سخت افزار (بخش هشتم)

   مانيتور

 صفحات نمايشگر که ” مانيتور ” نيز ناميده می شوند ، متداولترين دستگاه خروجی در کامپيوترهای شخصی محسوب می گردند. اغلب صفحات نمايشگر از CRT)Cathod ray tube) استفاده می نمايند . کامپيوترهای Laptops و ساير دستگاههای محاسباتی قابل حمل ، از LCD Liquid Crystal display و يا LED)Light-emiting diode)  استفاده می نمايند. استفاده از مانيتورهای LCD با توجه به مزايای عمده آنان نظير : مصرف انرژی پايين بتدريج جايگزين مانيتورهای CRT می گردند.

زمانيکه قصد تهيه يک مانيتور را داشته باشيم ، پارامترهای متفاوتی مطرح بوده که می بايست برای هر يک از آنها تصميم گيری کرد.

• تکنولوژی  نمايش  ( CRT  و يا LCT و يا  … )
• تکنولوژی کابل ( VGA و DVI دو مدل رايج می باشند )
• محدوده قابلل مشاهده ( معمولا” قطر صفحه نمايشگر است )
• حداکثر ميزان وضوح تصوير (Resolution)
• Dot Pitch
• Refresh rate
• Color depth
• ميزان برق مصرفی

در ادامه هر يک از موارد فوق توضيح داده خواهد شد.

تکنولوژی نمايش

از سال 1970 که اولين نمايشگر ها ( مانيتور های  مبتنی بر متن ) برای کامپيوتر های شخصی عرضه گرديند، تاکنون مدل های متفاوتی مطرح و عرضه شده است :

– شرکت IBM در سال 1981 مانتيورهای   CGA)Color Graphic Adapte) را معرفی کرد. مانتيورهای فوق قادر به نمايش چهار رنگ با وضوح تصوير 320 پيکسل افقی و 200 پيکسل عمودی می باشند.

– شرکت IBM در سال 1984 مانيتورهای EGA)Enhanced Graphiv Adapter) را معرفی کرد. مانيتورهای فوق قادر به نمايش شانزده رنگ و وضوح تصوير 350 * 640 بودند.

– شرکت IBM در سال 1987 سيستم VGA)Video Graphiv Array) را معرفی کرد. مانيتورهای فوق قادر به نمايش 256 رنگ و وضوح تصوير 600 * 800 بودند.

– شرکت IBM در سال 1990 سيستم XGA)Extended Graphics Array) را معرفی کرد. سيستم فوق با وضوح تصوير 600*800 قادر به ارائه 8/ 16 ميليون رنگ و با وضوح تصوير 768 * 1024 قادر به نمايش 65536 رنگ است .

اغلب صفحات نمايشگر که امروزه در سطح جهان عرضه می گردند ، UXGA)Ultra Extended Graphics Array) استاندارد را حمايت می نمايند. UXGA قادر به ارائه 8 / 16 ميليون رنگ با وضوح تصوير 1200 * 1600 پيکسل است .

يک آداپتور UXGA اطلاعات ديجيتالی ارسال شده توسط يک برنامه را اخذ و پس از ذخيره سازی آنها در حافظه ويدئوئی مربوطه ، با استفاده از يک تبديل کننده ” ديجيتال به آنالوگ ” آنها را بمنظور نمايش تبديل به سيگنال های آنالوگ خواهد نمود. پس از ايجاد سيگنال های آنالوگ ، اطلاعات مربوطه از طريق يک کابل VGA برای مانيتور ارسال خواهند شد.

همانگونه که در شکل فوق مشاهده می نمائيد ، يک کانکتور VGA از سه خط مجزا برای سيگنال های قرمز ، سبز و آبی واز دو خط ديگر برای ارسال سيگنال های افقی و عمودی استفاده می نمايد. در تلويزيون تمام سيگنال های فوق در يک سيگنال مرکب ويدئويی قرار می گيرند. تفکيک سيگنال های فوق ، يکی از دلايل بالا بودن تعداد پيکسل های يک مانيتور نسبت به تلويزيون است .

با توجه به اينکه آداپتورهای VGA قابليت استفاده کامل از مانيتورهای ديجيتال را ندارند ، اخيرا” يک استاندارد جديد با نام DVI)Digital Video Interface) ارائه شده است . در تکنولوژی VGA  می بايست سيگنال های ديجيتال در ابتدا تبديل به آنالوگ شده و در ادامه سيگنال های فوق برای مانيتور ارسال گردند .در تکنولوژی DVI ضرورتی به انجام اين کار نبوده وسيگنال های ديجيتال مستقيما” برای مانيتور ارسال خواهند شد. در صورتيکه از مانتيتورهای DVI استفاده می گردد ، می بايست حتما” از کارت گرافيکی استفاده نمود که تکنولوژی فوق را حمايت نمايد.

محدوده  قابل مشاهده

دو پارامتر ( مقياس ) اندازه يک مانيتور را مشخص خواهد کرد : اندازه صفحه  و ضريب نسبت . اکثر نمايشگرهای کامپيوتر نظير تلويزيون دارای ضريب نسبت 3 : 4 می باشند. اين بدان معنی است که نسبت پهنا به ارتفاع  معادل 4 به 3 است . اندازه صفحه بر حسب اينچ اندازه گيری شده و معادل فطر نمايشگر است ( اندازه از يک گوشه صفحه تا گوشه ديگر بصورت قطری ) . 15 ، 17 و 21 اندازه های رايج برای نمايشگر ها است . اندازه  نمايشگرهای  NoteBook اغلب کوچکتر بوده و دارای دامنه بين 12 تا 15 اينچ می باشند. اندازه يک نمايشگر تاثير مستقيمی بر وضوح تصوير خواهد داشت . يک تصوير بر روی يک مانيتور 21 اينچ با وضوح تصوير 480 * 640 بخوبی مشاهده تصوير بر روی يک مانيتور 15 اينچ با همان وضوح تصوير نخواهد بود.  با فرض يکسان بودن وضوح تصوير ، مشاهده يک تصوير بر روی يک مانتيتور با ابعاد کوچکتر نسبت به يک مانيتور با ابعاد بزرگتر ، کيفيت بالاتری را خواهد داشت.

حداکثر وضوح و دقت تصوير

دقت (Resolution) به تعداد پيکسل های  نمايشگر اطلاق می گردد. دقت تصوير توسط تعداد پيکسل ها در سطر وستون، مشخص می گردد.  مثلا” يک نمايشگر با دارابودن 1280 سطر و1024 ستون قادر به نمايش 1024 * 1280 پيکسل خواهد بود. کارت فوق دقت تصوير در سطوح پايين تر 768 * 1024 ، 600 * 800 و 480 * 640 را نيز حمايت می نمايد.

Refresh rate ( نرخ باز خوانی / باز نويسی )

در مانيتورهای با تکنولوژی CRT ، نرخ بازخوانی / بازنويسی  ، نشاندهنده تعداد دفعات نمايش ( رسم ) تصوير در يک ثانيه است.  در صورتيکه مانيتور CRT شما دارای نرخ بازخوانی / بازنويسی 72 هرتز باشد ، در هر ثانيه 72 مرتبه تمام پيکسل ها از بالا به پايين بازخوانی / بازنويسی مجدد خواهند شد. نرخ فوق بسيار حائز اهميت بوده و هر اندازه که نرخ فوق بيشتر باشد تصوير مناسبتری را شاهد خواهيم بود ( تصوير ی عاری از هر گونه لرزش ) در صورتيکه نرخ فوق بسيار پايين باشد باعث لرزش (Flickering)  نوشته های موجود بر روی صفحه شده و بيماريهای متفاوت چشم و سردرد های متوالی را در پی خواهد داشت .

عمق رنگ (Color Depth)

تعداد رنگ هائی که يک مانتيتور می تواند ارائه دهد از ترکيب حالات متفاوت کارت گرافيک و قابليت  رنگ در مانيتور ، بدست می آيد.  مثلا” کارتی که می تواند در حالت SVGA فعاليت نمايد ، قادر به نمايش 16777216 رنگ خواهد بود. کارت های فوق قادر به پردازش اعداد 24 بيتی تشريح کننده يک پيکسل می باشند. تعداد بيت های استفاده شده برای تشريح يک پيکسل  را ” عمق بيت ” می نامند. در مواردی که از 24 بيت برای تشريح يک پيکسل استفاده می گردد ، برای هر يک از رنگ های اصلی ( قرمز ، سبز ، آبی) از هشت بيت استفاده می گردد. عمق بيت را True color نيز می گويند. در چنين مواردی امکان تولييد ده ميليون رنگ وجود خواهد داشت . يک کارت شانزده بيتی قادر به توليد 65536 رنگ خواهد بود.  جدول زير تعداد رنگ توليد شده توسط بيت های متفاوت را نشان می دهد.

همانگونه که در آخرين سطر جدول فوق مشاهده می گردد ، از 32 بيت استفاده شده است . مدل فوق اغلب توسط دوربين های ديجيتال ، انيميشن و بازيهای ويدئويی استفاده می گردد.

مصرف انرژی

ميزان مصرف انرژی در مانيتورها بستگی به تکنولوژی استفاده شده دارد. نمايشگرهای با تکنولوژی CRT ، از 110 وات  استفاده می نمايند. مانيتورهای با تکنولوژی LCD دارای مصرف انرژی به ميزان  30 تا 40 وات  ، می باشند. در يک کامپيوتر شخصی که از يک مانيتور با تکنولوژی CRT استفاده  می نمايد ، 80 درصد ميزان مصرف انرژی سيستم متعلق به مانتيتور است ! .  در زمان روشن بودن کامپيوتر ممکن است کاربران در اغلب زمان های مربوطه ، بصورت تعاملی با آن درگير نگردند ، دولت امريکا در سال 1992 برنامه Energy star را مطرح نمود. در چنين مواردی زمانييکه  پس از مدت زمانی عملا” از سيستم استفاده نگردد ، نمايش تصوير قطع می گردد. وضعيت فوق تا زمانيکه کاربر موس را بحرکت در نياورده و يا بر کليدی از صفحه کليد ضربه نزد ، همچنان ادامه خواهد يافت . بهرحال تکنولوژی فوق باعث صرفه جوئی زيادی در ميزان برق مصرفی ( منازل ، ادارت و …) خواهد داشت .

CD

  CD و DVD دو رسانه ذخيره سازی اطلاعات بوده که امروز در عرصه های متفاوتی نظير : موزيک، داده و نرم افزار استفاده می گردند. رسانه های فوق ، بعنوان محيط ذخيره سازی استاندارد برای جابجائی حجم بالائی از اطلاعات مطرح شده اند. ديسک های فشرده، ارزان قيمت بوده و بسادگی قابل استفاده هستند. در صورتيکه کامپيوتر شما دارای يکدستگاه CD-R است، می توانيد CD مورد نظر خود را با اطلاعات دلخواه ايجاد نمائيد.

مبانی ديسک های فشرده   (CD)

يک CD قادر به ذخيره سازی 74 دقيقه موزيک است .ظرفيت ديسک های فوق بر حسب بايت معادل 783 مگابايت است . قطر اين ديسک ها دوازده سانتيمتر است . CD از جنس پلاستيک بوده و دارای ضخامتی معادل چهار صدم يک اينچ است. بخش اعظم يک CD شامل يک نوع پلاستيک پلی کربنات تزريقی است . در زمان توليد ،  پلاستيک فوق توسط  ضربات ميکروسکوپی (برآمدگی)، نشانه گذاری شده و يک شيار حلزونی ( مارپيچ )  پيوسته از داده ، ايجاد می گردد. زمانيکه قسمت شفاف پلی کربنات شکل دهی می شود، يک لايه نازک انعکاس پذير آلومينيوم به درون ديسک پرتاب و برآمدگی های  ايجاد شده را می پوشاند.  در ادامه يک لايه آکريليک  بمنظور حفاظت بر روی سطح آلومينيومی پخش می گردد. در نهايت  برچسب  بر روی آکريليک نوشته می شود. ( حک می گردد )

CD  دارای يک شيار حلزونی ( مارپيچ )  داده است. دواير از قسمت داخل ديسک شروع و  بسمت بيرون ديسک ختم می شوند. با توجه به  اينکه شيار مارپيچ از مرکز آغاز می گردد ، بنابراين قطر يک CD می تواند کوچکتر از 12 سانتيمتر  باشد.  اگر داده هائی که بر روی يک CD ذخيره می گردد را استخراج و جملگی آنها را در يک سطح مسطح قرارد دهيم، پهنائی به اندازه نيم ميکرون و طولی به اندازه پنج کيلومتر را شامل خواهند شد !

CD Player

CD Player مسئوليت يافتن و خواندن اطلاعات ذخيره شده بر روی يک CD را برعهده دارد. يک CD drive دارای سه بخش اساسی است :

• يک موتور که باعث چرخش ديسک می گردد.  چرخش موتور فوق  200 و 500 دور دردقيقه با توجه به شياری است می بايست خوانده شود.
• يک ليزر و يک سيستم لنز که برآمدگی های  موجود بر روی CD را خواهند خواند.
• يک مکانيزم رديابی بمنظور حرکت  ليزر بگونه ای که پرتو نور قادر به دنبال نمودن شيار حلزونی باشد.

 CD Player يک نمونه  مناسب از آخرين فنآوري های موجود در زمينه کامپيوتر است . در سيستتم فوق  داده ها به شکل قابل فهم و بصورت بلاک هائی از داده شکل دهی شده وبرای يک مبدل ديجيتال به آنالوگ ( زمانيکه Cd صوتی باشد ) و يا يک کامپيوتر ( زمانيکه يک درايو CD-ROM باشد ) ارسال خواهد شد. پس از تابش نور بر روی سطح ديسک ( برآمدگی ها )، بازتابش آن از طريق يک چشم الکترونيکی کنترل می گردد. در صورتيکه بازتابش نور دقيقا” بر روی چشم الکترونيکی منطبق گردد ، عدد يک تشخيص داده شده و در صورتيکه بازتابش نور منطبق بر چشم الکترونيکی نباشد ، عدد صفر تشخيص داده خواهد شد. پس از تشخيص فوق ( صفر و يا يک ) اطلاعات بصورت سيگنا لهای ديجتال شکل دهی خواهند شد. در ادامه سيگنال های فوق در اختيار يک تبديل کننده قرار خواهند گرفت . تبديل کننده سيگنالهای ديجيتال را به آنالوگ تبديل خواهد کرد. اگر CD مورد نظر حاوی اطلاعات صوتی ( موزيک ) باشد ، در ادامه سيگنال های آنالوگ در اختيار يک تقويت کننده آنالوگ قرار گرفته و پس از تقويت سيگنال مربوطه امکان شنيدن صوت از طريق بلندگوی کامپيوتر بوجود خواهد آمد.

وظيفه اوليه CD player  تمرکز ليزر بر روی شيار حاوی برآمدگی های ايجاد شده است . پرتوهای  نور از بين لايه پلی کربنات عبور و توسط لايه آلومينيم بازتابش خواهند شد.  يک چشم الکترونيکی ( Opto-electronic )  از تغييرات بوجود آمده در نور استنباطات خود را خواهد داشت  . با توجه به برآمدگی های موجود در سطح ديسک ، بازتابش نور منعکس شده تفاوت های موجود را مشخص  وچشم الکترونيکی  تغييرات حاصل از انعکاس را تشخيص خواهد داد. الکترونيک های موجود در درايو تغييرات نور منعکس شده را بمنظور خواندن بيت ها ، تفسير  می نمايد.

مشکل ترين بخش سيستم فوق نگاهداری پرتو های نور در مرکزيت شيارهای داده  است . عمليات فوق بر عهده “سيستم ردياب” است .سيستم فوق ماداميکه CD خوانده می شود ، بصورت پيوسته ليزر راحرکت و آن را  از مرکز ديسک دور خواهد کرد. بموارات حرکت خطی فوق ، موتور مربوطه (Spindle motor) می بايست سرعت CD را کاهش داده تا در هر مقطع زمانی ، اطلاعات با يک نسبت ثابت از سطح ديسک خوانده شوند.

فرمت های  داده

اطلاعات بر روی يک CD با استفاده از يک درايو قابل نوشتن ، ثبت می گردند. در صورتيکه قصد ايجاد يک CD صوتی و يا يک CD داده را داشته باشيد ، می توان با استفاده از نرم افزارهای مربوط به نوشتن بر روی  ،CD اين کار را انجام داد. فرمت ذخيره سازی داده ها توسط نرم افزار مربوطه تعيين خواهد شد. فرآيند فرمت داده ها بر روی CD بسيار پيچيده است . بمنظور شناخت نحوه دخيره سازی داده ها بر روی CD ، لازم است که با تمام شرايط ممکن برای رمزگشائی داده ها را که مورد نظر طراحان مربوطه است ، شناخت مناسبی پيدا شود.

– با توجه به اينکه ليزر با استفاده از Bumps ، داده های مارپيچ را دنبال می نمايد ، نمی تواند فضای خالی  اضافه (Gap) در شيار وجود داشته باشد. بمنظور حل مشکل فوق از روش رمزگشائی EFM)eight-fourteen modulation) استفاده می شود . در روش فوق هشت بيت به چهارده بيت تبديل شده و اين تضمين توسط EFM داده خواهد شد که برخی از بيت ها يک خواهند بود.

– با توجه به اينکه لازم است ليزر بين ” آهنگ های متفاوت ” حرکت نمايد ( حرکت بر روی شيارها )، داده ها نيازمند روشی هستند که با استفاده از آن بصورت موزيک رمزگشائی شده و به درايو اعلام نمايند که موقيت هر کدام کجاست ؟ به منظور حل مشکل فوق از روشی با نام Subcode Data  استفاده می شود. کدهای فوق قادر به رمزگشائی موقعيت نسبی ومطلق ليزر در شيار خواهند بود .

– با توجه به اينکه ليزر ممکن است يک Bumps را نخواند ، روشی برای مشخص نمودن خطای مربوط به خواندن يک بيت می بايست استفاده گردد. بمنظور حل مشکل فوق بيت های بيشتری  اضافه گردد. بدين ترتيب  درايو مربوطه امکان تشخيص و تصحيح  خطاهای مربوطه به تک – بيت ها را پيدا خواهد کرد.

برای ذخيره سازی داده بر روی CD ، فرمت های متفاوتی استفاده می گردد. دو فرمت CD-DA( صوتی ) و CD-ROM ( داده ) رايج ترين روش های اين زمينه می باشند.

   حافظه Flash

 حافظه ها ی  الکترونيکی با اهداف متفاوت و به اشکال گوناگون تاکنون طراحی و عرضه شده اند. حافظه فلش ، يک نمونه از حافظه های الکترونيکی بوده که برای ذخيره سازی آسان و سريع اطلاعات در دستگاههائی نظير : دوربين های ديجيتال  ، کنسول  بازيهای کامپيوتری و … استفاده می گردد. حافظه فلش اغلب مشابه  يک هارد استفاده می گردد تا حافظه اصلی .

 در تجهيزات زير از حافظه فلش استفاده می گردد :

• تراشه BIOS موجود در کامپيوتر
• CompactFlash که در دوربين های ديجيتال استفاده می گردد .
• SmartMedia که اغلب در دوربين های ديجيتال استفاده می گردد
• Memory Stick که اغلب در دوربين های ديجيتال استفاده می گردد .
• کارت های حافظه PCMCIA نوع I و II
• کارت های حافظه برای کنسول های بازيهای ويدئويی

مبانی حافظه فلش

حافظه فلاش يک نوع خاص از تراشه های EEPROM است . حافظه فوق شامل شبکه ای مشتمل بر سطر و ستون است . در محل تقاطع هر سطر و يا ستون از دو ترانزيستور استفاده می گردد. دو ترانزيستور فوق توسط يک لايه نازک اکسيد از يکديگر جدا شده اند. يکی از ترانزيستورها Floating gate و ديگری Control gate خواهد بود. Floatino gate صرفا” به سطر (WordLine) متصل است . تا زمانيکه لينک فوق وجود داشته باشد در سلول مربوطه مقدار يک ذخيره خواهد بود. بمنظور تغيير مقدار يک به صفر از فرآيندی با نام Fowler-Nordheim tunneling استفاده می گردد. از Tunneling بمنظور تغيير محل الکترون ها در Floating gate استفاد می شود. يک شارژ الکتريکی حدود 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود. شارژ از ستون شروع ( bitline) و سپس به floating gate خواهد رسيد .در نهايت شارژ فوق تخليه می گردد( زمين ) .شارژ فوق باعث می گردد که ترانزيستور floating gate مشابه يک “پخش کننده الکترون  ” رفتار نمايد . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت ديگر لايه اکسيد به دام افتاد  و يک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان يک صفحه عايق  بين control gate و floating gate  رفتار می نمايند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونيتور خواهد کرد. در صورتيکه جريان گيت بيشتر از 50 درصد شارژ باشد ، در اينصورت مقدار يک را دارا خواهد بود.زمانيکه شارژ پاس داده شده از 50 درصد آستانه عدول نموده مقدار به صفر تغيير پيدا خواهد کرد.يک تراشه EEPROM دارای گيت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار يک را دارا است.

 در اين نوع حافظه ها ( فلش)  ،  بمنظور حذف از مدارات  پيش بينی شده در زمان طراحی  ( بکمک ايجاد يک ميدان الکتريکی)  استفاده می گردد.  در اين حالت می توان تمام  و يا بخش های خاصی از تراشه را که ” بلاک ” ناميده می شوند، را حذف کرد.اين نوع حافظه نسبت به حافظه های EEPROM سريعتر است ، چون داده ها  از طريق بلاک هائی  که معمولا” 512 بايت می باشند ( به جای يک بايت در هر لحظه ) نوشته می گردند.

کارت های حافظه فلش

تراشه BIOS در کامپيوتر، متداولترين نوع حافظه فلش است . کارت های SmartMedia و ComapctFlash نيز نمونه های ديگری از حافظه های فلش بوده که اخيرا” متداول شده اند.  از کارت های فوق بعنوان “فيلم های الکترونيکی” در دوربين های ديجيتال، استفاده می گردد .کارتهای  حافظه برای  بازيهای کامپيوتری نظير Sega و PlayStation نمونه های ديگری از حافظه های فلش می باشند. استفاده از حافظه فلش نسبت به هارد دارای مزايای زير است :

• حافظه های فلش نويز پذير نمی باشند.
• سرعت دستيابی به حافظه های فلش بالا است .
• حافظه های فلش دارای اندازه کوچک هستند.
• حافظه فلش دارای عناصر قابل حرکت ( نظير هارد ) نمی باشند.

قيمت حافظه های فلش نسبت به هارد بيشتر است .

  Caching

 اگر تا کنون برای خود کامپيوتری تهيه  کرده باشيد ، واژه ” Cache”  برای شما آشنا خواهد بود. کامپيوترهای جديد دارای Cache از نوع L1 و L2 می باشند. شايد در هنگام خريد يک کامپيوتر از طرف دوستانتان توصيه هائی به شما شده باشد مثلا” : ” سعی کن از تراشه های Celeron استفاده نکنی چون دارای Cache نمی باشند! “

Cache يک مفهوم کامپيوتری است که  بر روی هر نوع کامپيوتر با يک شکل خاص وجود دارد. حافظه های Cache ، نرم افزارهای با قابليت Cache هارد ديسک و صفحات Cache همه بنوعی از مفهوم Caching استفاده می نمايند. حافظه مجازی که توسط سيستم های عامل ارائه می گردد نيز از مفهوم فوق استفاده می نمايد.

مبانی Caching

Caching يک نکنولوژی استفاده شده برای  زير سيستم های حافظه ، در کامپيوتر است . مهمترين هدف يک Cache افزايش سرعت و عملکرد کامپيوتر بدون تحميل هزينه های اضافی برای تهيه سيستم است . با استفاده از Cache عمليات  کاربران با سرعت بيشتری انجام خواهد شد.

کتابداری را در نظر بگيريد که در يک کتابخانه مسئول تحويل کتاب به متقاضيان است . فرض کنيد در سيستم فوق ( درخواست و تحويل کتاب ) از مفهوم Cache استفاده نمی گردد. اولين متقاصی کتابی را درخواست می نمايد( فرض شده است که متقاضی خود نمی تواند مستقيما” کتاب مورد نظر  را از قفسه مربوطه ،بردارد)  ، کتابدار، کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه پيدا  و در ادامه آن را تحويل متقاضی می نمايد. متقاضی پس از ساعاتی مراجعه و کتاب را تحويل می دهد. کتابدار، کتاب  تحويلی را مجددا” در  قفسه مربوطه قرار می دهد. پس از لحظاتی يک متقاضی ديگر مراجعه و همان کتاب قبلی را درخواست می نمايد ، کتابدار مجددا” می بايست به بخش مربوطه در کتابخانه مراجعه و پس از بازيابی کتاب ، آن را در اختيار متقاضی دوم قرار دهد.همانگونه که ملاحظه می گردد ، کتابدار مکلف است برای تحويل هر کتاب ( ولو کتاب هائی که فرکانس استفاده از آنان توسط متقاضيان زياد باشد ) به بخش مربوطه مراجعه و پس از يافتن کتاب آن را در اختيار متقاضيان قرار دهد.  آيا روشی وجود دارد که با استناد به آن بتوان عملکرد و کارآئی کتابدار را بهبود بخشيد ؟

در پاسخ به سوال فوق می توان با ايجاد يک سيستم Cache برای کتابدار ، کارآئی آن را افزايش داد. فرض کنيد بخشی را با ظرفيت حداکثر ده کتاب در مجاورت ( نزديکی ) کتابدار آماده نمائيم . کتاب هائی که توسط متقاضيان برگردانده می شود، در بخش  فوق ذخيره خواهند شد. مثال فوق را با در نظر گرفتن سيستم Cache ايجاد شده برای کتابدار مجددا” دنبال می نمائيم . در ابتدای فعاليت روزانه  ، بخش Cache خالی بوده و هنوز در آن کتابی قرار نگرفته است . اولين متفقاصی مراجعه و کتابی را درخواست می نمايد . کتابدار می بايست به بخش مربوطه مراجعه و کتاب را از قفسه مربوطه براشته و در اختيار متقاضی قرار دهد. متقاضی پس از تحويل کتاب ، چند ساعت بعد مراجعه و کتاب را تجويل کتابدار خواهد داد. کتابدار، کتاب تحويلی را در بخش پيش بينی شده برای Cache قرار می دهد. لحظاتی بعد متقاضی ديگر مراجعه و درخواست همان کتاب را می نمايد .کتابدار در ابتدا بخش مربوط به Cache را جستجو و در صورت يافتن کتاب ، آن را به متقاضی تحويل خواهد داد. در اين حالت ضرورتی به مراجعه کتابدار به بخش و قفسه های مربوطه  نخواهد بود. در روش فوق زمان تحويل کتاب به متقاضی بهبود چشمگيری پيدا خواهد کرد. در صورتيکه کتاب درخواستی توسط متقاضی در بخش Cache کتابخانه نباشد ، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در ابتدا مدت زمانی صرف خواهد شد که کتابدار به اين اطمينان برسد که کتاب درخواستی در بخش Cache موجود نمی باشد ( جستجو)  يکی از چالش های اصلی در رابطه با طراحی Cache به حداقل رساندن زمان جستجو  در Cache است .سخت افزارهای جديد ، زمان فوق را به صفر نزديک کرده اند.  پس از حصول اطمينان از عدم وجود کتاب در بخش Cache ، کتابدار می بايست با مراجعه به بخش مربوطه آن را انتخاب و در ادامه در اختيار متقاضی قرار دهد.

با توجه به مثال فوق ، چندين نکته مهم در رابطه با Cache استنباط می گردد:

– تکنولوژی Cache ، استفاده از حافظه های سريع  ولی کوچک ، بمنظور افزايش سرعت يک حافظه کند ولی با حجم بالا است

– زمانيکه از Cache استفاده می گردد ، در ابتدا می بايست محتويات آن بمنظور يافتن اطلاعات مورد نظر بررسی گردد. فرآيند فوق را Cache hit می گويند. در صورتيکه اطلاعات مورد نظر در Cache موجود نباشند (Cache miss) ، کامپيوتر می بايست در انتظار تامين داده های خود از حافظه اصلی سيستم باشد ( حافظه ای کند ولی با حجم بالا )

– اندازه Cache محدود  بوده وسعی می گردد که ظرفيت فوق حتی المقدور زياد باشد ، ولی بهرحال اندازه آن نسبت به رسانه های ذخيره سازی ديگر بسيار کم است .

– اين امکان وجود خواهد داشت که از چندين لايه Cache استفاده گردد.

 Cache در کامپيوتر

کامپيوتر، ماشينی است که زمان انجام کارها توسط آن با واحدهای خيلی کوچک اندازه گيری می گردد.زمانيکه ريزپردازنده  قصد دستيابی به  حافظه اصلی را داشته باشد، می بايست مدت زمانی معادل 60 نانوثانيه را برای اين کار در نظر بگيرد. سرعت فوق بسيار بالا است ولی سرعت ريزپردازنده بمراتب بيشتر است . ريزپردازنده قادر به داشتن سيکل هائی به اندازه دو نانوثانيه است . تفاوت سرعت بين پردازنده و حافظه کاملا” مشهود بوده و قطعا” رضايت پردازنده در اين خصوص کسب نخواهد شد. پردازنده می بايست تاوان کند بودن حافظه را خود بپردازد . انتظار پردازنده و هرز رفتن زمان مفيد وی کوچکترين تاوانی است که می بايست پردازنده پذيرای آن باشد.

بمنظور حل مشکل فوق ، فرض کنيد از  يک نوع حاص حافظه،  با ظرفيت کم ولی با سرعت بالا ( 30 نانوثانيه ) ، استفاده گردد . سرعت دستيابی به حافظه فوق دو مرتبه سريعتر نسبت به حافظه اصلی است .اين نوع حافظه راL2 Cache   می نامند. فرض کنيد از يک حافظه بمراتب سريعتر ولی با حجم کمتر استفاده و آن را مستقيما” با پردازنده اصلی درگير نمود. سرعت دستيابی به حافظه فوق می بايست در حد و اندازه سرعت پردازنده باشد .اين نوع حافظه ها را L1 Cache می گويند.

در کامپيوتر از زيرسيستمهای متفاوتی استفاده می گردد.از Cache می توان در رابطه با اکثر زير سيستمهای فوق استفاده تا کارآئی  آنان افزايش يابد.

تکنولوژی Cache

يکی از سوالاتی که ممکن است در ذهن خواننده اين بخش خطور پيدا کند اين است که ” چرا تمام حافظه کامپيوترها از نوع L1 Cache نمی باشند تا ديگر ضرورتی به استفاده از Cache وجود نداشته باشد؟” در پاسخ می بايست گفت که اشکالی ندارد وهمه چيز هم بخوبی کار خواهد کرد ولی قيمت کامپيوتر بطرز قابل ملاحظه ای افزايش خواهد يافت . ايده Cache ، استفاده از يک مقدار کم حافظه ولی با سرعت بالا( قيمت بالا) برای افزايش سرعت و کارآئی ميزان زيادی حافظه  ولی با سرعت پايين ( قيمت ارزان ) است .

در طراحی يک کامپيوتر هدف فراهم کردن شرايط لازم برای فعاليت پردازنده با حداکثر توان و در سريعترين زمان است . يک تراشه 500 مگاهرتزی ، در يک ثانيه پانصد ميليون مرتبه سيکل خود را خواهد داشت ( هر سيکل در دونانوثانيه ) . بدون استفاده از L1 و L2 Cache ، دستيابی به حافظه حدودا” 60 نانوثانيه طول خواهد کشيد. بهرحال استفاده از  Cache اثرات مثبت خود را بدنبال داشته و باعث بهبود کارآئی پردازنده می گردد.اگر مقدار L2 Cache  معادل 256 کيلو بايت و ظرفيت حافظه اصلی معادل 64 مگابايت باشد ،  256000 بايت مربوط به Cache با استفاده از روش های موجود  قادر به Cache نمودن 64000000 بايت حافظه اصلی خواهند بود.

  دوربين Web

 امروزه استفاده از دوربين های وب بسيار متداول شده است . در زمان استفاده از اينترنت و وب ، می توان با نصب يک دوربين به کامپيوتر خود ، امکان مشاهده تصوير خود را برای سايرين فراهم نمود. دوربين های وب دارای  مدل های ساده  تا پيچيده می باشند. استفاده از دوربين صرفا” به وب ختم نشده و امروزه شاهد بکارگيری اين نوع از دوربين ها در موارد متفاوت نظير : ترافيک ، تجارت ، موارد شخصی و خصوصی می باشيم . با نصب يک دوربين وب در مکان مورد نظر،  امکان مشاهده محل فوق  برای علاقه مندان فراهم می گردد.

يک دوربين وب ساده ، يک دوربين ديجيتالی است که به کامپيوتر متصل می گردد. اين نوع دوربين ها بمنظور اتصال به کامپيوتر عمدتا” از پورت های USB استفاده می نمايند.( دوربين های اوليه از طريق يک کارت اختصاصی و يا پورت موازی به کامپيوتر متصل می شدند) پس از نصب فيزيکی يک دوربين وب ، درايور مربوطه از طريق سيتم عامل بخدمت گرفته خواهد شد ( پس از تشخيص توسط سيستم عامل ، درايور مربوطه می بايست نصب گردد ) . پس از نصب فيزيکی و نصب منطقی ، امکان استقاده از دوربين قراهم خواهد شد. بدين منظور لازم است که نرم افزار کاربردی مربوطه نيز نصب گردد. نرم افزار فوق ، بصورت تکراری تصاويری  ( فريم ) را از دوربين اخذ خواهد کرد .

بمنظور استفاده از دوربين های وب در محيط اينترنت به امکانات زير نياز خواهد بود :

• يک دوربين که  به کامپيوتر متصل شده باشد.
• يک نرم افزار که قادر به تامين فريمها بصورت ادواری ( تکراری) از دوربين باشد.
• يک خط با پهنای باند قابل قبول برای اتصال کامپيوتر به اينترنت

در صورتيکه پهنای باند خط ارتباطی با اينترنت مناسب نباشد ، تصاوير قادر به بازخوانی / بازنويسی مجدد نخواهند بود.

يکی از مسايل مرتبط با دوربين های وب در زمان اتصال به کامپيوتر( از طريق يک کابل USB )، محدوديت طول کابل است . حداکثر طول کابل پنج متر می تواند باشد.. بمنظور حل مشکل فوق می توان ازدوربين هائی که دارای يک کانکتور خارجی ويدئويی می باشند ، استفاده  کرد.

 اسکنر

 استفاده از اسکنر طی ساليان اخير در اغلب ادارات و موسسات متداول  شده است . اسکنرها دارای مدل ها ی متفاوتی می باشند .

– اسکنرهای مسطح : اين نوع اسکنرها ، روميزی نيز ناميده می شوند. اسکنرهای فوق دارای قابليت های فراوانی بوده و از متداولترين اسکنرهای موجود می باشند.

– اسکنرهای Sheet-fed . اين نوع اسکنرها نظير يک چاپگر قابل حمل عمل می نمايند.در اسکنرهای فوق هد اسکنر ثابت بوده و در عوض سند مورد نظر برای اسکن ، حرکت خواهد کرد

– اسکنرهای Handheld . اسکنرهای فوق از تکنولوژی بکار گرفته شده در اسکنرهای مسطح استفاده می نمايند. در اسکنرهای فوق در عوض استفاده از يک موتور برای حرکت  از نيروی انسانی استفاده می گردد.

– اسکنرهای استوانه ای . از اسکنرهای عظيم فوق ، مراکز انتشاراتی معتبر و بزرگ استفاده می نمايند. با استفاده از اسکنرهای فوق می توان تصاوير را با کيفيت و جرئيات بالا اسکن نمود.

ايده اوليه تمامی انواع اسکنرها ، تجزيه و تحليل يک تصوير و انجام پردازش های مربوطه است . در ادامه به بررسی اسکنرهای مسطح  که  متداولترين نوع  در اين زمينه  می باشند ، خواهيم پرداخت .

مبانی اسکنرها

يک اسکنر مسطح از عناصر زير تشکيل شده است :

• CCD(Charge-Coupled device Array)
• آينه ها
• هد مربوط به اسکن
• صفحه شيشه ای
• لامپ
• لنز
• فيلترها
• روکش
• موتور Stepper
• تثبيت کننده )Stablizer)
• تسمه
• منبع تغذيه
• پورت های اينترفيس
• مدار کنترل کننده

شکل زير CCD را از نمای نزديک نشان می دهد.

هسته اساسی يک اسکنر CCD است . CCD رايج ترين تکنولوژی برای اخذ تصاوير در اسکنرها است . CCD شامل مجموعه ای از ديودهای حساس نوری نازک بوده که عمليات تبديل تصاوير ( نور ) به الکترون ها ( شارژ الکتريکی ) را انجام می دهد. ديودهای فوق ،Photosites ناميده می شوند. هر يک از ديودهای فوق حساس به نور می باشند.

تصوير اسکن شده از طريق مجموعه ای از آينه ها ، فيلتر ها و لنزها  به CCD خواهد رسيد  پيکربندی واقعی عناصر فوق به مدل اسکنر بستگی دارد ولی اصول اغلب آنها يکسان است .

 نحوه اسکن تصاوير

عمليات زير مراحل اسکن نمودن يک تصوير را توضيح می دهد :

– متن ( سند ) مورد نظر را بر روی سينی شيشه ای قرار داده و روکش مربوط را بر روی آن قرار دهيد. درون روکش در اغلب اسکنرها سفيد بوده و در برخی ديگر سياه رنگ است . روکش يک زمينه يکسان را فراهم کرده تا نرم افزار اسکنر قادر به استفاده از يک نقطه مرجع برای تشخيص انداز سندی باشد که اسکن می گردد. در اکثر اسکنرها می توان روکش فوق را در زمان اسکن يک شی حجيم نظير يک کتاب قطور ، استفاده نکرده و عملا” آن را کنار گذاشت . در شکل زير لامپ فلورسنت مشاهده می گردد.

– يک لامپ بمنظور روشن نمودن ( نورانی کردن ) سند استفاده می گردد. در اسکنرهای قديمی لامپ فوق از نوع فلورسنت بوده و در اسکنرهای جديد از لامپ های زنون و يا لامپ های کاتدی فلورسنت استفاده می گردد.

– تمام مکانيزم ( آينه ها ، لنزها ، فيلتر و CCD) هد اسکن را تشکيل می دهند. هد اسکن توسط يک تسمه که به يک موتورStepper متصل است  به آرامی در طول سند مورد نظر برای اسکن ، حرکت خواهد کرد. هد اسکن به يک ميله ” تثبت کننده ” (Stabilizer) متصل بوده تا اين اطمينان بوجود آيد که در زمان اسکن هد مربوطه تکان نخواهد خورد. زمانيکه يک مرتبه بطور کامل سند ، اسکن گردد عملا” يک Pass ( فاز ) سپری  شده است .  شکل زير ميله تثبيت کننده را نشان می دهد.

– تصوير موجود بر روی سند توسط يک آيينه زاويه ای  به آينه ديگر منعکس می گردد. در برخی اسکنرها صرفا” از دو آينه استفاده می گردد ، برخی ديگر از اسکنرها از سه آيينه استفاده می نمايند. هر يک از آيينه ها  خميده شده تا امکان نمرکز بهتر بر روی تصوير برای انعکاس  فراهم گردد .

– آخرين آيينه ، تصوير را بر روی يک لنز منعکس خواهد کرد. لنز از طريق يک فيلتر بر روی تصوير در CCD متمرکز خواهد شد. در شکل زير آيينه ها ( سه عدد) و لنز مربوطه نشان داده شده است .

سازماندهی فيلتر و لنزها ، متفاوت بوده و بستگی به نوع اسکنر  دارد. برخی از اسکنرها برای اسکن يک سند از سه فاز استفاده می نمايند. در هر فاز از يک فيلتر متفاوت ( قرمز ، سبز ، آبی ) بين لنز و CCD   استفاده می گردد.  در نهايت نرم افزار مربوطه نتايج بدست آمده در هر فاز را با يکديگر ترکيب تا تصوير تمام رنگی نهائی بوجود آيد.

در اکثر اسکنرهای جديد ، سندهای  مورد نظر در يک فاز اسکن می گردند. لنز تصوير ( سند ) مورد نظر را به سه بخش تقسيم می نمايد. هر يک ازبخش های فوق از طريق يک فيلتر ( قرمز ، آبی ، سبز ) اسکن و در يک ناحيه مجزا در CCD مستقر می گردند. در ادامه اسکنر داده های هر بخش را با يکديگر ترکيب و تصوير تمام رنگی نهائی ايجاد خواهد شد.

وضوح تصوير و درون يابی

اسکنرها دارای مدل های متفاوت با توجه به دقت وضوح تصوير و شفافيت می باشند. اکثر اسکنرهای مسطح دارای حداقل وضوح تصوير 300 * 300 Dpi )Dot per inch) می باشند . Dpi مربوط به اسکنر توسط تعدادی از سنسورهای موجود  در يک سطر ( جهت X نرخ نمونه برداری ) از CCD با دقت مضاعف موتور Stepper ( جهت Y نرخ نمونه برداری )  مشخص می گردد.  مثلا” اگر دقت 300*300 dpi باشد ، و اسکنر يک صفحه A4  را اسکن نمايد ، CCD دارای 2550 سنسور بوده که در هر سطر افقی سازماندهی می گردند. يک اسکنر تک فازه دارای سه سطر از سنسورهای فوق و در مجموع 1650 سنسور را دارا خواهد بود. موتور Stepper در مثال فوق قادر به حرکت در گام هائی به اندازه يک سيصدم  ، اينچ خواهد بود . يک اسکنر با دقت 300 * 600 دارای يک آرايه CCD به ميزان 5100 سنسور در هر سطر خواهد بود. شکل زير موتور stepper را نشان می دهد.

ميزان شفافيت  ارتباط مستقيم با کيفيت لنز و منبع نور دارد. اسکنری که از لامپ زنون و لنزهای با کيفيت بالا استفاده می نمايد ، قطعا” يک تصوير با کيفيت و شفاف تر نسبت به اسکنری که از لامپ های فلورسنت و لنزهای معمولی استفاده می کند ، ايجاد خواهد کرد.

درون يابی (InterPolation) ، فرآيندی است که نرم افزارهای اسکن استفاده تا از طريق آن آگاهی ودانش خود را نسبت به دقت و وضوح تصوير افزايش دهند. بدين متظور از پيکسل های اضافه ای استفاده می گردد. پيکسل های اصافه معدل پيکسل های همجوار می باشند. مثلا” اگر اسکنری از بعد سخت افزاری دارای دقت 300*300 باشد ، دقت درون يابی معادل 300 * 600 خواهد بود. در اين حالت نرم افزار يک پيکسل را بين هر پيکسلی که اسکن می گردد توسط يک سنسور CCD انجام خواهد داد.

Bit Depth ، يکی ديگر از اصطلاحاتی است که در رابطه با اسکنر مطرح می شود. واژه فوق به تعداد رنگ هائی که اسکنر قادر به توليد آنها می باشد ، اطلاق می گردد. هر پيکسل بمنظور توليد رنگ های استاندارد (True color) به 24 بيت نياز دارد.

ارسال تصوير

پس از اسکن يک تصوير ، می بايست تصوير اسکن شده به کامپيوتر منتقل گردد. برای اتصال اسکنر به کامپيوتر سه گزينه متفاوت وجود دارد :

• استفاده از پورت موازی ( کندترين روش ارسال تصوير خواهد بود )
• استفاده از SCSI .اسکنرها  از  يک کارت اختصاصی SCSI که بر روی برد اصلی نصب می گردد، استفاده می نمايند.
• استفاده از پورت USB . اسکنرمی بايست دارای يک کانکتور از نوع USB باشد.

شکل زير نمونه اتصالات يک اسکنر را نشان می دهد.

بمنظور استفاده از اسکنر ، می بايست درايور مربوطه نصب گردد. درايور فوق مسئول تبين نحوه ارتباط با اسکنر خواهد بود. اکثر اسکنرها از زبان TWAIN برای صحبت کردن استفاده می نمايند. درايور TWAIN نظير يک اينترفيس بين برنامه ها( برنامه هائی که استاندارد TWAIN  را حمايت می نمايند ) و اسکنر عمل می نمايد. در اين راستا  برنامه ها نيازی به آگاهی از جزئيات عملکرد يک اسکنر بمنظور ايجاد ارتباط با آن نخواهند داشت. مثلا” با استفاده از برنامه فتوشاپ ( نرم افزار فوق استاندارد TWAIN را حمايت می نمايد) می توان بسادگی فرمان اسکن يک تصوير را صادر و از نتايج بدست آمده در محيط فتوشاپ استفاده  کرد.

طراحی قالب وردپرس اصلی ترین حرفه در شرکت فناوی اطلاعات آنفایو است. مهمترین دستاوردطراحی قالب وردپرس باید شناساندن نام تجاری ، معرفی خدمات و محصولات شما باشد که رسیدن به این مهم با رعایت استانداردهای جهانی طراحی سایت که شامل بهینه سازی وب سایت بر اساس الگوریتم موتورهای جستجو ، در کنار داشتن ظاهری زیبا فراهم می شود. در دنیای مجازی امروز و عصر پیشرفته ارتباطات برای صاحبان سازمان ها ، نهادهای دولتی و صاحبان مشاغل وکسب وکار آزاد داشتن یک وب سایت امری ضروری است .از مزایای داشتن سایت معرفی ، اطلاع رسانی ، بازاریابی و قابلیت های نوین تبلیغاتی میباشد .کاربران میتوانند از هر نقطه دنیا فقط با یک کلیک به شما دسترسی داشته باشند.

شرکت آنفایو خدمات طراحی سایت (طراحی وب) خود را، با توجه به نیازهای کارفرمایان، نوع فعالیت و متناسب با بودجه در نظر گرفته شده برای طراحی سایت (طراحی وب) در نظر می گیرد. آنفایو با بهره گیری از بهتریت متخصصین حرفه ای برنامه نویسی ، داشتن تیم تخصصی طراحی سایت ، تسلط به علوم روز دنیای کامپیوتر و اینترنت و مشاوره رایگان وپشتیبانی ۲۴ ساعته آمادگی خود را برای طراحی وب سایت های دولتی ، سازمانی ، شرکتی وشخصی با تلفیق هنر گرافیک دیجیتالی و جدیدترین تکنیک های برنامه ویسی اعلام میدارد .افزایش آمار ، دسترسی ساده کاربران و سرعت وب سایت خود را به شرکت طراحی سایت و طراحی قالب وردپرس آنفایو بسپارید.