اگر شما هم اهل استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی مثل کامپیوتر و لپ‌تاپ باشید، حتما تابه‌حال اصطلاح سخت‌افزار به گوش‌تان خورده است. چه یک کاربر مبتدی باشید و چه با کامپیوتر زیاد کار کرده باشید، حتماً بارها از خود پرسیده‌اید سخت افزار کامپیوتر چیست و قطعات کامپیوتر شامل چه عناصری است. دراین‌صورت، با مطالعه مقاله حاضر با انواع سخت افزار رایانه، مفهوم و کاربرد هریک از آشنا خواهید شد.

مقدمه

یکی از عناصر مهم و جدایی‌ناپذیر دنیای فناورانه امروز سخت‌افزارها هستند. این قطعات فیزیکی که در هر دستگاه دیجیتال و الکترونیکی حضور دارند، شاکله اصلی آن‌ها را به‌وجود آورده و زمینه بهره‌گیری از قابلیت‌ها و سرویس‌های مختلف را فراهم می‌کنند.

اما سخت افزار کامپیوتر چیست؟ انواع سخت‌افزار کامپیوتر کدام‌اند و هر کدام در یک رایانه چه نقشی را ایفا می‌کنند؟ چه نکات مهمی را باید پیرامون سخت افزار رایانه دانست؟ چه نکاتی را باید در اسمبل کیس در نظر گرفت؟ این‌ها از جمله سؤالات مهمی هستند که قصد داریم در این مقاله به آن‌ها پاسخ دهیم.

به‌همین جهت، ابتدا با مفهوم سخت‌افزار آشنا شده و در بخش‌های بعدی، سخت‌افزارهای داخلی و خارجی کامپیوترها و کاربردشان را معرفی می‌کنیم. 

 

 

سخت افزار چیست؟

به‌طورکلی، به کلیه قطعات و عناصر فیزیکی یک دستگاه سخت‌افزار یا Hardware گفته می‌شود. به‌بیان‌دیگر، در یک دستگاه مثل کامپیوتر هرچیزی که قابل لمس و دیدن باشد را سخت‌ افزار می‌نامیم. اگرچه کلمه سخت‌ افزار بیشتر برای توصیف قطعات کامپیوتر به کار می‌رود، تمامی دستگاه‌های الکترونیکی دیگر مثل لپ‌تاپ‌ها، گوشی‌های هوشمند و کنسول‌های بازی نیز دارای سخت‌افزار هستند. بنابراین، می‌توان هر قطعه فیزیکی در دنیای فناوری را یک سخت افزار دانست، حتی اگر ایرپاد یا آنتن وای‌فای مودم یا حتی کلید هوشمند باشد.

سخت افزار رایانه چیست؟

سخت ‌افزار رایانه به اجزای فیزیکی و قابل لمس یک رایانه گفته می‌شود. به‌طورکلی، سخت افزار کامپیوتر شامل نمایشگر، موس، صفحه کلید، حافظه دیسک سخت، مادربرد، پردازنده مرکزی (CPU)، حافظه موقت (RAM)، کارت‌های گرافیک و صدا و سایر قطعات الکترونیکی می‌شود.

این قطعات به دو دسته اجزای داخلی و خارجی سخت‌ افزار کامپیوتر تقسیم می‌شوند. سخت‌افزار داخلی شامل قطعاتی مانند مادربرد، پردازشگر، HDD و رم است که در داخل کیس رایانه قرار می‌گیرند. در مقابل، سخت‌افزار خارجی شامل قطعاتی است که در خارج از کیس قرار داشته و با کابل‌ها و رابط‌ها به رایانه متصل می‌شوند. از جمله این موارد می‌‎توان به نمایشگر، موس، صفحه‌کلید و پرینتر اشاره کرد.

 

 

تفاوت سخت‌افزار و نرم‌افزار

سخت‌افزار و نرم‌افزار دو جزء اساسی هر رایانه هستند که به طور مکمل با یکدیگر کار می‌کنند. همان‌‎طور که گفتیم، سخت‌افزار به اجزای فیزیکی و قابل لمس رایانه اشاره می‌کند. این اجزا مسئول اجرای پردازش‌های مرتبط با داده‌ها و دستورالعمل‌ها هستند.

در مقابل، نرم‌افزار مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها، قوانین و برنامه‌ها است که به رایانه می‌گوید چه کاری انجام دهد. نرم‌افزارها می‌توانند با استفاده از سخت‌افزار یا همان قطعات کامپیوتر کارهای مختلفی را برای شما انجام دهند. برای مثال، با استفاده از نرم‌افزارهای مرورگر می‌توان به وب‌گردی پرداخت یا با استفاده از نرم افزار فتوشاپ تصاویر را ویرایش کرد.

 

 

به‌بیان‌ دیگر، می‌توان سخت افزار را به اعضای بدن یک انسان و نرم افزار را به فکر و ذهن او تشبیه کرد. بدن ما اعضای مختلفی مثل مغز، قلب، دست و پا دارد، ولی بدون داشتن فکر و ذهن فعال شاهد هیچ حرکتی از خود نخواهیم بود. بنابراین، سخت افزار و نرم افزار به‌عنوان دو بخش مکمل، برای عملکرد صحیح رایانه ضروری هستند. نرم‌افزار بدون سخت‌افزار نمی‌تواند اجرا شود و سخت ‌افزار رایانه بدون نرم‌افزار نمی‌تواند کاری انجام دهد.

انواع قطعات سخت‌ افزار

در بخش قبلی با مفهوم کلی سخت افزار کامپیوتر و تفاوت آن با نرم‌افزار آشنا شدیم. در ادامه، قصد داریم انواع قطعات سخت‌ افزار شامل اجزای داخلی و خارجی را به‌همراه کارایی سخت‌افزار کامپیوتر مورد بررسی قرار دهیم.

سخت‌ افزار داخلی

سخت افزار داخلی شامل قطعات فیزیکی داخل محفظه‌ای به نام کیس است که خود آن نیز یکی از قطعات کامپیوتر محسوب می‌شود. معمولاً وقتی حرف از سخت افزار زده می‌شود، بیشتر افراد منظورشان همان سخت افزار یا قطعات داخلی رایانه است.

وجود قطعات داخلی سخت افزار رایانه برای اجرای عملیات‌ها ضروری است. درهمین‌حال، برخی از قطعات کامپیوتر پیچیده و شامل هزاران ترانزیستور بوده و برخی دیگر بسیار ساده و در حد یک فن خنک‌کننده معمولی‌ است. شاید یک فن جزو قطعات حیاتی کامپیوتر حساب نشده و هیچ نرم‌افزاری روی آن اجرا نشود، ولی وجود آن برای عملکرد سخت‌افزار کامپیوتر به‌طور صحیح ضروری است.

 

 

مهم‌ترین اجزای داخلی سخت‌ افزار کامپیوتر شامل موارد زیر است:

• پردازنده (CPU): این قطعه به عنوان مغز رایانه عمل کرده و تمامی پردازش‌ها و محاسبات را انجام می‌دهد. سرعت و کارایی رایانه به قدرت CPU بستگی دارد.
• مادربرد: برد اصلی رایانه است که تمامی قطعات داخلی را به هم متصل می‌کند. مادربورد ارتباط بین اجزای مختلف را مدیریت و به آن‌ها اجازه می‌دهد با یکدیگر همکاری کنند.
• حافظه (RAM): حافظه موقتی است که داده‌ها و دستورالعمل‌های مورد نیاز پردازنده را ذخیره می‌کند. هرچه مقدار رم بیشتر باشد، رایانه می‌تواند برنامه‌های بیشتری را به طور همزمان اجرا کند.
• دیسک سخت (HDD) یا درایو حالت جامد (SSD): این قطعات برای ذخیره‌سازی دائمی داده‌ها، سیستم‌عامل و برنامه‌ها استفاده می‌شوند. SSD‌ها که نوع جدیدی از حافظه ذخیره‌سازی هستند، بسیار سریع‌تر و کارآمدتر از HDD‌ها هستند.
• کارت گرافیک (GPU): این قطعه مسئول پردازش تصاویر و ویدئوها است. کارت‌های گرافیک قدرتمند برای بازی‌ها و برنامه‌های گرافیکی حرفه‌ای ضروری هستند.
• منبع تغذیه (PSU): این قطعه برق مورد نیاز تمامی اجزاء رایانه را تأمین و توزیع می‌کند. منبع تغذیه باید توان کافی برای پشتیبانی از تمامی قطعات را داشته باشد.
• خنک‌کننده‌ها: شامل فن‌ها و هیت‌سینک‌ها هستند که برای جلوگیری از داغ‌شدن بیش از حد اجزاء استفاده می‌شوند. خنک‌کننده‌ها به حفظ دمای مناسب و عملکرد بهینه رایانه کمک می‌کنند.
• کیس: محفظه‌ای است که تمامی قطعات داخلی درون آن نصب می‌شوند.

افزون‌بر موارد فوق، اجزای دیگری نیز ممکن است در یک کامپیوتر وجود داشته باشد. برای مثال کارت‌های توسعه مثل کارت شبکه بی سیم می‌تواند قابلیت ارتباط وای فای را برای کامپیوتر فراهم کند. درایوهای نوری مثل DVD رایترها، کارت صدا و بلوتوث نیز از دیگر قطعات داخلی قابل نصب هستند.

سخت‌افزار خارجی

سخت افزار رایانه شامل قطعات دیگری نیز می‌شود که خارج از کیس قرار داشته و توسط رابط و کابل به مادربرد متصل می‌شوند. به این سخت‌افزارها دستگاه‌های جانبی نیز گفته می‌شود. از آنجایی که بیشتر این قطعات کامپیوتر خارج از کیس قرار دارند، اکثر کاربران با آن‌ها آشنا هستند.

به‌طورکلی، اجزای خارجی سخت‌ افزار کامپیوتر را می‌توان به دو دسته قطعات ورودی و خروجی (I/O devices) تقسیم کرد. از قطعات ورودی برای دادن فرمان به کامپیوتر و از قطعات خروجی برای ارسال داده‌‎ها به خارج از سیستم مثل گرفتن پرینت و... استفاده می‌شود. این قطعات شامل موارد زیر است:

قطعات ورودی

• ماوس (موشواره): دستگاه ورودی که برای کنترل نشانگر روی صفحه نمایش و تعامل با رابط کاربری استفاده می‌شود. موس‌ها می‌توانند نوری یا لیزری باشند.
• صفحه‌کلید (کیبورد): دستگاه ورودی که برای واردکردن متن و دستورات به رایانه استفاده می‌شود. صفحه‌کلیدها می‌توانند مکانیکی یا غشایی باشند.
• کنترلر: کنترلر بازی قطعه‌ای است که به شما اجازه می‌دهد فرمان‌های مشابه ماوس و صفحه کلید را ازطریق آن به کامپیوتر حین اجرای بازی‌های کامپیوتری ارسال کنید.
• میکروفون: دستگاهی که صدا را ضبط می‌کند و برای تماس‌های صوتی و ویدئویی و ضبط صدا استفاده می‌شود.
• وب‌کم: دوربینی که برای ضبط ویدئو و تصاویر و همچنین برای تماس‌های ویدئویی استفاده می‌شود.
• هارد اکسترنال: حافظه ذخیره‌سازی جانبی است که می‌توان از آن برای ذخیره یا انتقال اطلاعات به حافظه داخلی استفاده کرد. این حافظه‌ها که می‌تواند در انواع مختلفی مثل حافظه فلش، حافظه SSD یا HDD باشند، از طریق کابل یا رابط USB به کیس وصل می‌شوند.
• اسکنر: دستگاهی که تصاویر و اسناد فیزیکی را به فرمت دیجیتال یا عکس تبدیل می‌کند. این دستگاه با استفاده از نور تصویر یا متن را اسکن کرده و به رایانه منتقل می‌کند.
• قلم نوری: یک دستگاه ورودی شبیه به قلم است که برای تعامل با صفحه‌نمایش‌های رایانه استفاده می‌شود. این قلم‌ها با حساسیت به نور، امکان انتخاب، ویرایش و ترسیم داده‌ها را فراهم می‌کنند.

قطعات خروجی

• نمایشگر (مانیتور): دستگاهی که خروجی تصویری رایانه را نمایش می‌دهد. انواع مختلفی از نمایشگرها وجود دارند، از جمله LCD، LED و OLED.
• چاپگر (پرینتر): دستگاهی که خروجی‌های دیجیتال را به صورت فیزیکی چاپ می‌کند. انواع مختلفی از چاپگرها ،از جمله چاپگرهای جوهرافشان و لیزری در بازار موجود است.
• بلندگوها (اسپیکرها): دستگاه‌هایی که صداهای تولیدشده توسط رایانه را پخش می‌کنند. همچنین، امکان اتصال انواع هدفون و هندزفری نیز برای دریافت خروجی صوتی از کامپیوتر وجود دارد.

به جز موارد فوق، قطعات کامپیوتر دیگری می‌توانند به‌عنوان دستگاه‌های جانبی به رایانه متصل شده و قابلیت‌های دیگری را به آن اضافه کنند. از جمله این موارد می‌توان به پرینتر 3بعدی و بارکدخوان اشاره کرد.

 

 

سخت‌افزارهای آینده

شاید ما و شما نتوانیم به صورت دقیق مشخص کنیم که در آینده چه قطعات سخت‌افزاری دیگری به سیستم‌های محاسبه‌گر یا همان کامپیوترها اضافه می‌شوند. اما بر اساس روندهای کنونی و تحقیقات در حال انجام، می‌توانیم حدس بزنیم که چه نوع دستگاه‌هایی ممکن است در آینده به عنوان سخت افزار به کامپیوترها اضافه شوند. برخی از این قطعات سخت افزاری می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

1. پردازنده‌های تخصصی:

• پردازنده‌های هوش مصنوعی (AI): این پردازنده‌ها که به عنوان TPU، NPU یا DPU نیز شناخته می‌شوند، برای تسریع وظایف مرتبط با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین مانند تشخیص تصویر، پردازش زبان طبیعی و رباتیک طراحی شده‌اند.
• پردازنده‌های نورومورفیک: این پردازنده‌ها از مغز انسان الهام گرفته‌اند و برای شبیه‌سازی شبکه‌های عصبی بیولوژیکی طراحی شده‌اند. آنها پتانسیل ارائه کارایی و سرعت بسیار بیشتر در وظایف خاصی مانند تشخیص الگو و یادگیری ماشین را دارند.
• پردازنده‌های کوانتومی: این پردازنده‌ها از اصول مکانیک کوانتومی برای انجام محاسبات پیچیده‌ای که برای رایانه‌های سنتی غیرممکن است، استفاده می‌کنند. آنها پتانسیل حل برخی از بزرگترین چالش‌های علمی و مهندسی جهان را دارند. این پردازنده‌های در حال حاضر نیز تولید شده‌اند ولی هزینه نگهداری و تولید بسیار بالایشان موجب شده فعلاً از محیط آزمایشگاهی خارج نشوند.

2. رابط‌های جدید:

• رابط‌های عصبی: این رابط‌ها به انسان‌ها اجازه می‌دهند تا مستقیماً با کامپیوترها تعامل داشته باشند و افکار و احساسات خود را بدون نیاز به هیچ ورودی فیزیکی مانند صفحه کلید یا ماوس کنترل کنند. در انواع مبتکرانه این طرح‌ها حتی نیاز به اتصال مستقیم به مغز کاربر نیست و قرار است با تقویت امواج مغزی با دریافت گیرنده‌های حساس و جدید، به صورت کاملاً بی‌سیم، با کامپیوتر ارتباط برقرار کرد.
• رابط‌های مغز-کامپیوتر: این رابط‌ها مستقیماً به مغز انسان متصل می‌شوند و می‌توانند برای خواندن افکار، کنترل دستگاه‌ها و حتی درمان اختلالات عصبی استفاده شوند.

3. حسگرها و محرک‌ها:

• حسگرهای زیستی: این حسگرها می‌توانند اطلاعات مربوط به بدن انسان مانند ضربان قلب، فشار خون و سطح گلوکز را جمع آوری کنند.
• حسگرهای محیطی: این حسگرها می‌توانند اطلاعات مربوط به محیط اطراف مانند دما، نور و کیفیت هوا را جمع آوری کنند.
• محرک‌های مصنوعی: این محرک‌ها می‌توانند برای ایجاد احساسات فیزیکی مانند لمس، رطوبت، بو، گرما و سرما در انسان استفاده شوند.

4. سیستم‌های ذخیره‌سازی:

• ذخیره‌سازی هولوگرافیک: این فناوری از لیزرها برای ذخیره داده‌ها در کریستال‌ها یا سایر مواد استفاده می‌کند. این دستگاه‌ها که هنوز در مراحل آزمایشگاهی قرار دارند پتانسیل ذخیره‌سازی مقدار بسیار بیشتری از داده‌ها را در مقایسه با روش‌های ذخیره‌سازی سنتی دارد.
• دستگاه‌های ذخیره‌سازی بر پایه DNA: این فناوری از الگوها و مولکول‌های DNA برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده می‌کند. این فناوری عجیب، پتانسیل ذخیره‌سازی مقدار باورنکردنی از داده‌ها را در مقایسه با روش‌های سنتی داشته و می‌تواند هزاران ترابایت داده را در فضایی به اندازه یک فلش درایو جای دهد.

5. سایر دستگاه‌ها:

• کامپیوترهای پوشیدنی: این کامپیوترها به عنوان لباس یا جواهرات پوشیده می‌شوند و می‌توانند برای ردیابی سلامتی، ارائه اعلان‌ها و حتی کنترل دستگاه‌های دیگر استفاده شوند.
• کامپیوترهای محاسبات لبه‌ای یا Edge Computers: این کامپیوترها در نزدیکی منبع داده‌ها مانند حسگرها یا ماشین‌ها قرار می‌گیرند و می‌توانند داده‌ها را در زمان واقعی پردازش کنند.
• کامپیوترهای کوانتومی: این کامپیوترها از اصول مکانیک کوانتومی برای انجام محاسبات پیچیده‌ای که برای رایانه‌های سنتی غیرممکن است، استفاده می‌کنند.

در آخر یادآور می‌شویم که این لیست، تنها بخش کوتاهی از دستگاه‌هایی بالقوه آینده است که ممکن است (برای مثال) تا 20 سال آینده به عنوان سخت افزار به کامپیوترها اضافه شوند. پیشرفت‌های سریع در فناوری باعث می‌شود که پیش‌بینی قطعی اینکه چه چیزی در آینده وجود دارد، دشوار باشد.

جمع‌بندی

سخت‌افزار یکی از اصطلاحاتی است که هر فردی که با دستگاه‌های الکترونیکی سروکار داشته باشد، حداقل یک‌بار آن را شنیده است. درواقع، سخت‌ افزار همان قطعات فیزیکی تشکیل‌دهنده یک دستگاه است که زمینه اجرای عملیات‌های مختلف را فراهم می‌کند. سخت افزار کامپیوتر نیز همان قطعات کامپیوتر است که ازطریق آن کاربر می‌تواند خدمات مورد نظر خود را دریافت کرده و برنامه‌های مد نظرش را روی آن اجرا کند.

همان‌طور که گفتیم، قطعات کامپیوتر به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم می‌شود. قطعات داخلی مثل پردازشگر، رم، حافظه ذخیره‌سازی و مادربورد داخل کیس کامپیوتر نصب می‌شوند. درمقابل، سخت افزارهای خارجی مثل پرینتر، مانیتور، حافظه اکسترنال، وب کم و... ازطریق کابل و رابط به کیس متصل می‌شوند.

آشنایی با سخت افزار رایانه برای مونتاژ و اسمبل کیس ضروری بوده و می‌تواند برای تعمیر قطعات معیوب یا ارتقای سیستم نیز مفید باشد. همچنین، اگر قصد دارید به دنیای تخصصی فناوری رایانه‌ها وارد شوید، آشنایی با سخت افزار رایانه یکی از گام‌های اولیه ولی لازم است. امیدواریم این مقاله برای شما مفید باشد.

پرسش‌های متداول

تفاوت اصلی بین سخت‌افزار و نرم‌افزار چیست؟

تفاوت اصلی بین سخت‌افزار و نرم‌افزار در این است که سخت‌افزار به اجزای فیزیکی و ملموس کامپیوترها و دستگاه‌های الکترونیکی مانند پردازنده، حافظه، دیسک سخت و مادربورد اشاره دارد. درمقابل، نرم‌افزار به مجموعه‌ای از دستورها و داده‌ها گفته می‌شود که به سخت‌افزار می‌گویند چگونه کار کند. به‌عبارت دیگر، سخت‌افزار جنبه‌ فیزیکی دستگاه‌ است و نرم‌افزار برنامه‌ها و سیستم‌عامل‌هایی هستند که بر روی سخت‌افزار اجرا می‌شوند و عملکرد آن را مدیریت و هدایت می‌کنند.

اجزای داخلی سخت‌افزار کامپیوتر کدامند؟

اجزای داخلی سخت‌افزار کامپیوتر شامل پردازنده مرکزی (CPU)، حافظه دسترسی تصادفی (RAM)، مادربورد، منبع تغذیه (PSU)، کارت گرافیک (GPU)، دیسک سخت (HDD) یا درایو حالت جامد (SSD) و خنک‌کننده‌ها است. پردازنده مسئول انجام محاسبات و اجرای دستورالعمل‌ها است، حافظه RAM برای ذخیره‌سازی موقت داده‌ها و دستورات استفاده می‌شود، مادربورد قطعات مختلف را به هم متصل می‌کند، منبع تغذیه انرژی مورد نیاز قطعات را تامین می‌کند، کارت گرافیک وظیفه پردازش تصاویر و نمایش آن‌ها را دارد، و دیسک‌های سخت یا درایوهای حالت جامد برای ذخیره‌سازی دائمی داده‌ها به کار می‌روند. خنک‌کننده‌ها نیز برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حد قطعات استفاده می‌شوند.

اجزای اصلی سخت افزار کامپیوتر کدامند؟

اجزای اصلی سخت افزار کامپیوتر شامل CPU، رم، مادربرد، هارد دیسک یا SSD، کارت گرافیک، منبع تغذیه و کیس می باشد. هر کدام از این قطعات وظایف خاص خود را دارند و با یکدیگر کار می کنند تا کامپیوتر شما را به درستی راه اندازی و اجرا کنند.

وظایف CPU در کامپیوتر چیست؟

 CPU یا واحد پردازش مرکزی مغز کامپیوتر شما نامیده می شود. وظیفه اصلی CPU پردازش دستورالعمل ها و انجام محاسبات است. سرعت و قدرت CPU نقش مهمی در عملکرد کلی کامپیوتر شما دارد.

رم (RAM) در کامپیوتر چه کاری انجام می دهد؟

رم یا حافظه دسترسی تصادفی، حافظه کوتاه مدت کامپیوتر شما است. رم داده ها و برنامه هایی را که در حال استفاده هستید ذخیره می کند تا CPU بتواند به سرعت به آنها دسترسی داشته باشد. هر چه رم بیشتری داشته باشید، می توانید به طور همزمان برنامه های بیشتری را اجرا کنید.

مادربرد در کامپیوتر چه وظایفی دارد؟

مادربرد به عنوان پایه و اساس کامپیوتر شما عمل می کند. تمام اجزای اصلی سخت افزار، از جمله CPU، رم، کارت گرافیک و هارد دیسک، به مادربرد متصل می شوند. مادربرد وظایف مختلفی مانند انتقال اطلاعات بین اجزا، مدیریت برق و راه اندازی کامپیوتر را بر عهده دارد.

 تفاوت بین هارد دیسک و SSD چیست؟

هارد دیسک و SSD هر دو برای ذخیره سازی داده ها در کامپیوتر شما استفاده می شوند. با این حال، SSD ها از فناوری جدیدتری استفاده می کنند و به طور قابل توجهی سریعتر از هارد دیسک ها هستند. SSD ها همچنین بی صدا هستند، مصرف برق کمتری دارند و در برابر ضربه و لرزش مقاوم تر هستند.

 

منبع: شهر سخت افزار