مرکز انجمنهای تخصصی

نام
در زبان انگلیسی «کامپیوتر» به کسی می‌گفتند که محاسبات ریاضی را (بدونابزارهای کمکی مکانیکی) انجام می‌داد. بر اساس «واژه‌نامه ریشه‌یابیBarnhart Concise» واژه کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبان انگلیسی وارد گردیدکه به معنی «شخصی که محاسبه می‌کند» بوده‌است و سپس از سال ۱۸۹۷ بهماشین‌های محاسبه مکانیکی گفته می‌شد. در هنگام جنگ جهانی دوم «کامپیوتر»به زنان نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیرهای شلیک توپ‌هایبزرگ جنگی توسط ابزار مشابهی بود، اشاره می‌کرد[SUP][[External Link Removed for Guests]][/SUP].
در اوایل دهه ۵۰ میلادی هنوز اصطلاح ماشین‌ حساب (computing machines)برای معرفی این ماشین‌ها به‌کار می‌رفت. پس از آن عبارت کوتاه‌تر کامپیوتر(computer) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. ورود این ماشین به ایران در 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 [External Link Removed for Guests] نیست. در زبان [External Link Removed for Guests] واژه "ordinateur"، که معادل «سازمان‌ده» یا «ماشین مرتب‌ساز» می‌باشد به‌کار می‌رود. در [External Link Removed for Guests] "ordenador" با معنایی مشابه استفاده می‌شود، همچنین در دیگر کشورهای اسپانیایی زبان computadora بصورت انگلیسی‌مآبانه‌ای ادا می‌شود. در [External Link Removed for Guests] واژه computador به‌کار می‌رود که از واژه computar گرفته شده و به معنای «محاسبه کردن» می‌باشد. در [External Link Removed for Guests] واژه "calcolatore" که معنای ماشین حساب بکار می‌رود که بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تاکید دارد. در [External Link Removed for Guests] رایانه "dator" خوانده می‌شود که از "data" ([External Link Removed for Guests]) برگرفته شده‌است. به [External Link Removed for Guests] "tietokone" خوانده می‌شود که به معنی «ماشین اطلاعات» می‌باشد. اما در زبان [External Link Removed for Guests] توصیف شاعرانه‌تری بکار می‌رود، «tölva» که واژه‌ایست مرکب و به معنای «زن پیشگوی شمارشگر» می‌باشد. در [External Link Removed for Guests]رایانه «dian nao» یا «مغز برقی» خوانده می‌شود. در انگلیسی واژه‌ها وتعابیر گوناگونی 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 rāyēnīdanو به معنای «سنجيدن، سبک و سنگين کردن، مقايسه کردن» يا «مرتّب کردن، نظمبخشیدن و سامان دادن» بوده است. این مصدر در زبان فارسی میانه یا همانپهلوی کاربرد فراوانی داشته و مشتق‌های زیادی نیز از آن گرفته شده بوده.در زبان فارسی نو یا همان فارسی (دری) این فعل و مشتق‌هایش به کارنرفته‌اند. 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 [External Link Removed for Guests] 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.
• -pati-rādz-a*یِ ایرانیِ باستان > -pē-rāy ِ فارسی میانه که در واژه‌یِ پیرایشِ فارسیِ نو دیده می‌شود؛ و
• -rādz-ta*یِ ایرانیِ باستان > rāst ِ فارسی میانه که در واژه‌یِ راستِ فارسیِ نو دیده می‌شود.

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)؛
• لاتینی rect-us به معنیِ «راست، مستقیم»،
• فرانسه di-rect به معنیِ «راست، مستقیم»،
• آلمانی richt به معنیِ «راست، مستقیم کردن» و
• انگلیسی right به معنیِ «راست، مستقیم، درست»

برجای مانده است.
در فارسیِ نو پسوندِ -ـه (= /e/ در فارسی رسمی ایران و /a/ در فارسی رسمیافغانستان و تاجیکستان) را به ستاکِ حالِ فعل‌ها می‌چسبانند تا نامِابزارِ آن فعل‌ها به‌دست آید (البته با این فرمول مشتق‌های دیگری نیزساخته می‌شود، امّا در اینجا تنها نامِ ابزار مدِّ نظر است)؛ برای نمونه از

• مالـ- (یعنی ستاکِ حالِ مالیدن) + -ـه، ماله «ابزار مالیدنِ سیمان و گچِ خیس»
• گیر- (یعنی ستاکِ حالِ گرفتن) + -ـه، گیره «ابزار گرفتن»
• پوشـ- (یعنی ستاکِ حالِ پوشیدن) + -ـه، پوشه «ابزار پوشیدن» (خود را جایِ کاغذهایی بگذارید که پوشه را می‌پوشند!)
• رسانـ- (یعنی ستاکِ حالِ رساندن) + -ـه، رسانه «ابزار رساندنِ اطّلاعات و برنامه‌هایِ دیداری و شنیداری»

حاصل می‌گردد.
در فارسیِ نو پسوندِ -ـه (= e- یا همان a-) را به ستاکِ حالِ"رایانیدن" یعنی رایانـ- چسبانده‌اند تا نامِ ابزارِ این فعل ساخته شود؛یعنی "رایانه" به معنایِ «ابزارِ نظم بخشیدن و سازماندهی ( ِ داده‌ها)»است.
احتمال می‌رود که سازندگان این واژه به واژه‌یِ فرانسویِ این مفهوم، یعنی [External Link Removed for Guests]توجّه داشته‌اند که در فرانسه از مصدرِ [External Link Removed for Guests] «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 [External Link Removed for Guests]به معنایِ «حسابگر» يا «مقايسه گر» است، حال آن‌که کارِ این دستگاه براستی فراتر از "حساب کردن" است.


تاریخچه
نوشتار اصلی: [External Link Removed for Guests]
در گذشته دستگاه‌های مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل [External Link Removed for Guests] و [External Link Removed for Guests] نیز رایانه خوانده می‌شدند. در برخی موارد از آن‌ها به‌عنوان [External Link Removed for Guests]نام برده می‌شود. البته لازم به ذکر است که کاربرد واژه رايانه آنالوگ درعلوم مختلف بيش از اين است که به چرتکه و خطکش محاسبه محدود شود. به طورمثال در علوم الکترونيک، مخابرات و کنترل روشی برای محاسبه مشتق و انتگرالتوابع رياضی و معادلات ديفرانسيل توسط تقويت کننده های عملياتی، مقاومت،سلف و خازن متداول است که به مجموعه سيستم مداری Analog Computer گفته میشود [SUP][External Link Removed for Guests][/SUP].چرا که برخلاف رایانه‌های رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دوبلکه به‌صورت کمیت‌های فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می‌دهند. چیزی کهامروزه از آن به‌عنوان «رایانه» یاد می‌شود در گذشته به عنوان «[External Link Removed for Guests] (دیجیتال)» یاد می‌شد تا آن‌ها را از انواع «[External Link Removed for Guests]» جدا سازند.
به تصریح دانشنامه انگلیسی ویکی پدیا، بدیع‌الزمان ابوالعز بن اسماعیلبن رزاز جَزَری (درگذشتهٔ ۶۰۲ ق.) یکی از نخستین ماشین های اتوماتا را کهجد رایانه های امروزین است ، ساخته بوده است. این مهندس مکانیک مسلمان ازدیاربکر در شرق آناتولی بوده است. رایانه یکی از دو چیز برجسته‌ای است کهبشر در سدهٔ بیستم اختراع کرد. دستگاهی که [External Link Removed for Guests] در سال ۱۶۴۲ ساخت اولین تلاش در راه ساخت دستگاه‌های محاسب خودکار بود. پاسکال آن دستگاه را که پس از [External Link Removed for Guests]دومیت ابزار ساخت بشر بود، برای یاری رساندن به پدرش ساخت. پدر وی حسابداردولتی بود و با کمک این دستگاه می‌توانست همه اعدادشش رقمی را با هم جمع وتفریق کند.[SUP][External Link Removed for Guests][/SUP]
[External Link Removed for Guests]ریاضی‌دان آلمانی نیز از نخستین کسانی بود که در راه ساختن یک دستگاهخودکار محاسبه کوشش کرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهی برای محاسبه ساخت که کاملشدن آن تا ۱۹۶۴ به درازا کشید. همزمان در انگلستان [External Link Removed for Guests] در سال ۱۶۷۳ دستگاهی ساخت که جمع و تفریق و ضرب می‌کرد.[SUP][External Link Removed for Guests][/SUP]
در سده هجدهم میلادی هم تلاش‌های فراوانی برای ساخت دستگاه‌های محاسبخودکار انجام شد که بیشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال ۱۸۷۵ میلادی [External Link Removed for Guests] نخستین دستگاه محاسب را که هر [External Link Removed for Guests] را انجام می‌داد، به نام خود ثبت کرد.[SUP][External Link Removed for Guests][/SUP]
از جمله تلاش‌های نافرجامی که در این سده صورت گرفت، مربوط به [External Link Removed for Guests]ریاضی‌دان انگلیسی است. وی در آغاز این سده در سال ۱۸۱۰ در اندیشهٔ ساختدستگاهی بود که بتواند بر روی اعداد بیست و شش رقمی محاسبه انجام دهد. اوبیست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف کرد اما در پایان آن را نیمه‌کارهرها کرد تا ساخت دستگاهی دیگر که خود آن را [External Link Removed for Guests]می‌نامید آغاز کند. او می‌خواست دستگاهی برنامه‌پذیر بسازد که همه عملیاتیرا که می‌خواستند دستگاه برروی عددها انجام دهد، قبلا برنامه‌شان بهدستگاه داده شده باشد. قرار بود عددها و درخواست عملیات برروی آن‌ها بهیاری کارت‌های سوراخ‌دار وارد شوند. بابیچ در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت ایندستگاه هم به پایان نرسید.[SUP][External Link Removed for Guests][/SUP]
کارهای بابیچ به فراموشی سپرده شد تا این که در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه [External Link Removed for Guests] دولت آمریکا طرحی سری برای ساخت دستگاهی را آغاز کرد که بتواند مکالمات [External Link Removed for Guests]ٔ آلمانی‌ها را رمزبرداری کند. این مسئولیت را شرکت [External Link Removed for Guests] و [External Link Removed for Guests] به عهده گرفتند که سرانجام به ساخت دستگاهی به نام [External Link Removed for Guests]در سال ۱۹۴۴ انجامید. این دستگاه پنج تنی که ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متر بلندیداشت، می‌توانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمی را در خود نگاه دارد و با آن‌ها کارکند. دستگاه با نوارهای سوراخدار برنامه‌ریزی می‌شد و همهٔ بخش‌های آنمکانیکی یا الکترومکانیکی بود.[SUP][External Link Removed for Guests][/SUP]

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؟
از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا کنونفناوری‌های دیجیتالی رشد نموده‌است، معماری فون نوِیمن یک رایانه را بهچهار بخش اصلی توصیف می‌کند: [External Link Removed for Guests] (Arithmetic and Logic Unit یا ALU)، [External Link Removed for Guests] یا حافظه، و ابزارهای ورودی و خروجی ( که جمعا I/O نامیده می‌شود). این بخش‌ها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام [External Link Removed for Guests] (bus) با یکدیگر در پیوند هستند.
[[External Link Removed for Guests]]

حافظه
[External Link Removed for Guests]

[External Link Removed for Guests]
تصویری از یک هارددیسک

در این [External Link Removed for Guests]، [External Link Removed for Guests] بصورت متوالی شماره گذاری شده در خانه‌ها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌باشند. داده‌ها ممکن است [External Link Removed for Guests] باشند که به رایانه می‌گویند که چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک [External Link Removed for Guests]باشد. اندازه هر خانه، وتعداد خانه‌ها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است،همچنین فناوری‌های بکاررفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه‌ای به رایانهدیگر در تغییر است(از بازپخش‌کننده‌های الکترومکانیکی تا تیوپ‌ها و فنرهایپر شده از جیوه و یا ماتریس‌های ثابت مغناطیسی و در آخر [External Link Removed for Guests] واقعی و [External Link Removed for Guests] با میلیون‌ها فيوز نيمه هادی يا MOSFET هايي با عملکردی شبيه ظرفيت خازنی روی یک [External Link Removed for Guests] تنها).


پردازش
[External Link Removed for Guests]

[External Link Removed for Guests]
تصویری از یک CPU یا واحد پردازشگر مرکزی

[External Link Removed for Guests] یا ALU دستگاهی است که [External Link Removed for Guests] پایه مانند چهار عمل اصلی حساب (جمع و تفریق و ضرب و تقسیم)، عملیات [External Link Removed for Guests] ([External Link Removed for Guests]،[External Link Removed for Guests]،[External Link Removed for Guests])، عملیات [External Link Removed for Guests] (برای مثال مقایسه دو [External Link Removed for Guests]برای شرط برابری) و دستورات انتصابی برای مقدار دادن به یک متغیر را انجاممی‌دهد. این واحد جائیست که «کار واقعی» در آن صورت می‌پذیرد.
البته CPUها به دو دسته کلی RISC و CISC تقسیم بندی می‌شوند. نوع اولپردازش‌گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنی براعمال پیچیده می‌باشند. پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده در واحد محاسبهو منطق خود دارای اعمال و دستوراتی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یا منطقیمی‌باشند. تنوع دستورات این دسته از پردازنده‌ها تا حدی است که توضیحاتآن‌ها خود می‌تواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند. پردازنده‌های مبتنیبر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش می‌دهند و در حقیقت برایبرنامه‌نویسی برای این پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگینی بر دوش برنامه‌نویساست. این پردازنده‌ها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی ومقایسه‌ای به علاوه چند دستور بی‌اهمیت دیگر می‌باشند.هرچند ذکر این نکتهضروری است که دستورات پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور ساده تشکیلشده‌اند و برای پیاده‌سازی این دستورات در معماری‌های مختلف از پیاده‌سازیسخت‌افزاری(معماری CISC) و پیاده‌سازی نرم‌افزاری(معماری RISC) استفادهمی‌شود.
(قابل ذکر است پردازنده‌های اینتل از نوع پردازنده مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند.)
[External Link Removed for Guests] همچنین این مطلب را که کدامین بایت از [External Link Removed for Guests] حاوی [External Link Removed for Guests] فعلی اجرا شونده‌است را تعقیب می‌کند، سپس به [External Link Removed for Guests]اعلام می‌کند که کدام عمل اجرا و از حافظه دریافت شود و نتایج به بخشاختصاص داده شده از حافظه ارسال گردد. بعد از یک بار عمل، واحد کنترل به [External Link Removed for Guests] بعدی ارجاع می‌کند(که معمولاً در خانه حافظه بعدی قرار دارد، مگر اینکه [External Link Removed for Guests] دستورالعمل بعدی باشد که به رایانه اعلام می‌کند دستورالعمل بعدی در خانه دیگر قرار گرفته‌است).


ورودی/خروجی
[External Link Removed for Guests]

[External Link Removed for Guests]
تصویری از یک رایانه، صفحه نمایشگر(Monitor) نقش خروجی و صفحه کلید(keyboard) نقش ورودی را دارد.

بخش [External Link Removed for Guests](I/O) این امکان را به رایانه می‌دهد تا اطلاعات را از جهان بیرون تهیه ونتایج آن‌ها را به همان جا برگرداند. محدوده فوق العاده وسیعی ازدستگاه‌های ورودی/خروجی وجود دارد، از خانواده آشنای [External Link Removed for Guests]، [External Link Removed for Guests]، [External Link Removed for Guests] گرفته تا دستگاه‌های کمی غریب مانند [External Link Removed for Guests] (webcams). (از سایر ورودی/خروجی‌ها می‌توان [External Link Removed for Guests] mouse، قلم نوری، چاپگرها (printer)، اسکنرها، انواع لوح‌های فشرده(CD, DVD) را نام برد ).
چیزی که تمامی دستگاه‌های عمومی در آن اشتراک دارند این است که آن‌هارمزکننده اطلاعات از نوعی به نوع دیگر که بتواند مورد استفاده سیستم‌هایرایانه [External Link Removed for Guests] قرار گیرد، هستند. از سوی دیگر، دستگاه‌های خروجی آن اطلاعات به رمز شده را [External Link Removed for Guests] می‌کنند تا کاربران آن‌ها را دریافت نمایند. از این رو یک سیستم رایانه [External Link Removed for Guests] یک نمونه از یک [External Link Removed for Guests] می‌باشد.


دستورالعمل‌ها
هر رایانه تنها دارای یک مجموعه کم تعداد از [External Link Removed for Guests] 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 [External Link Removed for Guests] (copy instruction) برابر ۰۰۱ می‌تواند باشد. مجموعه معین دستورالعمل‌های تعریف شده که توسط یک رایانه ویژه پشتیبانی می‌شود را [External Link Removed for Guests] می‌نامند. در واقعیت، اشخاص معمولاً به [External Link Removed for Guests] دستورالعمل نمی‌نویسند بلکه بیشتر به نوعی از انواع سطح بالای [External Link Removed for Guests]، [External Link Removed for Guests] می‌کنند تا سپس توسط [External Link Removed for Guests] ویژه‌ای ([External Link Removed for Guests] (interpreters) یا [External Link Removed for Guests] (compilers) به دستورالعمل ویژه ماشین تبدیل گردد. برخی [External Link Removed for Guests] از نوع بسیار شبیه و نزدیک به زبان ماشین که [External Link Removed for Guests] (یک زبان سطح پایین) نامیده می‌شود، استفاده می‌کنند؛ همچنین زبان‌های سطح بالای دیگری نیز مانند [External Link Removed for Guests] نیز از یک زبان انتزاعی و چکیده که با زبان ماشین تفاوت دارد بجای دستورالعمل‌های ویژه ماشین استفاده می‌کنند.


معماری‌ها
در رایانه‌های معاصر [External Link Removed for Guests] را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که [External Link Removed for Guests](CPU) نامیده می‌شود، جمع نموده‌اند. عموما، حافظه رایانه روی یک مدارمجتمع کوچک نزدیک CPU قرار گرفته. اکثریت قاطع بخش‌های رایانه تشکیلشده‌اند از سامانه‌های فرعی (به عنوان نمونه، [External Link Removed for Guests]) و یا دستگاه‌های [External Link Removed for Guests].
برخی رایانه‌های بزرگ‌تر چندین CPU و واحد کنترل دارند که بصورتهم‌زمان با یکدیگر درحال کارند. این‌گونه رایانه‌ها بیشتر برای کاربردهایپژوهشی و محاسبات علمی بکار می‌روند.
کارایی رایانه‌ها بنا به تئوری کاملاً درست است. رایانه داده‌ها و دستورالعمل‌ها را از حافظه‌اش [External Link Removed for Guests] (fetch) می‌کند. دستورالعمل‌ها اجرا می‌شوند، نتایج ذخیره می‌شوند، دستورالعمل بعدی [External Link Removed for Guests] می‌شود. این رویه تا زمانی که رایانه خاموش شود ادامه پیدا می‌کند. [External Link Removed for Guests] در رایانه‌های شخصی امروزی مانند پردازنده‌های شرکت ای-ام-دی و شرکت اینتل از معماری موسوم به [External Link Removed for Guests]استفاده می‌شود و در زمانی که پردازنده در حال ذخیره نتیجه یک دستور استمرحله اجرای دستور قبلی و مرحله واکشی دستور قبل از آن را آغاز می‌کند.همچنین این رایانه‌ها از سطوح مختلف [External Link Removed for Guests] استفاده می‌کنند که در زمان دسترسی به حافظه اصلی صرفه‌جویی کنند.


برنامه‌ها
[External Link Removed for Guests]فهرست‌های بزرگی از دستورالعمل‌ها (احتمالاً به همراه جدول‌هائی از داده)برای اجرا روی رایانه هستند. خیلی از رایانه‌ها حاوی میلیون‌ها دستورالعملهستند، و بسیاری از این دستورات به تکرار اجرا می‌شوند. یک [External Link Removed for Guests] نوین نوعی (درسال [External Link Removed for Guests])می‌تواند در ثانیه میان ۲ تا ۳ میلیارد دستورالعمل را پیاده نماید.رایانه‌ها این مقدار محاسبه را صرف انجام دستورالعمل‌های پیچیده نمی‌کنند.بیشتر میلیون‌ها دستورالعمل ساده را که توسط اشخاص باهوشی «[External Link Removed for Guests]»در کنار یکدیگر چیده شده‌اند را اجرا می‌کنند. برنامه‌نویسان خوبمجموعه‌هایی از دستورالعمل‌ها را توسعه می‌دهند تا یکسری از وظایف عمومیرا انجام دهند(برای نمونه، رسم یک نقطه روی صفحه) و سپس آن مجموعهدستورالعمل‌ها را برای دیگر برنامه‌نویسان در دسترس قرار می‌دهند. (اگرمایلید «یک برنامه‌نویس خوب» باشید به [External Link Removed for Guests] مطلب مراجعه نمایید.)
رایانه‌های امروزه، قادرند چندین برنامه را در آن واحد اجرا نمایند. از این قابلیت به عنوان [External Link Removed for Guests](multitasking) نام برده می‌شود. در واقع، CPU یک رشته دستورالعمل‌ها رااز یک برنامه اجرا می‌کند، سپس پس از یک مقطع ویژه زمانی دستورالعمل‌هاییاز یک برنامه دیگر را اجرا می‌کند. این فاصله زمانی اکثرا به‌عنوان یک برشزمانی (time slice) نام برده می‌شود. این ویژگی که CPU زمان اجرا را بینبرنامه‌ها تقسیم می‌کند، این توهم را بوجود می‌آورد که رایانه هم‌زمانمشغول اجرای چند برنامه‌است. این شبیه به چگونگی نمایش فریم‌های یک فیلماست، که فریم‌ها با سرعت بالا در حال حرکت هستند و به نظر می‌رسد که صفحهثابتی تصاویر را نمایش می‌دهد. [External Link Removed for Guests] همان برنامه‌ای است که این اشتراک زمانی را بین برنامه‌های دیگر تعیین می‌کند.


سیستم عامل
رایانه همیشه نیاز دارد تا برای بکار انداختنش حداقل یک برنامه روی آندر حال اجرا باشد. تحت عملکردهای عادی این برنامه همان سیستم عامل یا OSکه مخفف واژه های Operating System است. سیستم یا سامانه عامل بر اساسپيشفرض ها تصمیم می‌گیرد که کدام برنامه برای انجام چه وظيفه ای اجرا شود،چه زمان، از کدام منابع (مثل [External Link Removed for Guests]، [External Link Removed for Guests]و ...) استفاده شود. همچنین سیستم عامل یک لایه انتزاعی بین سخت افزار وبرنامه‌های دیگر که می‌خواهند از سخت افزار استفاده کنند، می‌باشد، که اینامکان را به برنامه نویسان می‌دهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هر قطعهالکترونیکی از سخت افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه [External Link Removed for Guests]نمایند. در گذشته يک اصطلاح متداول بود که گفته می شد با تمام این وجودکامپیوتر ها نمی‌توانند برخی از مسائل را حل کنند که به این مسائل حلنشدنی گفته می‌شود مانند مسائلی که در مسیر حلشان در حلقه بی نهایت میافتند. به همين دليل نياز است که با کمک روشهای خاص بطور مثال به چند بخشتقسيم نمودن مساله يا روشهای متداول ديگر از رخ دادن اين خطا تا حد امکانجلوگيری نمود.


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


انواع رایانه

رایانه‌های توکار
رايانه هايی هم وجود دارند که تنها برای کاربردهای خاص طراحی می شوند.در ۲۰ سال گذشته ، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونه‌های قابل ذکر آنمی‌توان جعبه‌های [External Link Removed for Guests] را که بعدها در دستگاه‌های دیگری از جمله [External Link Removed for Guests]،دوربین‌های ضبط ویدئویی، و PDAها و ده‌ها هزار وسیله خانگی، صنعتی،خودروسازی و تمام ابزاری که در درون آنها مدارهایی که نیازهای ماشینتورینگ را مهیا ساخته‌اند، گسترش یافت، را نام برد(اغلب این لوازمبرنامه‌هایی را در خود دارند که بصورت ثابت روی [External Link Removed for Guests] [External Link Removed for Guests] که برای تغییر نیاز به تعویض دارند،نگاشته شده‌اند). این رایانه‌ها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شده‌اند «[External Link Removed for Guests]» يا [External Link Removed for Guests]"(Embedded Computers) نامیده می‌شوند. بنابراین تعریف این رایانه‌هابه‌عنوان ابزاری که با هدف پردازش اطلاعات طراحی گردیده محدودیت‌هاییدارد. بیشتر می‌توان آنها را به ماشین‌هایی تشبیه کرد که در یک مجموعهبزرگ‌تر به‌عنوان یک بخش حضور دارند مانند دستگاه‌های [External Link Removed for Guests]، [External Link Removed for Guests] و یا [External Link Removed for Guests] 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 [External Link Removed for Guests] (PC) نامیده می‌شوند استفاده می‌کنند.