نام
در زبان انگلیسی «کامپیوتر» به کسی میگفتندکه محاسبات ریاضی را (بدونابزارهای کمکی مکانیکی) انجام میداد. بر اساس«واژهنامه ریشهیابیBarnhart Concise» واژه کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبانانگلیسی وارد گردیدکه به معنی «شخصی که محاسبه میکند» بودهاست و سپس ازسال ۱۸۹۷ بهماشینهای محاسبه مکانیکی گفته میشد. در هنگام جنگ جهانی دوم«کامپیوتر»به زنان نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیرهایشلیک توپهایبزرگ جنگی توسط ابزار مشابهی بود، اشاره میکرد[[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]].
دراوایل دهه ۵۰ میلادی هنوز اصطلاح ماشین حساب (computing machines)برایمعرفی این ماشینها بهکار میرفت. پس از آن عبارت کوتاهترکامپیوتر(computer) بهجای آن بهکار گرفته شد. ورود این ماشین به ایراندر اوائلدهه ۱۳۴۰ بود و در فارسی از آن زمان به آن «کامپیوتر» میگفتند.واژهرایانه در دو دهه اخیر در فارسی رایج شده و بهتدریج جای «کامپیوتر»راگرفت.
برابر این واژه در زبانهای دیگر حتما همان واژه زبان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] نیست. در زبان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] واژه "ordinateur"، که معادل «سازمانده» یا «ماشین مرتبساز» میباشد بهکار میرود. در [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] "ordenador" با معنایی مشابه استفاده میشود، همچنین در دیگر کشورهای اسپانیایی زبان computadora بصورت انگلیسیمآبانهای ادا میشود. در [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] واژه computador بهکار میرود که از واژه computar گرفته شده و به معنای «محاسبه کردن» میباشد. در [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] واژه "calcolatore" که معنای ماشین حساب بکار میرود که بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تاکید دارد. در [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] رایانه "dator" خوانده میشود که از "data" ([برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]) برگرفته شدهاست. به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] "tietokone" خوانده میشود که به معنی «ماشین اطلاعات» میباشد. اما در زبان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] توصیف شاعرانهتری بکار میرود، «tölva» که واژهایست مرکب و به معنای «زن پیشگوی شمارشگر» میباشد. در [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]رایانه«dian nao» یا «مغز برقی» خوانده میشود. در انگلیسی واژهها وتعابیرگوناگونی استفاده میشود، بهعنوان مثال دستگاه دادهپرداز(«dataprocessing machine»).


معنای واژهٔ فارسی رایانه
واژهٔ رایانه از مصدر رایانیدن ساخته شده که در فارسی میانه به شکلِ rāyēnīdanوبه معنای «سنجيدن، سبک و سنگين کردن، مقايسه کردن» يا «مرتّب کردن،نظمبخشیدن و سامان دادن» بوده است. این مصدر در زبان فارسی میانه یاهمانپهلوی کاربرد فراوانی داشته و مشتقهای زیادی نیز از آن گرفته شدهبوده.در زبان فارسی نو یا همان فارسی (دری) این فعل و مشتقهایش بهکارنرفتهاند. برایِ مصدر رایانیدن/ رایاندن در لغتنامهٔ دهخدا چنین آمده:
رایاندن[ دَ ] (مص) رهنمائی نمودن به بیرون . هدایت کردن . (ناظم الاطباء). اما در مآخذ دیگر دیده نشد.
و گویا تنها در واژهنامهٔ [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] آمده است.
شکلِ فارسی میانهٔ این واژه rāyēnīdan بوده و اگر میخواسته به فارسی نو برسد به شکل رایانیدن/ رایاندن درمیآمده. (بسنجید با واژهیِ فارسیِ میانهیِ āgāhēnīdan که در فارسیِ نو آگاهانیدن/ آگاهاندن شده است).
این واژه از ریشهیِ فرضیِ ایرانیِ باستانِ –radz* است که به معنایِ «مرتّب کردن» بوده. این ریشه بهصورتِ –rad به فارسیِ باستان رسیده و به شکلِ rāy در فارسیِ میانه (پهلوی) بهکار رفته. از این ریشه ستاکهایِ حالِ و واژههایِ زیر در فارسیِ میانه و نو بهکار رفتهاند:
  • -ā-rādz-a*یِ ایرانیِ باستان > -ā-rāy ِ فارسی میانه که در واژهیِ آرایشِ فارسیِ نو دیده میشود.[/*:m:1mbka90u]
  • -pati-rādz-a*یِ ایرانیِ باستان > -pē-rāy ِ فارسی میانه که در واژهیِ پیرایشِ فارسیِ نو دیده میشود؛ و[/*:m:1mbka90u]
  • -rādz-ta*یِ ایرانیِ باستان > rāst ِ فارسی میانه که در واژهیِ راستِ فارسیِ نو دیده میشود.[/*:m:1mbka90u]
این ریشهیِ ایرانی از ریشهیِ هندواروپاییِ -reĝ* به معنایِ «مرتّب کردن و نظم دادن» آمده است. از این ریشه در
  • هندی rāj-a به معنیِ «هدایتکننده، شاه» (یعنی کسی که نظم میدهد)؛[/*:m:1mbka90u]
  • لاتینی rect-us به معنیِ «راست، مستقیم»،[/*:m:1mbka90u]
  • فرانسه di-rect به معنیِ «راست، مستقیم»،[/*:m:1mbka90u]
  • آلمانی richt به معنیِ «راست، مستقیم کردن» و[/*:m:1mbka90u]
  • انگلیسی right به معنیِ «راست، مستقیم، درست»[/*:m:1mbka90u]
برجای مانده است.
درفارسیِ نو پسوندِ -ـه (= /e/ در فارسی رسمی ایران و /a/ در فارسیرسمیافغانستان و تاجیکستان) را به ستاکِ حالِ فعلها میچسبانند تانامِابزارِ آن فعلها بهدست آید (البته با این فرمول مشتقهای دیگرینیزساخته میشود، امّا در اینجا تنها نامِ ابزار مدِّ نظر است)؛ براینمونه از
  • مالـ- (یعنی ستاکِ حالِ مالیدن) + -ـه، ماله «ابزار مالیدنِ سیمان و گچِ خیس»[/*:m:1mbka90u]
  • گیر- (یعنی ستاکِ حالِ گرفتن) + -ـه، گیره «ابزار گرفتن»[/*:m:1mbka90u]
  • پوشـ- (یعنی ستاکِ حالِ پوشیدن) + -ـه، پوشه «ابزار پوشیدن» (خود را جایِ کاغذهایی بگذارید که پوشه را میپوشند!)[/*:m:1mbka90u]
  • رسانـ- (یعنی ستاکِ حالِ رساندن) + -ـه، رسانه «ابزار رساندنِ اطّلاعات و برنامههایِ دیداری و شنیداری»[/*:m:1mbka90u]
حاصل میگردد.
درفارسیِ نو پسوندِ -ـه (= e- یا همان a-) را به ستاکِ حالِ"رایانیدن" یعنیرایانـ- چسباندهاند تا نامِ ابزارِ این فعل ساخته شود؛یعنی "رایانه" بهمعنایِ «ابزارِ نظم بخشیدن و سازماندهی ( ِ دادهها)»است.
احتمال میرود که سازندگان این واژه به واژهیِ فرانسویِ این مفهوم، یعنی [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]توجّه داشتهاند که در فرانسه از مصدرِ [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] «ترتیب و نظم دادن و سازمان بخشیدن» ساخته شده. به هرحال، معنادهیِ واژهیِ رایانه برایِ این دستگاه جامعتر و رساتر از کامپیوتر است. یادآور میشود که [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]به معنایِ «حسابگر» يا «مقايسه گر» است، حال آنکه کارِ این دستگاه براستی فراتر از "حساب کردن" است.


تاریخچه
نوشتار اصلی: [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
در گذشته دستگاههای مختلف مکانیکی سادهای مثل [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] و [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] نیز رایانه خوانده میشدند. در برخی موارد از آنها بهعنوان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]نامبرده میشود. البته لازم به ذکر است که کاربرد واژه رايانه آنالوگ درعلوممختلف بيش از اين است که به چرتکه و خطکش محاسبه محدود شود. به طورمثال درعلوم الکترونيک، مخابرات و کنترل روشی برای محاسبه مشتق و انتگرالتوابعرياضی و معادلات ديفرانسيل توسط تقويت کننده های عملياتی، مقاومت،سلف وخازن متداول است که به مجموعه سيستم مداری Analog Computer گفته میشود [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید].چراکه برخلاف رایانههای رقمی، اعداد را نه بهصورت اعداد در پایه دوبلکهبهصورت کمیتهای فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش میدهند. چیزی کهامروزهاز آن بهعنوان «رایانه» یاد میشود در گذشته به عنوان «[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (دیجیتال)» یاد میشد تا آنها را از انواع «[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]» جدا سازند.
بهتصریح دانشنامه انگلیسی ویکی پدیا، بدیعالزمان ابوالعز بن اسماعیلبن رزازجَزَری (درگذشتهٔ ۶۰۲ ق.) یکی از نخستین ماشین های اتوماتا را کهجد رایانههای امروزین است ، ساخته بوده است. این مهندس مکانیک مسلمان ازدیاربکر درشرق آناتولی بوده است. رایانه یکی از دو چیز برجستهای است کهبشر در سدهٔبیستم اختراع کرد. دستگاهی که [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] در سال ۱۶۴۲ ساخت اولین تلاش در راه ساخت دستگاههای محاسب خودکار بود. پاسکال آن دستگاه را که پس از [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]دومیتابزار ساخت بشر بود، برای یاری رساندن به پدرش ساخت. پدر وی حسابداردولتیبود و با کمک این دستگاه میتوانست همه اعدادشش رقمی را با هم جمع وتفریقکند.[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]ریاضیدانآلمانی نیز از نخستین کسانی بود که در راه ساختن یک دستگاهخودکار محاسبهکوشش کرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهی برای محاسبه ساخت که کاملشدن آن تا ۱۹۶۴به درازا کشید. همزمان در انگلستان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] در سال ۱۶۷۳ دستگاهی ساخت که جمع و تفریق و ضرب میکرد.[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
درسده هجدهم میلادی هم تلاشهای فراوانی برای ساخت دستگاههای محاسبخودکارانجام شد که بیشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال ۱۸۷۵ میلادی [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] نخستین دستگاه محاسب را که هر [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] را انجام میداد، به نام خود ثبت کرد.[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
از جمله تلاشهای نافرجامی که در این سده صورت گرفت، مربوط به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]ریاضیدانانگلیسی است. وی در آغاز این سده در سال ۱۸۱۰ در اندیشهٔ ساختدستگاهی بودکه بتواند بر روی اعداد بیست و شش رقمی محاسبه انجام دهد. اوبیست سال ازعمرش را در راه ساخت آن صرف کرد اما در پایان آن را نیمهکارهرها کرد تاساخت دستگاهی دیگر که خود آن را [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]مینامیدآغاز کند. او میخواست دستگاهی برنامهپذیر بسازد که همه عملیاتیرا کهمیخواستند دستگاه برروی عددها انجام دهد، قبلا برنامهشان بهدستگاه دادهشده باشد. قرار بود عددها و درخواست عملیات برروی آنها بهیاری کارتهایسوراخدار وارد شوند. بابیچ در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت ایندستگاه هم به پایاننرسید.[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
کارهای بابیچ به فراموشی سپرده شد تا این که در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] دولت آمریکا طرحی سری برای ساخت دستگاهی را آغاز کرد که بتواند مکالمات [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]ٔ آلمانیها را رمزبرداری کند. این مسئولیت را شرکت [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] و [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] به عهده گرفتند که سرانجام به ساخت دستگاهی به نام [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]درسال ۱۹۴۴ انجامید. این دستگاه پنج تنی که ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متربلندیداشت، میتوانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمی را در خود نگاه دارد و با آنهاکارکند. دستگاه با نوارهای سوراخدار برنامهریزی میشد و همهٔ بخشهایآنمکانیکی یا الکترومکانیکی بود.[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]

تعریف داده و اطلاعات
داده به آن دسنه از ورودیهایی خام گفته میشود که برای پردازش به رایانه ارسال میشوند.
اطلاعات به دادههای پردازش شده میگویند.


رایانهها چگونه کار میکنند؟
اززمان رایانههای اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا کنونفناوریهایدیجیتالی رشد نمودهاست، معماری فون نوِیمن یک رایانه را بهچهار بخش اصلیتوصیف میکند: [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (Arithmetic and Logic Unit یا ALU)، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] یا حافظه، و ابزارهای ورودی و خروجی ( که جمعا I/O نامیده میشود). این بخشها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (bus) با یکدیگر در پیوند هستند.
[[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]]

حافظه
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]

[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
تصویری از یک هارددیسک

در این [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] بصورت متوالی شماره گذاری شده در خانهها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی از دادهها میباشند. دادهها ممکن است [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] باشند که به رایانه میگویند که چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]باشد.اندازه هر خانه، وتعداد خانهها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است،همچنینفناوریهای بکاررفته برای اجرای حافظه نیز از رایانهای به رایانهدیگر درتغییر است(از بازپخشکنندههای الکترومکانیکی تا تیوپها و فنرهایپر شدهاز جیوه و یا ماتریسهای ثابت مغناطیسی و در آخر [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] واقعی و [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] با میلیونها فيوز نيمه هادی يا MOSFET هايي با عملکردی شبيه ظرفيت خازنی روی یک [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] تنها).


پردازش
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]

[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
تصویری از یک CPU یا واحد پردازشگر مرکزی

[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] یا ALU دستگاهی است که [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] پایه مانند چهار عمل اصلی حساب (جمع و تفریق و ضرب و تقسیم)، عملیات [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] ([برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]،[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]،[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید])، عملیات [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (برای مثال مقایسه دو [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]برایشرط برابری) و دستورات انتصابی برای مقدار دادن به یک متغیر راانجاممیدهد. این واحد جائیست که «کار واقعی» در آن صورت میپذیرد.
البتهCPUها به دو دسته کلی RISC و CISC تقسیم بندی میشوند. نوعاولپردازشگرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنیبراعمال پیچیده میباشند. پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده در واحدمحاسبهو منطق خود دارای اعمال و دستوراتی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یامنطقیمیباشند. تنوع دستورات این دسته از پردازندهها تا حدی است کهتوضیحاتآنها خود میتواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند. پردازندههایمبتنیبر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش میدهند و در حقیقتبرایبرنامهنویسی برای این پردازندهها بار نسبتاً سنگینی بر دوشبرنامهنویساست. این پردازندهها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقیریاضی ومقایسهای به علاوه چند دستور بیاهمیت دیگر میباشند.هرچند ذکراین نکتهضروری است که دستورات پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور سادهتشکیلشدهاند و برای پیادهسازی این دستورات در معماریهای مختلف ازپیادهسازیسختافزاری(معماری CISC) و پیادهسازی نرمافزاری(معماری RISC)استفادهمیشود.
(قابل ذکر است پردازندههای اینتل از نوع پردازنده مبتنی بر اعمال پیچیده میباشند.)
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] همچنین این مطلب را که کدامین بایت از [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] حاوی [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] فعلی اجرا شوندهاست را تعقیب میکند، سپس به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]اعلاممیکند که کدام عمل اجرا و از حافظه دریافت شود و نتایج به بخشاختصاص دادهشده از حافظه ارسال گردد. بعد از یک بار عمل، واحد کنترل به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] بعدی ارجاع میکند(که معمولاً در خانه حافظه بعدی قرار دارد، مگر اینکه [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] دستورالعمل بعدی باشد که به رایانه اعلام میکند دستورالعمل بعدی در خانه دیگر قرار گرفتهاست).


ورودی/خروجی
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]

[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]
تصویری از یک رایانه، صفحه نمایشگر(Monitor) نقش خروجی و صفحه کلید(keyboard) نقش ورودی را دارد.

بخش [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید](I/O)این امکان را به رایانه میدهد تا اطلاعات را از جهان بیرون تهیه ونتایجآنها را به همان جا برگرداند. محدوده فوق العاده وسیعی ازدستگاههایورودی/خروجی وجود دارد، از خانواده آشنای [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] گرفته تا دستگاههای کمی غریب مانند [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (webcams). (از سایر ورودی/خروجیها میتوان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] mouse، قلم نوری، چاپگرها (printer)، اسکنرها، انواع لوحهای فشرده(CD, DVD) را نام برد ).
چیزیکه تمامی دستگاههای عمومی در آن اشتراک دارند این است که آنهارمزکنندهاطلاعات از نوعی به نوع دیگر که بتواند مورد استفاده سیستمهایرایانه [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] قرار گیرد، هستند. از سوی دیگر، دستگاههای خروجی آن اطلاعات به رمز شده را [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] میکنند تا کاربران آنها را دریافت نمایند. از این رو یک سیستم رایانه [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] یک نمونه از یک [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] میباشد.


دستورالعملها
هر رایانه تنها دارای یک مجموعه کم تعداد از [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] ساده و تعریف شده میباشد. از انواع پرکاربردشان میتوان به دستورالعمل «محتوای خانه ۱۲۳ را در خانه ۴۵۶ کپی کن!»، «محتوای خانه ۶۶۶ را با محتوای خانه ۰۴۲ جمع کن، نتایج را در خانه ۰۱۳ کن!»، «اگر محتوای خانه ۹۹۹ برابر با صفر است، به دستورالعمل واقع در خانه ۳۴۵ رجوع کن!».
دستورالعملها در داخل رایانه بصورت اعداد مشخص شدهاند - مثلاً [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (copy instruction) برابر ۰۰۱ میتواند باشد. مجموعه معین دستورالعملهای تعریف شده که توسط یک رایانه ویژه پشتیبانی میشود را [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] مینامند. در واقعیت، اشخاص معمولاً به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] دستورالعمل نمینویسند بلکه بیشتر به نوعی از انواع سطح بالای [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] میکنند تا سپس توسط [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] ویژهای ([برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (interpreters) یا [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (compilers) به دستورالعمل ویژه ماشین تبدیل گردد. برخی [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] از نوع بسیار شبیه و نزدیک به زبان ماشین که [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (یک زبان سطح پایین) نامیده میشود، استفاده میکنند؛ همچنین زبانهای سطح بالای دیگری نیز مانند [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] نیز از یک زبان انتزاعی و چکیده که با زبان ماشین تفاوت دارد بجای دستورالعملهای ویژه ماشین استفاده میکنند.


معماریها
در رایانههای معاصر [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید](CPU)نامیده میشود، جمع نمودهاند. عموما، حافظه رایانه روی یک مدارمجتمع کوچکنزدیک CPU قرار گرفته. اکثریت قاطع بخشهای رایانه تشکیلشدهاند ازسامانههای فرعی (به عنوان نمونه، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]) و یا دستگاههای [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید].
برخیرایانههای بزرگتر چندین CPU و واحد کنترل دارند که بصورتهمزمان بایکدیگر درحال کارند. اینگونه رایانهها بیشتر برای کاربردهایپژوهشی ومحاسبات علمی بکار میروند.
کارایی رایانهها بنا به تئوری کاملاً درست است. رایانه دادهها و دستورالعملها را از حافظهاش [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (fetch) میکند. دستورالعملها اجرا میشوند، نتایج ذخیره میشوند، دستورالعمل بعدی [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] میشود. این رویه تا زمانی که رایانه خاموش شود ادامه پیدا میکند. [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] در رایانههای شخصی امروزی مانند پردازندههای شرکت ای-ام-دی و شرکت اینتل از معماری موسوم به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]استفادهمیشود و در زمانی که پردازنده در حال ذخیره نتیجه یک دستور استمرحلهاجرای دستور قبلی و مرحله واکشی دستور قبل از آن را آغاز میکند.همچنیناین رایانهها از سطوح مختلف [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] استفاده میکنند که در زمان دسترسی به حافظه اصلی صرفهجویی کنند.


برنامهها
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]فهرستهایبزرگی از دستورالعملها (احتمالاً به همراه جدولهائی از داده)برای اجراروی رایانه هستند. خیلی از رایانهها حاوی میلیونها دستورالعملهستند، وبسیاری از این دستورات به تکرار اجرا میشوند. یک [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] نوین نوعی (درسال [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید])میتوانددر ثانیه میان ۲ تا ۳ میلیارد دستورالعمل را پیاده نماید.رایانهها اینمقدار محاسبه را صرف انجام دستورالعملهای پیچیده نمیکنند.بیشترمیلیونها دستورالعمل ساده را که توسط اشخاص باهوشی «[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]»درکنار یکدیگر چیده شدهاند را اجرا میکنند. برنامهنویسان خوبمجموعههاییاز دستورالعملها را توسعه میدهند تا یکسری از وظایف عمومیرا انجامدهند(برای نمونه، رسم یک نقطه روی صفحه) و سپس آن مجموعهدستورالعملها رابرای دیگر برنامهنویسان در دسترس قرار میدهند. (اگرمایلید «یک برنامهنویس خوب» باشید به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] مطلب مراجعه نمایید.)
رایانههای امروزه، قادرند چندین برنامه را در آن واحد اجرا نمایند. از این قابلیت به عنوان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید](multitasking)نام برده میشود. در واقع، CPU یک رشته دستورالعملها رااز یک برنامه اجرامیکند، سپس پس از یک مقطع ویژه زمانی دستورالعملهاییاز یک برنامه دیگررا اجرا میکند. این فاصله زمانی اکثرا بهعنوان یک برشزمانی (time slice)نام برده میشود. این ویژگی که CPU زمان اجرا را بینبرنامهها تقسیممیکند، این توهم را بوجود میآورد که رایانه همزمانمشغول اجرای چندبرنامهاست. این شبیه به چگونگی نمایش فریمهای یک فیلماست، که فریمها باسرعت بالا در حال حرکت هستند و به نظر میرسد که صفحهثابتی تصاویر رانمایش میدهد. [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] همان برنامهای است که این اشتراک زمانی را بین برنامههای دیگر تعیین میکند.


سیستم عامل
رایانههمیشه نیاز دارد تا برای بکار انداختنش حداقل یک برنامه روی آندر حال اجراباشد. تحت عملکردهای عادی این برنامه همان سیستم عامل یا OSکه مخفف واژههای Operating System است. سیستم یا سامانه عامل بر اساسپيشفرض ها تصمیممیگیرد که کدام برنامه برای انجام چه وظيفه ای اجرا شود،چه زمان، از کداممنابع (مثل [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]و...) استفاده شود. همچنین سیستم عامل یک لایه انتزاعی بین سخت افزاروبرنامههای دیگر که میخواهند از سخت افزار استفاده کنند، میباشد، کهاینامکان را به برنامه نویسان میدهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هرقطعهالکترونیکی از سخت افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]نمایند.در گذشته يک اصطلاح متداول بود که گفته می شد با تمام این وجودکامپیوتر هانمیتوانند برخی از مسائل را حل کنند که به این مسائل حلنشدنی گفته میشودمانند مسائلی که در مسیر حلشان در حلقه بی نهایت میافتند. به همين دليلنياز است که با کمک روشهای خاص بطور مثال به چند بخشتقسيم نمودن مساله ياروشهای متداول ديگر از رخ دادن اين خطا تا حد امکانجلوگيری نمود.


کاربردهای رایانه
نخستین رایانههای [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، با قیمتهای زیاد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمی را انجام میدادند، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] یک رایانه قدیمی ایالات متحده اصولا طراحی شده تا محاسبات پرتابهای توپخانه و محاسبات مربوط به جدول [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]راانجام دهد. (این محاسبات بین دسامبر ۱۹۴۱ تا ژانویه ۱۹۴۶ روی حجمی بالغبریک میلیون کارت پانچ انجام پذیرفت! که این خود طراحی و سپس تصمیمنادرستبکارگرفته شده را نشان میدهد) بسیاری از ابررایانههای امروزیصرفاً برایکارهای ویژه محاسبات جنگ افزار هستهای استفاده میگردد[[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]].
[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]نیزکه نخستین رایانه استرالیایی بود برای ارزیابی میزان بارندگی درکوههایاسنوئی (Snowy)این کشور بکاررفت، این محاسبات در چارچوب یک پروژهعظیمتولید [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] انجام گرفت.
برخی رایانهها نیز برای انجام [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] بکارگرفته میشد، برای مثال Colossus که در جریان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] ساخته شد، جزو اولین کامپیوترهای برنامهپذیر بود(البته [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] کامل نبود). هرچند رایانههای بعدی میتوانستند برنامهریزی شوند تا [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] بازی کنند یا تصویر نمایش دهند و سایر کاربردها را نشان دهد.
سیاستمدارانو شرکتهای بزرگ نیز رایانههای اولیه را برای خودکارسازیبسیاری ازمجموعههای داده و پردازش کارهایی که قبلا توسط انسانها انجاممیگرفت،بکار بستند - برای مثال، نگهداری و [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] حسابها و داراییها. در موسسات پژوهشی نیز دانشمندان رشتههای مختلف شروع به استفاده از رایانه برای مقاصدشان نمودند.
کاهشپیوسته قیمتهای رایانه باعث شد تا سازمانهای کوچکتر نیزبتوانند آنهارا در اختیار بگیرند. بازرگانان، سازمانها، و سیاستمداراناغلب تعدادزیادی از کامپیوترهای کوچک را برای تکمیل وظایفی که قبلا برایتکمیلشاننیاز به [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (mainframe) گران قیمت و بزرگ بود، به کار بگیرند. مجموعههایی از رایانههای کوچکتر در یک محل اغلب بهعنوان [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید][[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]] (server farm) نام برده میشود.
با اختراع [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] در دهه ۱۹۷۰ این امکان که بتوان رایانههایی بسیار ارزان قیمت را تولید نمود بوجود آمد. [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] برای انجام وظایف بسیاری محبوب گشتند، از جمله [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، نوشتن و چاپ مستندات. محاسبات پیش بینیها و کارهای تکراری ریاضی توسط [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (spreadsheet)، ارتباطات توسط [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، و [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]. حضور گسترده رایانهها و سفارشی کردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسیار دیگری بکارگرفته شوند.
درهمان زمان، رایانههای کوچک، که معمولاً با یک برنامه ثابت ارائهمیشدند،راهشان را بسوی کاربردهای دیگری باز مینمودند، کاربردهایی چونلوازمخانگی، خودروها، هواپیماها، و ابزار صنعتی. این [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] جاسازی شده کنترل رفتارهای آن لوازم را سادهتر کردند، همچنین امکان انجام رفتارهای پیچیده را نیز فراهم نمودند (برای نمونه، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] در خودروها[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]).باشروع قرن بیست و یکم، اغلب دستگاههای الکتریکی، اغلب حالتهایانتقالنیرو، اغلب خطوط تولید کارخانهها توسط رایانهها کنترل میشوند.اکثرمهندسان پیش بینی میکنند که این روند همچنان به پیش برود. یکی ازکارهاییکه میتوان بهوسیله رایانه انجام داد پروگرام گیرنده ماهوارهاست.


انواع رایانه

رایانههای توکار
رايانههايی هم وجود دارند که تنها برای کاربردهای خاص طراحی می شوند.در ۲۰ سالگذشته ، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونههای قابل ذکر آنمیتوانجعبههای [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] را که بعدها در دستگاههای دیگری از جمله [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]،دوربینهایضبط ویدئویی، و PDAها و دهها هزار وسیله خانگی، صنعتی،خودروسازی و تمامابزاری که در درون آنها مدارهایی که نیازهای ماشینتورینگ را مهیاساختهاند، گسترش یافت، را نام برد(اغلب این لوازمبرنامههایی را در خوددارند که بصورت ثابت روی [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] که برای تغییر نیاز به تعویض دارند،نگاشته شدهاند). این رایانهها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شدهاند «[برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]» يا [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]"(EmbeddedComputers) نامیده میشوند. بنابراین تعریف این رایانههابهعنوان ابزاریکه با هدف پردازش اطلاعات طراحی گردیده محدودیتهاییدارد. بیشتر میتوانآنها را به ماشینهایی تشبیه کرد که در یک مجموعهبزرگتر بهعنوان یک بخشحضور دارند مانند دستگاههای [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید]، [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] و یا [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] که این رایانهها بدون تغییر فیزیکی توسط کاربر میتوانند برای مقاصد مختلفی بکارگرفته شوند.



رایانههای شخصی
اشخاصی که با انواع دیگری از رایانهها ناآشنا هستند از عبارت رایانه برای رجوع به نوع خاصی که [برای مشاهده لینک ها شما باید عضو سایت باشید برای عضویت در سایت بر روی اینجا کلیک بکنید] (PC) نامیده میشوند استفاده میکنند.