رايانه چيست ؟

رایانه یا کامپیوتر دستگاهی است که برای پردازش اطلاعات تحت یک روال معین استفاده می‌شود.

واژه کامپیوتر
مدتی در فارسی به کامپیوتر «مغز الکترونیکی» می‌گفتند. بعد از ورود این دستگاه به ایران در اوائل دهه ۱۳۴۰ نام کامپیوتر به‌کار رفت. واژه رایانه در دو دهه اخیر رایج شده و به‌تدریج جای کامپیوتر را می‌گیرد. واژه رایانه پارسی است و از فعل پارسی رایاندن به معنی سامان دادن و مرتب کردن آمده. معنی واژگانی رایانه می‌شود ابزار دسته‌بندی و ساماندهی.

در زبان انگلیسی طی سالیان متمادی واژه‌های هم ارزش بسیاری برای این واژه بکار می‌‌رفته، و کلمات دیگری نیز وجود داشته‌اند که از آنها به عنوان کامپیوتر یاد می‌شود اما معانی متفاوتی را در خود داشته اند. یف شاعرانه تری بکار می‌رود، tölva که واژه ایست مرکب و به معنای «زن پیشگوی شمارشگر!» می‌‌باشد. در چینی رایانه dian nao یا «مغز برقی» خوانده می‌شود. در انگلیسی واژه‌ها و تعابیر گوناگونی استفاده می‌شود، به‌عنوان مثال دستگاه داده پرداز (data processing machine).

تاریخچه
لایبنیتز (leibniz) ریاضی‌دان آلمانی از نخستین کسانی است که در ساختن یک دستگاه خودکار محاسبه کوشش کرد. او که به پدر حسابدارش در تنظیم حساب‌ها کمک می‌کرد، از زمانی که برای انجام محاسبات صرف می‌کرد گله‌مند بود.

چارلز بابیج (Charles Babbage) یکی از اولین ماشینهای محاسبه مکانیکی را که به آن ماشین تحلیلی گفته می‌‌شد، طراحی نمود، اما بخاطر مشکلات فنی موجود در زمان حیاتش همچون ماشینی ساخته نشد(در سال ۱۹۹۳ در موزه علوم لندن مدلی که بر اساس طرح بابیج کار می‌‌کرد ساخته شد).

در گذشته دستگاههای مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل خط‌کش محاسبه و چرتکه نیز کامپیوتر خوانده می‌‌شدند. در برخی موارد از آنها به‌عنوان رایانه‌های آنالوگ نام برده می‌شود. چراکه برخلاف رایانه‌های رقمی، اعداد را نه به‌صورت اعداد در پایه دو بلکه به‌صورت کمیتهای فیزیکی متناظر با آن اعداد نمایش می‌‌دهند. چیزی که امروزه از آن به‌عنوان «رایانه» یاد می‌شود در گذشته به عنوان «رایانه‌های رقمی (دیجیتال)» یاد می‌شد تا آنها را از انواع «رایانه‌های آنالوگ» جدا سازد(که هنوز در برخی موارد استفاده می‌شود مثلاً نشانک پرداز آنالوگ (analog signal processing).

رایانه‌ها چگونه کار می‌کنند
از زمان رایانه‌های اولیه که از سال ۱۹۴۱ تا کنون فناوری‌های دیجیتالی بصورت شگرفی رشد نموده است، اغلب رایانه‌ها از معماری فون نویمن که در اواخر دهه ۱۹۴۰ از سوی جان فون نویمن ابداع گردید سود می‌جویند.

معماری فون نوِیمن یک رایانه را به چهار بخش اصلی توصیف می‌کند: واحد محاسبه و منطق (Arithmetic and Logic Unit یا ALU)، واحد کنترل یا حافظه، و ابزارهای ورودی و خروجی (که جمعا I/O نامیده می‌شود). این بخش‌ها توسط اتصالات داخلی سیمی به نام گذرگاه (bus) با یکدیگر در پیوند هستند.

حافظه
در این سامانه، حافظه یک توالی شماره گذاری شده از خانه‌ها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌‌باشند. داده‌ها ممکن است دستورالعملهایی باشند که به رایانه می‌گویند چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک دستورالعمل باشد.

محتوای هر خانه حافظه ممکن است هر زمان تغییر یابد و بیشتر شبیه دفتر چرک‌نویس می‌‌ماند تا یک لوح سنگی.

اندازه هر خانه، وتعداد خانه ها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است، همچنین فناوریهای بکاررفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه‌ای به رایانه دیگر در تغییر است(از بازپخش کننده‌های الکترومکانیکی تا تیوپها و فنرهای پر شده از جیوه و یا ماتریس‌های ثابت مغناطیسی و در آخر ترانزیستورهای واقعی و مدار مجتمعها با میلیونها خازن روی یک تراشه تنها(.

پردازش
واحد محاسبه و منطق یا ALU دستگاهی است که عملیات پایه مانند چهار عمل اصلی حساب (جمع و تفریق و ضرب و تقسیم)، عملیات منطقی (و،یا،نقیض)، عملیات قیاسی (برای مثال مقایسه دو بایت برای شرط برابری) و دستورات انتصابی برای مقدار دادن به یک متغیر را انجام می‌دهد. این واحد جائیست که «کار واقعی» در آن صورت می‌‌پذیرد. البته CPUها به دو دسته کلی RISC و CISC تقسیم بندی می‌شوند. نوع اول پردازش گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده هستند. پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده در واحد محاسبه و منطق خود دارای اعمال و دستوراتی بسیار فراتر از چهار عمل اصلی یا منطقی می‌‌باشند. تنوع دستورات این دسته از پردازنده‌ها تا حدی است که توضیحات آن‌ها خود می‌تواند یک کتاب با قطر متوسط ایجاد کند. پردازنده‌های مبتنی بر اعمال ساده اعمال بسیار کمی را پوشش می‌دهند و در حقیقت برای برنامه نویسی برای این پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگینی بر دوش برنامه نویس است. این پردازنده‌ها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی و مقایسه‌ای به علاوه چند دستور بی اهمیت دیگر هستند.

(قابل ذکر است پردازنده‌های اینتل از نوع پردازنده مبتنی بر اعمال پیچیده هستند(

واحد کنترل همچنین این مطلب را که کدامین بایت از حافظه حاوی دستورالعمل فعلی اجرا شونده است را تعقیب می‌کند، سپس به واحد محاسبه و منطق اعلام می‌کند که کدام عمل اجرا و از حافظه دریافت شود و نتایج به بخش اختصاص داده شده از حافظه ارسال گردد. بعد از یک بار عمل، واحد کنترل به دستورالعمل بعدی ارجاع می‌کند(که معمولاً در خانه حافظه بعدی قرار دارد، مگر اینکه دستورالعمل جهش دستورالعمل بعدی باشد که به رایانه اعلام می‌کند دستورالعمل بعدی در خانه دیگر قرارگرفته است(.

ورودی/خروجی
بخش ورودی/خروجی (I/O) این امکان را به رایانه می‌‌دهد تا اطلاعات را از جهان بیرون تهیه و نتایج آنها را به همان جا برگرداند. محدوده فوق العاده وسیعی از دستگاههای ورودی/خروجی وجود دارد، از خانواده آشنای صفحه‌کلیدها، نمایشگرها، نَرم‌دیسک گرفته تا دستگاههای کمی غریب مانند رایابین‌ها (webcams).

چیزی که تمامی دستگاههای عمومی در آن اشتراک دارند این است که آنها رمز کننده اطلاعات از نوعی به نوع دیگر که بتواند مورد استفاده سیستم‌های رایانه دیجیتالی قرار گیرد، هستند. از سوی دیگر، دستگاههای خروجی آن اطلاعات به رمز شده را رمزگشایی می‌کنند تا کاربران آنها را دریافت نمایند. از این رو یک سیستم رایانه دیجیتالی یک نمونه از یک سامانه داده‌پردازی می‌‌باشد.

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

معماری ها
در رایانه‌های معاصر واحد محاسبه و منطق(ICU) را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که واحد پردازشی مرکزی (CPU) نامیده می‌شود، جمع نموده اند. عموما، حافظه رایانه روی یک مدار مجتمع کوچک نزدیک CPU قرار گرفته. اکثریت قاطع بخش‌های رایانه تشکیل شده‌اند از سامانه‌های فرعی (به عنوان نمونه، منبع تغذیه) و یا دستگاههای ورودی/خروجی.

برخی رایانه‌های بزرگ‌تر چندین CPU و واحد کنترل دارند که بصورت هم‌زمان با یکدیگر درحال کارند. این‌گونه رایانه‌ها بیشتر برای کاربردهای پژوهشی و محاسبات علمی بکار می‌روند.

کارایی رایانه‌ها بنا به تئوری کاملاً درست است. رایانه داده‌ها و دستورالعمل‌ها را از حافظه اش واکشی (fetch) می‌کند. دستورالعمل‌ها اجرا می‌شوند، نتایج ذخیره می‌شوند، دستورالعمل بعدی واکشی می‌شود. این رویه تا زمانی که رایانه خاموش شود ادامه پیدا می‌کند. واحد پردازنده مرکزی در رایانه‌های شخصی امروزی مانند پردازنده‌های شرکت ای-ام-دی و شرکت اینتل از معماری موسوم به Pipeline استفاده می‌شود و در زمانی که پردازنده در حال ذخیره نتیجه یک دستور است مرحله اجرای دستور قبلی و مرحله واکشی دستور قبل از آن را آغاز می‌‌کند. همچنین این رایانه‌ها از سطوح مختلف حافظه نهانگاهی استفاده می‌کنند که در زمان دسترسی به حافظه اصلی صرفه جویی کنند.

برنامه ها
برنامه رایانه‌ای فهرست‌های بزرگی از دستورالعمل‌ها (احتمالاً به همراه جدول‌هائی از داده) برای اجرا روی رایانه هستند. خیلی از رایانه‌ها حاوی میلیونها دستورالعمل هستند، و بسیاری از این دستورات به تکرار اجرا می‌شوند. یک رایانه‌ شخصی(PC) نوین نوعی (درسال ۲۰۰۳) 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 «برنامه نویسان» در کنار یکدیگر چیده شده‌اند را اجرا می‌کنند. برنامه نویسان خوب مجموعه‌هایی از دستورالعمل‌ها را توسعه می‌‌دهند تا یکسری از وظایف عمومی را انجام دهند(برای نمونه، رسم یک نقطه روی صفحه) و سپس آن مجموعه دستورالعمل‌ها را برای دیگر برنامه نویسان در دسترس قرار می‌‌دهند.(اگر مایلید «یک برنامه نویس خوب» باشید به این مطلب مراجعه نمایید(

رایانه‌های امروزه، قادرند چندین برنامه را در آن واحد اجرا نمایند. از این قابلیت به عنوان چندکارگی (multitasking) نام برده می‌شود. در واقع، CPU یک رشته دستورالعمل‌ها را از یک برنامه اجرا می‌کند، سپس پس از یک مقطع ویژه زمانی دستورالعمل‌هایی از یک برنامه دیگر را اجرا می‌کند. این فاصله زمانی اکثرا به‌عنوان یک برش زمانی (time slice) نام برده می‌شود. این ویژگی که CPU زمان اجرا را بین برنامه‌ها تقسیم می‌کند، این توهم را بوجود می‌‌آورد که رایانه هم‌زمان مشغول اجرای چند برنامه است. این شبیه به چگونگی نمایش فریمهای یک فیلم است، که فریمها با سرعت بالا در حال حرکت هستند و به نظر می‌‌رسد که صفحه ثابتی تصاویر را نمایش می‌‌دهد. سیستم عامل همان برنامه‌ای است که این اشتراک زمانی را بین برنامه‌های دیگر تعیین می‌کند.

سیستم عامل
رایانه همیشه نیاز دارد تا برای بکارانداختنش حداقل یک برنامه روی آن در حال اجرا باشد. تحت عملکردهای عادی این برنامه همان سیستم عامل یا OS است. سیستم یا سامانه عامل تصمیم می‌گیرد که کدام برنامه اجرا شود، چه زمان، از کدام منابع (مثل حافظه، ورودی/خروجی و …) استفاده شود. همچنین سیستم عامل یک لایه انتزاعی بین سخت افزار و برنامه‌های دیگر که می‌‌خواهند از سخت افزار استفاده کنند، می‌‌باشد، که این امکان را به برنامه نویسان می‌‌دهد تا بدون اینکه جزئیات ریز هر قطعه الکترونیکی از سخت افزار را بدانند بتوانند برای آن قطعه برنامه نویسی نمایند.
سخت افزار
رســــام (Plotter):
رسام یک دستگاه خروجی رایانه است که بطور معمول برای چاپ تصاویر گرافیکی یا دیگر ترسیم های صفحه نمایش بکار می رود. بدلیل توانائی رسام خط، دایره و سایر اشکال، به طور معمول برای تهیه ترسیم های فنی و معماری و نیز سایر تصویرهای برداری بکار می رود
انــواع رســام:
۱٫ رسام های جوهر افشان
۲٫ رسام های قلمی
۳٫ رسام های الکترواستاتیکی

رســام های جوهر افـشـان:
این گونه رسام ها، همانند چاپگرهای جوهرافشان معمولی – البته در سایز بزرگتر– بوده و قادر به ترسیم اشکال و حروف هستند
.

رســام هـای قـلمــی:

این گونه رسام ها، با استفاده از یک یا چند قلم رنگی، خطوط را روی کاغذ یا رسانه ای شفاف، رسم می کنند. این گونه رسام ها برای تهیه متن مناسب نیستند زیرا می بایست هر کارکتر را بصورت مفرد ترسیم کنند، که این کار وقت گیر است. در ضمن، کاراکترها ظاهری ماشینی خواهند داشت، چون بدون تعویض قلم نمی توان ضخامت خطوط را تغییر داد. (بخصوص در انواع قدیمی تر).
اما در قالب های بزرگتر که ضخامت قلم چندان مهم نیست، رسام می تواند به سادگی با رسم نقطه های مفرد پر شمار، گرافیک های پیکسلی بسیار خوبی ارائه دهد. در حقیقت این گونه رسام ها می توانند به آسانی ترسیم های بزرگ را انجام دهند.

رســام هـای الکـترواستاتـیکـی:

این گونه رسام ها، همانند چاپگرهای لیزری از بار الکتریسیته ساکن و پودر جوهر استفاده می کنند. به بیان ساده تر، این گونه رسام ها ابتدا الگویی از نقطه های بار دار الکتریکی را روی کاغذ رسم کرده، آنگاه از پودر جوهر استفاده کرده و آن را حرارت می دهند.
انواع تکنولوژی حرکت کاغذ در رسام ها:
۱٫ مسطح (Flat bed)
2. غلطکی (Roller)
3. مختلط (Hwbrid)

رســام هـای مسـطـح:

در این گونه رسام ها، کاغذ ثابت نگهداشته شده و قلم(ها) در جهت محورXها و Yها حرکت می کند. از معایب این گونه، جاگیر بودن محل قرارگیری کاغذ است.

رســام هـای غـلـطکـی:

در اینگونه رسام ها، کاغذ را در میان یک سطح استوانه ای به حرکت در می آورند. قلم در جهت یک محور حرکت کرده و در همین حال، استوانه با کاغذ متصل به آن، در جهت محور دیگر حرکت می کند.

رســام هـای مـخـتـلط:

این گونه رسام ها، همانند نوع غلطکی کاغذ را در جهت محور عمودی حرکت می دهند ولی از نظر اندازه، از آنها کوچکترند.

زبـان ارتبـاطـی رســام بـا کـامـپـیـوتــر:

دستگاههای رسام دارای یک مجموعه فرمان هستند که به آنها امکان می دهد با یک فرمان، عملیات پیچیده ای را انجام دهند. زبان گرافیکی هیولیت با کارد (HPGL) پر کاربردترین مجموعه های فرمان است. زبان ارتباطی دیگری نیز به نام DMPL موجود است.

نرم افزارهای پر کاربرد با رســام هـا:

اغلب از نرم افزارهای CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) برای استفاده از رسام ها استفاده می شود.

چــاپـگـر (Printer):

چاپگر مهم ترین و پر کارترین وسیله جانبی رایانه است که امکان تهیه نسخه ای چاپی از داده ها یا اطلاعات را به ما می دهد.

انــواع چــاپـگـر:

تنوع چاپگرها به گونه ای است که باعث بوجود آمدن دسته بندیهای گوناگون برای تفکیک آنها از یکدیگر شده است. از قبیل: تکنولوژی چاپ، فرمت کاراکتر، روئی انتقال, روئی چاپ، فابلیت چاپ، کیفیت چاپ.
به طور کلی چاپگرها را به دو دسته ضربه ای (Impact Printer) و غیر ضربه ای (Non impact Printer) تقسیم بندی می کنند.

چــاپـگـر هــای ضـربـه ای:

این چاپگر ها از نظر فیزیکی به کاغذ ضربه وارد می کنند و از آن جمله می توان چاپگرهای ماتریس نقطه ای (Dot-Matrin Printer)، ماتریس خطی (Line-Matrin Printer) را نام برد.
نـکـتـه: امروزه چاپگرهای ماتیس خطی غیر ضربه ای هم وجود دار که از سیستم مخالف (غیر ضربه ای) هم استفاده می کنند! در این سیستم اساس کار همانند سیستم ماتریس خطی ضربه ای است که تنها بجای ضربه زدن برای چاپ، از سیستم الکترواستاتیک استفاده می شود.

چــاپـگـرهــای غـیـر ضـربـه ای:

این نوع چاپگرها، از نوع دیگر مکانیسم چاپ برخوردارند که از آن جمله می توان به چاپگرهای لیزری (Laser Printer)، چاپگرهای جوهر افشان (Ink-Jet Print) و چاپگرهای حرارتی (Termal Print) را نام برد.

چــاپـگـرهــای مـاتـریـس نـقـطـه ای (ســوزنــی):

اصول چاپ در این چاپگرها به گونه ای است که از یک مجموعه سوزن (هِد) برای چاپ استفاده شده است. برای چاپ هر نقطه، یک سوزن هد (بسته به موقعیت مکانی آن نقطه) به نوار آغشته به جوهر (ریبون) برخورد کرده و جوهرآن را برروی کاغذ می نشاند. بدین ترتیب برای نوشتن یک کارکتر، از چندین نقطه در کنار هم تشکیل شده است، از سوزنهای بیشتری استفاده می شود. کیفیت چاپ تا حدود بسیار زیادی بستگی به حرکت افقی هد چاپ و حرکت عمودی کاغذ دارد تا بتوان هد را در هر نقطه ای از کاغذ قرار داد. بنابراین با بهره گیری از یک فرآیند رانش به اندازه کافی دقیق، از لحاظ نظری حتی با یک سوزن چاپ هم می توان به تفکیک پذیری (دقت چاپ) بالایی دست یافا. از همین رو در بیشتر این گونه چاپگرها بجای افزایش تفکیک پذیری با زیاد کردن تعداد سوزنهای هد، سرعت چاپ را بالا می برند.
تعداد سوزنهای هد بین ۹ تا ۲۴ عدد است. و این سوزنها بصورت ۲ ردیف عمودی در هد جای گرفته اند.
از این گونه چاپگرها برای کارهای دفتری و اداری بصورت فراوان استفاده می شود.

چــاپـگـرهـای مـاتـریـس خــطــی (شــاتـلـی):

در اینگونه چاپگرها، اساس کار تقریباً شبیه ماتریس نقطه ای است با این تفاوت که بجای یک هد که مجموعه ای از سوزنهای عمودی است، از یک مجموعه چگش بصورت افقی استفاده شده است. نام این مجموعه چکش، شاتل (Shuttle) است. در هنگام حرکت کاغذ برای چاپ، چگش ها بصورت همزمان شروع بکار کرده و یک خط کامل افقی را چاپ می کند. بدلیل حرکت سریع شاتل و همچنین چاپ کامل نقاط یک خط بجای نقاط یک کاراکتر، سرعت در اینگونه چاپگرها بسیار بالا است.
از اینگونه چاپگرها، برای چاپ گزارشات پیوسته و در حجم بالا و موارد خاص استفاده فراوان می شود.

چــاپـگـرهــای لـیــزری:

نام دیگر این چاپگرها، چاپگر الکتروفتوگرافیکی است. طرح و اساس کار این نوع، همانند تکنولوژی بکار رفته در دستگاههای فتوگپی است: از یک پرتو لیزرویک آئینه گردان برای رسم تصویر یک صفحه خاص روی استوانه حساس به نور استفاده می شود. این تصویر روی استوانه، به یک بار الکتریسیته ساکن تبدیل می شود که پودر تونر را جذب کرده و در خود نگه می دارد. کاغذی که با الکتریسیته ساکن باردار شده است، دور استوانه غلتانده می شود و به این ترتیب پودر تونر، جذب کاغذ می شود. سپس استوانه حرارت دیده و تونر روی کاغذ نثبیت می شود. در نهایت، بار الکتریکی از استوانه گرفته شده و تونر اضافی جمع آوری می شود. با حذف مرحله آخر و فقط تکرار مرحله استفاده از تونر و کاغذ، چاپگر می تواند نسخه های متعددی را چاپ کند. چاپگرهای لیزری هم بصورت تک رنگ و هم بصورت رنگی با کیفیت فوق العاده ساخته می شوند.

انــواع چــاپـگـرهــای لـیــزری:

در چاپگرهای لیزری می توان بجای اشعه لیزر و آئینه گردان برای تصویر، از وجود LED (دیودهای نورانی) و LCD (کریستال مایع نورانی) استفاده کرد. بدین ترتیب دسته بندی این چاپگرها از لحاظ نوشتن و ترسیم اشکال بصورت زیر است:

۱٫ بیم لیزری (استفاده از اشعه لیزر و آینه گردان).
۲٫ LED (استفاده از دیودهای نورانی برای نوشتن و ترسیم بدون نیاز به آینه گردان).
۳٫ LCD،LCS (استفاده از کریستال های نورانی برای نوشتن و ترسیم بدون نیاز به آینه گردان).

چــاپـگـرهــای جـوهـر افـشـان:

تنها تفاوت این چاپگرها با چاپگرهای سوزنی، سیستم هد آنهاست و تمامی عملیات قبلی آنها شبیه چاپگرهای سوزنی است. در این سیستم، هد بصورت مجموعه نازل است. (در چاپگرهای سوزنی، هد مجموعه ای از سوزنها بود!) جوهر از نازلها توسط ۳ تکنیک به سمت کاغذ پرتاب می شود؛

انــواع چــاپـگـرهــای جـوهـر افـشـان:

۱٫ حرارتی Thermal.
2. کریستالی Pizo.
3. حبابی .Bubel

چــاپـگـرهــای جـوهـر افـشـان حـرارتـی:

در این سیستم، قطره جوهر به دهانه نازل رسیده و با حرارت ایجاد شده توسط مقاومت حرارتی، بخار شده و سپس از نازل خارج می شود. بدین ترتیب عمل چاپ انجام می شود.
این سیستم کیفیت خوبی ندارد و تصویر حاشیه دار است.

چــاپـگـرهــای جـوهـر افـشـان کـریـستـالـی:

همانند سیستم بالا است، با این تفاوت که بجای المنت حرارتی، از کریستال استفاده می شود. در این سیستم برای هر نازل، یک کریستال کوچک در یک مجموعه کریستال است، که جوهر را توسط ارتعاش کریستال، به صفحه می چسباند.
کیفیت این نوع چاپگر بهتر از انواع دیگر است.

چــاپـگـرهــای جـوهـر افـشـان حـبـابــی:

در این نوع چاپگرها، از ترکیب سیستم کریستالی (Pizo) با سیستم حرارتی (Thermal) استفاده می کنیم. البته تاثیر کریستال از مقاومت حرارتی در این سیستم، بیشتر است.
کیفیت این نوع متوسط و نسبتاً خوب است.

چــاپـگـرهــای حــرارتــی:
همانطور که از اسم این گونه پیداست، از حرارت برای عمل چاپ استفاده می شود. این حرارت می تواند به یک موم رنگی داده شود و آن را ذوب کرده و مایع باقیمانده، روی صفحه کاغذ پاشیده شود؛ و یا اینکه حرارت مستقیماً به کاغذ مخصوص برخورد کرده، و عمل چاپ انجام شود. از این رو ۳ نوع چاپگر حرارتی موجود است.

انــواع چــاپـگـرهــای حـرارتـی:

۱٫ انتفال موم حرارتی Thermal Wan transfer
2. انتقال رنگ حرارتی Thermal Color transfer
3. حرارت مستقیم Direct Thermal

چاپگرهای انتقال موم حرارتی:

در این نوع چاپگرها، یک نوار آغشته به موم، هنگام چرخیدن روی کاغذ، گرم می شود. این موم ذوب شده، روی کاغذهای که روکش های مخصوص دارند، قرار می گیرد. استفاده از این کاغذها، سبب بالا رفتن هزینه چاپ می شود. متاسفانه این نوع چاپگرها تصاویر لایه بردار ایجاد می کند که این امر از کیفیت تصویر نهایی می کاهد.

چــاپـگـرهــای انـتـقـال رنـگ حـرارتـی:

این گونه چاپگرهای رنگی از نظر قیمت گرانترین و از نظر عمل نیز، از بهترین کیفیت چاپ برخوردار هستند. این چاپگرها برای افرادی که به صورت حرفه ای کار گرافیکی انجام می دهند، بسیار مناسب هستند. البته عملیات چاپ بسیار کند و وقت گیر است. همچنین برای چاپ، به یک نوع کاغذ گران قیمت مخصوص باروکش پلی استر نیاز است. این امر باعث بالاترین قیمت چاپ هر صفحه می شود.
روند کار بدین ترتیب است که یک نوار آغشته به رنگ بر روی کاغذ می غلطد و این نوار ضمن گرفتن حرارت، هر رنگ را از یک گذرگاه جداگانه، به روی کاغذ منتقل می کند. این چاپگرها یکی از محدود چاپگرهای موجود در بازار هستند که قادر به ایجاد ۷/۱۶ میلیون رنگ تفکیک شده هستند و بدین ترتیب، تصاویر لایه دار تولید نمی کنند، بلکه تصاویر با شدت رنگ پیوسته تحویل می دهند.

چــاپـگـرهــای حـرارت مـستـقـیـم:

در این گونه چاپگرها، هد چاپ، به یک درجه حرارت مشخص رسیده و برروی کاغذ تاثیر می گذارد. درست همانند فکس های حرارتی.

دیـگــر چــاپـگـرهــا:

امروزه کاربرد چاپگرها به حدی وسیع است که باعث ساخت و طراحی چاپگرهایی با قابلیتهای فراوان شده است. از جمله: چاپگرهای مخصوص چاپ عکس، چاپگرهایی برای چاپ لیبل، چاپ های عریض تبلیغاتی، چاپ برروی کالاها و بسته های عبوری از خط تولید، چاپگرهای مخصوص چاپ برروی CD، چاپگرهای همراه و بسیار کوچک، قابلیت اتصال به تلفن همراه و کامپیوتر کیفی و…..
در ادامه به بررسی چند نمونه از این نوع چاپگرها می پردازیم.

چــاپـگـرهــای لـیـبـل (Label printer):

این گونه چاپگرها به نوع چاپگرهای حرارتی بوده و قابلیت چاپ برروی لیبل برای تعاریفی نظیر: نوع کالا، سال ساخت، مدل، کشور سازنده و اطلاعات مهم کد گذاری شناسایی از قبیل بارکد، کاربرد فراوان دارند.

فـتـو پـریـنـتـرهــا (Photo Printer):

چاپگرهای مخصوص چاپ عکس؛ معمولاً اینگونه چاپگرها ساختار تکامل یافته یک چاپگر جوهرافشان را دارند. بدین ترتیب که قابلیت چاپ عکس با کیفیت بسیار بالا را دارا بوده و توانائی چاپ برروی کاغذ های عکس را دارند. تفاوت عمده آنها با دیگر چاپگرها جوهرافشان، در تعداد نازلهای جوهر است که بسیار بیشتر از انواع دیگر است. همچنین در نوع کارتریج جوهر با هم تفاوت داشته و بیشتر آنها قابلیت چاپ بدون نیاز به کامپیوتر را هم دارا می باشند. قابلیت نصب کارت حافظه و همچنین وجود یک صفحه نمایش از نوع LCD برای مشاهده عکس مورد نظر برای چاپ، از ویژگیهای بارز این نوع چاپگرهاست.

چــاپـگـرهــای چـنـد کـــاره (Multi Function Printer):

این چاپگرها معمولاً از نوع جوهرافشان و یا لیزری بوده که همراه با قابلیتهایی همچون: فکس، اسکنر و از این فبیل ارائه می شوند. تنها مشکل این دسته از چاپگرها در این است که با خرابی یک قسمت از دستگاه، معمولاً قسمتهای دیگر آن نیز از کار می ایستند.

صفحه نمایش لمسی:
از مانیتور همیشه به عنوان یک دستگاه خروجی یاد می شود ، اما امروزه با افزودن صفحه لمسی(Touch Screen) به آن ، می تواند جای موشواره یا صفحه کلید را گرفته و به عنوان یک دستگاه ورودی /خروجی به کار رود . این صفحه نمایش برای تشخیص محل یک تماس بر روی سطح خود طراحی شده است . پس از برقراری تماس با صفحه نمایش کاربر می تواند یک انتخاب داشته باشد و یا مکان نما را حرکت دهد . صفحه لمسی یک دستگاه ورودی مشابه موس و trackpad است وکارکردهای موس مانند کلیک چپ،کلیک دوبل و … را شبیه سازی می کند . (برای کلیک راست وجود نرم افزارهای خاص ضروری به نظر می رسد). واسط لمس الکترونیکی در ۱۹۷۱ توسط Dr.samuel C.Hurst اختراع شد و HP-150 یکی از قدیمی ترین کامپیوترهای دارای صفحه لمسی است .

مزایای صفحه لمسی

۱)فضای کمی اشغال می کند.
۲)قسمتهای متحرک کمتری دارد.
بایستی توجه داشت که مونیتورهای معمولی توانایی تشخیص لمس صفحه را ندارند ، پس از طریق نرم افزار نمی توان این قابلیت را ایجاد کرد ، بلکه باید قطعه سخت افزاری نصب شود .در روش Built-in هنگامی که مونیتور در کارخانه تولید می شود به طور سازمانی صفحه لمسی را در آن جای می دهند. در روش Add-on صفحه لمسی را می توان بعدا روی مانیتور اضافه کرد . این گونه صفحه لمسی ها قابهایی شفاف هستند که کنترلر آنها در داخل قاب جاسازی شده و روی صفحه مانیتور نصب می شوند .
این قبیل صفحه لمسی ها دو گونه اند : صفحه لمسی های قابل اتصال به serial port : جهت ویندوزهای ۹۵/۹۸/ME/NT /2000/XP
صفحه لمسی های قابل اتصال به USB port : جهت ویندوزهای ۹۸/ME/ 2000/ XP/ Macintosh OS 9.x-10
این گونه صفحه لمسی ها بایستی دارای اندازه مشابه با مانیتور باشند ،صفحه لمسی می تواند بزرگتر از صفحه نمایش باشد و هنوز کارایی داشته باشد اما در صورت کوچکتر بودن ،کارایی خوبی ندارد.

اجزاءصفحه لمسی

۱)صفحه حساس به لمس (A touch sensor) :یک قاب شیشه ای شفاف با سطح حساس به لمس است . قاب لمسی برروی صفحه نمایش به نحوی قرار می گیرد که منطقه حساس قاب، منطقه قابل مشاهده ی صفحه نمایش را بپوشاند .گیرنده حساس عموما دارای یک جریان الکتریکی است و لمس باعث تغییر سیگنال ها می شود . تغییر ولتاژ جهت تشخیص محل لمس روی صفحه نمایش مورد استفاده قرار می گیرد.
۲)کنترلر(controller) : یک pc card کوچک است که ارتباط میان گیرنده لمس و رایانه را برقرار می کند. با دریافت سیگنال های مخصوص از صفحه لمسی ، آنها را به علائمی معنادار برای پردازنده تبدیل کرده و از طریق پورت USB یا serial به رایانه منتقل می کند .
۳)درایو نرم افزاری (software driver) : چگونگی تفسیر اطلاعات دریافت شده از کنترلر را برای سیستم عامل مشخص می کند .

در کلیه فناوری های موجود اطلاعات از گیرنده حساس به کنترلر منتقل شده و کنترلر آنها را به علائم معنادار برای رایانه تبدیل نموده و درایو نرم افزاری چگونگی تفسیر اطلاعات فرستاده شده از کنترلر را مشخص می کند.

فناوری های صفحه لمسی

بسته به کاربرد سیستم های مجهز به صفحه لمسی فناوریهای مختلفی وجود دارد که به ترتیب به ساختار آنها می پردازیم :
دولایه توسط نقاط غیرقابل مشاهده ای از هم جدا شده اند . در حالت عادی هیچ گونه تماسی بین دو لایه ی هادی و مقاومتی وجود نداشته و هیچ جریانی بین آن دو ردوبدل نمی شود. وقتی لمسی اتفاق می افتد، در آن نقطه خاص دو لایه به هم برخورد می کنند و باعث ایجاد تغییر در جریان الکتریکی می شود . این تغییر توسط کنترلر کشف شده و با اندکی پردازش روی اطلاعات حاصل از لمس ، آنها را تبدیل به یک مختصات افقی و عمودی می کند و به عنوان یک رویداد لمس آن را ثبت می کند .
نوع مقاومتی صفحه لمسی به هر نوع فشاری حساس هستند و ساخت ساده ای دارند اما وضوح تصویری که به کاربران ارائه می دهند نسبت به دیگر انواع کمتر است ، در حدود ۷۵ درصد و لایه های مقاومتی در مقابل اشیاء تیز و نوک دار آسیب پذیرند . این نوع از صفحه لمسی ها کارآیی خود را به واسطه وجود عناصری چون رطوبت و گرد و غبار از دست نمی دهند و به دلیل قیمت کم، دقت بالاو قابل دسترس بودن امروزه پراستفاده ترین فناوری است .