(تغییرمسیر از سخت افزار)
سختافزار رایانه (به انگلیسی: Computer Hardware) اجزاء فیزیکی قابل لمس رایانه که از اجزاء الکترونیکی یا الکترومکانیکی تشکیل شده باشد]
سختافزار رایانه در واقع همان قسمتها یا اجزای فیزیکیِ رایانه مانند نمایشگر، موشواره، صفحهکلید، دیسک سخت، واحد سامانه (کارتهای گرافیک، کارتهای صدا، حافظه اصلی، مادِربورد و تراشههای دیگر) و… هستند که قابل لمساند.
تعریف سختافزار "Hardware" رایانه در مرحله اول یک ماشین الکترونیکی و الکترومکانیکی است؛ یعنی از یک سری قطعات الکترونیکی و الکترومکانیکی ساخته شده است. این قطعات فیزیکی قابل لمس و مشاهده هستند، که به آنها سختافرار گفته میشود]
سخت افزار یک رایانه، بخش قابل لمس و فیزیکی ای هستند که برای اجرا به عنوان یک سامانه "System" نیاز به بخش غیرقابل لمس و غیر فیزیکی نرم افزار (Software) دارند. برای استفاده و فرمان دادن به رایانه می بایست با استفاده از نرم افزار از سختافزارهای موجود در یک رایانه استفاده کرد. در مقابل، نرمافزار دسته ای از مجموعه دستورالعملهای قابل فهم برای ماشین است که به پردازنده مرکزی امر میکند تا اعمال خاصی را انجام دهد. ترکیب نرمافزار و سختافزار یک سامانه رایانه قابل استفاده را بهوجود میآورند.
سخت افزار یکی از بخشهای علوم رایانه است که در کسب و کارهای مختلف با مدرک کامپتیا اِی پلاس (به انگلیسی: +CompTIA A) شناخته میشود.]
الگوی ساخت تمام رایانههای امروزی معماری فون نویمان است. این معماری برای اولین بار در گزارشی به قلم ریاضیدان مجارستانی، جان فون نویمان در سال ۱۹۴۵ توضیح داده شد. معماری فون نویمان روش طراحی یک رایانه دیجیتال را با تقسیم آن به واحد پردازنده مرکزی، حافظهٔ اصلی، حافظههای ذخیرهسازی انبوه و ساز و کارهای ورودی/خروجی شرح میدهد در این تقسیمبندی واحد پردازنده مرکزی شامل واحد محاسبه و منطق، ثباتها و یک واحد کنترل (شامل ثبات شمارنده برنامه، ثبات دستورالعمل و …) است. حافظهٔ اصلی نیز برای ذخیرهسازی دادهها و دستورالعاملها مورد استفاده قرار میگیرد.
مفهوم عبارت معماری فون نویمان بهتدریج گسترش پیدا کرد و بهمعنای رایانههای تکحافظهای درآمد که در آنها امکان واکشی یک دستورالعمل و یک داده بهصورت همزمان وجود ندارد زیرا هر دو از یک گذرگاه مشترک استفاده میکنند. این مسئله که به گلوگاه معماری فون نویمان نیز معروف است، باعث کاهش کارایی اینگونه سامانهها میشود.
امروزه سامانههای رایانهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند.
تعدادی از سختافزارهای اصلی یک رایانه شخصی
سختافزار یک رایانه شخصی مدرن
# نمایشگر
# مادربورد
# پردازنده مرکزی
# رم
# کارتهای توسعه
# منبع تغذیه
# درایو نوری
# دیسک سخت
# صفحهکلید
# موشواره
درون یک رایانه: منبع تغذیه در قسمت پایین، خود دارای یک خنککننده جداگانه است.
رایانههای شخصی، که با عنوان PC نیز شناخته میشوند، یکی از رایجترین انواع رایانهها هستند که بهدلیل تنوع، همهکاره بودن و قیمت پایینتر بیش از انواع دیگر مورد استفاده قرار میگیرند. لپتاپها نیز در کل همان رایانههای شخصی هستند که معمولاً با سختافزارهای کممصرفتر و کوچکتر ساخته میشوند.
جعبه رایانه (به انگلیسی: Computer Case) یک محفظه پلاستیکی یا فلزی است که بیشتر قطعات سختافزاری یک رایانه در درون آن قرار میگیرند. نسخههای مربوط به رایانههای رومیزی معمولاً در اندازههایی ساخته میشوند که بتوان آنها را در زیر یک میز جا داد؛ با این حال در سالهای اخیر طراحیهای کوچکتری نیز بهوجود آمده و محصولاتی مانند آیمک شرکت اپل تمامی سختافزارها را در درون یک جعبه قرار میدهند. لپتاپها نیز رایانههایی هستند که در فرم یک جعبه تاشو ساخته میشوند. در سالهای اخیر طراحی اینگونه رایانهها نیز دچار تحول شدهاست. برای مثال نسخههایی از لپتاپها بهوجود آمدهاند نمایشگر آنها جدا شده و تبدیل به تبلت میشوند.
یک واحد منبع تغذیه (به انگلیسی: Power Supply Unit) مسئول تبدیل برق متناوب با ولتاژ بالا به برق مستقیم با ولتاژ پایین و قابل استفاده برای قطعات سختافزاری رایانه است. لپتاپها میتوانند به کمک باتری نیز تا چند ساعت انرژی مورد نیاز رایانه را تأمین کنند.
مادربورد یا بوردِ اصلی (به انگلیسی: Motherboard) قسمت اصلی سختافزار یک رایانه است. بورد اصلی یک قطعه مستطیل شکل بزرگ است که مدارهای مجتمع فراوانی دارد. این قطعه تمامی سختافزارهای دیگر رایانه مانند پردازنده مرکزی، رم، دیسکخوانها (دیسک سخت، دیسک نوری و …) و دیگر قطعات متصلشدنی را به هم متصل میکند.
قطعاتی که بهطور مستقیم به مادربورد متصل میشوند یا بخشی از این بورد هستند:
کارت توسعه در رایانه یک مدار کامل از پیش ساختهشدهاست که در شیار توسعه بر روی مادربورد قرار میگیرد و از طریق درگاه توسعه، قابلیت جدیدی را به سامانه اضافه میکند.
ذخیرهساز دادهٔ رایانه که به آن مخزن (به انگلیسی: Storage) یا حافظه (به انگلیسی: Memory) میگویند به قسمتهایی از رایانه اشاره دارد که دادههای دیجیتال را ضبط و نگهداری میکنند. ذخیرهسازی داده یکی از قابلیت اصلی رایانه است و وجود قطعهای برای این کار ضروری است.
دادههای رایانه بر روی رسانههای (به انگلیسی: Media) بسیاری ذخیرهسازی میگردند. دیسکهای سخت بهدلیل قیمت پایین و حجم ذخیرهسازی بالا تقریباً بر روی تمامی سامانههای قدیمیتر وجود دارند. درایوهای حالت جامد (SSD) امروزه بهدلیل سرعت بیشتر کمکم جایگزین این دیسکها میشوند. اما هنوز قیمت بسیار بالاتری نسبت به دیسکهای سخت دارند. بعضی از سامانهها نیز برای کارایی و قابلیت اطمینان بیشتر از کنترلگر صف دیسکها استفاده میکنند.
برای انتقال داده بین رایانههای مختلف میتوان از یک فلشدرایو یا دیسک نوری استفاده کرد. میزان مفید بودن این رسانهها به قابلیت پشتیبانی آنها در سامانههای مختلف وابسته است. بیشتر سامانهها دارای دیسکگردان نوری هستی و تقریباً تمامی آنها از درگاه یواسبی بهره میبرند.
دستگاههای ورودی و خروجی معمولاً بهصورت دستگاههای خارجی به شاسیِ رایانه متصل میشوند.
دستگاههای ورودی به کاربر اجازه میدهند تا اطلاعاتی را به سامانه وارد یا عملکرد آن را کنترل کند. بیشتر رایانههای شخصی دارای موشواره و صفحه کلید هستند اما بیشتر لپتاپها بهجای موشواره از تاچپد استفاده میکنند. از دستگاههای ورودی دیگر میتوان به وببین، میکروفون، اهرمک و پویشگر تصاویر اشاره کرد.
دستگاههای خروجی اطلاعات رایانه را بهصورت قابلِ خواندن برای انسان نمایش میدهند. از میان دستگاههای خروجی میتوان به چاپگر، بلندگو و صفحه نمایش اشاره کرد.
یک سامانه بزرگرایانه زد۹ شرکت آیبیام
یک بزرگرایانه یک رایانه بسیار بزرگ است که معمولاً برای نگهداری نیاز به یک اتاق کامل دارد. این نوع رایانهها صدها یا هزاران برابر رایانههای شخصی هزینه دارند. این رایانههای طراحی شدهاند تا محاسبات بسیار زیادی را برای دولتها و شرکتهای بزرگ انجام دهند.
در دهههای ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ روز به روز قسمتهای بیشتری از شرکتها رو به استفاده از رایانههایی با کاربری مخصوص مانند کنترل فرایند و اتوماسیونهای آزمایشگاهها کردند. این رایانههای مینیرایانه یا رایانههای کوچک نام گرفتند.
یک ابررایانه در نگاه اول بسیار شبیه به بزرگرایانه است، اما این نوع رایانهها برای پاسخ به درخواستهایِ زیادِ محاسباتی ساخته شدهاند. از ماه نوامبر سال ۲۰۱۳ میلادی سریعترین ابررایانه دنیا تیانهه-۲ (به معنای راهِ شیری-۲) است که در شهر گوانگژو کشور چین واقع شدهاست.