اسپلیتر

اسپلیتر یا میکروفیلتر (به انگلیسی: Micro Filter Splitter) دستگاهی است که عمل تفکیک امواج صوتی (تلفنی) و دیتا را بر روی خط تلفن انجام می‌دهد.

یکی از مشکلاتی که با راه اندازی اینترنت پرسرعت به وجود می‌آید پارازیتی است که روی خط تلفن ایجاد می‌شود. این پارازیت یا همان نویز باعث خواهد شد.






تا در هنگام مکالمه صدای واضحی دریافت و ارسال ADSL نشود. بنابراین همیشه در کنار خرید یک مودمsplitter باید دستگاه کوچک دیگری به نام اسپلیتر که البته قیمت چندانی هم ندارد را نیز تهیه کنید.






چگونگی عملکرد

اسپلیتر به گونه‌ای طراحی شده جدا Data است که می‌تواند صدا را از داده یا همان کند. وجود این وسیله، مانع از تداخل امواج آنها بارا Data هم شده و کیفیت دریافت صدا و همچنین بالا م یبرد. نبودن این دستگاه از طرف پارازیت صدا و از طرف دیگر قطع و وصل مداوم اینترنت را به دنبال خواهد داشت.






محل نصب

اسپلیتر باید در ابتدایی‌ترین محل ورود خط تلفن قرار گیرد و پس از آن به مودم و گوشی تلفن وصل شود. درصورت استفاده گوشی تلفن از پریز دیگر، استفاده از اسپلیتر ثانویه الزامیست و در صورت عدم استفاده اینترنت شما با مشکل برجورد خواهد کرد. طریقه استفاده از این دستگاه به این صورت است که خط تلفن به عنوان ورودی آن در نظر گرفته م یشود. خروجی آن هم از ۲ قسمت تشکیل شده که یکی برای اتصال به مودم و دیگری برای تلفن طراحی شده‌است. به کمک این وسیله پارازیت خط تلفن نیز برطرف خواهد شد. اسپلیتروسیله‌ای برای استفادها از مودم‌های دی اس ال است






زیرسامانه چندرسانه‌ای آی‌پی
زیرسامانهٔ چندرسانه‌ای آی‌پی (به انگلیسی: IP Multimedia Subsystem)(به اختصار IMS) استاندارد نوینی در ارتباطات است که توسط پروژهٔ شراکت نسل سوّم یا ۳جی‌جی‌پی (۳GPP) تعریف می‌شود. آی‌ام‌اس به صورت دیدی ترکیبی از دو فناوری، از موفق‌ترین فناوری‌های ارتباطات در شبکه‌های سلّولی و اینترنت است. در یکپارچه‌سازی سرویس‌های تعریف‌شده در آی‌ام‌اس، کاربران با ابزار سلولی خود قادرند به سرویس‌های داخل اینترنت به‌آسانی، به طور مؤثّر، قابل اعتماد و با قیمت منطقی دسترسی یابند. تمامی ارتباطات شبکه براساس پروتکل اینترنت یا آی‌پی (IP) است. پیشبرد آی‌ام‌اس، کاربر را به شبکهٔ نسل آتی یا ان‌جی‌ان (NGN) راهنمایی می‌کند. بررسی و توضیح ایده و مفهوم فناوری آی‌ام‌اس، ساختار و پروتکل آن، اتّصالات، مفهوم ان‌جی‌ان و مثالی از سرویس ارائه‌شده توسط سیستم‌های چندرسانه‌ای پیام گذاری یا ام‌ام‌اس (MMS) آورده می‌شود.






دلایل برقراری ارتباط آی‌ام‌اس

سه دلیل عمده برای توجیه نیاز به برقراری ارتباط آی‌ام‌اس وجود دارد. اوّلین آن‌ها این است که آی‌ام‌اس می‌تواند تمامی انواع مستقل ارتباطات را از هر نوع رسانه‌ای گرد هم جمع سازد. تا مردم بتوانند از هر وسیله‌ای برای اتّصال به وسیلهٔ دیگر استفاده کنند. دلیل دوّم کیفیت سرویس است. آی‌ام‌اس تعیین می‌کند که چه نوع سرویسی استفاده شده‌است و پهنای باند مناسب آن بسته به سرویس مورد نظر تأمین می‌گردد. دلیل سوّم مفهوم بارگیری یا شارژینگ (به انگلیسی: Charging) است. با آی‌ام‌اس، تأمین‌کننده می‌تواند روش بارگیری متفاوتی براساس سرویس بسازد.






دورنما

در آینده، آی‌ام‌اس نه تنها به سوی یک‌پارچه سازی سرویس‌ها پیش خواهد رفت، بلکه هدف آن یک‌پارچه سازی تمام شبکه‌های ارتباطی و تبدیل آن‌ها به یک شبکهٔ جهانی است. مؤسسه استاندارد سازی مخابراتی اروپ یا اِتسی (ETSI) یک گروه اصلی به منظور پیشبرد استانداردهای شبکه نسل آتی (ان‌جی‌ان) دارد. گروه مشترک تیسپان و اِتسی (ETSI-TISPAN) بدنه‌ای است که هدف آن پیشبرد یک شبکه ارتباطی جهانی مشتمل بر تعداد زیادی زیرسیستم بوده و دارای آی‌ام‌اس به عنوان شبکه مرکزی است. هر زیرسیستم می‌تواند با دیگری توسط آدرس آی‌پی آن ارتباط برقرار کند. شبکه نسل آتیِ ات‌سی-تیسپَن اطمینان می‌دهد که استفاده‌کنندگان هر وقت و هرجا می‌توانند به شبکه متصل شوند، علاوه بر آن، پویایی و تغییر مکان زندگی برای کاربران و وسیله‌هایشان را تأمین می‌کند و زیرسیستم‌های جدید مستقیماً می‌توانند به آنها متصل شوند. به منظور ترسیم برخی از سرویس‌ها در آی‌ام‌اس و شبکه نسل آتیِ ات‌سی-تیسپَن می‌توان از ام‌ام‌اس به عنوان سرویس آینده ارتباطات استفاده کرد. برخلاف اس‌ام‌اس، با ام‌ام‌اس کاربر می‌تواند متن همراه با صوت، عکس و ویدئو را ارسال کند. ام‌ام‌اس بر روی شبکه‌های آی‌پی به مانند شبکه‌های سوئیچینگ مداری کار می‌کند. با مفهوم تیسپَن ان‌جی‌ان، در آینده ام‌ام‌اس می‌تواند از ترمینال پی‌اس‌تی‌ان (PSTN) یا شبکه تلفنی با راهگزینی عمومی بدون توجه به نوع وسیله مورد استفاده، برای رسیدن به مقصد خود استفاده کند. با این قابلیتِ انعطاف و کارائی، ام‌ام‌اس یک راهگشای جدید در ارتباطات است.






زیرسامانه‌ها
زیرسامانه‌های چند رسانه‌ای مبتنی بر (آی‌ام‌اس)

در مورد عناصر، پروتکل‌ها و ساختار آی‌ام‌اس، ۳جی‌پی‌پی ساختار استاندارد آی‌ام‌اس را عنوان کرد و نسخه شماره ۷ این زیرسامانه تا پایان سال ۲۰۰۵ مستقر شد.

پنج پروتکل در اینجا وجود دارد:

پروتکل ترتیب‌دهی نشست یا اس‌آی‌پی (SIP)، در قسمت کنترل قرار گرفته‌است. این پروتکل از استقرار نشست چند رسانه‌ای استفاده می‌کند که شامل ایجاد و قرار دادن وظایف بر روی شبکه‌های آی‌پی است. اس‌آی‌پی براساس طراحی پروتکل ساده ارسال ایمیل یا اس‌ام‌تی‌پی (SMTP) و پروتکل انتقال ابرمتن یا اچ‌تی‌تی‌پی (HTTP) ساخته شده‌است. تقریباً تمامی نرم‌افزارها در آی‌ام‌اس براساس این دو پروتکل بنا شده‌اند. . اس‌آی‌پی قابلیت انعطاف به سرویس‌های مراکز در رسانه‌های مختلف و امکان گرد هم آوردن سرویس‌های گوناگون در ارتباطات چند رسانه‌ای چون پیامدهی بی‌درنگ، ارسال جریان ویدئویی، چت کردن صوتی و غیره را دارد.
میان‌بر در قسمت کنترل و مدیریت قرار گرفته‌است. این پروتکل جهت تصدیق صحت و صدور اجازه در تعدادی از واسط‌ها است.
پروتکل انتقال همزمان یا آرتی‌پی (RTP) و پروتکل مهار آرتی‌پی به نام (RTCP) در قسمت داده قرار گرفته و جهت انتقال همزمان رسانه‌هایی مانند گفتگوی ویدئویی استفاده می‌شود.
سرویس‌های با سیاست باز مشترک یا سی‌اوپی‌اس (COPS) جهت انتقال سیاست‌های بین نقطه تصمیم گیری سیاست یا پی‌دی‌پی (PDP) و نقطه اعمال سیاست یا پی‌ای‌پی (PEP) استفاده میگردد.
H. ۴۲۸ توسط گروههای علامت‌دهی جهت کنترل گره‌ها در بخش رسانه استفاده می‌شود. به طور مثال جهت کنترل وظایف گذرگاه رسانه یا ام‌جی‌سی‌اف (MGCF) می‌توان آن را به کار برد.







عناصر آی‌ام‌اس

در این پروتکل‌ها، عناصر آی‌ام‌اس با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و سازوکاری را جهت ترتیب‌دهی نشست براساس اس‌آی‌پی برقرار می‌کنند.

بعضی از عناصر آی‌ام‌اس عبارتند از:

عمل کنترل مکالمه و نشست یا سی‌اس‌سی‌اف (CSCF): سی‌اس‌سی‌اف گروه اصلی در سیستم‌های آی‌ام‌اس است. زیرا تمامی فرایند علامت‌دهی در سی‌اس‌سی‌اف اتّفاق می‌افتد. سی‌اس‌سی‌اف از ۳ قسمت تشکیل گردیده‌است که هر بخش وظایف مخصوص به خود را داراست.

ترمینال آی‌ام‌اس و شبکه آی‌ام‌اس: کار این بخش مانند سرور پروکسی اس‌آی‌پی در باند یا خارج باند است. در پی–سی‌اس‌سی‌اف (P-CSCF) تمامی درخواست‌های اس‌آی‌پی به سوی آدرس‌های موردنظر خودش هدایت می‌شوند. پی–سی‌اس‌سی‌اف ممکن است شامل عمل تصمیم گیری سیاست یا پی‌دی‌اف (PDF) باشد. پی‌دی‌اف یکی از عناصر آی‌ام‌اس است که وظیفه تعیین و مدیریت کیفیت سرویس را در تمامی سرویس‌های آی‌ام‌اس دارد. بنابراین پی–سی‌اس‌سی‌اف ممکن است به عنوان یک کنترل کننده کیفیت سرویس رفتار کند و در عین حال اطلاعات شارژینگ را استخراج کند به دلیل اینکه هر دو وظیفه درون پی‌دی‌اف قرار دارند. پی–سی‌اس‌سی‌اف می‌تواند در شبکه خودی و یا شبکه مقابل قرار گرفته باشد.
سی‌اس‌سی‌اف بازپرسی یا آی-سی‌اس‌سی‌اف (I-CSCF): آی-سی‌اس‌سی‌اف وظیفه یک سرور پروکسی اس‌آی‌پی مرتبط با بخش‌های مدیریتی را برعهده دارد. با اس‌ال‌اف (SLF) مرتبط است و براساس اچ‌اس‌اس (HSS) در پروتکل میان‌بر به جهت بازیابی مکان کاربر، در جائی که کاربر قرار دارد، می‌باشد. بنابراین اطلاعات مسیریابی می‌تواند جمع آوری گردد.

ICSCF شامل gateway مخفی سازی توپولوژی شبکه داخلی (THIG) است، که وظیفه آن کد کردن پیامهای اس‌آی‌پی و اطلاعات راجع به دومین و نامهای DNS است. I – سی‌اس‌سی‌اف در شبکه خودی قرار دارد، اما در بعضی موارد خاص می‌تواند در شبکه مقابل هم قرار بگیرد.

سی‌اس‌سی‌اف نشست یا (S – سی‌اس‌سی‌اف) : S – سی‌اس‌سی‌اف یک وظیفهٔ اصلی به عنوان ثبت کاربر دارد. هرکدام از پیامهای اس‌آی‌پی که به شبکه آی‌ام‌اس وارد و از آن خارج میشود، توسط S – سی‌اس‌سی‌اف بازرسی میگردد و S – سی‌اس‌سی‌اف عامل HSS را بسته به مشخصات کاربر چک میکند که از چه سرویسهایی می‌تواند استفاده کند. بعد از آن، ارتباط با سرور نرم‌افزار (AS) جهت برقراری سرویس براساس پیامهای اس‌آی‌پی، برقرار میگردد. به این دلیل است که S – سی‌اس‌سی‌اف به HSS و AS متصل است. S – سی‌اس‌سی‌اف همیشه در شبکه خودی قرار دارد.







۲-سرور نرم‌افزار (AS) : AS یکی از عناصر اس‌آی‌پی است که وظیفهٔ آن جایدهی و فعال کردن سرویسها میباشد. AS دارای سه نوع سرور است :

v SIPAS : جهت جایگزینی و فعال کردن سرویسهای چندرسانه‌ای آی‌پی
v دستیابی به سرویس به صورت باز – سرور توانائی سرویس (OSA – SCS) OSA – SCS واسطی جهت سرور برنامه‌های OSAمیباشد.
v وظیفه سوئیچ کردن سرویس چندرسانه‌ای (IM – SSF) : توسط آی‌ام‌اس جهت استفاده مجدد تمام سرویسهایی که قبلاً بوجود آمده در شبکه GSM میباشد.

۳-سرور مشترکین خانه‌ای (HSS) : HSS بخش مرکزی اطلاعات مربوط به مشترک میباشد. شامل مکان کاربر، اطلاعات کاربر، قسمت امنیت، و S – سی‌اس‌سی‌اف می‌باشد که برای کاربر ایجاد گردیده‌است. ۴-وظیفه مکان مشترک (SLF) : SLF جهت تطبیق نقشه کاربر به HSS بکار میرود. ۵-وظیفه منبع رسانه (MRF) : MRF منبعی از رسانه را جهت شبکه خانه‌ای تأمین می‌کند و در همان زمان یک کد انتقالی بین کد کننده‌ها و دیکدکننده‌های مختلف دیگر نرم‌افزاری رد و بدل میکند. ۶-وظیفه کنترلGateway مربوط به تغییر مسیر (BGCF) : BGCF برای وظایف مسیردهی براساس شماره PSTN در یک ارتباط از مدار قدیمی CSPSTN به شبکه آی‌ام‌اس استفاده میگردد. این بخش یکGateway از نوع PSTN / CS در همان شبکه و نیز شبکه مناسبی بین دومین‌های CS انتخاب میکند. ۷-گیت وی PSTN / CS : شبکه آی‌ام‌اس دارای Gatewayهای متعددی به دومین CS جهت قادر ساختن آن به برقراری ارتباط یا دریافت مکالمه از شبکه تلفن شهری (PSTN) یا ISDN میباشد. این گیت وی‌ها عبارتند از :

v GW مربوط به سیگنالینگ، که واسطی در طرح سیگنالینگ از شبکه آی‌ام‌اس به دومین CS است.
v GW کنترل وظایف (MGCF) نقطه مرکزی گیت وی PSTN / CS است.
v گیت وی رسانه (MGW) : واسط بخش رسانه از شبکه آی‌ام‌اس به شبکه PSTN / CS است و در مورد ترمینال آی‌ام‌اس کد کننده و دی کد کننده شبکه PSTN / CS را حمایت نمی‌کند. MGW این کار را انجام میدهد.

I. ۲ – برقراری نشست و ثبت کردن در آی‌ام‌اس به منظور درک مفهوم برقرارسازی نشست در آی‌ام‌اس اول مفهوم شبکه خودی و شبکه میزبان توضیح داده میشود. برگرفته از شبکه GSM، شبکه آی‌ام‌اس از همان مفهوم برای شبکه خود استفاده میکند. شبکه خودی (Home) به معنای این است که کاربر در پوشش شبکه خود میباشد. بنابراین از زیرساخت آن اپراتور بهره میبرد. در حالت دیگر، گاهی یک کاربر بایستی به کشور یا منطقه دیگری مسافرت کند که در آنجا زیرساخت اپراتور خودش وجود ندارد. در این مورد کاربر بایستی از زیرساخت اپراتور دیگر استفاده کند. این مورد، به نام سناریوی رومینگ شناخته می‌شود و کاربر در شبکه میزبان (Visited) قرار دارد. تمام عناصر آی‌ام‌اس به جز P – سی‌اس‌سی‌اف در شبکه خودی قرار دارند. ب

شکل ۴ چگونگی جریان دیتا در شبکه آی‌ام‌اس را بیان میکند. در اولین مرحله (نقطه ۱) سیگنال به عنوان اولین اتصال در شبکه آی‌ام‌اس به سویP – سی‌اس‌سی‌اف جریان پیدا میکند. پیام اس‌آی‌پی به سمت I – سی‌اس‌سی‌اف میگذرد به صورتیکه مکان کاربر (نقطه ۲) توسط SLF و HSS مشخص گردد، همچنین در این مرحله نوع سرویس درخواستی کاربر تشخیص داده میشود. سپس I – سی‌اس‌سی‌اف یک S – سی‌اس‌سی‌اف مناسب وابسته به اطلاعات دریافتی قبل (نقطه ۳) را انتخاب میکند. S – سی‌اس‌سی‌اف مشخصات کاربر را از HSS دریافت و ثبت می‌کند و تصمیم میگیرد که یک کاربر از سرویس درخواستی خود می‌تواند استفاده کند یا خیر (نقطه ۴). در نقطه ۵، S – سی‌اس‌سی‌اف از دریافت کننده دعوت می‌کند که به نشست ملحق گردد. نقطه ۶ عبور جریان دیتا همزمان با برقراری ارتباط را به ما نشان میدهد. دیتا به چند پکت تقسیم میگردد. دیتا با استفاده از TCP یا UDP منتقل میگردد. TCPبرای انتقال دیتا بصورت بسیار مطمئن استفاده میگردد بخاطراینکه TCP به هر پکت دیتا یک Index میدهد قابلیت اطمینان آن بیشتر است. TCP کاربر را از رسیدن دیتا به مقصد صحیح مطمئن میسازد.







دیاگرام سیگنالینگ از ثبت نشست بالا می‌تواند به شکل زیر استخراج گردد:

I. ۳ – رومینگ در آی‌ام‌اس وقتی که یک کاربر آی‌ام‌اس در رومینگ قرار دارد، می‌تواند یک مکالمه را با ارسال پیام Invite از طریق اس‌آی‌پی برقرار کند که این مکالمه از ترمینالآی‌ام‌اس به سمت P – سی‌اس‌سی‌اف شبکه میزبان انجام می‌پذیرد. توسط P – سی‌اس‌سی‌اف پیام دعوت اس‌آی‌پی به سوی I – سی‌اس‌سی‌اف شبکه خودی هدایت میگردد و دوباره به کلاس مربوطه S – سی‌اس‌سی‌اف در شبکه خودی تماس گیرنده هدایت میگردد. S – سی‌اس‌سی‌اف ترمینال مقصد را با آدرس آی‌پی وابسته که درHSS پیدا کرده جابجا می‌کند و ترمینال سمت مقصد مکالمه را دریافت میکند.







نمودار سیگنالینگ کامل برای این مورد در شکل پائین نشان داده شده‌است :

I. ۴ – شناسائی کاربر آی‌ام‌اس آی‌ام‌اس بایستی قادر به شناسایی مشترکین خود از دیگر مشترکین باشد، درست همانند PSTN که هـر مشترک توسط یک شماره تلفن منحصربه‌فرد شناسایی می‌گردد. آی‌ام‌اس دو روش جهت شناسایی کاربر دارد. اول هویت خصوصی کاربر، یک ID منحصربه‌فرد به هر مشترک آی‌ام‌اسمیدهد. همچنین ممکن است که یک مشترک دو هویت خصوصی کاربر داشته باشد. مانند یک شخص که دارای دو سیم کارت موبایل است. هویت خصوصی کاربر تشکیل شده‌است از مشخصه دستیابی شبکه (NAI) به شکل Username @ Operator. COM و هویت خصوصی کاربر در یک سیم کارت درست شبیه به موبایل در سیستم GSM ذخیره شده‌است. راه دوم مشخص کردن کاربر استفاده از هویت عمومی کاربر میباشد. هر هویت خصوصی کاربر می‌تواند چند هویت عمومی کاربر داشته باشد بطوریکه یک کاربر می‌تواند از (هویت عمومی کاربر)های متفاوتی برای سرویسهای متفاوت استفاده کند. در ۳GPP نسخه ۶، همچنین می‌توان ۲ یا چند هویت خصوصی کاربر برای دربرگرفتن یک هویت عمومی کاربر را درنظر گرفت. جهت اتصال به ترمینال دیگر آی‌ام‌اس هویت خصوصی کاربر از مشخص کننده منبع متحدالشکل اس‌آی‌پی یعنی URIبهره میبرد. فرم SIPURI به شکل زیر مشخص میگردد : Sip + (Country code) – (region code) – (operator code) – (unique sequence no) @ operation. COM در مورد متصل شدن به ترمینال PSTN یا دریافت مکالمه از ترمینال PSTN، ترمینال آی‌ام‌اس از شکل TELURI جهت برقراری یک ارتباط استفاده میکند. TELURI به شکل زیر مشخص می‌شود : Tel : + (country code) – (region code) – (operator code) – (unique sequence no) ارتباط بین شناسه خصوصی کاربر و شناسه عمومی کاربر در پائین شکل شماره ۶ آمده‌است :

II. شبکه نسل آتی NGN II. ۱ – رابطه TISPAN با NGN TISPAN (سرویسهای همگرای مخابراتی و اینترنتی و پروتکل‌هایی برای شبکه سازی پیشرفته) یک گروه کاری در انستیتوی استانداردهای مخابراتی اروپا (ETSI) می‌باشد که روی توسعه استانداردهای مفاهیم آینده شبکه‌های مخابراتی به نام شبکه‌های نسل آتی (NGN) کار میکند. برخی موارد NGN که درTISPAN بحث میشوند. عبارتند از : سرویسها ساختار، پروتکل، امنیت شبکه، کیفیت سرویس، قابلیت تحرک در شبکه‌های ثابت و یکپارچه سازی با فناوری شبکه‌های موجود TISPAN بطور تنگاتنگی با ۳GPP وابسته میباشد، که بدنه استانداردسازی آی‌ام‌اسمیباشد، که وابسته به موارد استفاده آن در هسته شبکه‌است. تا این زمان، در نسخه ۱ TISPAN NGN، ساختار و برخی قسمتهای عناصر شبکه‌ها مشخص گشته و جنبه‌های دیگر در کمیته بحث میگردند. ETSI – TISPAN پیش فرض را برای ساختار NGN به عنوان یک شبکه ارتباطی که تمامی موارد سرویسهای چند رسانه‌ای را پوشش میدهد مشخص کرده‌اند، در تمامی شبکه‌های ثابت یا موبایل، کار بر روی شبکه آی‌پی جهت حمل محتویات اطلاعات، توسط یک مکانیزم کنترل وظایف که وابسته به وظیفه انتقال می‌باشد کنترل میشود. تمام شبکه، شامل PSTN، اینترنت بر DSL، WLAN، UMTS و شبکه‌های GSM بخشی از شمای NGN هستند. بنابراین مشخصه‌های گوناگونی دارند، از قبیل :

v چند – پروتکل : تحت پوشش بسیاری پروتکل ارتباط حمایت میشود، بخصوص پروتکل باز اینترنت مانند HTTP، SMTP، WAP و غیره.
v چند - سرویس : توسط انواع زیادی از سرویسها میباشد شامل Streaming، پیام بی‌درنگ، اینترنت تلفنی، Push – to – talk و غیره.
v چند – دسترسی : از هر نوع شبکه قابل دسترسی است از قبیل : ثابت و موبایل، شامل آی‌ام‌اس به عنوان هسته شبکه، GSM، ISDN / PSTN، WLAN و غیره.
v شبکه‌های آی‌پی قابل اعتماد، قابل اطمینان و امن.







ساختار NGN از دید نسخه ۱ ETSITISPAN در شکل ۸ نشان داده شده‌است :

ETSI – TISPAN NGN زیرسیستمهای جدید دیگر را قادر میسازد تا به شبکه ملحق شوند. با اتصال پروتکل باز، الحاقیه زیر سیستمهای جدید جهت رسیدن به اهداف جدید در آینده انجام میگردند. همانطور که در شکل ۸ دیده می‌شود آی‌ام‌اسC بخشی از زیرسیستمها در TISPAN – NGN و نسخه ۶ آی‌ام‌اس که توسط ETSI – TISPAN به عنوان هسته شبکه جهت اتصال آن به زیرسیستمهای دیگر می‌باشد با چند ویژگی اضافی از نسخه ۷ آی‌ام‌اس و خود ETSITISPAN این مهم قابل تحقق است. تمامی اتصالها با استفاده از آی‌پی انجام می‌شود و توسط عناصر اصلی در NGN کنترل میشوند. زیرسیستمهای الحاق شبکه (NASS) و زیرسیستمهای کنترل منابع و پذیرش (RACS) II. ۲ – NASS و RASS NASS برای قرار گرفتن آی‌پی ترتیب داده شده‌است. به عنوان سرور DHCP همانند LAN عمل میکند. هر عنصر در هر زیرسیستمی ابتدا بهNASS دسترسی پیدا می‌کند که آدرس آی‌پی درنظر گرفته شده را درخواست کند. بنابراین سرویس TISPAN – NGN را می‌توان در این مورد بکار برد. وظیفه دوم NASS جهت رمزگذاری و تأئیدیه دادن میباشد. رمزگذاری باتوجه به مشخصات کاربر در HSS آی‌ام‌اس انجام میپذیرد. برای هر درخواست سرویس از یک ترمینال زیرسیستم در NGN، NASS ابتدا در پایگاه داده‌های کاربر جهت رمز دادن به ترمینال این مطلب که آیا می‌تواند از سرویس خواسته شده استفاده کند، را بررسی میکند. دادن تأئیدیه در لایه آی‌پی انجام میپذیرد، کار آن مشخص کردن آدرس برای اتصال سرویس خواسته شده میباشد. NASS محل حضور سرویس را پیدا می‌کند و بنابراین NGN می‌تواند مشخص کند که از اتصال داخلی استفاده کند و یا اینکه بایستی از طریق رومینگ به آدرس آی‌پی تعیین شده ترمینال برسد. در نسخه ۱، ETSITISPAN ساختارNASS در شکل ۹ مشخص گردیده‌است اما چگونگی کارکرد مبسوط آن هنوز توضیح داده نشده‌است.

RACS عنصری است که مسئول کنترل اجازه نشست میباشد. در طول فرایند اجازه دادن، RACS منبع مشخص شده موردنیاز نرم‌افزار را پیدا می‌کند و سیاست کنترل کیفیت سرویس را مشخص میسازد. RACS همچنین برای کنترل gateway عمل میکند. هر ارتباط به سوی شبکه‌هایی که آدرس شبکه و تعداد درگاههای مورد استفاده مختص به خود را دارند، می‌آید. RACS آدرسهای شبکه و درگاه را ترجمه میکند. بنابراین اتصال برقرار میگردد، برای مثال ترمینال PSTN و آی‌ام‌اس شماره درگاه مختص خود را در NGN دارند. در اپراتور دیگر ممکن است که هر کدام آدرس شبکه متفاوت داشته باشند. جهت دسترسی به ترمینال آی‌ام‌اس از یک ترمینال PSTN نیاز به دسترسی به شماره درگاه آی‌ام‌اس و دسترسی به آدرس شبکه‌های متناظر مقصد دارند. این طرزکار توسط RACS انجام میشود. متأسفانه عناصر RACS هنوز توسط ETSI – TISPAN نسخه ۱ شناسایی نگردیده‌است. مفاهیم بیشتری درباره ETSI – TISPAN خواهد آمد. استانداردهای قابل دسترس در حال بحث و بررسی زیادی در مورد کاربرد دسترسی سرویس باز (OSA) میباشد. اما تمامی این مفاهیم بدون اجرای آی‌ام‌اس ممکن نمی‌باشد و دلیل آن این است که همانطور که قبلاً توضیح داده شد، آی‌ام‌اس قلب ETSI – TISPAN NGN میباشد. برای بحث بعدی، سرویس ETSI – TISPAN در شبکه ثابت ام‌ام‌اس ارائه میگردد. III – سیستم پیام دهی چند رسانه‌ای (ام‌ام‌اس) III. ۱ – ام‌ام‌اس در GSM و آی‌ام‌اس اساساً ام‌ام‌اس مفهوم پیشرفته سرویس پیام کوتاه (اس‌ام‌اس) میباشد، که یک ارتباط پیامی غیر همزمان در شبکه موبایل است. ام‌ام‌اس کاربر را قادر میسازد که نه تنها یک پیام نوشتاری را ارسال کند بلکه بتواند عناصر چند رسانه‌ای چون صوت، عکس، ویدئو و غیره را در این پیام تعبیه سازد. ام‌ام‌اس مفهوم آتی ارتباطات خواهد شد، چونکه دربرگیرنده تمامی انواع شبکه‌های ارتباطی مانند : شبکه‌های سلولی ۲Gو ۳G، کلاینت، e – mail و همچنین اینترنت بر روی شبکه آی‌پی میباشد. ام‌ام‌اس همانطور که اس‌ام‌اس عمل می‌کند رفتار میکند، یک سرور ذخیره‌ای در شبکه دارد، بنابراین هرگاه کار بر مقصد گوشی خود را خاموش کند، پیام خودبخود در منبع ذخیره شبکه ذخیره گردیده.








شکل ۱۰ – شبکه ام‌ام‌اس و عناصر آن

و به محض فعال شدن گوشی به سمت وی حمل میگردد. بعلاوه، ام‌ام‌اس اتصال آی‌پی به اینترنت را تأمین میکند. بنابراین می‌تواند به کلاینت e – mail دسترسی پیدا کند. اساس شبکه ام‌ام‌اس در شکل ۱۰ نشان داده شده‌است. ساختار نوعی ام‌ام‌اس براساس WAP در سیستمهای GSM و دیاگرام سیگنالینگ متناظر آن در شکل ۱۱ نشان داده شده‌است.


شکل ۱۱ – شبکه ام‌ام‌اس – GSM و دیاگرام سیگنالینگ آن در سیستم GSM جهت ارسال ام‌ام‌اس یک کامپیوتر کاربر بایستی به GW مربوط به WAP متصل گردد. سرویس توسط پروتکل نشست WAP بنام WSP ارائه میگردد. GW مربوط به WAP پیام ام‌ام‌اس را به رله یا سرور ام‌ام‌اس که بر یک شبکه آی‌پی و یا اینترنت که از HTTP استفاده میکند، حمل مینماید. ام‌ام‌اس در سیستمهای آی‌ام‌اس دیگر به GW مربوط به WAP نیازی ندارد. تمامی اتصالات بین کامپیوتر کاربر ام‌ام‌اس و GW براساس آی‌پی و نیز بین GWبراساس آی‌پی، و رله و یا سرور ام‌ام‌اس با استفاده از پروتکل اینترنت چون HTTP و SMTP یا POP۳ کار میکند. به جای WSP، انتقال دیتا از کامپیوتر کاربر ام‌ام‌اس و GW مربوط به آی‌پی توسط TCP بی سیم انجام میپذیرد. GW براساس آی‌پی پروتکل TCP بی سیم را به TCP ترجمه میکند. شکل ۱۲ شبکه اصلی ام‌ام‌اس و ا دیاگرام متناظر سیگنالینگ آن را نشان میدهد.







شکل ۱۲ – ساختار شبکه آی‌ام‌اس – ام‌ام‌اس و دیاگرام سیگنالینگ آن

III. ۲ – ETSI – TISPAN شبکه ثابت ام‌ام‌اس (F – ام‌ام‌اس) سرویس ام‌ام‌اس در ETSI – TISPAN توسط شبکه ثابت ام‌ام‌اس ارائه میگردد (F – ام‌ام‌اس). FMMS راهکاری جهت ارسال یک MMSاز ترمینال PSTN و یا ISDN به ترمینال دیگر میباشد. کار داخلی با شبکه‌های دیگر اصولی مشابه آنچه در آی‌ام‌اس – ام‌ام‌اس بالا میبیند را دارد. تفاوت میان GSM – ام‌ام‌اس یا آی‌ام‌اس – ام‌ام‌اس در سطحGW قرار دارد (واسطMM۱). شکل ۱۳ ساختار شبکه‌ای F – ام‌ام‌اس و دیاگرام سیگنالینگ متناظر آن را نشان میدهد.

دو راه ارتباط در واسط MM۱ مربوط به F – ام‌ام‌اس وجود دارد. یک راه از F – ام‌ام‌اس و دیگری از مرکز سرویس شبکه ثابت (اس‌ام‌اس) استفاده میکنند. F – اس‌ام‌اس کاربر را در موقع رسیدن ام‌ام‌اس جدید در دوره اس‌ام‌اس آگاه میکند، بنابراین کاربر می‌تواند این اس‌ام‌اس را بطور خودکار بازیابی کند. بعد از این که توسط شخص دریافت گردید، سیگنال درخواست جهت اطلاع رله و یا سرور F – ام‌ام‌اس برای اعلام آمادگی دریافت MMSجدید توسط ترمینال دریافت کننده، ارسال میشود. در انتهای ارتباط، گزارش می‌شود که ام‌ام‌اس فرستاده شده، بصورت اس‌ام‌اس نیز به سمت فرستنده ارسال میگردد. فرستنده یک اس‌ام‌اس تأئید که توسط F – اس‌ام‌اس فرستاده شده‌است دریافت میدارد. بنابراین اغلب مسیر اس‌ام‌اس در F – ام‌ام‌اس جهت ارسال گزارش و یا تأئید بصورت SMSاستفاده میگردد. GW مربوط به F – ام‌ام‌اس پروتکل بر مبنای HTTP را بکار میگیرد، بنابراین نیازی به GW مربوط به WAP در F – MMSنمی‌باشد






رایانه
رایانه یا کامپیوتر (به انگلیسی: computer) ماشینی است که از آن برای پردازش اطلاعات استفاده می‌شود.






نام

در زبان انگلیسی «کامپیوتر» به دستگاه خودکاری می‌گفتند که محاسبات ریاضی را انجام می‌داد. بر پایهٔ «ریشه‌یابی Barnhart Concise» واژهٔ کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبان انگلیسی وارد گردید که به معنی «شخصی که محاسبه می‌کند» بوده‌است و سپس از سال ۱۸۹۷ به ماشین‌های محاسبه مکانیکی گفته می‌شد. در هنگام جنگ جهانی دوم «کامپیوتر» به زنان نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیرهای شلیک توپ‌های بزرگ جنگی به وسیله ابزار مشابهی بود، اشاره می‌کرد.

البته در اوایل دهه ۵۰ میلادی هنوز اصطلاح ماشین حساب (computing machines) برای معرفی این ماشین‌ها به‌کار می‌رفت. پس از آن عبارت کوتاه‌تر کامپیوتر (computer) به‌جای آن به‌کار گرفته شد. ورود این ماشین به ایران در اوائل دهه ۱۳۴۰ بود و در فارسی از آن زمان به آن «کامپیوتر» می‌گفتند. واژه رایانه در دو دهه اخیر در فارسی رایج شده است.

برابر این واژه در زبان‌های دیگر حتماً همان واژه زبان انگلیسی نیست. در زبان فرانسوی واژه "ordinateur"، که به معنی «سازمان‌ده» یا «ماشین مرتب‌ساز» است، به‌کار می‌رود. در اسپانیایی "ordenador" با معنایی مشابه استفاده می‌شود، همچنین در دیگر کشورهای اسپانیایی زبان computadora بصورت انگلیسی‌مآبانه‌ای ادا می‌شود. در پرتغالی واژه computador به‌کار می‌رود که از واژه computar گرفته شده و به معنای «محاسبه کردن» می‌باشد. در ایتالیایی واژه "calcolatore" که معنای ماشین حساب است بکار می‌رود که بیشتر روی ویژگی حسابگری منطقی آن تاکید دارد. در سوئدی رایانه "dator" خوانده می‌شود که از "data" (داده‌ها) برگرفته شده‌است. به فنلاندی "tietokone" خوانده می‌شود که به معنی «ماشین اطلاعات» می‌باشد. اما در زبان ایسلندی توصیف شاعرانه‌تری بکار می‌رود، «tölva» که واژه‌ای مرکب است 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 داده‌پرداز («data processing machine»).






معنای واژهٔ فارسی رایانه

واژهٔ رایانه از مصدر رایانیدن ساخته شده که در فارسی میانه به شکلِ rāyēnīdan و به معنای «سنجیدن، سبک و سنگین کردن، مقایسه کردن» یا «مرتّب کردن، نظم بخشیدن و سامان دادن» بوده‌است. این مصدر در زبان فارسی میانه یا همان پهلوی کاربرد فراوانی داشته و مشتق‌های زیادی نیز از آن گرفته شده بوده است. برایِ مصدر رایانیدن/ رایاندن در فرهنگ واژه دهخدا چنین آمده:







رایاندن
دَ (مص) رهنمائی نمودن به بیرون. هدایت کردن. (ناظم الاطباء).

شکلِ فارسی میانهٔ این واژه rāyēnīdan بوده و اگر می‌خواسته به فارسی نو برسد به شکل رایانیدن/ رایاندن درمی‌آمده. (بسنجید با واژه‌یِ فارسیِ میانه‌یِ āgāhēnīdan که در فارسیِ نو آگاهانیدن/ آگاهاندن شده‌است).

این واژه از ریشه‌یِ فرضیِ ایرانیِ باستانِ –radz* است که به معنایِ «مرتّب کردن» بوده. این ریشه به‌صورتِ –rad به فارسیِ باستان رسیده و به شکلِ rāy در فارسیِ میانه (پهلوی) به‌کار رفته. از این ریشه ستاک‌هایِ حالِ و واژه‌هایِ زیر در فارسیِ میانه و نو به‌کار رفته‌اند:

-ā-rādz-a*یِ ایرانیِ باستان> -ā-rāy ِ فارسی میانه که در واژه‌یِ آرایشِ فارسیِ نو دیده می‌شود.
-pati-rādz-a*یِ ایرانیِ باستان> -pē-rāy ِ فارسی میانه که در واژه‌یِ پیرایشِ فارسیِ نو دیده می‌شود؛ و
-rādz-ta*یِ ایرانیِ باستان> rāst ِ فارسی میانه که در واژه‌یِ راستِ فارسیِ نو دیده می‌شود.

این ریشه‌یِ ایرانی از ریشه‌یِ هندواروپاییِ -reĝ* به معنایِ «مرتّب کردن و نظم دادن» آمده‌است. از این ریشه در

هندی rāj-a به معنیِ «هدایت‌کننده، شاه» (یعنی کسی که نظم می‌دهد)؛
لاتینی rect-us به معنیِ «راست، مستقیم»،
فرانسه di-rect به معنیِ «راست، مستقیم»،
آلمانی richt به معنیِ «راست، مستقیم کردن» و
انگلیسی right به معنیِ «راست، مستقیم، درست»

برجای مانده‌است.

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

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

حاصل می‌گردد.

در فارسیِ نو پسوندِ -ـه (= e- یا همان a-) را به ستاکِ حالِ "رایانیدن" یعنی رایانـ- چسبانده‌اند تا نامِ ابزارِ این فعل ساخته شود؛ یعنی "رایانه" به معنایِ «ابزارِ نظم بخشیدن و سازماندهی (ِ داده‌ها)» است.

سازندگان این واژه به واژه‌یِ فرانسویِ این مفهوم، یعنی ordinateurتوجّه داشته‌اند که در فرانسه از مصدرِ ordre«ترتیب و نظم دادن و سازمان بخشیدن» ساخته شده. به هرحال، معنادهیِ واژه‌یِ رایانه برایِ این دستگاه جامع‌تر و رساتر از کامپیوتر است. یادآور می‌شود که computerبه معنایِ «حسابگر» یا «مقایسه‌گر» است، حال آن‌که کارِ این دستگاه براستی فراتر از "حساب کردن" است.






تاریخچه

در گذشته دستگاه‌های مختلف مکانیکی ساده‌ای مثل خط‌کش محاسبه و چرتکه نیز رایانه خوانده می‌شدند. در برخی موارد از آن‌ها به‌عنوان رایانه قیاسی نام برده می‌شود. البته لازم به ذکر است که کاربرد واژهٔ رایانه آنالوگ در علوم مختلف بیش از این است که به چرتکه و خطکش محاسبه محدود شود. به طور مثال در علوم الکترونیک، مخابرات و کنترل روشی برای محاسبه مشتق و انتگرال توابع ریاضی و معادلات دیفرانسیل توسط تقویت کننده‌های عملیاتی، مقاومت، سلف و خازن متداول است که به مجموعهٔ سیستم مداری «رایانهٔ قیاسی» (آنالوگ) گفته می‌شود. چرا که 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 «رایانه رقمی (دیجیتال)» یاد می‌شد تا آن‌ها را از انواع «رایانه قیاسی» جدا سازند.

به تصریح دانشنامه انگلیسی ویکی‌پدیا، بدیع‌الزمان ابوالعز بن اسماعیل بن رزاز جَزَری (درگذشتهٔ ۶۰۲ ق.) یکی از نخستین ماشین‌های اتوماتا را که جد رایانه‌های امروزین است، ساخته بوده‌است. این مهندس مکانیک مسلمان از دیاربکر در شرق آناتولی بوده‌است. رایانه یکی از دو چیز برجسته‌ای است که بشر در سدهٔ بیستم اختراع کرد. دستگاهی که بلز پاسکال در سال ۱۶۴۲ ساخت اولین تلاش در راه ساخت دستگاه‌های محاسب خودکار بود. پاسکال آن دستگاه را که پس از چرتکه دومیت ابزار ساخت بشر بود، برای یاری رساندن به پدرش ساخت. پدر وی حسابدار دولتی بود و با کمک این دستگاه می‌توانست همه اعدادشش رقمی را با هم جمع و تفریق کند.

لایبنیتز ریاضی‌دان آلمانی نیز از نخستین کسانی بود که در راه ساختن یک دستگاه خودکار محاسبه کوشش کرد. او در سال ۱۶۷۱ دستگاهی برای محاسبه ساخت که کامل شدن آن تا ۱۹۶۴ به درازا کشید. همزمان در انگلستان ساموئل مورلند در سال ۱۶۷۳ دستگاهی ساخت که جمع و تفریق و ضرب می‌کرد.

در سدهٔ هجدهم میلادی هم تلاش‌های فراوانی برای ساخت دستگاه‌های محاسب خودکار انجام شد که بیشترشان نافرجام بود. سرانجام در سال ۱۸۷۵ میلادی استیفن بالدوین نخستین دستگاه محاسب را که هر چهار عمل اصلی را انجام می‌داد، به نام خود ثبت کرد.

از جمله تلاش‌های نافرجامی که در این سده صورت گرفت، مربوط به چارلز ببیج ریاضی‌دان انگلیسی است. وی در آغاز این سده در سال ۱۸۱۰ در اندیشهٔ ساخت دستگاهی بود که بتواند بر روی اعداد بیست و شش رقمی محاسبه انجام دهد. او بیست سال از عمرش را در راه ساخت آن صرف کرد اما در پایان آن را نیمه‌کاره رها کرد تا ساخت دستگاهی دیگر که خود آن را دستگاه تحلیلی می‌نامید آغاز کند. او می‌خواست دستگاهی برنامه‌پذیر بسازد که همه عملیاتی را که می‌خواستند دستگاه برروی عددها انجام دهد، قبلا برنامه‌شان به دستگاه داده شده باشد. قرار بود عددها و درخواست عملیات برروی آن‌ها به یاری کارت‌های سوراخ‌دار وارد شوند. بابیچ در سال ۱۸۷۱ مرد و ساخت این دستگاه هم به پایان نرسید.

کارهای بابیچ به فراموشی سپرده شد تا این که در سال ۱۹۴۳ و در بحبوحه جنگ جهانی دوم دولت آمریکا طرحی سری برای ساخت دستگاهی را آغاز کرد که بتواند مکالمات رمزنگاری‌شدهٔ آلمانی‌ها را رمزبرداری کند. این مسئولیت را شرکت آی‌بی‌ام و دانشگاه هاروارد به عهده گرفتند که سرانجام به ساخت دستگاهی به نام ASCC در سال ۱۹۴۴ انجامید. این دستگاه پنج تنی که ۱۵ متر درازا و ۲٫۵ متر بلندی داشت، می‌توانست تا ۷۲ عدد ۲۴ رقمی را در خود نگاه دارد و با آن‌ها کار کند. دستگاه با نوارهای سوراخدار برنامه‌ریزی می‌شد و همهٔ بخش‌های آن مکانیکی یا الکترومکانیکی بود.






تعریف داده و اطلاعات

داده به آن دسته از ورودی‌های خام گفته می‌شود که برای پردازش به رایانه ارسال می‌شوند.

به داده‌های پردازش شده اطّلاعات می‌گویند.






رایانه‌ها چگونه کار می‌کنند؟

از زمان رایانه‌های اولیه که در سال ۱۹۴۱ ساخته شده بودند تا کنون فناوری‌های دیجیتالی رشد نموده‌است، 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 بصورت متوالی شماره گذاری شده در خانه‌ها است، هرکدام محتوی بخش کوچکی از داده‌ها می‌باشند. داده‌ها ممکن است دستورالعمل‌هایی باشند که به رایانه می‌گویند که چه کاری را انجام دهد باشد. خانه ممکن است حاوی اطلاعات مورد نیاز یک دستورالعمل باشد. اندازه هر خانه، وتعداد خانه‌ها، در رایانهٔ مختلف متفاوت است، همچنین فناوری‌های بکاررفته برای اجرای حافظه نیز از رایانه‌ای به رایانه دیگر در تغییر است (از بازپخش‌کننده‌های الکترومکانیکی تا تیوپ‌ها و فنرهای پر شده از جیوه و یا ماتریس‌های ثابت مغناطیسی و در آخر ترانزیستورهای واقعی و مدار مجتمع‌ها با میلیون‌ها فیوز نیمه هادی یا MOSFETهایی با عملکردی شبیه ظرفیت خازنی 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 پردازش‌گرهای مبتنی بر اعمال ساده هستند و نوع دوم پردازشگرهای مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند. 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 برنامه‌نویسی برای این پردازنده‌ها بار نسبتاً سنگینی بر دوش برنامه‌نویس است. این پردازنده‌ها تنها حاوی ۴ عمل اصلی و اعمال منطقی ریاضی و مقایسه‌ای به علاوه چند دستور بی‌اهمیت دیگر می‌باشند. هرچند ذکر این نکته ضروری است که دستورات پیچیده نیز از ترکیب تعدادی دستور ساده تشکیل شده‌اند و برای پیاده‌سازی این دستورات در معماری‌های مختلف از پیاده‌سازی سخت‌افزاری (معماری CISC) و پیاده‌سازی نرم‌افزاری (معماری RISC) استفاده می‌شود.

(قابل ذکر است پردازنده‌های اینتل از نوع پردازنده مبتنی بر اعمال پیچیده می‌باشند.)

واحد کنترل همچنین این مطلب را که کدامین بایت از حافظه حاوی دستورالعمل فعلی اجرا شونده‌است 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 قرار گرفته‌است).






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). (از سایر ورودی/خروجی‌ها می‌توان موشواره mouse، قلم نوری، چاپگرها (printer)، اسکنرها، انواع لوح‌های فشرده(CD, DVD) را نام برد).

چیزی که تمامی دستگاه‌های عمومی در آن اشتراک دارند این است که آن‌ها رمزکننده 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 برنامه‌نویسی، برنامه‌نویسی می‌کنند تا سپس توسط برنامه ویژه‌ای (تفسیرگرها (interpreters) یا همگردان‌ها (compilers) به دستورالعمل ویژه ماشین تبدیل گردد. برخی زبان‌های برنامه‌نویسی 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.






معماری‌ها

در رایانه‌های معاصر واحد محاسبه و منطق را به همراه واحد کنترل در یک مدار مجتمع که واحد پردازشی مرکزی (CPU) نامیده می‌شود، جمع نموده‌اند. 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 رایانه) 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 حافظه‌اش 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 خط لوله 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 صرفه‌جویی کنند.






برنامه‌ها

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 دستورها به تکرار اجرا می‌شوند. یک رایانه شخصی 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. برنامه‌نویسان 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 برنامه‌نویسان در دسترس قرار می‌دهند. (اگر مایلید «یک برنامه‌نویس 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 برنامه‌است. 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. سیستم‌عامل همان برنامه‌ای است که این اشتراک زمانی را بین برنامه‌های دیگر تعیین می‌کند.

زمین‌لرزه
زمین‌لرزه یا زلزله لرزش و جنبش زمین است که به علّت آزاد شدن انرژی ناشی از گسیختگی سریع در گسلهای پوستهٔ زمین در مدّتی کوتاه روی می‌دهد. محلّی که منشأ زمین‌لرزه است و انرژی از آنجا خارج می‌شود را کانون ژرفی، و نقطهٔ بالای کانون در سطح زمین را مرکز سطحی زمین‌لرزه گویند. پیش از وقوع زمین‌لرزهٔ اصلی معمولاً زلزله‌های نسبتاً خفیف‌تری در منطقه روی می‌دهد که به پیش‌لرزه معروفند. به لرزشهای بعدی زمین‌لرزه نیز پس‌لرزه گویند که با شدّت کمتر و با فاصلهٔ زمانی گوناگون میان چند دقیقه تا چند ماه رخ می‌دهند. زمین‌لرزه به سه صورت عمودی، افقی و موجی بوقوع می‌رسد که نوع آخر از شایعترین آنهاست.





زمین لرزه نتیجهٔ رهایی ناگهانی انرژی از داخل پوسته زمین است که امواج ارتعاشی را ایجاد می‌کند. زمین لرزه‌ها توسط دستگاه زلزله سنج یا لرزه نگار ثبت می‌شوند. مقدار بزرگی یک زلزله (ریشتر) طبق قرارداد گزارش می‌شود که بیان کننده انرژی آزاد شده می باشد، زلزله‌های کوچکتر از شدت ۳ اغلب غیر محسوس و بزرگتر از ۷ خسارت‌های جدی را به بار می‌آورند. شدت لرزه با روش اصلاح شدهٔ مرکالی اندازه‌گیری می‌شود که مبین آثار زلزله بر روی زمین است و مقیاس آن ۱ تا ۱۴ می باشد.

در نزدیکی سطح زمین، زلزله به صورت ارتعاش یا گاهی جابجایی زمین نمایان می‌شود. زمانی که مرکز زمین‌لرزه در داخل دریا باشد،در صورت تغییر شکل زیاد و سریع بستر دریا باعث ایجاد سونامی می‌شود که معمولاً در زلزله های بسیار شدید اتفاق می افتد. ارتعاشات زمین همین‌طورریزش کوه و گاهی فعالیت‌های آتشفشانی را موجب می‌شود.

در حالت کلی کلمه زمین لرزه هر نوع ارتعاشی را در بر می‌گیرد – چه ارتعاش طبیعی چه مصنوعی توسط انسان - که موجب ایجاد امواج ارتعاشی می‌شود. زمین لرزه‌ها اغلب نتیجه حرکت گسل‌ها هستند، و همین‌طور فعالیت‌های آتشفشانی، ریزش کوه‌ها، انفجار معدن‌ها، و آزمایش‌های هسته‌ای. نقطهٔ آغازین شکاف لرزه را کانون می‌نامند. مرکز زمین‌لرزه نقطه‌ای است در راستای عمودی کانون و در سطح زمین.



ریشهٔ واژهٔ زلزله
زلزله واژه‌ای از ریشه عربی زلزل به معنی لرزش است. در گذشته زلزله را بومهن می‌نامیدند که برگرفته از بوم‌مثنه مرکب از بوم (زمین) و مثنه (حرکت) به معنی حرکت زمین است.



توصیه‌های لازم هنگام وقوع زلزله
یکی از کارهای مهم آن است که خود را آماده کنیم تا در صورت وقوع زلزله، بدانیم باید چه کار کنیم. آماده بودن و دانستن این‌که موقع زلزله چه کاری باید انجام داد، می‌تواند در صورت وقوع زلزله بعدی جان بسیاری از افراد را نجات دهد.قبل از هر چیز آرامش خود را حفظ کنید، ترس و وحشت، سرعت عمل و صحت رفتار شما را کاهش می‌دهد. پس با اعتماد به نفس به سرعت نکات ایمنی را انجام دهید.دوره متوسط یک زمین لرزه زیر ۳۰ ثانیه است اما برای زلزله‌های شدیدتر این زمان می‌تواند به چند دقیقه نیز برسد.به محض احساس وقوع زلزله، در صورت امکان، اگر ساختمانی یک طبقه است و نزدیک در خروجی هستید، سریعاً از آن خارج شوید و به فضای باز بروید؛در صورتی که در ساختمان اداری چندین طبقه یا در مدرسه هستید، هر چه زودتر به زیر میز تحریر پناه ببرید به طرف راههای خروجی هجوم نبرید ممکن است همه همین تصمیم را داشته باشند و پلکانها شکسته و یا با جمعیت مسدود شده باشند.سعی کنید زیر یک میز پناه بگیرید.زیر میز محل مناسبی برای پناهگیری است. در کلاس مدرسه زیر میز تحریر خود پناه ببرید،اگر به میز دسترسی ندارید به کنار دیواری بروید و به آن بچسبید.اگر خارج از ساختمان هستید، از نزدیک شدن به ساختمانهای بلند، دیوارها و دیگر اشیایی که ممکن است فرو بریزد اجتناب کنید،اگرداخل ساختمان هستید، مواظب افتادن، آجر، لوستر و سایر وسایلی که ممکن است بلغزند و یا واژگون شوند، باشید. از پنجره‌ها و آئینه‌ها فاصله بگیرید در صورت احساس خطر به زیر میز، تختخواب، میان چار چوبهای محکم در و یا به گوشه‌ای دور از پنجره‌ها پناه ببرید.محل امنی در داخل ساختمان انتخاب کرده و تا پایان لرزه‌ها در آنجا پناه بگیرید،قبل از اتمام لرزه‌ها سعی نکنید از محل خارج شوید.سعی کنید تا وقتی تکان‌ها رفع نشده سر جای خود بمانید. سپس در کمال خونسردی و نظم محل را ترک کنید.





زلزله‌های طبیعی
زلزله‌های تکتونیکی در هر جای زمین که در آن انرژی کرنشی کشسانی به میزان کافی برای گسترش شکستگی در امتداد صفحهٔ گسل ذخیره شده باشد، رخ خواهند داد. در مرزهای صفحه‌های پوسته زمین که بزرگترین صفحه‌های گسل روی زمین را ایجاد می‌کنند، صفحات کنار یکدیگر حرکت یکنواخت و (aseismically) خواهند داشت اگر هیچ بی‌نظمی یا ناهمواری در امتداد مرزهای آنها که باعث افزایش مقاومت اصطکاکی می‌شود، وجود نداشته باشد. بیشتر مرزها دارای این ناهمواری‌ها هستند و این منجر به رفتار چوب – لغزشی (stick-slip behavior) می‌شود. هنگامی که مرزهای صفحه قفل شده باشد، ادامهٔ حرکت نسبی بین صفحات منجر به افزایش تنش و در نتیجه افزایش انرژی انباشته شده در توده های نزدیک سطح گسل می‌شود. این افزایش ادامه می‌یابد تا زمانی که تنش افزایش یافته به اندازه‌ای کافی برسد و از طریق شکستن ناهمواری‌ها، ناگهان از بخش قفل شدهٔ گسل اجازه لغزش بیابد و انرژی ذخیره شده را آزاد کند. این انرژی به صورت امواج لرزه‌ای آزاد شده و تابیده شدن گرمای اصطکاکی سطح گسل، و شکستن سنگ آزاد می شود که در نتیجه باعث ایجاد زلزله می‌شود. این روند تدریجی ساخت تنش و کرنش که موجب شکست ناگهانی و تولید زلزله است به عنوان نگره ی بازگشت کشسان (elastic rebound theory) خوانده می‌شود. تخمین زده می‌شود که تنها ۱۰ درصد یا کمتر، از کل انرژی زلزله به صورت انرژی لرزه‌ای آزاد می‌شود. بیشترین بخش انرژی زلزله صرف شکستگی سنگها یا تبدیل به حرارت تولید شده توسط اصطکاک می‌شود. بنابراین، زمین لرزه انرژی کرنشی نهفته ی کشسانی زمین نزدیک گسل را کاهش می‌دهد و درجه حرارت آن را افزایش می‌دهد، اگرچه این تغییرات نسبت به جریان همرفت و رسانایی گرمای خارج شده از اعماق زمین ناچیزاست.




انواع گسل زلزله
سه نوع عمده از گسل وجود دارد که ممکن است موجب زلزله بشوند: عادی، معکوس (محوری) و ضربه‌ای-لغزشی. گسل‌های نرمال و معکوس نمونه‌هایی از شیب - لغزش هستند، که در آن جابه جایی در امتداد گسل در جهت شیب و حرکت بر روی آنها شامل مؤلّفهٔ عمودی می‌شود. گسل نرمال عمدتاً در حوزه‌هایی رخ می‌دهد که پوسته مانند مرز واگرا در حال تمدید شدن است. گسل معکوس در مناطقی که پوسته مانند مرز همگرا در حال کوتاه شدن است رخ می‌دهد. گسل‌های ضربه‌ای - لغزشی ساختمان‌های شیب داری دارند که دو طرف گسل به صورت افقی در کنار یکدیگر می‌لغزند؛ مرزهای تبدیلی نوع خاصی از گسل ضربه‌ای – لغزشی هستند. زلزله‌های بسیاری ناشی از جنبش در گسل‌هایی هستند که شامل هر دو نوع شیب - لغزش و ضربه‌ای- لغزشی است، این لغزش به عنوان مورب شناخته شده‌است.





زمین لرزه‌های دور از مرزهای صفحه‌ها
از آنجایی که مرزهای صفحه‌ها در درون سنگ کره قاره‌ها رخ می‌دهد، تغییر شکل در منطقه‌ای بسیار بزرگ‌تر از مرز صفحه پخش شده‌است. مانند تبدیل قاره‌ای گسل سان آندریاس، بسیاری از زمین لرزه‌ها به دور از مرز صفحه رخ می‌دهند و به گونه‌های توسعه یافته در منطقه وسیع تری از تغییر شکل ناشی از نا منظمی در رابطه با گسل ردیابی هستند (به عنوان مثال منطقه «بزرگ خم».) زلزله نورتریج با جنبش در رانش کوه درون چنین منطقه‌ای در ارتباط بود. مثال دیگر مرز صفحه همگرا و به‌شدت مایل بین پلیت عربی و اوراسیا است که بخشی از شمال غربی کوههای زاگرس می‌باشد. تغییر شکل در ارتباط با مرز این صفحه به پوستهٔ تقریباً خالص که جنبش‌های عمود بر مرز در منطقه وسیعی درجنوب غربی و حرکات تقریباً خالص ضربه‌ای- لغزشی در امتداد گسل‌های اصلی نزدیک به مرز واقعی صفحه‌ها تقسیم می‌شود. این توسط مکانیسم کانونی زمین لرزه نشان داده‌است. همه صفحات تکتونیکی میدان تنش داخلی ناشی از تعاملات خود با صفحات مجاور و بارگیری و یا تخلیه رسوبی دارند. (به عنوان مثال deglaciation.) این تنش‌ها ممکن است برای ایجاد شکست در امتداد گسل صفحه‌های موجود کافی باشند، و زلزله‌های میان صفحه‌ای را ظاهر کنند.





کانون-کم عمق وکانون-عمیق زلزله
اکثر زلزله تکتونیکی در حلقه آتش درعمقی کمتراز ده‌ها کیلومتر ناشی می‌شوند. زلزله‌های درعمق کمتر از ۷۰ کیلومتر به عنوان زمین لرزه‌ها ی کانون-کم عمق طبقه بندی می‌شوند، در حالی که با فاصله کانونی بین ۷۰ و ۳۰۰ کیلومتر معمولاً 'کانون-میانی ' یا 'زلزله متوسط عمق' نامیده می‌شوند. در مناطق فرورانش، جایی که پوسته اقیانوسی مسن تر و سردتر در بشقاب تکتونیکی دیگر می‌رود، زلزله‌ها ممکن است در عمق بسیار بیشتری (در محدوده ۳۰۰ تا ۷۰۰ کیلومتر) رخ دهند. این نواحی مرتعش فعال همراه با فرورانش به عنوان مناطق (Wadati - Benioff) شناخته شده‌است. کانون-عمیق زلزله‌ها در عمق زیاد می‌باشند که در آن ناحیه، سنگ کره با توجه به درجه حرارت بالا و فشار دیگر شکننده نیست. مکانیسم احتمالی برای نسل کانون-عمیق زلزله‌ها ناشی از الوین تحت تغییر فاز به ساختارصلبی است.




زلزله‌ها و فعالیت‌های آتشفشانی
بعضی از زلزله‌ها در مناطق آتشفشانی رخ می‌دهند، آنها توسط حرکت ماگما در آتشفشان‌ها ایجاد می‌شوند. چنین زلزله‌هایی می‌توانند به عنوان هشدار دهنده‌ای زود هنگام فوران آتشفشانی را خبر دهند، مانند زلزله‌ها در طول فوران کوه سنت هلن در ۱۹۸۰. زیاد شدن زلزله‌ها در اطراف یک آتشفشان فعّال می‌تواند به عنوان نشانه‌ای برای قریب‌الوقوع بودن فعالیت آتشفشانی باشد. زیاد شدن فعالیت لرزه‌ای قبل از فوران یک آتشفشان می‌تواند توسط زلزله نگارها و دستگاه‌های شیب‌سنج (tiltimeters)ثبت شوند.




خوشه‌های زلزله
بیشتر زمین لرزه‌ها از لحاظ مکان و زمان به یکدیگر مربوط هستند. بیشتر خوشه‌های زلزله شامل لرزش‌های کوچکی هستند که یا به میزان کم خسارت وارد می‌کند یا خسارتی ندارد، اما تئوری وجود دارد که زلزله می‌تواند در یک الگوی منظم تکرار شود.