوترهای موجود در دستگاه‌های اینترنت اشیا و گجت‌ها از این نوع کامپیوتر استفاده میکنند؛ مانند مچ‌بندهای هوشمند، تلویزیون‌ها، یخچال‌های هوشمند، دوربین‌های مداربسته، دزدگیر و...
انواع سخت افزار کامپیوتر
کامپیوترها از سخت‌افزارهای مختلفی تشکیل شده‌اند که هرکدام از آنها معماری و ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند. در بخش زیر، سخت‌افزارهای اصلی یک کامپیوتر را ضمیمه کرده‌ایم:
CPU
واحد پردازش مرکزی یا Central Processing Unit در واقع مغز کامپیوتر به‌حساب می‌آید و کنترل قسمت‌های مختلف کامپیوتر، انجام محاسبات ریاضی، اجرای دستورالعمل‌های عمومی و سیستم‌عامل بر عهده این سخت‌افزار است.
RAM
حافظه رم کامپیوتر یا Random Access Memory یک حافظه موقت و پر سرعت برای نگهداری و انتقال داده‌ها است. بسیاری از داده‌هایی که در طول اجرای یک برنامه مورداستفاده قرار می‌گیرند معمولاً به‌صورت موقت هستند و باید سریع مورداستفاده قرار گیرند؛ به همین علت متغیر‌های تعریف شده در زبان‌های برنامه‌نویسی در حافظه رم ذخیره میشود تا دسترسی به آنها در کوتاه‌ترین زمان ممکن صورت بپذیرد. تمامی داده‌های ذخیره شده در RAM بعد از قطع‌کردن جریان الکتریسیته یا برق از بین خواهند رفت.
Memory
حافظه کامپیوتر که به آن Storage Device نیز می‌گویند وظیفه ذخیره و نگهداری داده‌ها به‌صورت طولانی‌مدت (دائمی) را بر عهده دارند. داده‌ها بعد از قطع جریان برق همچنان در حافظه کامپیوتر باقی می‌مانند.
GPU
پردازنده گرافیکی (GPU) طوری طراحی شده است که عملگرهای ابتدایی مربوط به خلق گرافیک‌های کامپیوتری که منجر به خلق تصاویر و پخش آن در صفحه نمایشگر می‌شوند را بر عهده داشته باشد. معماری آن به این‌گونه است که از تعداد بسیار زیادی عملگرهای کوچک به‌صورت هم‌زمان استفاده میکند. علاوه بر خلق تصاویر، ویدئو، و بازی‌های رایانه‌ای، از GPU برای محاسبات مربوط به tensorها (ماتریسی از ماتریس‌ها) در هوش مصنوعی نیز استفاده میشود.
Motherboard
مادربورد ها قطعات سخت‌افزاری هستند که ارتباط بین اجزای دیگر کامپیوتر مانند CPU، RAM، ورودی‌ها، خروجی‌ها و دیگر سخت‌افزارها را میسر میسازد. تمامی قطعات یک کامپیوتر بر روی مادربورد قرار می‌گیرند.
Input Device
دستگاه‌هایی که اطلاعات را از کاربر و یا از محیط بیرون کامپیوتر گرفته و در کامپیوتر پردازش میکند را دستگاه‌های ورودی یا input device می‌گویند؛ مانند کیبورد، موس، اسکنر و میکروفون.
Output Device
این دستگاه‌ها خروجی پردازش‌های انجام شده توسط کامپیوتر را نمایش می‌دهد؛ مانند نمایشگرها، پرینتر و اسپیکر یا بلندگو
مفاهیم پایه کامپیوتر
یک‌سری از موارد مربوط به کامپیوتر است که بسیار عمومیت دارد و افرادی که در حوزه‌های مختلف کامپیوتر کار میکنند می‌بایست در مورد آنها اطلاعات داشته باشند. در لیست زیر مهم‌ترین آنها را توضیح داده‌ایم:
Database
دیتابیس یا پایگاه داده یکی از ضروری‌ترین مباحث مربوط به کامپیوتر و شبکه است. داده‌های کاربران، مشتریان، کارمندان، حساب‌های بانکی، تراکنش‌ها و تمامی مواردی که نیاز به ذخیره‌سازی دارند در پایگاه داده‌ها ذخیره و مدیریت می‌شوند.
Algorithms
طراحی الگوریتم به تکنیک خردکردن مسئله به اجزای کوچک‌تر گفته میشود و خود الگوریتم به دسته‌ای از مراحل برای حل یک مسئله خاص اطلاق میشود. امروزه در حوزه‌های مختلف کامپیوتری الگوریتم‌های مختلفی وجود دارد؛ مانند الگوریتم پیداکردن بزرگ‌ترین یا کوچک‌ترین عدد، الگوریتم‌های مرتب‌سازی، الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، الگوریتم‌های جستجو و...
Data Structure
در حال حاضر داده‌ها به انواع‌واقسام مختلفی تقسیم می‌شوند و ذخیره‌سازی آنها می‌بایست به صورتی انجام شود که هم دسترسی به آنها راحت و سریع باشد و هم از اتلاف حافظه جلوگیری شود. داده‌ها می‌توانند به‌صورت ساختاریافته مانند داده‌های تحصیلی دانش‌آموزان و یا غیرساختاریافته مانند داده‌های صوتی و سیگنالی باشند. data structure یا ساختمان داده به ساختار منحصربه‌فرد ذخیره‌سازی داده گفته میشود. امروزه تعداد زیادی ساختمان داده وجود دارد که در زبان‌های برنامه‌نویسی از آنها استفاده میشود؛ مانند آرایه (array)، لیست (list)، پشته (stack)، صف (queue)، لیست‌های پیوندی (linked list)، گراف (graph)، و موارد دیگر.
Compiler
به طور خلاصه کامپایلرها وظیفه تبدیل‌کردن خروجی زبان‌های برنامه‌نویسی (سورس کد) به زبان ماشین را بر عهده دارند. به‌عنوان‌مثال عبارت if (a > b) then do(c) یک عبارت شبیه به زبان انسان است. باتوجه‌به اینکه کامپیوتر تنها زبان 0 و 1 را می‌فهمد، یک ابزاری باید این عبارت را به زبان ماشین ترجمه کند. این ابزار چیزی نیست جز کامپایلر.
Operating System
سیستم عامل یا به‌اختصار OS یک نرم‌افزار سیستمی است که ارتباط بین سخت افزار و نرم افزار را بر عهده دارد. راه‌اندازی سخت‌افزارهای کامپیوتری، استفاده از آنها، صف‌بندی، اجرای هم‌زمان برنامه‌ها، مدیریت حافظه و... بر عهده سیستم‌عامل است. سیستم‌عامل‌هایی مانند اندروید، ویندوز، مک، لینوکس از جمله متداول‌ترین سیستم‌عامل‌های موجود در حال حاضر به‌حساب می‌آیند.
Programming Language
زبان‌های برنامه‌نویسی به زبان‌هایی کامپیوتری گفته میشود که برای اهداف هدف خاصی طراحی شده‌اند و توسط برنامه‌نویسان مورداستفاده قرار می‌گیرند. زبان‌ها می‌توانند در دسته‌بندی‌های مختلفی قرار بگیرند، مانند تحت کامپایلر بودن یا تحت مفسر بودن، ساختارمند بودن یا بدون ساختار بودن، شی گرایی بودن یا نبودن و... زبان‌هایی مانند سی پلاس پلاس، C#، پایتون، java script، Perl، Java، PHP از جمله محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی محسوب می‌شوند.
انواع حافظه
وظیفه اصلی حافظه‌ها ذخیره‌کردن داده‌ها است. بر اساس نوع داده و میزان حساس‌بودن داده و یا دسترسی به داده، حافظه‌های مختلفی توسعه داده شده است.
Primary Memory
حافظه‌های اصلی به حافظه‌های موقت و پرسرعت گفته میشود. حافظه‌های RAM و cache جزو این دسته از حافظه‌ها به‌حساب می‌آیند.
Secondary Memory
این حافظه‌ها به‌صورت دائمی هستند و سرعت دسترسی به آنها کمتر از سرعت دسترسی به داده‌های ذخیره شده در primary memoryها است، اما میزان فضای ذخیره‌سازی در آنها بسیار بیشتر از حافظه‌های اصلی است.
- SSD (Solid State Drive): این نوع حافظه‌ها که جدید‌ترین نوع حافظه هستند بسیار سریع هستند و به‌صورت کاملاً دیجیتالی طراحی شده‌اند.
- HDD (Hard Disk Drive): حافظه‌های مغناطیسی هستند که می‌توانند ظرفیت بالاتری داشته باشند و معمولاً ارزان‌تر از SSDها هستند؛ اما سرعت آنها به‌مراتب پایین‌تر است و حجیم‌تر نیز هستند.
- SD Card : حافظه‌های همراه (portable) هستند که در اندازه‌های بسیار کوچک تولید می‌شوند و مناسب دوربین‌های عکاسی و موبایل‌های هوشمند هستند.
- USB Flash Drive :حافظه‌های فلش نوعی از حافظه‌های همراه هستند و معمولاً برای انواع داده‌های مختلف کاربران طراحی شده است و به‌راحتی توسط انواع کامپیوترها خوانده و نوشته می‌شوند.
- Cloud Storage : حافظه‌های ابری معمولاً حافظه‌های مستقر شده در سرور‌ها هستند و توسط اینترنت مورداستفاده قرار می‌گیرند.
جمع‌بندی
هر علمی که در جهان وجود دارد از یک مبانی و اصول پایه‌ای تشکیل شده است که فعالین آن حوزه می‌بایست قبل از شروع هر تخصصی از آن مطلع شوند. علم کامپیوتر نیز مستثنی از این قضیه نمی‌باشد. مبانی کامپیوتر از اطلاعاتی در مورد عناصر اولیه تشکیل‌دهنده کامپیوتر به وجود آمده است و در رشته‌ها و گرایش‌های مختلف دانشگاهی و یا در مؤسسات آموزشی مورد تدریس قرار می‌گیرند. در این صفحه به طور جامع به مبانی کامپیوتر به زبان ساده پرداختیم و به‌طورکلی گفتیم که مبانی کامپیوتر چیست و جزئیات مبانی کامپیوتر مانند کتاب و pdf مبانی کامپیوتر، جزوه مبانی کامپیوتر، سرفصل‌های مبانی کامپیوتر و بسیاری موارد دیگر موردبررسی قرار گرفت.
مبانی کامپیوتر چیست؟
مبانی کامپیوتر به مجموعه‌ای از مفاهیم پایه‌ای گفته میشود که نحوه کارکرد سخت افزار، نرم‌افزار، داده و ارتباط میان آنها را توضیح می‌دهد. این مفاهیم شامل شناخت اجزای اصلی تشکیل‌دهنده کامپیوتر، انواع حافظه، سیستم‌عامل، الگوریتم‌ها و ساختار داده‌ها است.
درس مبانی کامپیوتر در کدام رشته است؟
درس مبانی کامپیوتر با عناوین مختلف در رشته‌های مختلف وجود دارد. برای کامپیوتری‌ها معمولاً در ترم اول رشته کاردانی کامپیوتر و کارشناسی مهندسی کامپیوتر (با عنوان مبانی کامپیوتر و برنامه‌سازی) وجود دارد اما دیگر رشته‌ها نیز درسی با عنوان مبانی کامپیوتر نیز دارند، مانند رشته مهندسی عمران، مهندسی مکانیک، مهندسی پزشکی و...
