۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵
غلات
غلات یك صبحانه سالم برای حفظ انرژی كودك در طول ساعات مدرسه است كه از اهمیت خاصی برخوردار است.
کودکانی كه صبحانه می‌خورند دارای قابلیت تمركز بیشتر و حافظه یادگیری بیشتری هستند، علاوه برآن می‌توانند در كلاس‌های ریاضی بهتر عمل كنند.
تمام صبحانه ها یكسان نیستند. بهتر است از برخی غلات صبحانه‌ با شكر فراوان استفاده نكنیم.
اگر كودك شما غلات صبحانه‌ای دوست ندارد از تخم مرغ استفاده كنید.
تخم مرغ دارای "كلاین" بالا است كه به ایجاد سلول‌های حافظه كمك می‍كند.
ماهی‌های چرب و امگا 3
البته این مورد ممكن است اشتها آور نباشد اما ماهی چرب مانند ماهی آزاد، تن و ساردین منبع قوی اسیدهای چرب امگا3 هستند.
امگا3 به طور چشمگیری به تقویت سلول‌های مغز جهت افزایش یادگیری و تمركز كمك می‌كند.
تحقیقات نشان می‌دهند، روغن ماهی می تواند عامل مهمی برای تقویت ضریب هوشی باشد و به مشكلات رفتاری كودكان مانند اختلال كمبود توجه و بیش فعالی كودكان كمك كند.
آووكادو، گردو و بادام منابع مفید دیگری از امگا3 هستند.
غلات كامل
غلات كامل سرشار از ویتامین B هستند و به افزایش عملكرد حافظه كمك می‌كنند.نان‌های كامل بر خلاف نان سفید انرژی را به آرامی و یكنواخت در بدن آزاد و به كودكان و افراد بزرگسال كمك می‌كند تا قند خون منظمی داشته و سطح تمركز و هشیاری بیشتری داشته باشند.
غذاهای سرشار از آهن
تحقیقات نشان می‌دهد، غذاهای سرشار از آهن مانند گوشت قرمز بدون چربی، میوه‌های خشك، غلات كامل و حبوبات میزان انرژی و سطح هشیاری را افزایش می دهند.
كودكان تقریبا آهن را به حد كافی نمی‌خورند. كمبود آهن می تواند سطح عملكرد شناختی را تا حدی پایین آورد كه منجر به ضعف در فعالیت‌های آكادمیك شود.
شما می توانید كمبود آهن را با استفاده از ساندویچ كره بادام زمینی برای ناهار و استیك همبرگر بدون چربی برای شام رفع نمایید.
 

ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵

سنجش آموزش پزشکی وزارت بهداشت شرایط پذیرش دانشجو در رشته تکنولوژی تصویربرداری تشدید مغناطیسی MRI را به عنوان جدیدترین رشته کنکور کارشناسی ارشد را اعلام کرد.
داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد سال 90- 89 که مایل به شرکت در تکنولوژی تصویربرداری تشدید مغناطیسی MRI هستند می توانند در این رشته نیز ثبت نام کنند.
بر اساس اعلام مرکز سنجش، داوطلبانی که پیش از این در آزمون کارشناسی ارشد گروه علوم پزشکی ثبت نام کرده اند می توانند در مهلت زمانی ویرایش و تصحیح نسبت به انتخاب این رشته اقدام کنند و افرادی که تاکنون نسبت به ثبت نام در آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی اقدام نکرده اند نیز فرصت دارند در این رشته ثبت نام کنند.
پذیرش در رشته تکنولوژی تصویربرداری تشدید مغناطیسی MRI در دانشگاه علوم پزشکی شهیدبهشتی و با 5 نفر ظرفیت صورت می گیرد.
ثبت نام کنکور کارشناسی ارشد گروه پزشکی تا 25 اسفند ماه جاری ادامه دارد و ثبت نام کنندگان در روزهای 25 تا 28 اسفند فرصت دارند نسبت به ویرایش اطلاعات ثبت نامی خود اقدام کنند.
داوطلبان همچنین در روزهای 7 فروردین تا 19 فروردین فرصت دارند مدارک مورد نیاز را اسکن کرده و به صورت اینترنتی ارسال کنند. داوطلبان باید از هرگونه ارسال مدارک به صورت پستی، حضوری و یا پست الکترونیک خودداری کنند.
آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی در کلیه رشته ها در روزهای 27 و 28 خردادماه سال 89 در 51 رشته و 24 شهر برگزار می شود و یک هزار و 546 نفر در این آزمون پذیرفته می شوند.
 


ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵
معاون سازمان سنجش آموزش كشور با تاكید بر اینكه سوالات كنكور فقط از میان منابع اعلام شده طراحی می‌شود، گفت: به هیچ عنوان از حذفیات كنكور و كتب كمك درسی و جانبی سوالی طرح نخواهد شد.
حسین توكلی با اشاره به اینكه به طور كلی كتبی كه به عنوان منابع طرح سوال از دوره دبیرستان و پیش‌دانشگاهی اعلام شده فقط از بخش، فصل یا قسمتی كه وزارت آموزش و پرورش حذف و رسما به سازمان سنجش اعلام كرده است، سوالی طرح نخواهد شد، گفت:داوطلبان باید با برنامه‌ریزی لازم و با توجه به توان علمی كه دارند خود را برای شركت در آزمون آماده كنند. سوالات كنكور 89 بر اساس منابع و كتب نظام جدید سالی واحدی طراحی می‌شود.
وی در تشریح حذفیات دروس عمومی گفت: در درس قرآن و تعلیمات دینی 2 (دین وزندگی 2) در فعالیتها : شامل نمونه یابی درصفحات 15 ، 23 و156 - ذکر نمونه‌ها درصفحه 141 - کشف عوامل درصفحة 189، تفکر در صفحات63 و174- خودکاوی درصفحات 97 ، 100 ، 130 ، 131 و 141- مقایسه در صفحه102- تطبیق در صفحات 132 ، 150 ، 159 ، 176 و181 - بررسی در صفحات 140 ، 148 ، 172 ، 185- پیام آیات در صفحه 161، 2- پیشنهادها: در صفحات 18 ، 29 تا 33 ، 43 ، 55 ، 66 ، 75 تا 77 ، 85 ، 92 ، 118 ، 133 ، 167 و 178، ترجمه‌هایی که درمقابل آیات در کتاب نوشته شده است. یاد آوریها و متون ادبی و انگیزشی مانند یادآوری در صفحات 9 ، 109 و121، تركیبهای شیمیایی آب و دی اكسید كربن در صفحات 13 و14، متن صفحات 34 ، 36 ، 54 ، 194 و شعر صفحه 65، پاورقی‌های كتاب، همچنین در درس قرآن و تعلیمات دینی 3 (دین وزندگی 3 )، كلیة پیشنهادها، یادآوریها، گامها، پاورقیها و بخشهای برای مطالعه، فعالیتها: شامل تکمیل درصفحه 11 - نمونه یابی درصفحات193 و196 - بررسی در صفحات 21، 151 ،220 و235 - جستجو در صفحه 53 - تطبیق در صفحات 61 و 175 - خودکاوی در صفحات 140 و 195 - مقایسه در صفحه 148 - برنامه‌ریزی در صفحه 156 - اندیشه در صفحه 169 - طبقه‌بندی در صفحات 215 و219 - راه‌حل در صفحه 223- شناسایی عوامل در صفحه 236 - ذکر نمونه 180، اشعار: درصفحات 41 ، 44 و 48، ترجمه‌هایی که درمقابل آیات درکتاب نوشته شده است.معارف اسلامی( دین وزندگی) پیش دانشگاهی، یادآوری: در صفحه 3 و متن صفحه 91، فعالیتها: استدلال در صفحه 17- حل مسأله درصفحه 18 و138- تفکر در آیات در صفحه 28 - بررسی در صفحات33 ، 52 ، 53 ، 72 و 177 - برنامه ریزی در صفحات 33 و45 - ذکر نمونه‌ها در صفحات 41 و 66 - خود ارزیابی در صفحات 41 ، 49 و54 - خودکاوی در صفحه 42 - پیشنهاد در صفحه56 - تطبیق در صفحات 71 ، 139 ، 155و 159 - مقایسه در صفحات 37 و 117- نمونه‌یابی در صفحه 175- هم‌اندیشی در صفحه 172 و180، برداشت: در صفحات 121 تا128، 130 تا 133 و 161 تا 164، ترجمه‌هایی که در مقابل آیات در کتاب نوشته شده است، پاورقی‌ها و بخش‌های برای مطالعه از حذفیات كنكور است.
توكلی همچنین در معرفی فهرست حذفیات دروس تخصصی گفت:در گروه علوم ریاضی،آمار و مدلسازی سال دوم، فصل هشتم. و در دروس تخصصی گروه علوم تجربی،آمار و مدلسازی سال سوم، فصل هشتم. دردروس تخصصی گروه علوم انسانی آمار و مدلسازی سال دوم، فصل هشتم- اقتصاد سال دوم، کلیه مطالب با عنوان «مطالعه آزاد» در صفحات 77 ، 85 ، 88 و 89 ، 97 تا 102 ، 121 تا 123 و 147 تا 151- عربی (2) (علوم انسانی)، دو درس 9 و 18،- جامعه شناسی (2) سال سوم، کلیه مطالب با عنوان «برای مطالعه بیشتر» - تصاویر و نمودارها- علوم اجتماعی پیش دانشگاهی، تصاویر، نمودارها، جداول، نقشه‌ها و مطالب کادرهای رنگی حذف شده است.

ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵

واژه لیزر (به انگلیسی: Laser) سرواژه‌ی عبارت «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است.

لیزر ابزاری است که نور را به صورت پرتوهای موازی بسیار باریکی که طول موج مشخصی دارند ساطع می‌کنند. این دستگاه از ماده‌ای جمع کننده یا فعال کنده نور تشکیل شده که درون محفظه تشدید نور قرار دارد. این ماده پرتو نور را که به وسیله یک منبع انرزی بیرونی (از نوع الکتریسیته یا نور) به وجود آمده، تقویت می‌کند.

نخستین بار طرح اولیه لیزر (میزر) را انیشتن داد. کار لیزر به این گونه‌است که با تابش یک فوتون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون) برانگیخته، یک فوتون دیگر نیز آزاد می‌شود که این دو فوتون با هم، هم فرکانس هستند. با ادامه این روند شمار فوتون‌ها افزایش می‌یابد که می‌توانند باریکه‌ای از فوتون‌ها را به وجود بیاورند.

لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر، آن را از نورهای ایجاد شده از دیگر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر، به خواص ویژه آن پی برده شد. و ما بطور گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده در علوم گوناگون به ویژه صنعت و پزشکی ایجاد کرده‌است. پیشرفت دانش بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست.

منبع: ویکی پدیا

شاید مهم‌ترین بخش فیزیک اتمی، بحث فیزیک لیزر باشد. با دادن انرژی به الکترون‌های یک اتم می‌توان آن‌ها را به مدارهای بالاتر برد. اما این خانه جدید برای الکترون‌ها جایگاه چندان پایداری نیست و الکترون‌ها ترجیح می‌دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خود برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می‌شود. یعنی یک واحد انرژی. نور از همین فوتون‌ها ساخته می‌شود. پس اگر با تعداد زیادی از اتم‌ها هم زمان این کار را انجام دهیم، می‌توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم. علاوه بر اینکه با روش‌ها و دقت‌هایی می‌توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. ویژگی های منحصربفرد لیزر آن را از نورهای دیگر متمایز می‌سازد که در هیچ منبع نور دیگری یافت نمی‌شود. لیزر چهار ویژگی دارد:

  1. همدوسی
  2. تک رنگی
  3. واگرایی کم
  4. موازی بودن پرتو

تاریخچه

پیشنهاد استفاده از گسیل القایی از یک سامانه با جمعیت وارون برای تقویت امواج میکروویو بطور مستقل را وبر، جوردون، زیگر، باسو، تانز و پروخورو دادند. نخستین استفاده عملی از چنین تقویت کننده‌هایی توسط گروه جوردون، زیگر و تاونز در دانشگاه کالیفرنیا انجام شد.این گروه نام میزر را که سرواژه‌ی عبارت «Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation» است، برای آن برگزیدند.

مبانی نظری لیزر را آلبرت انیشتین در ۱۹۱۶ (میلادی) طی مقاله‌ای مطرح کرد ولی سال‌های نسبتاً زیادی طول کشید تا صنعت و فناوری امکان ساخت نخستین لیزر را فراهم کند. چارلز تاونز در سال ۱۹۵۳ میزر (تقویت‌کننده موج میکروویو) را اختراع کرد و خواست آزمایش‌های خود را حول جایگزینی نور مرئی به جای فروسرخ ادامه دهد و هم‌زمان این امر میان آزمایشگاه‌های گوناگون در سراسر جهان به عنوان رقابتی جدی در نظر گرفته شد. نخستین میزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکول‌های آمونیاک ساخته شد. در سال ۱۹۵۸ نخستین بار پیشنهاد فعالیت میزر در فرکانس‌های نوری در مقاله‌ای توسط اسکاولو و تاونز داده شد. عبارت لیزر در همان زمان در مقاله‌ای از «گوردون هولد»، دانشجوی دکترای دانشگاه کلمبیا، پیشنهاد شد و تئودور میمن (Theodore H. Maiman) لیزر پالسی یاقوت را در ۱۹۶۰ ساخت. نخستین لیزر گازی را نیز علی جوان فیزیکدان ایرانی در سال ۱۹۶۱ با استفاده از هلیوم و نئون ساخت. در سال ۱۹۶۲ نیز پیشنهاد لیزرهای نیمه‌هادی مطرح گردید.

از سال ۱۹۶۶ لیزر نیم‌رسانا در مخابرات نوری در ژاپن و آمریکا مورد توجه قرار گرفت و نسبت به امکان مد گردانی مستقیم آن تا فرکانس‌های بسیار زیاد شناخت حاصل شده‌است.

سیر تحول و رشد

با پیشرفت روزافزون مکانیک کوانتومی و جنبه‌های ذره‌ای نور و تولید آینه‌هایی با توان بالا دانشمندان لیزرهایی را با توان خروجی بهتر (لیزرهای توان بالا) و همدوسی بالاتر ساخته شدند.

اختراع لیزر به سال ۱۹۵۸ با نشر مقالات علمی در رابطه با میزر پرتو فروسرخ و نوری برمی‌گردد. نشر مقالات یاد شده سبب افزایش تحقیقات علمی توسط دانشمندان در سراسر جهان گردید. در بخش ارتباطات نیز کارشناسان توانایی لیزر را که جایگزین ارسال یا مخابره الکتریکی شود، تأیید نمودند. اما اینکه چگونه پالس ها را مخابره نمایند، مشکلات زیادی را بوجود آورد. در سال ۱۹۶۰ دانشمندان پالس نور را مخابره نمودند، سپس از لیزر استفاده کردند. لیزر نور زیادی را تولید کرد که بیش از میلیون‌ها بار روشن تر از نور خورشید بود. پرتو لیزر می‌تواند خیلی تحت تأثیر شرایط جوی مانند بارندگی، مه، ابرهای کم ارتفاع، چیزهای موجود در آزمایش‌های مربوط به هوا مانند پرندگان قرار گیرد.

دانشمندان نیز طرح‌های نویی را جهت حمایت نور از برخورد با موانع را پیشنهاد نمودند. قبل از اینکه لیزر بتواند سیگنال‌های تلفن را ارسال کند. اختراع مهم دیگر موج‌بر فیبر نوری بود که شرکت های مخابراتی برای ارسال صدا، اطلاعات و تصویر از آن استفاده می‌کنند. امروزه ارتباطات الکترونیکی بر پایه فوتونها استوار می‌باشد. تکنولوژی تسهیم طول موج یا رنگهای گوناگون نوری برای ارسال تریلیون بیت فیبر نوری استفاده می‌کند.

عناصر اساسی لیزر

ابزار لیزر یک نوسانگر اپتیکی است که باریکهٔ بسیار موازی شدهٔ شدیدی از تابش همدوس را گسیل می‌کند و از سه بخش ساخته شده‌است:

  1. چشمهٔ انرژی خارجی یا دمنده
  2. محیط تقویت کننده
  3. کاواک اپتیکی یا تشدیدگر

دمنده

دمنده یک چشمهٔ انرژی خارجی است که وارونی جمعیت را در محیط لیزری به وجود می‌آورد. تقویت موج نور یا میدان تابش فوتون تنها در یک محیط لیزری که در آن وارونی جمعیت بین دو تراز انرژی وجود داشته باشد روی می‌دهد. برای اینکه لیزر کار کند لازم است تعداد اتم‌های N2 در تراز انرژی E2 از تعداد اتم‌های N1 در تراز انرژی E1 بزرگ‌تر باشد. این وضعیت را وارونی جمعیت می‌نامند. وارونی جمعیت و گسیل القائی با هم در محیط لیزری کار می‌کنند و باعث تقویت نور می‌شوند. در غیر این وضعیت موج نور عبور کننده از محیط لیزری تضعیف خواهد شد.

دمنده‌ها می‌توانند از نوع اپتیکی، الکتریکی، شیمیایی یا گرمایی باشند به شرط این که انرژی لازمی را فراهم کنند که بتواند با محیط لیزری برای برانگیختن اتم‌ها و ایجاد وارونی جمعیت لازم همراه شود.

در لیزرهای گازی مانند He-Ne، دمنده‌ای که از همه بیشتر به کار می‌رود از نوع تخلیهٔ الکتریکی است. عوامل مهم حاکم بر این نوع دمش مقطع‌های برانگیزش الکترونی و طول عمرهای ترازهای انرژی مختلف هستند. در بعضی از لیزرهای گازی، الکترون‌های آزادی که در فرایند تخلیه تولید شده‌اند با اتم‌ها، یون‌ها یا مولکول‌های لیزر مستقیما برخورد و آنها را برانگیخته می‌کنند. در سایر لیزرها، برانگیزش توسط برخوردهای ناکشسان اتم-اتم یا مولکول-مولکول روی می‌دهد.

 محیط لیزری

محیط تقویت کننده یا محیط لیزری بخش مهمی از ابزار لیزر است که می‌تواند گاز، مایع یا جامد باشد و طول موج تابش لیزری را تعیین می‌کند. بسیاری از لیزرها از روی نوع محیط لیزری به کار رفته در آنها نامگذاری می‌شوند، برای نمونه هلیم-نئون (He-Ne)، دی اکسیدکربن و نئودیمیم: نارسنگ ایتریم آلومینیم (Nd:YAG).

مهم‌ترین لازمهٔ محیط تقویت کننده توانایی آن برای ایجاد وارونی جمعیت بین دو تراز انرژی اتم‌های لیزری است. این وضعیت با برانگیختن یا دمیدن اتم‌های بیشتری به تراز انرژی بالاتر نسبت به اتم‌های موجود در تراز پایین تر تحقق می‌یابد. حتی با دمش قوی، به سبب اختلاف زیاد طول عمرهای ترازهای انرژی اتم‌های قابل استفاده، تنها جفت‌های مشخصی از ترازهای انرژی با طول عمرهای خودبه خودی مناسب را می‌توان «وارون» کرد.

خروجی لیزر

خروجی لیزرها به دو صورت پالسی و پیوسته می‌باشد. پالس در واقع نوری است که در محدوده زمانی کوتاه تابیده می‌شود. این محدوده زمانی امروزه به کمتر از فمتوثانیه رسیده است.

کاربردهای لیزر

  • فیزیک و شیمی
  • زیست شناسی و پزشکی: چاقوی لیزری، مته لیزری، فیزیوتراپی و ...
  • صنایع نظامی: ردیاب لیزری، تفنگ لیزری و ...
  • صنعت: جوشکاری لیزری، برش‌های لیزری، برش الماس، مسافت یاب لیزری، صنایع ساختمانی
  • همجوشی هسته‌ای
  • ارتباطات نوری
  • فرآوری اطلاعات نوری و ضبط آن‌ها
  • فرآوری مواد
  • تمام نگاری (هولوگرافی)
  • اندازه‌گیری و بازرسی
  • آزمایشگاهی و پژوهشی: اندازه گیری، سنتز مواد و ...

پس از اینکه لیزر دی‌اکسید کربن در سال ۱۹۶۴ اختراع شد کاربرد لیزر در زمینه‌های پزشکی افزایش یافت و برای جراحان ممکن شد تا بجای چاقوهای جراحی از فوتون استفاده کنند. امروزه لیزر می‌تواند وارد بدن شود و اعمال جراحی را نیز انجام دهد.


ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵

ریاضیات یک علم مطلق است برعکس علم فیزیک که بیشتر بر آنچه ما در می یابیم استوار می باشد . همان طور که همه ما می دانیم در علم ریاضیات از هر فاصله کوتاهی ، فاصله کوتاه تری نیز وجود دارد .
مثلا اگر نقطه ای به صورت مداوم در جهت خلاف محور X ها حرکت کند ، با گذشت زمان مقداری را که نقطه بر روی محور X ها نشان میدهد کمتر و کمتر خواهد شد . درست مانند قضایای حد و پیوستگی که نقطه X به سمت صفر میل داده می شود .
حال یک سوال باقی مانده چگونه با وجود اینکه از هر فاصله کوچکی ، فاصله کوتاه تری هم هست ، اجسام موجود به یکدیگر می رسند و یا بهتر بگویم شما با حرکت به طرف یک جسم به آن می رسید . و یا وقتی سنگی به طرف شیشه پرتاب می شود ، منجر به شکستن شیشه می شود . مگر نباید همواره فاصله اندکی میان این دو باقی بماند . این مسئله بسیار ساده به نظر میرسد و در نگاه اول همگی عنوان می کنند که مفهومی ندارد .
یکبار دیگر بررسی کنیم در راستای رسیدن به هم دو جسم در حال حرکتند و فاصله مابین آنها لحظه به لحظه کاهش می یابد . با وجود اینکه می دانیم از هر فاصله کوچکی فاصله کوچکتری هم هست باز انتظار داریم که این دو جسم به یکدیگر برسند . بیایید خارجی ترین نقطه دو جسم که به یکدیگر نزدیک ترند را در نظر بگیریم . حرکت آغاز شده و فاصله هر لحظه کاهش می یابد به قدری فاصله کم شده که خارجی ترین اتم اجسام در نظر گرفته شده ولی باز این دو هم نباید به هم برسند .
● یک تضاد کامل میان مشاهده و علم .
صراحتا باید اعلام کرد که در هستی رسیدن مطلق وجود ندارد . به عبارت دیگر اجسام هرگز به هم نمی رسند . اطراف تمام جرم های هستی هاله ای وجود دارد که می توان از آن به نیروی حریم یاد کرد این حاله دارای مرز نمی باشد بلکه به مثال مه که از روی دریاچه به طرف ساحل غلظت آن کم می شود ، خواهد بود .
اجسام در نزدیک شدن به یکدیگر با در هم رفتن این نیروی حریم و افزایش دافعه ، برای ما رسیدن دو جسم را توجیه می کنند . در مثال هایی که باعث شکست مولکولی می شود مانند شکستن شیشه توسط سنگ ، به دلیل نفوذ نیروی دافعه حریم سنگ به دافعه حریم شیشه ، عمل شکستن شیشه به وقوع می پیوندد .
مهمترین قسمت این جاست که ما باید بدانیم این نیرو دارای برد کوچکتری از نیروهای چسبندگی سطحی می باشند . همانطور که می دانیم این نیرو ها باعث چسبندگی اجسام در موارد خاص به هم می شوند .
کسی قادر به درک این مقاله بوده که اکنون بپرسد اگر برای رسیدن دو جسم به هم یک میزان نفوذ دو نیروی حریم در یکدیگر نیاز باشد ، همین مقدار نفوذ هم خودش دارای مرزی می باشد که قضیه فاصله در اینجا هم با ید صدق کند و ما هرگز به مرز نفوذ کافی نخواهیم رسید ؟
مسئله بسیار مهمتر از این مقاله آن است که هر وقت دو حد داشته باشیم ،
که یکی مرتبا کاهش یابد ( فاصله میان دو جسم از بی نهایت به طرف صفر نزول میکند )
و یکی دیگر مرتبا افزایش یابد ( مقدار دافعه نیروی حریم از صفر به سمت بی نهایت ،که همان شکستن است صعود کند )
در این لحظه باشکوه است که عددی وجود دارد که دو حد در آن عدد به هم میرسند .
و این نقطه عطف ریاضیات با فیزیک خواهد بود . ولی باز هرگز نباید گفت دو جسم به هم رسیده اند .

منبع: مقالات علمی ایران

ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵

درون كلیسای جامع پیزا، ایتالیا، در بامداد یكی از یكشنبه‌های سال 1581، جماعت زانو بر زمین به نیایش مشغول بودند. كلمات آن‌ها كه زیرلبی و نجواگونه ادا می‌شد، تنها اصواتی بود كه در آن تالار مرتفع و آراسته به زینت‌های فراوان شنیده می‌شد. فضای تالار تاریك بود چرا كه از سرزدن خورشید اندك زمانی بیش نمی‌گذشت. فقط اندكی روشنایی روز از پنجره‌های باریك می‌گذشت و بر سرهای خمیده‌ی نمازگزاران می‌تابید

راهبی این سو و آن سو می‌رفت و در سكوت، شمع‌ها را می‌افروخت. با تماس هر فتیله با شلعه‌ی مشعل وی، شعله‌ی دیگری سر می‌كشید و نقش‌هایی لرزان بر دیوارهای تاریك می‌افتاد. راهب، وقتی به جار بزرگی كه از سقف قاببند آویخته بود، نزدیك شد، دست دراز كرد و آن را با دیرك بلندی به سوی خود كشید. همین كه چراغ را افروخت، آن را رها كرد و جار حركت نوسانی آزادانه‌ای را به جلو و عقب آغاز كرد كه تابندگی آن بر كف سنگ‌فرش مانند آفتابی زودگذر دامن می‌كشید

مرد جوانی با موهای سرخ‌رنگ و چشمان آبی در حالی كه متوجه نور متحرك شده بود، سربلند كرد و نگاهی به چراغ انداخت.او ابتدا به حركات چراع با بی‌اعتنایی می‌نگریست اما ناگهان با هیجانی فزاینده به آن خیره شد؛ در حالی كه دامنه‌ی نوسان جار به تدریج كاهش می‌یافت، رشته‌ی افكار او دور دست‌ها را می‌پیمود. وی به‌زودی مسحور و مبهوت حركت جار شد و حالا دیگر به دعاخوانی كشیش، گردش بخوردان یا طنین ناقوس برنجی، توجهی نداشت. هم‌چنان كه نگاه خیره‌اش را به حركت جار دوخته بود، هزاران پرسش به ذهنش هجوم آورده بودند


  او متوجه شده بود كه وقتی جار برای اولین بار به نوسان درآمد، به سرعت تاریكی را در نوردید و هر نوسان آن، به جلو و عقب، فاصله‌ی بزرگی را دربر می‌گرفت. آن‌گاه این فاصله به تدریج كاهش می‌یافت و به نحو شگفتی سرعت جار نیز كم‌تر به‌نظر می‌رسید


  او متوجه شده بود كه وقتی جار برای اولین بار به نوسان درآمد، به سرعت تاریكی را در نوردید و هر نوسان آن، به جلو و عقب، فاصله‌ی بزرگی را دربر می‌گرفت. آن‌گاه این فاصله به تدریج كاهش می‌یافت و به نحو شگفتی سرعت جار نیز كم‌تر به‌نظر می‌رسید

مرد جوان از این كه حركت نوسانی جار به راستی كند می‌شد، در شگفت ماند. احتمالاً زمان هر نوسان كامل- چه دامنه‌اش زیاد بود و چه كم- همواره یكسان بود. تنها راهی كه آن جوان را نسبت به كشف خود مطمئن می‌كرد، زمان‌گیری نوسان‌ها بود. وی زمان‌شمار نداشت اما از روی غریزه با یك دستش مچ دست دیگرش را گرفت و ضربان منظم نبض خود را با زمان یك رفت و برگشت جا ربه جلو و عقب در مسیر كمان‌هایی كه هر لحظه كوتاه‌تر می‌شدند، مقایسه كرد. با اطلاعی كه از تعداد ضربان‌های نبض خود در ثانیه داشت، توانست تعیین كند كه زمان همه‌ی نوسان‌ها یكسان است


مراسم نیایش پایان یافت. این جوان كه نامش گالیله بود و در آن زمان فقط هفده سال داشت، به سایر نمازگزاران كه از كلیسا خارج می‌شدند، پیوست. به دانشگاه پیزا برگشت. به اصرار پدرش در آن‌جا درس طب خواند. وقتی به اتاقش بازگشت، با به یاد آوردن آن‌چه در كلیسا دیده بود، دست به یك رشته آزمایش زد. وزنه‌ی سنگینی را به انتهای یك ریسمان بست و آونگ ساده‌ای درست كرد. آن‌گاه آونگ را به نوسان درآورد و زمان هر نوسان را برحسب ضربان نبض خود اندازه گرفت. این عمل را بارها تكرار كرد تا آن كه اطمینان یافت كه فرضیه‌اش درست است. به واقع سرعت نوسان آونگ فرق می‌كرد، دامنه‌ی نوسان آونگ نیز به‌تدریج كوتاه‌تر می‌شد اما زمان هر نوسان ثابت می‌ماند


گالیله چیزی را كشف كرده بود كه امروز قانون آونگ ساده می‌نامیم: دامنه‌ی نوسان آونگ ممكن است طولانی یا كوتاه باشد اما تا هنگامی كه نوسان می‌كند، زمان نوسانش همواره یكسان است. تنها راه تغییر زمان هر نوسان آونگ این است كه طول خود آونگ را تغییر دهیم


گالیه‌ی جوان كه تقریباً آه در بساط نداشت، از كشف خود برای كسب اندكی پول سود جست. وی نوعی ابزار زمان‌سنجی درست كرد تا به پزشكان پیزا بفروشد. این وسیله عبارت بود از یك آونگ ریسمانی ساده با طول متغیر. پزشك می‌توانست طول آونگ را طوری تنظیم كند كه نوسانش با آهنگ ضربان نبض بیمار منطبق شود. آن‌گاه روز بعد، وقتی پزشك بازهم نبض بیمار را در انطباق با نوسان آونگ اندازه می‌گرفت، می‌توانست آن را با ضربان نبض بیمار در روز قبل مقایسه كند و توضیح دقیقی از چگونگی اوضاع و احوال بیمارش ارائه دهد. بر اثر كشف اصل آونگ به وسیله‌ی گالیله، مفهوم كاملاً جدید برای طراحی زمان‌شمارها به‌وجود آمد اما مهم‌تر از خود این كشف، روش رسیدن به آن بود و این همان روشی است كه امروزه به آن روش علمی می‌گویند

بر اثر كشف اصل آونگ به وسیله‌ی گالیله، مفهوم كاملاً جدید برای طراحی زمان‌شمارها به‌وجود آمد اما مهم‌تر از خود این كشف، روش رسیدن به آن بود و این همان روشی است كه امروزه به آن روش علمی می‌گویند

مرجع :کتاب جهان گالیله و نیوتون


ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۴۰:۰۵

آمار رشته وسیعی از ریاضی است كه راههای جمع آوری، خلاصه سازی و نتیجه گیری از داده ها را مطالعه می كند. این علم برای طیف وسیعی از علوم دانشگاهی از فیزیك و علوم اجتماعی گرفته تا انسان شناسی و همچنین تجارت، حكومت داری و صنعت كاربرد دارد.
هنگامی كه داده ها جمع آوری شدند چه از طریق یك شیوه نمونه گیری خاص یا به وسیله ثبت پاسخ ها در قبال رفتارها در یك مجموعه آزمایشی ( طرح آزمایشcf  ) یا به وسیله مشاهده مكرر یك فرایند در طی زمان  ( سری های زمانی ) خلاصه های گرافیكی یا عددی را می توان با استفاده از آمار توصیفی به دست آورد.
الگوهای موجه در داده ها سازمان بندی می شوند  تا استنباط در مورد جمعیت های بزرگتر به دست آید كه این كار با استفاده از آمار استنباطی صورت می گیرد و  تصادفی بودن و عدم حتمیت در مشاهدات را شناسایی می كند. این استنباط ها ممكن است به شكل جوابهای بله یا خیر به سؤالات باشد ( آزمون فرض )، مشخصه های عددی را برآورد كند ( تخمین ) ، پیش گویی مشاهدات آتی باشد، توصیف پیوند ها باشد ( همبستگی ) ویا مدل سازی روابط باشد ( رگرسیون ).
 شبكه توصیف شده در بالا گاهی اوقات به عنوان آمار كاربردی اطلاق می شود. در مقابل، آمار ریاضی ( یا ساده تر نظریه آماری ) زیر رشته ای از ریاضی كاربردی است كه از تحلیل و نظریه احتمال برای به كارگیری آمار برروی یك پایه نظری محكم استفاده می كند.

 


● احتمال
 كلمه احتمال از كلمه لاتین probare  ( به معنی اثبات یا آزمایش كردن ) منشأ می گیرد. در زبان محاوره، احتمال یكی از چندین لغتی است كه برای دانسته یا پیشامدهای غیر حتمی به كار میرود و كم و بیش با لغاتی مثل مشابه، با ریسك، خطرناك، نامطمئن، مشكوك و  بسته به متن قابل معاوضه می باشد. شانس، بخت و شرط بندی از لغات دیگری هستند كه نشان دهنده برداشت های مشابهی هستند. همانگونه كه نظریه مكانیك تعاریف دقیقی از عبارات متداولی مثل كار و نیرو دارد، نظریه احتمال نیز تلاش دارد تا برداشت های احتمال را كمیت سازی كند.

 


● روش های آماری

 


۱) مطالعات تجربی و مشاهداتی
ـ هدف كلی برای یك پروژه تحقیقی آماری، بررسی حوادث اتفاقی بوده و به ویژه نتیجه گیری روی تأثیر تغییرات در مقادیر شاخص ها یا متغیر های مستقل روی یك پاسخ یا متغیر وابسته است. دو شیوه اصلی از مطالعات آماری تصادفی وجود دارد : مطالعات تجربی و مطالعات مشاهداتی . در هر دو نوع از این مطالعات، اثر تغییرات در یك یا چند متغیر مستقل روی رفتار متغیر های وابسته مشاهده می شود. اختلاف بین این دو شیوه درچگونگی مطالعه ای است كه عملاً هدایت می شود.
ـ  یك مطالعه تجربی در بردارنده روش های اندازه گیری سیستم تحت مطالعه است كه سیستم را تغییر می دهد و سپس با استفاده از روش مشابه اندازه گیری های اضافی انجام می دهد تا مشخص سازد كه آیا تغییرات انجام شده، مقادیر شاخص ها را تغییر می دهد یا خیر. در مقابل یك مطالعه مشاهداتی، مداخلات تجربی را در بر نمی گیرد. در عوض داده ها جمع آوری می شوند و روابط بین پیش بینی ها و پاسخ بررسی می شوند.
ـ  یك نمونه از مطالعه تجربی، مطالعات Hawthorne مشهور است كه تلاش كرد تا تغییرات در محیط كار را در كمپانی الكتریك غربی Howthorne  بیازماید. محققان علاقه مند بودند كه آیا افزایش نور می تواند كارایی را در كارگران خط تولید افزایش دهد. محققان ابتدا كارایی را در كارخانه اندازه گیری كردند و سپس میزان نور را در یك قسمت از كارخانه  تغییر دادند تا مشاهده كنند كه آیا تغییر در نور می تواند كارایی را تغییر دهد. به واسطه خطا در اقدامات تجربی، به ویژه فقدان یك گروه كنترل، محققان در حالی كه قادر نبودند آنچه را كه طراحی كرده بودند، انجام دهند توانستند كه محیط را با شیوه Hawthorne  آماده سازند.
ـ  یك نمونه از مطالعه مشاهداتی، مطالعه ایست كه رابطه بین سیگار كشیدن و سرطان ریه را بررسی می كند. این نوع از مطالعه به طور اختصاصی از یك آمار گیری ( پیمایش ) استفاده می كند تا مشاهدات مورد علاقه را جمع آوری كند و سپس تجزیه و تحلیل آماری انجام دهد. در این مورد، محققان مشاهدات افراد سیگاری و غیر سیگاری را جمع آوری می كنند و سپس به تعداد موارد سرطان ریه در هر دو گروه توجه می كنند.
 مراحل پایه برای انجام یك تجربه عبارتند از :
ـ  برنامه ریزی تحقیق شامل تعیین منابع اطلاعاتی، انتخاب موضوع تحقیق و ملاحظات اخلاقی برای تحقیق و روش پیشنهادی.
ـ   طراحی آزمون شامل تمركز روی مدل سیستم و اثر متقابل متغیر های مستقل و وابسته.
ـ  خلاصه سازی از مجموعه مشاهدات برای جامعیت بخشیدن به آنها با حذف جزئیات ( آمار توصیفی ).
ـ   رسیدن به اجماع در مورد آنچه مشاهدات درباره دنیایی كه مشاهده می كنیم به ما می گویند ( استنباط آماری ).
ـ  ثبت و ارائه نتایج مطالعه.

 

 

 


۲)  سطوح اندازه گیری

 

 


     چهار نوع یا مقیاس اندازه گیری در آمار استفاده می شود. چــهار نوع یا سطح اندازه گیری ( ترتیبی، اسمی، بازه ای و نسبی ) دارای درجات متفاوتی از سودمندی در تحقیقات آماری دارند. اندازه گیری نسبی در حالی كه هم یك مقدار صفر و فاصله بین اندازه های متفاوت تعریف می شود بیشترین انعطاف پذیری را در بین روش های آماری دارد كه می تواند برای تحلیل داده ها استفاده شود. مقیاس تناوبی با داشتن فواصل معنی دار بین اندازه ها اما بدون داشتن میزان صفر معنی دار ( مثل اندازه گیری IQ  یا اندازه گیری درجه حرارت در مقیاس سلسیوس ) در تحقیقات آماری استفاده می شود.

 


۳) تكنیك های آماری
     بعضی از آزمون ها و روش های آماری برای مشاهدات تحقیقی آماری شناخته شده عبارتند از :
▪  آزمون تی استیودنت
▪  آزمون توان دوم كای ( خی دو )
▪  آنالیز واریانس ( ANOVA)
▪  آزمون Mann-Whitney U
▪  تحلیل رگرسیون
▪  همبستگی
▪  آزمون كمترین تفاوت معنی دار ( LSD ) فیشر
▪  ضریب همبستگی حاصل ضرب گشتاوری پیرسون
▪  ضریب همبستگی رتبه ای اسپیرمن

نظریه عمومی احتمال به دو اصل وابسته تقسیم می شود :

 


▪  احتمال كتّره ای : كه نشان دهنده احتمال پیشامدهای آینده است كه به وسیله بعضی از پدیده های فیزیكی تصادفی هدایت می شود. این اصل را می توان به پدیده های فیزیكی كه با اطلاعات كافی اصولاً قابل پیش بینی اند و پدیده هایی كه اساساً قابل پیش بینی نیستند تقسیم بندی كرد.  نمونه هایی از نوع اول شامل پرتاب تاس یا بازی رولت در قمار است و یك مثال از نوع دوم از بین رفتن ماده رادیو اكتیویته است.

 


▪  احتمال شناختیك : كه نشان دهنده عدم قاطعیت ما در مورد گزاره ای است وقتی كه فرد آگاهی كامل از شرایط اتفاقی ندارد. چنین گزاره هایی ممكن است در مورد پیشامدهای گذشته یا آینده باشد اما نیاز به آن نیست. بعضی مثال ها از احتمال شناختیك آنهایی هستند كه در آن ها یك احتمال به گزاره ای داده می شود كه در آن یك قانون پیشنهادی فیزیك به وقوع پیوسته است و تعیین اینكه چقدر احتمال است كه یك مظنون بر اساس شواهد موجود مرتكب جنایت شده باشد.
 یك سؤال كلی وجود دارد كه آیا احتمال كتره ای به واسطه عدم توانایی ما در پیش بینی دقیق نیروهایی كه ممكن است وقوع مرگ را متأثر سازند به احتمال شناختیك تبدیل شود یا اینكه چنین عدم اطمینانی در ماهیت خود واقعیت وجود دارد به ویژه در پدیده های كوانتومی كه توسط اصل عدم حتمیت هایزنبرگ بیان شده است.هرچند قوانین ریاضی مشابهی صرفنظر از تفسیر انتخاب شده اعمال می شوند، گزینه انتخابی از نظر احتمال مورد استفاده دارای معانی مهمی است كه برای مدل سازی دنیای واقعی به كار می رود.

 

 


● فرموله سازی احتمال


 مانند سایر نظریه ها، نظریه احتمال نمادی از اصول احتمال در عبارات رسمی - عباراتی كه جدا از معنیشان كاربرد داشته باشند – است. این عبارات رسمی به واسطه قوانین ریاضی و منطق متأثر می شوند و هر نتیجه ای از آن بر اساس دامنه مسئله تفسیر و برداشت می شود.
  حداقل دو تلاش موفق برای فرموله كردن احتمال انجام شده است كه به نام فرمول بندی كلموگروف و كاكس نامیده می شوند. در فرمول بندی كلموگروف، مجموعه ها به صورت پیشامدها و احتمال خود به عنوان معیاری روی یك سری از مجموعه ها تفسیر می شود. در فرمول بندی كاكس، احتمال به عنوان یك مقدمه اولیه قلمداد می شود ( به این معنی كه بعداً آنالیز نمی شود ) و تأكید بر روی ساخت یك رابطه سازگار از مقادیر احتمال برای گزاره ها می باشد.
در هر دو مورد، قوانین احتمال مشابه هستند به جز در مورد جزئیات عملی :
 ▪ احتمال عددی بین 0 و 1 می باشد.
▪  مجموع احتمال یك پیشامد یا گزاره و مكمل آن برابر 1 است؛ و
▪ احتمال مشترك دو پیشامد یا گزاره برابر با حاصل ضرب احتمال یكی از آن ها و احتمال دومی است به شرطی كه اولی رخ دهد.


● نمایش و تفسیر مقادیر احتمال

 


      احتمال یك پیشامد عموماً به صورت یك عدد حقیقی بین 0 و 1 نمایش داده می شود. یك پیشامد غیر محتمل دارای یك احتمال دقیقاً 0 و یك پیشامد حتمی دارای یك احتمال 1 است، اما عكس آن همیشه صادق نیست؛ پیشامدهای با احتمال 0 همیشه غیر ممكن نیستند و همچنین پیشامدهای با احتمال 1 همیشه واقعیت نمی پذیرند.
      اغلب احتمالاتی كه عملاً رخ می دهند اعدادی بین 0 و 1 هستند كه نشان دهنده موقعیت پیشامد روی پیوستگی بین غیر ممكن و حتمیت است. هر چه احتمال پیشامد به 1 نزدیكتر باشد، احتمال وقوع آن بیشتر است.
     مثلاً  اگر احتمال وقوع دو پیشامد متقابلاً ناسازگار یكسان تصور شود مثل رو یا پشت در پرتاب سكه، ما می توانیم احتمال هر پیشامد را به صورت 1 از 2 یا %50 یا ½ نمایش دهیم.
    احتمالات مشابهاً به صورت بخت ها هم نمایش داده می شوند كه نسبت احتمال یك پیشامد به احتمال سایر پیشامدهاست. بخت رو شدن در پرتاب سكه (1/2)/(1 - 1/2) است كه مساوی با 1/1 است كه به صورت بخت 1 به 1 نمایش داده می شود و اغلب به صورت 1:1 نوشته می شود.
     بخت های a:b  برای یك پیشامد معادل با احتمال a/(a+b) است. مثلاً بخت 1:1 معادل با احتمال ½ است و نمایش 3:2 معادل با احتمال 3/5 است.
       این سؤال عملاً باقی می ماند كه از احتمال چه انتظاری می توان داشت و چگونه از اعداد و ارقام می توان استفاده كرد. این سؤال همان تفاسیر و برداشت های از احتمال است. افرادی هستند كه مدعیند احتمال را می توان بر هر نوع از گزاره های منطقی غیر حتمی به كار برد كه همان استنباط بیزی است. در مقابل، افرادی هستند كه با این ایده توافق دارند كه احتمال برای پیشامدهای تصادفی همانند برآمد بعضی آزمایش های تصادفی خاص كاربرد دارد؛ به عنوان مثال نمونه گیری از یك جمعیت كه این تفسیر فراوانی گراست. چندین تفسیر دیگر نیز وجود دارد كه فرم اصلاح شده ای از یكی از این دو تفسیر هستند و در حال حاضر از مقبولیت كمتری برخوردار هستند.

 


● توزیع ها


     توزیع احتمال، تابعی است كه احتمال را به پیشامدها یا گزاره ها تخصیص می دهد. برای هر مجموعه از پیشامدها یا گزاره ها راه های مختلفی برای تخصیص احتمالات وجود دارد به طوری كه شانس یك توزیع یا دیگری معادل با داشتن تصورات متفاوت درباره پیشامدها یا گزاره های مورد سؤال می باشد.
راه های گوناگون معادلی برای نمایش توزیع احتمال وجود دارد. شاید متداولترین آن ها تابع چگالی احتمال باشد؛ به این معنی كه احتمال پیشامد یا گزاره به وسیله انتگرال تابع چگالی به دست می آید. تابع توزیع را می توان همچنین مستقیماً نمایش داد. از یك بعد، تابع توزیع، تابع توزیع تجمعی نامیده می شود. توزیع های احتمال را می توان از طریق گشتاورها یا تابع مشخصه یا به روش های دیگر نیز نمایش داد.
      یك توزیع، توزیع گسسته نامیده می شود اگر آن روی یك مجموعه گسسته شمارش پذیر مثل زیر مجموعه ای از اعداد صحیح تعریف شود. یك توزیع، توزیع پیوسته نامیده می شود اگر دارای یك تابع توزیع پیوسته باشد مثل تابع چند جمله ای یا تابع نمایی. اغلب توزیع های با اهمیت كاربردی از نوع گسسته یا پیوسته هستند اما نمونه هایی از توزیع ها هستند كه شامل هیچكدام از اینها نمی شوند.
     توزیع های مهم گسسته شامل توزیع گسسته یكنواخت، توزیع پواسون،‍ توزیع دو جمله ای، توزیع دو جمله ای منفی و توزیع ماكسول-بولتزمن می باشند.
     توزیع های مهم پیوسته شامل توزیع نرمال، توزیع گاما، توزیع تی استیودنت و توزیع نمایی هستند.

 


▪  احتمال در ریاضیات
     اصول موضوع احتمال، اساس نظریه احتمال ریاضیات را تشكیل می دهند. محاسبه احتمالات را اغلب می توان با استفاده از تركیبات یا مستقیماً با كاربرد  اصول موضوع تعیین كرد.كاربردهای احتمال حتی بیشتر از آمار است كه معمولاً بر روی ایده توزیع های احتمال و قضیه حد مركزی پایه ریزی شده است.
   برای به دست آوردن یك مفهوم ریاضی از احتمال، پرتاب یك سكه را در نظر بگیرید. بدیهی است كه احتمال آن كه در هر پرتاب سكه رو بیاید %50 است اما این وضعیت به تنهایی فاقد صلابت ریاضی است؛ به این معنی كه ما باید چنین انتظار داشته باشیم كه با پرتاب 10 بار سكه 5 رو و 5 پشت به دست آید اما هیچ تضمینی كه این رخ دهد وجود ندارد. برای مثال این احتمال است كه پشت سر هم 10 بار رو بیاید. پس مفهوم %50 در این متن چیست ؟
     یك راه، استفاده از قانون اعداد بزرگ است. در این مورد، ما تصور می كنیم كه می توانیم هر تعداد پرتاب سكه را انجام دهیم و هر پرتاب سكه مستقل است یعنی كه برآمد هر پرتاب سكه به وسیله پرتاب قبلی تحت تأثیر قرار ندارد. اما ما N مرتبه پرتاب سكه داشته باشیم  و اگر Nн تعداد مرتبه هایی باشد كه رو بیاید پس ما می توانیم برای هر N نسبت  Nн/N را در نظر بگیریم.
     هر قدر N بزرگ و بزرگ تر شود، ما انتظار داریم كه نسبت Nн/N به ½ نزدیك و نزدیك تر شود. این به ما اجازه می دهد كه احتمال Pr(H)

 

 

 رو های سكه را به صورت حد ( ریاضی ) تعریف كنیم، هنگامی كه N به سمت بی نهایت میل میكند : 
 البته در كاربرد عملی، ما نمی توانیم یك سكه را به تعداد بی نهایت پرتاب كنیم بنابراین عملاً این فرمول باید در موقعیت هایی به كار گرفته شود كه در آن ها از قبل یك احتمال اولیه ای برای یك برآمد خاص تعیین كرده ایم ( در این مورد فرض ما این است كه سكه  سالم است ). قانون اعداد بزرگ به ما می گوید كه Pr(H) داده شده و یا به ازای هر عدد كوچـك اختیاری є، عدد n ای وجود دارد كه برای تمام N > nداریم :       

                                                    
  به عبارت دیگر، منظور ما از گفتن « احتمال رو ها ½ است » این است كه اگر ما سكه را به اندازه كافی پرتاب كنیم نهایتاً تعداد رو ها نسبت به تعداد كل پرتاب به ½ نزدیك می شود و سپس به هر اندازه كه تعداد بیشتری پرتاب انجام دهیم ما به ½ نزدیك تر می شویم.
توجه كنید كه یك تعریف كامل، مستلزم نظریه اندازه است كه قادر به حذف مواردی است كه مقادیر بالاتر از محدوده جواب درست نمی دهند یا حتی با نمایش مواردی كه دارای میزان صفر هستند نیز محدود نشده است.
 جنبه اولیه این روش كاربرد احتمال، گاهی در هنگام مواجهه با موقعیت های دنیای واقعی با مشكل روبه رو می شود. برای مثال اگر شما یك سكه را پرتاب كنید و پشت سر هم رو بیاید برای صد مرتبه شما نمی توانید تصمیم بگیرید كه آیا این تنها یك پیشامد تصادفی محض است اگر چه ممكن است ( هرچند بعید ) كه یك سكه سالم این نتیجه را بدهد یا اینكه تصور شما این خواهد بود كه سكه سالم دچار اشكال می باشد.

 


▪  نكات قابل توجه در محاسبات احتمال
 سختی محاسبات احتمال در تعیین تعداد پیشامدهای ممكن، شمارش رخدادهای هر پیشامد و شمارش تعداد كل پیشامدهای ممكن است. اشكال خاص در به دست آوردن نتایج معنی دار از احتمالات محاسبه شده است. یك معمای سرگرم كننده احتمال به نام مسئله Monty Hall به زیبایی چالش های موجود را نشان می دهد.
▪  كاربرد های نظریه احتمال در زندگی روزمره
     یك تأثیر مهم نظریه احتمال در زندگی روزمره در ارزیابی ریسك پذیری و در تجارت در مورد خرید و فروش اجناس می باشد. حكومت ها به طور خاص روشهای احتمال را در تنظیم جوامع اعمال می كنند كه به عنوان « آنالیز خط مشی » نامیده می شود و غالباً سطح رفاه را با استفاده از متدهایی كه در طبیعت تصادفیند اندازه می گیرند و برنامه هایی را انتخاب می كنند تا اثر احتمال آن ها را روی جمعیت به صورت كلی از نظر آماری ارزیابی كنند. این گفته صحیح نیست كه آمار، خود در مدل سازی درگیر هست زیرا كه ارزیابی های میزان ریسك وابسته به زمان هستند و بنابراین مستلزم مـدل های احتمال قوی تر هستند؛ مثلاً  « احتمال9/11 دیگری »؛ قانون اعداد كوچك در جنین مواردی اعمال می شود و برداشت اثر چنین انتخاب هایی است كه روش های آماری را به صورت یك موضوع سیاسی در می آورد.
 یك مثال خوب اثر احتمال قلمداد شده از مجادلات خاورمیانه بر روی قیمت نفت است كه دارای اثرات متلاطمی از لحظ آماری روی اقتصاد كلی دارد. یك ارزیابی توسط یك واحد تجاری در مورد این كه احتمال وقوع یك جنگ زیاد است یا كم باعث نوسان قیمت ها می شود و سایر تجار را برای انجام كار مشابه تشویق می كند. مطابق با این اصل، احتمالات به طور مستقل ارزیابی نمی شوند و ضرورتاً به طور منطقی برخورد صورت نمی گیرد. نظریه اعتبارات رفتاری، به وجود آمده است تا اثر این تفكرات گروهی را روی قیمت ها، سیاست ها و روی صلح و مجادله توضیح دهد.
 به طور استدلالی می توان گفت كه كشف روش های جدی برای ارزیابی و تركیب ارزیابی های احتمالی دارای اثر شدیدی روی جامعه مدرن داشته است. یك مثال خوب كاربرد نظریه بازی ها كه به طور بنیادین بر پایه احتمال ریخته شده است در مورد جنگ سرد و دكترین انهدام با اطمینان بخشی متقابل است. مشابهاً ممكن است برای اغلب شهروندان دارای اهمیت باشد كه بفهمند چگونه بخت ها و ارزیابی های احتمال صورت می گیرد و چگونه آن ها می توانند در تصمیم گیری ها به ویژه در زمینه دموكراسی دخالت كنند.
كاربرد مهم دیگر نظریه احتمال در زندگی روزمره، اعتبار است. اغلب تولیدات مصرفی مثل اتومبیل و وسایل الكترونیكی در طراحی آن ها از نظریه اعتبار استفاده می شود به نحوی كه احتمال نقص آن ها كاهش یابد. احتمال نقص با مدت ضمانت فرآورده معمولاً ارتباط نزدیك دارد.

 

 


● رشته های اختصاصی
    بعضی علوم آن چنان به طور وسیع از آمار كاربردی استفاده می كنند كه برای خود دارای اصطلاحات خاص شده اند. این رشته ها عبارتند از :
▪  زیست آمار
▪  آمار بازرگانی
▪  داده كاوی ( كاربرد آمار و شناسایی الگوها برای كشف علم از داده ها )
▪  آمار اقتصادی ( اقتصاد سنجی )
▪  آمار مهندسی
▪  فیزیك آماری
▪  جمعیت شناسی
▪  آمار روان شناسی
▪ آمار اجتماعی ( برای تمام علوم اجتماعی )
▪  سواد آموزی آماری
▪  آنالیز فرایند و شیمی سنجی ( برای تحلیل داده ها از شیمی تحلیلی و مهندسی شیمی)
▪  مهندسی اعتبار
▪  آمار در ورزش های گوناگون به ویژه بیسبال و كریكت
آمار یك ابزار پایه ای كلیدی در تجارت و تولید است و  برای درك تغییر پذیری سیستم های اندازه گیری، فرایند های كنترل ( مثلاً در كنترل آماری فرایند یا SPC )، برای خلاصه سازی داده ها و برای ساخت تصمیمات بر اساس داده ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این نقش ها به آمار یك ابزار كلیدی و شاید تنها ابزار مورد اعتماد باشد.

 


● نرم افزار
▪  آمار مدرن  برای انجام بعضی از محاسبات خیلی پیچیده و بزرگ به وسیله كامپیوترها استفاده می شود.
▪  تمامی شاخه های آمار با استفاده از محاسبات كامپیوتری انجام پذیر شده اند، به عنوان مثال شبكه های عصبی.
▪  انقلاب كامپیوتری  با یك توجه نو به آمار « آزمایشی » و « تجربی » رویكردهایی برای آینده آمار داشته است  .
 شبیه سازی نسخه ای از بعضی وسایل واقعی یا موقعیت های كاری است. شبیه سازی تلاش دارد تا بعضی جنبه های رفتاری یك سیستم فیزیكی یا انتزاعی را به وسیله رفتار سیستم دیگری نمایش دهد.
 شبیه سازی در بسیاری از متون شامل مدل سازی سیستم های طبیعی و سیستم های انسانی استفاده می شود. برای به دست آوردن بینش به كاركرد این سیستم ها و همچنین در تكنولوژی و مهندسی ایمنی كه هدف، آزمون بعضی سناریوهای عملی در دنیای واقعی است از شبیه سازی استفاده می شود. در شبیه سازی با استفاده از یك شبیه ساز یا وسیله دیگری در یك موقعیت ساختگی می توان اثرات واقعی بعضی شرایط احتمالی را بازسازی كرد.
▪  شبیه سازی فیزیكی و متقابل
ـ  شبیه سازی فیزیكی ، به شبیه سازی اطلاق می شود كه در آن اشیای فیزیكی به جای شی حقیقی جایگزین می شوند و این اجسام فیزیكی اغلب به این خاطر استفاده می شوند كه كوچكتر یا ارزان تر از شی یا سیستم واقعی هستند.
ـ   شبیه سازی متقابل كه شكل خاصی از شبیه سازی فیزیكی است و غالباً به انسان در شبیه سازی های حلقه ای اطلاق می شود یعنی شبیه سازی های فیزیكی كه شامل انسان می شوند مثل مدل استفاده شده در شبیه ساز پرواز.
▪ شبیه سازی در آموزش
  شبیه سازی اغلب در آموزش پرسنل شهری و نظامی استفاده می شود و معمولاً هنگامی رخ می دهد كه استفاده از تجهیزات در دنیای واقعی از لحاظ هزینه كمرشكن یا بسیار خطرناك است تا بتوان به كارآموزان اجازه استفاده از آن ها را داد . در چنین موقعیت هایی كارآموزان وقت خود را با آموزش دروس ارزشمند در یك محیط مجازی « ایمن » می گذرانند. غالباً این اطمینان وجود دارد تا اجازه خطا را به كارآموزان در طی آموزش داد تا ارزیابی سیستم ایمنی– بحران صورت گیرد.
شبیه سازی های آموزشی به طور خاص در یكی از چهار گروه زیر قرار می گیرند :
ـ  شبیه سازی زنده ( جایی كه افراد حقیقی از تجهیزات شبیه سازی شده ( یا آدمك ) در دنیای واقعی استفاده می كنند. )
ـ  شبیه سازی مجازی ( جایی كه افراد حقیقی از تجهیزات شبیه سازی شده در دنیای شبیه سازی شده ( یا محیط مجازی ) استفاده می كنند. )  یا
ـ  شبی
ادامه مطلب

نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۳۹:۴۶

» رایانه

رایانه، یا کامپیوتر ماشینی است که برای پردازش اطلاعات استفاده می‌شود.

ابررایانهٔ کلمبیا در مرکز تحقیقات آمِس، ناسا

» مقدمه

در تاریخ بشر مثال های مکانیکی زیادی برای کامپیوتر ها وجود دارد ، اولین کامپیوتر های الکترونیکی در اواسط قرن بیستم بین سالهای (1940-1945) ساخته شدند . اندازه آنها بسیار بزرگ و به اندازه اتاق های بزرگ بودند و به اندازه صدها کامپیوتر امروزی برق مصرف می کردند. کامپیوتر های امروزی بر پایه مدارهای مجتمع پایه ریزی شده اند و میلیونها بار از کامپیوترهای اولیه سریعتر و کارآمدتر هستند و فضای بسیار کمی را نسبت به آنها اشغال می کنند . قابلیت ذخیره و بکارگیری عملی لیستی از برنامه ها (Programs) کامپیوترها را نسبت به ماشین حساب ها هوشمندتر ساخته است.


 

 

» تاریخچه محاسبه

دستگاه بافندگی تصاویر بر روی پارچه ، که در موزه علوم و صنعت در منچستر انگلستان موجود است ،از اولین دستگاههای قابل برنامه ریزی است .

اولین استفاده از واژه کامپیوتر در سال 1316 ثبت گردید و به شخصی گفته می شد که محاسبات را انجام می داد ، و استفاده از این لغت ادامه پیدا کرد تا اواسط قرن بیستم و تا آن زمان گسترش یافت به ماشینی که محاسبات را انجام می دهد.

تاریخچه کامپیوترهای مدرن با 2تکنولوژی مجزا آغاز گردید یکی محاسبات اتوماتیک و دیگری قابلیت برنامه پذیری . نمونه اولیه از دستگاههای محاسبه مکانیکی , چرتکه ها هستند .خط کش های مهندسی و استرلاب و مکانیزم آنتیکثرا(که از 100-150 قبل از میلاد را تاریخ نگاری کرد)، و سیستم تئاتر الکساندارا که با کمک مکانیزم های اتوماتیک طنابی تا حدود 10 دقیقه با طبل نمایش می داد ، جوهره اصلی برنامه ریزی و محاسبات بودند.

ساعت کاخ(castle clock) یک ساعت نجومی بود که توسط "الجزیری" در سال 1206 اختراع گردید و به عنوان اولین کامپیوتر قابل برنامه ریزی آنالوگ شناخته شده است.این ساعت زودیاک(منطقه البروج) را نمایش می دهد ،مدارهای شمسی و قمری ،یک نشانگر هلال ماهی شکل از یک دروازه عبور می کند و باعث می شود درها به صورت اتوماتیک راس ساعت باز شوند و صدای زنگ به گوش برسد.

مخترع کامپیوترهایی که با برنامه کنترل می شدند "کنراد زئوس"( Konrad Zuse) است،که اولین کامپیوتر را در سال 1941 و دومی را بر پایه حافظه مغناطیسی در سال 1955 ساخت.

جورج استایبایتز(George Stibitz) به صورت بین المللی پدر کامپیوترهای دیجیتال است.زمانی که در نوومبر سال 1937در آزمایشگاه بل کار می کرد ,جورج یک ماشین حساب بر پایه یک رله داخلی را اختراع کرد که مدل K   "kitchen table" نام گرفت،که اولین ماشینی بود که از مدارات بایناری برای انجام محاسبات عملی ریاضی استفاده می کرد. مدل هایی که بعد از آن ابداع شدند با مهارت فرمولهای پیشرفته ریاضی را در خود جای دادند.

» طراحی CPU  و واحد کنترل

برشی از میکروپروسسور اینتل مدل 80486DX2 در اندازه واقعی 12*6.75 میلی متر

واحد کنترل (اغلب سیستم کنترل نامیده می شود یا کنترل مرکزی) بخش های مختلف کامپیوتر را مدیریت می نماید. این بخش دستورالعمل های برنامه را می خواند و مدیریت می کند ، و با تغییر آنها به یک سری سیگنالهای کنترل می تواند بخش های دیگر کامپیوتر را فعال یا غیر فعال نماید. بخش کنترل در کامپیوترهای پیشرفته می تواند دستورات را تغییر دهد در جهت بهبود کارآیی . یک بخش کلیدی در تمام CPU ها بخش شمارندهء برنامه است ،یک سلول حافظه مخصوص(Register) که نشان می دهد حافظهء بعدی که باید خوانده شود کدام است.

عملکرد سیستم های کنترلی به ترتیب زیر است ، و برخی از این گامها ممکن است با هم انجام گیرد یا با دستورات متفاوت انجام شوند که این مورد وابسته به نوع CPU می باشد.

1. خواندن کد برای عملکرد بعدی از بخش شمارنده

2. دیکود کردن کدهای عددی(بایناری یا هگز)به یک سری سیگنال برای دیگر سیستم ها

3. بالارفتن شماره کانتر برای دریافت دستور بعدی

4. خواندن این موضوع که آیا اطلاعات یا دستورالعمل باید از حافظه(یا یک دستگاه ورودی) خوانده شود ، و اینکه محل دیتای مورد نیاز کجا است.

5. تامین دیتای مورد نیاز برای یک ALU یا ریجیستر

6. اگر دستورالعمل به یک ALU یا یک سخت افزار نیاز دارد برای کامل شدن،به سخت افزار دستور بده تا عملکردهای مورد نظر انجام شوند.

7. نتایج را از ALU به حافظه یا ریجیستری برگردان و در یک دستگاه خروجی مثل مانیتور ثبت کن.

8. به مرحله اول برگرد

از آنجا که کانتر برنامه به صورت فکری فقط خانه بعدی حافظه را می خواند ،می توان از طریق محاسبات ALU آن را تغییر داد. به این طریق که 100 را به شمارنده برنامه می دهیم و باعث می شود که دستور بعدی از خانه 100 خوانده شود. عملکردهایی که شمارنده برنامه را تحت تاثیر قرار می دهند جامپ ها"jumps" نامیده می شوند و تکرار را ممکن می سازند و به کامپیوتر توان تکرار یک برنامه را می دهند که به آنها دستورات شرطی گفته می شود.

 

» واحد محاسبه و منطق

واحد ALU قادر است2 نوع عملکرد انجام دهد محاسباتی و منطقی.

بخش محاسباتی  ALU  محدود است به اعمال جمع و تفریق یا ضرب یا تقسیم و در کل مثلثات(سینوس،کسینوس و ...) . ALU  می تواند روی تمامی اعداد صحیح کار کند و برای انجام عملکردهای پیچیده به زمان بیشتری نیاز دارد. یک ALU همچنین می تواند اعداد را با هم مقایسه نماید و اندازه صحیح را بازگرداند(true or false) بسته به اینکه بزرگتر است یا کوچکتر است یا مساوی ، به صورت مثال: آیا 64 بزرگتر از 65 است ؟  غلط(false)

اعمال منطقی : و ,یا,آیا,نیست (AND, OR, XOR and NOT). اینها می توانند مفید باشند برای استفاده در بخش منطق سیستم و برای محاسبات سخت و پیشرفته منطق بولین .

کامپیوتر های سوپر اسکالر چندALU دارند و می توانند چندین دستورالعمل را در یک زمان انجام دهند. پردازنده های گرافیکی و کامپیوتر ها با قابلیت های SIMD و MIMD دارای ALUهایی هستند که محاسبات پیچیدهء  برداری و ماتریسی انجام می دهند.

 

» حافظه ها

در سال 1960 حافظهء اولیه مغناطیسی ابداء گردید ، تا زمانی که توسط حافظه های نیمه هادی جایگزین گردید. یک حافظهء کامپیوتر را می توان به صورت لیستی از سلولهای کنار هم دید که اعداد می توانند قرار بگیرند یا خوانده شوند ، هر سلول یک شماره مختص خود را دارد که آدرس نامیده می شود و می تواند یک عدد را در خود جای دهد. کامپیوتر می تواند به این صورت عمل کند که "عدد 123 را در خانه شماره 1357 قرار بده" یا "خانه شماره 1357 را با خانه شماره 2468 جمع کن و پاسخ را در خانه شماره 1595 قرار بده". اعداد ،الفباء و حتی دستورالعمل های کامپیوتر می توانند به راحتی در حافظه قرار بگیرند.از آنجا که CPU بین انواع مختلف اطلاعات تفاوت نمی گذارد ، این پاسخگویی نرم افزار است که به ما نشان می دهد در این خانه از حافظه چه چیزی ذخیره شده است.

در تمامی کامپیوتر های مدرن، هر خانه از حافظه به صورت بایناری ذخیره می شود و به صورت گروه های 8 تایی دسته بندی می شود که یک بایت نامیده می شود. هر بایت می تواند 256 عدد مختلف را بسازد  (2^8 = 256) و می تواند به صورت 0 تا 255 یا از -128 تا +128 قرار بگیرد. برای اعداد بزرگتر از چندین بایت پشت سر هم استفاده می شود البته به صورت (2,4,8).وقتی که به اعداد منفی نیاز داریم معمولا با یک مکمل ذخیره می شوند. یک کامپیوتر می تواند هر نوعی از اطلاعات را در حافظه ذخیره نماید البته اگر به اعداد بایناری تبدیل شوند. کامپیوترهای پیشرفته بیلیون ها یا حتی تریلیون ها بایت از اطلاعات دارند.

CPU بخش مخصوصی از حافظه(Register) را در خود دارد که بسیار سریعتر از حافظه های معمولی می توانند نوشته و خوانده شوند. آنها بسته به نوع CPU می توانند از چند تا چند صد تا در داخل یک CPU باشند. آنها برای دسترسی سریع CPU در نظر گرفته شده اند تا CPU کامپیوتر کارآیی بالاتری داشته باشد و بخش ALU محاسبات را سریعتر انجام دهد.

حافظه های اصلی کامپیوتر به 2 بخش کلی تقسیم می شوند 1- حافظه هایی با دسترسی تصادفی (RAM) و2- حافظه های فقط قابل خواندن(ROM) .

 RAM می تواند در هر زمان که CPU  دستور دهد نوشته و خوانده شود اما ROM ها از اطلاعات و نرم افزار های از قبل بارگیری شده پر شده اند و هیچ گاه قابل تغییر نیستند، بنابراین CPU فقط می تواند فقط از آن بخواند. ROM معمولا برای دستورالعمل هایی استفاده می شوند که کامپیوتر برای بالا آمدن از آنها استفاده می نماید. زمانی که کامپیوتر را خاموش می کنیم اطلاعات RAM  پاک می شوند ولی اطلاعات ROM  باقی می مانند.در یک کامپیوتر شخصی ROM شامل برنامه های مخصوص است که BIOS نامیده می شود که وظیفه دارد اطلاعات اولیه سیستم را بارگیری نماید و سیستم عامل را از روی هارد دیسک به رم بارگیری نماید هر زمان که کامپیوتر روشن یا ریست می شود.

در کامپیوترهای فشرده که دیسک درایو ندارند تمام اطلاعات در ROM ذخیره شده است. نرم افزاری که در ROM قرار دارد معمولا firmware نامیده می شود زیرا بیشتر شبیه به سخت افزار است تا نرم افزار. بلورهای فلش مموری تمایز بین ROM  و    RAM است ، وقتی که خاموش می شود اطلاعات آن باقی می ماند اما باز هم می توان روی آن نوشت. در نوع خود کندتر از ROM  و ROM   است اما در مواردی که سرعت زیاد نیاز نیست بسیار مفید است.

در اغلب کامپیوتر های پیشرفته تعداد بیشتری رم وجود دارند که از ریجیسترها کندتر و از حافظه های اصلی سریعتر هستند.

» ورودی و خروجی ها

هارد دیسک ها حافظه های عمومی هستند که در کامپیوترها استفاده می شوند.  I/Oبه این معنی است که کامپیوتر چگونه با دنیای اطراف خود تبادل اطلاعات می نماید . دستگاههایی که ورودی و خروجی کامپیوتر را تامین می کنند دستگاههای جانبی نامیده می شوند. در یک کامپیوتر شخصی(PC)دستگاههای جانبی شامل ورودی ها هستند از قبیل : کیبرد و موس و دستگاههای خروجی از قبیل مانیتور و پرینتر .

هارد دیسک ها،فلاپی درایو ها و دیسک های نوری هم به عنوان ورودی و هم به عنوان خروجی به حساب می آیند. شبکه های کامپیوتری نیز از انواع دیگر ورودی و خروجی ها هستند.

اغلب دستگاههای جانبی ، خود کامپیوترهای پیچیده ای هستند که در داخل خودشان CPU و حافظه دارند. یک واحد پردازش تصویر (GPU) ممکن است از 50 یا تعداد بیشتری کامپیوتر کوچک تشکیل شده باشد که محاسبات سنگین سه بعدی لازم جهت نمایش تصویرهای سنگین گرافیکی را انجام می دهد. کامپیوترهای مدرن خانگی شامل کامپیوترهای داخلی زیادی می شوند که به CPU اصلی کمک می کنند تا ورودی و خروجی را بهتر اداره نماید.  

 

منبع: سایت علمی ویکیپدیا

 

 


 

Computer

A computer is a machine that manipulates data according to a set of instructions.

 

The Columbia Supercomputer, located at the NASA Ames Research Center.

 

Although mechanical examples of computers have existed through much of recorded human history, the first electronic computers were developed in the mid-20th century (1940–1945). These were the size of a large room, consuming as much power as several hundred modern personal computers (PCs). Modern computers based on integrated circuits are millions to billions of times more capable than the early machines, and occupy a fraction of the space.Simple computers are small enough to fit into a wristwatch, and can be powered by a watch battery. Personal computers in their various forms are icons of the Information Age and are what most people think of as "computers". The embedded computers found in many devices from MP3 players to fighter aircraft and from toys to industrial robots are however the most numerous.

 

The ability to store and execute lists of instructions called programs makes computers extremely versatile, distinguishing them from calculators. The Church–Turing thesis is a mathematical statement of this versatility: any computer with a certain minimum capability is, in principle, capable of performing the same tasks that any other computer can perform. Therefore computers ranging from a mobile phone to a supercomputer are all able to perform the same computational tasks, given enough time and storage capacity.

 


 

History of computing

The Jacquard loom, on display at the Museum of Science and Industry in Manchester, England, was one of the first programmable devices.The first use of the word "computer" was recorded in 1613, referring to a person who carried out calculations, or computations, and the word continued to be used in that sense until the middle of the 20th century. From the end of the 19th century onwards though, the word began to take on its more familiar meaning, describing a machine that carries out computations.

 

The history of the modern computer begins with two separate technologies—automated calculation and programmability—but no single device can be identified as the earliest computer, partly because of the inconsistent application of that term. Examples of early mechanical calculating devices include the abacus, the slide rule and arguably the astrolabe and the Antikythera mechanism (which dates from about 150–100 BC). Hero of Alexandria (c. 10–70 AD) built a mechanical theater which performed a play lasting 10 minutes and was operated by a complex system of ropes and drums that might be considered to be a means of deciding which parts of the mechanism performed which actions and when.This is the essence of programmability.

 

The "castle clock", an astronomical clock invented by Al-Jazari in 1206, is considered to be the earliest programmable analog computer.It displayed the zodiac, the solar and lunar orbits, a crescent moon-shaped pointer travelling across a gateway causing automatic doors to open every hour,and five robotic musicians who played music when struck by levers operated by a camshaft attached to a water wheel. The length of day and night could be re-programmed to compensate for the changing lengths of day and night throughout the year.

 

The Renaissance saw a re-invigoration of European mathematics and engineering. Wilhelm Schickard's 1623 device was the first of a number of mechanical calculators constructed by European engineers, but none fit the modern definition of a computer, because they could not be programmed.

 

In 1801, Joseph Marie Jacquard made an improvement to the textile loom by introducing a series of punched paper cards as a template which allowed his loom to weave intricate patterns automatically. The resulting Jacquard loom was an important step in the development of computers because the use of punched cards to define woven patterns can be viewed as an early, albeit limited, form of programmability.

 

It was the fusion of automatic calculation with programmability that produced the first recognizable computers. In 1837, Charles Babbage was the first to conceptualize and design a fully programmable mechanical computer, his analytical engine.Limited finances and Babbage's inability to resist tinkering with the design meant that the device was never completed.

 

In the late 1880s, Herman Hollerith invented the recording of data on a machine readable medium. Prior uses of machine readable media, above, had been for control, not data. "After some initial trials with paper tape, he settled on punched cards ..." To process these punched cards he invented the tabulator, and the keypunch machines. These three inventions were the foundation of the modern information processing industry. Large-scale automated data processing of punched cards was performed for the 1890 United States Census by Hollerith's company, which later became the core of IBM. By the end of the 19th century a number of technologies that would later prove useful in the realization of practical computers had begun to appear: the punched card, Boolean algebra, the vacuum tube (thermionic valve) and the teleprinter.

 

During the first half of the 20th century, many scientific computing needs were met by increasingly sophisticated analog computers, which used a direct mechanical or electrical model of the problem as a basis for computation. However, these were not programmable and generally lacked the versatility and accuracy of modern digital computers.

 

Alan Turing is widely regarded to be the father of modern computer science. In 1936 Turing provided an influential formalisation of the concept of the algorithm and computation with the Turing machine. Of his role in the modern computer, Time magazine in naming Turing one of the 100 most influential people of the 20th century, states: "The fact remains that everyone who taps at a keyboard, opening a spreadsheet or a word-processing program, is working on an incarnation of a Turing machine".

 

The inventor of the program-controlled computer was Konrad Zuse, who built the first working computer in 1941 and later in 1955 the first computer based on magnetic storage.

 

George Stibitz is internationally recognized as a father of the modern digital computer. While working at Bell Labs in November 1937, Stibitz invented and built a relay-based calculator he dubbed the "Model K" (for "kitchen table", on which he had assembled it), which was the first to use binary circuits to perform an arithmetic operation. Later models added greater sophistication including complex arithmetic and programmability.

CPU design and Control unit

Die of an Intel 80486DX2 microprocessor (actual size: 12×6.75 mm) in its packaging.

 

Diagram showing how a particular MIPS architecture instruction would be decoded by the control system.The control unit (often called a control system or central controller) manages the computer's various components; it reads and interprets (decodes) the program instructions, transforming them into a series of control signals which activate other parts of the computer.Control systems in advanced computers may change the order of some instructions so as to improve performance.

 

A key component common to all CPUs is the program counter, a special memory cell (a register) that keeps track of which location in memory the next instruction is to be read from.

 

The control system's function is as follows—note that this is a simplified description, and some of these steps may be performed concurrently or in a different order depending on the type of CPU:

 

1.Read the code for the next instruction from the cell indicated by the program counter.

2.Decode the numerical code for the instruction into a set of commands or signals for each of the other systems.

3.Increment the program counter so it points to the next instruction.

4.Read whatever data the instruction requires from cells in memory (or perhaps from an input device). The location of this required data is typically stored within the instruction code.

5.Provide the necessary data to an ALU or register.

6.If the instruction requires an ALU or specialized hardware to complete, instruct the hardware to perform the requested operation.

7.Write the result from the ALU back to a memory location or to a register or perhaps an output device.

8.Jump back to step.

Since the program counter is (conceptually) just another set of memory cells, it can be changed by calculations done in the ALU. Adding 100 to the program counter would cause the next instruction to be read from a place 100 locations further down the program. Instructions that modify the program counter are often known as "jumps" and allow for loops (instructions that are repeated by the computer) and often conditional instruction execution (both examples of control flow).

 

It is noticeable that the sequence of operations that the control unit goes through to process an instruction is in itself like a short computer program—and indeed, in some more complex CPU designs, there is another yet smaller computer called a microsequencer that runs a microcode program that causes all of these events to happen.

 


 

Arithmetic / logic unit (ALU)

The ALU is capable of performing two classes of operations: arithmetic and logic.

 

The set of arithmetic operations that a particular ALU supports may be limited to adding and subtracting or might include multiplying or dividing, trigonometry functions (sine, cosine, etc) and square roots. Some can only operate on whole numbers (integers) whilst others use floating point to represent real numbers—albeit with limited precision. However, any computer that is capable of performing just the simplest operations can be programmed to break down the more complex operations into simple steps that it can perform. Therefore, any computer can be programmed to perform any arithmetic operation—although it will take more time to do so if its ALU does not directly support the operation. An ALU may also compare numbers and return boolean truth values (true or false) depending on whether one is equal to, greater than or less than the other ("is 64 greater than 65?").

 

Logic operations involve Boolean logic: AND, OR, XOR and NOT. These can be useful both for creating complicated conditional statements and processing boolean logic.

 

Superscalar computers may contain multiple ALUs so that they can process several instructions at the same time.Graphics processors and computers with SIMD and MIMD features often provide ALUs that can perform arithmetic on vectors and matrices.


 

Memory and Computer data storage

 Magnetic core memory was the computer memory of choice throughout the 1960s, until it was replaced by semiconductor memory.A computer's memory can be viewed as a list of cells into which numbers can be placed or read. Each cell has a numbered "address" and can store a single number. The computer can be instructed to "put the number 123 into the cell numbered 1357" or to "add the number that is in cell 1357 to the number that is in cell 2468 and put the answer into cell 1595". The information stored in memory may represent practically anything. Letters, numbers, even computer instructions can be placed into memory with equal ease. Since the CPU does not differentiate between different types of information, it is the software's responsibility to give significance to what the memory sees as nothing but a series of numbers.

 

In almost all modern computers, each memory cell is set up to store binary numbers in groups of eight bits (called a byte). Each byte is able to represent 256 different numbers (2^8 = 256); either from 0 to 255 or -128 to +127. To store larger numbers, several consecutive bytes may be used (typically, two, four or eight). When negative numbers are required, they are usually stored in two's complement notation. Other arrangements are possible, but are usually not seen outside of specialized applications or historical contexts. A computer can store any kind of information in memory if it can be represented numerically. Modern computers have billions or even trillions of bytes of memory.

 

The CPU contains a special set of memory cells called registers that can be read and written to much more rapidly than the main memory area. There are typically between two and one hundred registers depending on the type of CPU. Registers are used for the most frequently needed data items to avoid having to access main memory every time data is needed. As data is constantly being worked on, reducing the need to access main memory (which is often slow compared to the ALU and control units) greatly increases the computer's speed.

 

Computer main memory comes in two principal varieties: random-access memory or RAM and read-only memory or ROM. RAM can be read and written to anytime the CPU commands it, but ROM is pre-loaded with data and software that never changes, so the CPU can only read from it. ROM is typically used to store the computer's initial start-up instructions. In general, the contents of RAM are erased when the power to the computer is turned off, but ROM retains its data indefinitely. In a PC, the ROM contains a specialized program called the BIOS that orchestrates loading the computer's operating system from the hard disk drive into RAM whenever the computer is turned on or reset. In embedded computers, which frequently do not have disk drives, all of the required software may be stored in ROM. Software stored in ROM is often called firmware, because it is notionally more like hardware than software. Flash memory blurs the distinction between ROM and RAM, as it retains its data when turned off but is also rewritable. It is typically much slower than conventional ROM and RAM however, so its use is restricted to applications where high speed is unnecessary.

 

In more sophisticated computers there may be one or more RAM cache memories which are slower than registers but faster than main memory. Generally computers with this sort of cache are designed to move frequently needed data into the cache automatically, often without the need for any intervention on the programmer's part.

 

 


 

Input/output (I/O)

Hard disk drives are common storage devices used with computers.I/O is the means by which a computer exchanges information with the outside world. Devices that provide input or output to the computer are called peripherals.On a typical personal computer, peripherals include input devices like the keyboard and mouse, and output devices such as the display and printer. Hard disk drives, floppy disk drives and optical disc drives serve as both input and output devices. Computer networking is another form of I/O.

 

Often, I/O devices are complex computers in their own right with their own CPU and memory. A graphics processing unit might contain fifty or more tiny computers that perform the calculations necessary to display 3D graphics[citation needed]. Modern desktop computers contain many smaller computers that assist the main CPU in performing I/O.

 

برای دریافت مقاله به صورت فایل زیپ روی لینک بالا کلیک کنید.

 

 


ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۳۹:۴۶

Ω  تقدیم به تمامی خوانندگان وبلاگ الکترونیک و مخابرات

 

Ω  تهیه و تنظیم : صادق R

www.ELEELE.BLOGFA.com

 

 

Ω  برگرفته از وبلاگ آقای احمدرضا طباطبائیان

www.inventive.blogsky.com

 

دریافت به صورت PDF


ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
۲۴ اسفند ۱۳۸۸ ساعت ۰۹:۳۹:۴۶

در این تصویر کانکتورهای سیستم فیبر نوری را مشاهده می نمایید ، تلفات توان  این کانکتورها در بیشترین حالت 0.3dB می باشد و دمای کاری آنها بین ( -20  تا +75°C ) می باشد و مناسب برای 500 بار اتصال هستند.

در استفاده از این کانکتورها باید دقت کنید که به سر آنها دست نزنید چون بسیار حساس است،حتی به اثر انگشت ..! و با کوچکترین برخوردی می بایست مجددا تمیز شود.

برای دیدن نقشه کامل مطالب روی لینک های زیر کلیک کنید.
* آکواریوم اتوماتیک بسازید
* اطلاعات کامل در زمینه کابل های شبکه به صورت PDF
* اطلاعات کامل در زمینه کابل های شبکه
* از تکنولوژی وایمکس (WiMAX) چه میدانید ؟
* درباره راهنمای کپی مطالب
* سنسور های صوتی
* اطلاعات مهم پیرامون پیشگیری از سوختگی صفحه تلویزیون های LCD
* رادیو نفتی
* دیدن نور مادون قرمز با چشم
* سنسورهای هوشیار نظامی یا ASW ها
* روش ساده ای برای ساخت فیبر مدار چاپی
* درس زبان ماشین و اسمبلی
* مقاله ای مفید در زمینه بسته بندی انواع IC ها به صورت PDF
* معرفی سازمان تنظیم مقررات و ارتباطات رادیویی
* کابل اتصال SATA در کامپیوتر و اشتباه معمول کاربران
* استفاده از GPS اکسترنال برای یک گوشی ویندوز موبایل
* گذری بر مدولاسیونهای AM و FM
* مختل كننده‌ های تلفن‌های همراه
* OP AMP چیست؟
* مایکروویو خطرناک برای شیر کودکان
[۱] ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ ۱۰ ... >> 

ادامه مطلب
نوشته شده توسط عليرضا | لینک ثابت | موضوع: آرشيو نظرات (0) 
[ ۱ ][ ۲ ][ ۳ ][ ۴ ][ ۵ ][ ۶ ][ ۷ ][ ۸ ][ ۹ ][ ۱۰ ][ ۱۱ ][ ۱۲ ][ ۱۳ ][ ۱۴ ][ ۱۵ ][ ۱۶ ][ ۱۷ ][ ۱۸ ][ ۱۹ ][ ۲۰ ][ ۲۱ ][ ۲۲ ][ ۲۳ ][ ۲۴ ][ ۲۵ ][ ۲۶ ][ ۲۷ ][ ۲۸ ][ ۲۹ ][ ۳۰ ][ ۳۱ ][ ۳۲ ][ ۳۳ ][ ۳۴ ][ ۳۵ ][ ۳۶ ][ ۳۷ ][ ۳۸ ][ ۳۹ ][ ۴۰ ][ ۴۱ ][ ۴۲ ][ ۴۳ ][ ۴۴ ][ ۴۵ ][ ۴۶ ][ ۴۷ ][ ۴۸ ][ ۴۹ ][ ۵۰ ][ ۵۱ ][ ۵۲ ][ ۵۳ ][ ۵۴ ][ ۵۵ ][ ۵۶ ][ ۵۷ ][ ۵۸ ][ ۵۹ ][ ۶۰ ][ ۶۱ ][ ۶۲ ][ ۶۳ ][ ۶۴ ][ ۶۵ ][ ۶۶ ][ ۶۷ ][ ۶۸ ][ ۶۹ ][ ۷۰ ][ ۷۱ ][ ۷۲ ][ ۷۳ ][ ۷۴ ][ ۷۵ ][ ۷۶ ][ ۷۷ ][ ۷۸ ][ ۷۹ ][ ۸۰ ][ ۸۱ ][ ۸۲ ][ ۸۳ ][ ۸۴ ][ ۸۵ ][ ۸۶ ][ ۸۷ ][ ۸۸ ][ ۸۹ ][ ۹۰ ][ ۹۱ ][ ۹۲ ][ ۹۳ ][ ۹۴ ][ ۹۵ ][ ۹۶ ][ ۹۷ ][ ۹۸ ][ ۹۹ ][ ۱۰۰ ][ ۱۰۱ ][ ۱۰۲ ][ ۱۰۳ ][ ۱۰۴ ][ ۱۰۵ ][ ۱۰۶ ][ ۱۰۷ ][ ۱۰۸ ][ ۱۰۹ ][ ۱۱۰ ][ ۱۱۱ ][ ۱۱۲ ][ ۱۱۳ ][ ۱۱۴ ][ ۱۱۵ ][ ۱۱۶ ][ ۱۱۷ ][ ۱۱۸ ][ ۱۱۹ ][ ۱۲۰ ][ ۱۲۱ ][ ۱۲۲ ][ ۱۲۳ ][ ۱۲۴ ]