کاربردهای رایانه

نخستین رایانه‌های رقمی، با قیمت‌های زیاد و حجم بزرگشان، در اصل محاسبات علمی را انجام می‌دادند، انیاک یک رایانهٔ قدیمی ایالات متحده اصولاً طراحی شده تا محاسبات پرتابه‌ای توپخانه و محاسبات مربوط به جدول چگالی نوترونی را انجام دهد. (این محاسبات بین دسامبر ۱۹۴۱ تا ژانویه ۱۹۴۶ روی حجمی بالغ بر یک میلیون کارت پانچ انجام پذیرفت! که این خود طراحی و سپس تصمیم نادرست بکارگرفته شده را نشان می‌دهد) بسیاری از ابررایانه‌های امروزی صرفاً برای کارهای ویژهٔ محاسبات جنگ‌افزار هسته‌ای استفاده می‌گردد.





CSIR Mk I نیز که نخستین رایانه استرالیایی بود برای ارزیابی میزان بارندگی در کوه‌های اسنوئی (Snowy)این کشور بکاررفت، این محاسبات در چارچوب یک پروژه عظیم تولید برقابی انجام گرفت.

برخی رایانه‌ها نیز برای انجام رمزگشایی بکارگرفته می‌شد، برای مثال Colossus که در جریان جنگ جهانی دوم ساخته شد، جزو اولین کامپیوترهای برنامه‌پذیر بود (البته ماشین تورینگ کامل نبود). هرچند رایانه‌های بعدی می‌توانستند برنامه‌ریزی شوند تا شطرنج بازی کنند یا تصویر نمایش دهند و سایر کاربردها را نشان دهد.

سیاست‌مداران و شرکت‌های بزرگ نیز رایانه‌های اولیه را برای خودکارسازی بسیاری از مجموعه‌های داده و پردازش کارهایی که قبلا توسط انسان‌ها انجام می‌گرفت، بکار بستند - برای مثال، نگهداری و بروزرسانی حساب‌ها و دارایی‌ها. در موسسات پژوهشی نیز دانشمندان رشته‌های مختلف شروع به استفاده از رایانه برای مقاصدشان نمودند.

کاهش پیوسته قیمت‌های رایانه باعث شد تا سازمان‌های کوچک‌تر نیز بتوانند آن‌ها را در اختیار بگیرند. بازرگانان، سازمان‌ها، و سیاست‌مداران اغلب تعداد زیادی از کامپیوترهای کوچک را برای تکمیل وظایفی که قبلا برای تکمیلشان نیاز به رایانه بزرگ (mainframe) گران‌قیمت و بزرگ بود، به کار بگیرند. مجموعه‌هایی از رایانه‌های کوچک‌تر در یک محل اغلب به‌عنوان خادم سر (server farm) نام برده می‌شود.

با اختراع ریزپردازنده‌ها در دههٔ ۱۹۷۰ این امکان که بتوان رایانه‌هایی بسیار ارزان قیمت را تولید نمود بوجود آمد. رایانه‌های شخصی برای انجام وظایف بسیاری محبوب گشتند، از جمله کتابداری، نوشتن و چاپ مستندات. محاسبات پیش بینی‌ها و کارهای تکراری ریاضی توسط صفحات گسترده (spreadsheet)، ارتباطات توسط پست الکترونیک، و اینترنت. حضور گسترده رایانه‌ها و سفارشی کردن آسانشان باعث شد تا در امورات بسیار دیگری بکارگرفته شوند.

در همان زمان، رایانه‌های کوچک، که معمولاً با یک برنامه ثابت ارائه می‌شدند، راهشان را بسوی کاربردهای دیگری باز می‌نمودند، کاربردهایی چون لوازم خانگی، خودروها، هواپیماها، و ابزار صنعتی. این پردازشگرهای جاسازی شده کنترل رفتارهای آن لوازم را ساده‌تر کردند، همچنین امکان انجام رفتارهای پیچیده را نیز فراهم نمودند (برای نمونه، ترمزهای ضدقفل در خودروه). با شروع قرن بیست و یکم، اغلب دستگاه‌های الکتریکی، اغلب حالت‌های انتقال نیرو، اغلب خطوط تولید کارخانه‌ها توسط رایانه‌ها کنترل می‌شوند. اکثر مهندسان پیش بینی می‌کنند که این روند همچنان به پیش برود... یکی از کارهایی که می‌توان به‌وسیله رایانه انجام داد برنامه گیرنده ماهواره‌است.

نیز تنها ۴۹۵ دلار قیمت داشت! قیمت آن کامپیوتر نیز ۳٬۰۰۵ دلار بود و IBM در آن زمان توانست ۶۷۱٬۵۳۷ دستگاه از آن را بفروشد.




انواع رایانه

رایانه‌های توکار (جاسازی شده)

رایانه‌هایی هم وجود دارند که تنها برای کاربردهایی ویژه طراحی می‌شوند. در ۲۰ سال گذشته، هرچند برخی ابزارهای خانگی که از نمونه‌های قابل ذکر آن می‌توان جعبه‌های بازی‌های ویدئویی را که بعدها در دستگاه‌های دیگری از جمله تلفن همراه، دوربین‌های ضبط ویدئویی، و PDAها و ده‌ها هزار وسیله خانگی، صنعتی، خودروسازی و تمام ابزاری که در درون آن‌ها مدارهایی که نیازهای ماشین تورینگ را مهیا ساخته‌اند، گسترش یافت، را نام برد (اغلب این لوازم برنامه‌هایی را در خود دارند که بصورت ثابت روی ROM تراشه‌هایی که برای تغییر نیاز به تعویض دارند، نگاشته شده‌اند). این رایانه‌ها که در درون ابزارهای با کاربرد ویژه گنجانیده شده‌اند «ریزکنترل‌گرها» یا رایانه‌های توکار" (Embedded Computers) نامیده می‌شوند. بنا بر این تعریف این رایانه‌ها به عنوان ابزاری که با هدف پردازش اطّلاعات طراحی گردیده محدودیت‌هایی دارد. بیش‌تر می‌توان آن‌ها را به ماشین‌هایی تشبیه کرد که در یک مجموعه بزرگ‌تر به عنوان یک بخش حضور دارند مانند دستگاه‌های تلفن، ماکروفرها و یا هواپیما که این رایانه‌ها بدون تغییری فیزیکی به دست کاربر می‌توانند برای هدف‌های گونه‌گونی به کارگرفته شوند.




رایانه‌های شخصی

اشخاصی که با انواع دیگری از رایانه‌ها ناآشنا هستند از عبارت رایانه برای رجوع به نوع خاصی استفاده می‌کنند که رایانه شخصی (PC) نامیده می‌شوند. رایانه‌ای است که از اجزای الکترونیکی میکرو (ریز) تشکیل شده که جزو کوچک‌ترین و ارزان‌ترین رایانه‌ها به شمار می‌روند و کاربردهای خانگی و اداری دارند. شرکت آی‌بی‌ام رایانه شخصی را در سال ۱۹۸۱ میلادی به جهان معرفی کرد.

نخستین رایانه‌ آی‌بی‌ام از برخی از ماشین حساب‌های امروزی نیز ضعیف‌تر است ولی در آن زمان شگفت انگیز بود. رایانه شخصی سی سال پیش دارای حافظه ROM با ظرفیت 40K و حافظه RAM با ظرفیت 64K بود. البته کاربر می‌توانست حافظه RAM را تا 256K افزایش دهد. قیمت هر ماژول 64K حافظه والانیوز




سرمایه‌گذاری

صنعت رایانه همواره صنعتی رو به رشد بوده است چه در حوزهٔ سخت‌افزار چه در حوزهٔ نرم‌افزار، این صنعت پیوسته مورد توجه سرمایه گذاران بوده است و سرمایه‌ها را به خود جذب کرده است. آیندهٔ روشن این فناوری همواره سرمایه داران را ترغیب می‌کند تا روی این صنعت ‍سرمایه‌گذاری کنند.




پست‌اسکریپت
پست‌اسکریپت (PostScript و به‌طور خلاصه PS) یک زبان برنامه‌نویسی پویا و الحاقی است که توسط John Warnock و Charles Geschke در سال ۱۹۸۲ طراحی شد. پست اسکریپت یک زبان توصیف صفحه است که با یک مفسر اجرا می‌شود تا یک تصویر را ایجاد کند. پست‌اسکریپت بهترین زبان شناخته شده برای توصیف صفحات در زمینه‌های الکترونیک و منتشر کردن دسکتاپ است.




تاریخچه

مفاهیم زبان پست‌اسکریپت در سال ۱۹۷۶ هنگامی که جان وارناک روی Evans & Sutherland، شرکت مشهور گرافیک کامپیوتری، کار می‌کرد، شکل گرفت. در آن زمان جان وارناک در حال گسترش و توسعهٔ یک مفسر برای پایگاه‌داده گرافیکی سه بعدی بزرگ پناه‌گاه نیویورک بود. وارناک سیستم طراحی زبان را به منظور پردازش گرافیک شکل داد.

در همان زمان محققان Xerox PARC اولین چاپگر لیزری را گسترش دادند و متوجه نیاز برای یک استاندارد تعریف صفحات تصویر شدند. در سال ۱۹۷۵-۷۶ یک تیم به رهبری باب اسپرول قالب پرس را ساختند که در نهایت در سیستم Xerox PARC برای پرینترهای لیزری استفاده شد. اما پرس بیش‌تر به عنوان یک قالب داده، و نه یک زبان، انعطاف‌پذری کافی را نداشت و PARAC تلاش کرد با ایجاد اینترپرس جایگزینی برای آن ایجاد کند.

در سال ۱۹۷۸، Evand & Sutherland از وارناک خواست تا از منطقهٔ خلیج سنفرانسیسکو به دفتر مرکزی آنها در یوتا برود، اما او مشتاق به این کار نبود. او سپس به Xerox PARAC پیوست تا با مارتین نیول همکاری کند. آن‌ها دوباره سیستم طراحی JaM (جان و مارتین) را ساختند که در طراحی VLSI و بدست آوردن اطلاعات مقدماتی برای تایپ و چاپ گرافیکی استفاده شد. این تلاش در نهایت به زبان اینترپرس انجامید.

در سال ۱۹۸۲ وارناک به همراه چاک گشک Adobe Systems را در دسامبر ۱۹۸۲ پایه‌گذاری کردند. آنها یک زبان ساده‌تر، مشابه اینترپرس با نام پست‌اسکریپت طراحی کردند که در سال ۱۹۸۴ به بازار آمد. در همین زمان‌ها، استیو جابز، آنها را ملاقات کرد و آنها را متقاعد کرد تا پست‌اسکریپت را طوری تغییر دهند تا بتواند به عنوان زبانی برای چاپگرهای لیزری مورد استفاده قرار گیرد.

در مارس ۱۹۸۵، Apple LaserWriter، اولین چاپگری بود که از پست‌اسکریپت استفاده کرد و اولین جرقه‌های انقلاب انتشار دسکتاپ در اواسط دههٔ ۱۹۸۰ زده شد. ترکیب ویژگی‌های تکنیکی و در دسترس بودن پست‌اسکریپت، آن را یک زبان مطرح برای خروجی‌های گرافیکی برای کاربردهای چاپ کردن ساخت. برای مدتی مفسر این زبان (پردازش تصویر بیت به بیت یا RIP) یک بخش از همان پرینترهای لیزری بود تا ۱۹۹۰.

هرچند که هزینهٔ پیاده‌سازی بالا بود، با این حال کامپیوترها کد PS را به چاپگرها می‌دادند و چاپگرها آن را به صورت تصویر در می‌آوردند. که این به حافظهٔ وسیع و ریزپردازنده‌هایی با کارایی بالا احتیاج داشت. در زمانی که موتور چاپگرهای لیزری خودشان بیش از هزار میلیارد دلار هزینه داشتند، اضافه شدن قیمت PS ارزش داشت، اما با کاهش قیمت چاپگرها، هزینهٔ پیاده‌سازی PS به شدت گران شد.

پست اسکریپت که زمانی استاندارد غیر رسمی پذیرفته شده برای نسخه الکترونیکی نهایی مقالات بود، به تدریج توسط فرمت PDF که نواده آن است، در حال جایگزینی است. در سال ۲۰۰۱ پرینترهای کمتری با پشتیبانی پست اسکریپت نسبت به سال‌های قبل وارد بازار شدند که علت اصلی آن افزایش رقابت با پرینترهای جوهرافشان به مراتب ارزان قیمتتر غیر پست اسکریپتی و همچنین ابداع روش‌های جدید نرم‌افزارمحور برای پردازش عکس‌های پست‌اسکریپت بر روی کامپیوتر (مثل PDF) بوده‌است. اما استفاده از پرینتر لیزری پست‌اسکریپتی هنوز می‌تواند میزان کار لازم توسط CPU برای چاپ نوشته‌ها را از طریق انتقال پردازش تصویر از کامپیوتر به پرینتر به میزان قابل توجهی کاهش دهد. در نتیجه PS هنوز یک گزینهٔ معقول برای مدل‌های گران‌قیمت است.




پست‌اسکریپت سطح ۱

زبان پست‌اسکریپت دو پیشرفت اساسی داشت که اولین آنها پست‌اسکریپت سطح ۱ است که در سال ۱۹۸۴ معرفی شد.




پست‌اکریپت سطح ۲

پست‌اسکریپت سطح ۲ در سال ۱۹۹۱ معرفی شد و چندین برتری مثل سرعت و قابلیت اطمینان آن بیش، پشتیبانی از جداسازی‌های in-RIP و همچنین پشتیبانی از بازسازی تصویر و فونت‌های مرکب را دارا بود.




پست‌اسکریپت ۳

پست‌اسکریپت ۳ (کلمهٔ سطح را به خاطر راحتی برداشتند) در اواخر ۱۹۹۷ آمد وعلاوه بر استفاده از نسخه‌های جدیدتر عملگرهای قدیمی‌تر لغت نامه‌ای، فیلترهای جدید و کار با رنگ را پشتیبانی می‌کرد.

پست‌اسکریپت ۳ به دلیل جایگزینی سیستم پردازش الکترونیکی خصوصی موجود، اهمیت زیادی داشت و از آن به خاطر دارا بودن عملگرهای سایه‌دهی هموار تا ۴۰۹۶ سایهٔ خاکستری (در مقایسه با ۲۵۶ تایی که در پست‌اسکریپت ۲ وجود داشت) استفادهٔ وسیعی در تولید مجله‌ها و همچنین DeviceN (که یک فضای رنگی بود که اضافه کردن جوهرهای رنگی اضافی را در صفحات رنگی مرکب را دارا بود) شد.




استفاده در چاپ
قبل از پست‌اسکریپت

قبل از به وجود آمدن زبان پست‌اسکریپت، پرینترها با گرفتن ورودی به صورت کد اسکی کاراکترهای خروجی را چاپ می‌کردند. تعدادی تکنولوژی برای انجام این عملیات وجود داشت اما بیش‌ترشان اینگونه بودند که نشانه‌ها به صورت فیزیکی طراحی شده بودند و تغییر دادن آنها سخت بود. مثلا روی کلیدهای فلزی، صفحات نوری و... منقوش شده بودند.

با گسترش محبوبیت پرینترهای نقطه‌ای این روند تغییر کرد. در این سیستم کاراکترها به صورت تعدادی از نقطه‌ها نشان داده شده و مانند یک فونت در داخل پرینتر عمل می‌کردند. با پیچیده شدن این سیستم، پرینترهای نقطه‌ای شروع به استفاده از فونت‌های مختلف کردند که کاربر امکان انتخاب آنها را داشت و حتی برخی از مدل‌ها به کاربر اجازهٔ استفاده از فونت‌های خودشان را می‌دادند.

پرینترهای نقطه‌ای این قابلیت را نیز داشتند که که تصویرهای گرافیکی را نیز چاپ کنند. تصاویر توسط کامپیوتر تفسیر شده و به صورت یک سری از نقطه‌ها به چاپگر فرستاده می‌شدند. سیستم‌های کنترلی چاپگرها متفاوت بود و برنامه نویسان نیاز به ساختن درایورهای متعدد داشتند. چاپ کردن تصویرهای برداری به دستگاه‌های خاص‌منظوره‌ای با نام پلاترهای سپرده شد. پلاترها یک زبان مشترک به نام HPGL داشتند. اما به ندرت برای کاربردهایی غیر از چاپ کردن تصاویر استفاده شد. به علاوه آنها اکثرا گران و کند و درنتیجه کمیاب بودند.




چاپ پست‌اسکریپت

چاپگرهای لیزری خصوصیات خوب چاپگرها و پلاترها را ترکیب کرد. مانند پلاترها، چاپگرهای لیزری توانایی چاپ خط‌هایی با کیفیت بالا و مانند چاپگرهای نقطه‌ای توانایی تولید صفحات متن و تصویر را داشتند. اما برخلاف هر دوی چاپگرهای نقطه‌ای و پلاترها، چاپگرهای لیزری می‌توانستند همزمان تصویر و متن را در یک صفحه قرار دهند. پست‌اسکریپت با استفاده از زبان کنترلی خود که می‌توانست روی انواع مارک‌های چاپگرها استفاده شود، این امکان را فراهم ساخت تا این ویژگی‌ها به خوبی به کار گرفته شوند.

به تدریج پست‌اسکریپت، به زبانی فراتر از یک زبان کنترلی برای چاپگرها تبدیل شد و به صورت یک زبان کامل برای خودش در آمد. برنامه‌های زیادی برای تبدیل متن به برنامهٔ پست‌اسکریپت به وجود آمدند که کد متن اصلی را تولید می‌کردند. این برنامه می‌توانست به یک مفسر در چاپگر فرستاده شود تا آن را چاپ کند، یا در داخل یک برنامه دیگر مثلا با نشان دادن آن روی صفحه به کار برده شود. چون این فایل مستقل از مقصدش ساخته می‌شود به آن مستقل از دستگاه (Device independent) می‌گویند.

پست‌اسکریپت به دلیل قابلیت پیاده‌سازی تبدیل بیت به بیت به صورت آنی مورد توجه‌است. همه چیز حتی متن در قالب خط‌های صاف و منحنی‌های بزیر (Bézier curves) مکعبی بیان می‌شود. به همین دلیل امکان مقیاس‌دهی دلخواه، چرخاندن و دیگر تبدیلات در آن وجود دارد. وقتی برنامهٔ پست‌اسکریپت تفسیر می‌شود، مفسر دستورها را به نقاطی برای تولید خروجی تبدیل می‌کند. به همین دلیل مفسرهای پست‌اسکریپت گاهی پردازنده‌های تصویر بیت به بیت پست‌اسکریپت یا RIP نامیده می‌شوند.
به کار بردن فونت

برطرف کردن مشکلات فونت نیز، تقریبا به اندازهٔ خود پست‌اسکریپت پیچیده بود. سیستم فونت از PS برای کشیدن کاراکترها و علائم به عنوان خطوط استفاده می‌کرد و می‌توانست آنها را با هر وضوحی نمایش دهد. با وجود اینکه این موضوع بدیهی به نظر می‌رسید، تعدادی موضوع تایپی بودند که باید در نظر گرفته می‌شدند.

اولین موضوع این است که فونت‌ها در واقع به صورت خطی در سایزهای کوچک مقیاس نشوند. چون در این صورت جزئیات کاراکترها و علائم محو شده و غلط به نظر می‌آیند. پست‌اسکریپت با نگهداری نکات کلیدی آنها مانند خطوط افقی و عمودی (که در تشخیص یک حرف کمک زیادی می‌کردند) از این خطا جلوگیری می‌کرد که. نتیجهٔ حاصل از این کار، نمایش هرچه بهتر این فونت حتی در وضوح‌های پایین شد در حالی که قبلا تصور می‌شد این کار تنها با استفاده از فونت‌های دست ساز بیت به بیتی ممکن است.

در آن زمان تکنولوژی پیدا کردن و دارا شدن این نکات در فونت به خوبی اجرا و نگه‌داری شد و این نکات فشرده‌سازی و رمزنگاری شدند و به صورت فونت تایپ ۱ که آدوب آن را اینگونه خواند، درآمدند (همچنین با نام فونت پست‌اسکریپت نوع ۱، PS۱، T۱ و تایپ ۱ آدوب از آنها یاد شد). تایپ ۱ یک مدل ساده شده از سیستم PS برای نگه‌داری اطلاعات کلی قالب بود و نگذاشت به یک زبان کامل تبدیل شود. سپس آدوب مجوز تکنولوژی تایپ۱ را به افرادی که می‌خواستند نکات خودشان را اضافه کنند فروخت. آن‌هایی که مجوز این تکنولوژی را نگرفتند در تایپ۳ استفاده شد. فونت تایپ ۳ اجازهٔ تمام پیچیدگی‌های زبان پست‌اسکریپت را داد اما هیچ راهی برای استاندارد کردن نکات نداشت. تفاوت‌های بیش‌تر باعث سردرگمی بیشتر شد.

تایپ ۲ برای استفاده در قالب فونت فشرده طراحی شد و برای نمایش فشرده توابع توصیف علائم به منظور کم کردن سایز فایل، پیاده‌سازی شد. بعدها قالب تایپ۲ پایه‌ای برای تایپ۱ فونتهای تایپ‌باز شد.

فونت کلید CID نیز برای برطرف کردن مشکلات موجود در فونت تایپ OCF طراحی شد. برای آدرس دادن زبان‌های پیچیدهٔ آسیایی و مجموعه‌های کاراکترهای بزرگ. فونت کلید CID به همراه فونت تایپ۱ برای فونتهای کلید CID استاندارد و به همراه تایپ۲ در فونت‌های تایپ باز استفاده می‌شود.

به نظر می‌آمد که رتبهٔ آدوب به صورت وسیع و غیرقابل پیش‌گیری زیاد بود و این موضوع بود که باعث شد تا Apple سیستم خود را یعنی تروتایپ در حدود سال ۱۹۹۱ طراحی کند. بلافاصله بعد از اعلام تروتایپ، آدوب مشخصات قالب فونت ۱ را منتشر کرد. ابزارهای جرئی مانند فونتساز آلتسیس، قابلیت ساخت فونت تایپ ۱ را اضافه کرند. از آن زمان تعداد زیادی از فونت‌های تایپ۱ به صورت مجانی به بازار آمد. برای مثال فونت‌های استفاده شده در سیستم تایپ تک (TEX) در این قالب در دسترسند.

در اویل دههٔ ۱۹۹۰ سیستم‌های متعددی برای ذخیره‌سازی فونت‌های شکلی وجود داشت، برای مثال بیتستریم و متافونت، آن را گسترش دادند. اما هیچ یک شامل جوابی برای چاپ همه‌منظوره نبود و در نتیجه به صورت گسترده استفاده نشدند.

در اواخردههٔ ۱۹۹۰ آدوب برای گسترش تایپ باز که یک ابردسته قالب‌های تایپ۱ و تروتایپ بود به مایکروسافت پیوست. هنگامی که به یک دستگاه خروجی پست‌اسکریپت متصل می‌شد، قسمت‌های اضافی فونت آن حذف شده و قسمت‌های فرستاده شده به دستگاه همانند تایپ۱ و تروتایپ ولی بسته به نوع شکل و طرح آن در فون موچود در تایپ باز بود.




دیگر پیاده‌سازی‌ها

در دههٔ ۱۹۸۰، آدوب بیش‌تر سود خود را از دادن مجوز برای پیاده‌سازی پست‌اسکریپت برای چاپگرها بدست می‌آورد که به RIP (raster image processor) معروف بود. اما هنگامی که در اواسط دههٔ ۸۰ تعدادی کامپیوتر RISK به بازار آمد، به نظر آمد که پشتیبانی آدوب برای ماشین‌های جدید ناقص است.

این مسئله و مسائل مربوط به هزینه باعث به وجود آمدن پیاده‌سازی‌های شخص ثالث برای پست‌اسکریپت به خصوص برای چاپگرهای ارزان قیمت یا چاپگرهایی با تجهزات حروفچینی گرانقیمت و لوکس شد (که باعث افزایش سرعت نسبت به آدوب شد). در این زمان مایکروسافت و اپل به هم پیوستند تا امتیاز انحصاری چاپگرهای لیزری را از آدوب بگیرند. مایکروسافت به شرکت اپل مجوز استفاده از مفسری برای پست‌اسکریپت به نام تروایمیج را که خریده بود داد و اپل نیز مجوز قالب فونت جدید مایکروسافت با نام تروتایپ را داد (البته اپل با آدوب به نفاهم رسیده و مجوز اصلی پست‌اسکریپت را به چاپگرهای آن داد اما تروتایپ به عنوان فونت استاندارد برای ویندوز و مکینتاش انتخاب شد).

امروزه مفسرهای شخص ثالث برای پست‌اسکریپت به صورت وسیع در چاپگرها و دیگر دستگاه‌های جانبی چند منظوره (MFP) کاربرد دارد. برای مثال مفسر IPS PS۳ شرکت زوران (Zoran) که به نام PhoenixPage معروف بود در بسیاری از چاپگرها و MFPها به عنوان استاندارد انتخاب شد مانند Jaws و Harlequin.

هنوز هم برخی چاپگرهای لیزری ارزان و پایه‌ای از پست‌اسکریپت پشتیبانی نمی‌کنند و هنگامی که به پشتیبانی از آن احتیاج دارند از یک مفسر رایگان سازگار با پست‌اسکریپت با نام گست‌اسکریپت استفاده می‌کنند. پرینترها گست‌اسکریپت یک فایل غیرپست‌اسکریپت را گرفته و با استفاده از CPU کامپیوتر میزبان عمل تبدیل تصویر به نقشهٔ بیت به بیت (rasterization) و فرستادن آن به چاپگر را انجام می‌دهند. گست‌اسکریپت همچنان می‌تواند جهت نمایش یک فایل روی صفحهٔ مانیتور و تبدیل صفحات پست‌اسکریپت به به نقشهٔ بیت به بیت (bitmap) مانند TIFF، PNG و PDF استفاده شود.

دستگاه‌های با وضوح بالا مانند imagesetter یا CTP platesetter که در آنها وضوح بیش از ۲۵۰۰ dpi رایج بود، همچنان به RIPهای خارجی با حجم زیادی حافظه نرم و سخت نیاز داشت. چاپگرهای لیزری گرانقیمت (معروف به چاپ دیجیتال) نیز از یک RIP خارجی به منظور جداسازی کامپیوترهای قابل ارتقا از دستگاه‌های سخت‌افزاری چاپ استفاده می‌کردند. شرکت‌هایی مانند EFI و Xitron در زمینهٔ نرم‌افزار RIP تخصص داشتند.




استفاده به عنوان سیستم نمایش

پست‌اسکریپت به خاطر معرفی واسط گرافیکی کاربر (GUI) از نظر تجاری موفق بود. چون به کاربرها اجازهٔ انتخاب ساختار نهایی صفحات خروجی روی پرینترهای لیزری را می‌داد. با این حال، سیستم گرافیکی GUI بسیار کمتر از پست‌اسکریپت پیشرفته بود. برای مثال QuickDraw شرکت اپل تنها خط‌ها و منحنی‌های پایه و ابتدایی را پشتیبانی می‌کرد. برای استفادهٔ بهینه و کامل از چاپ کردن توسط پست‌اسکریپت، برنامه‌ها روی کامپیوتر مجبور به اجرای مجدد آن خصیصه‌ها روی سیستم گرافیکی دستگاه میزبان داشتند. این منجر به موضوعاتی در زمینهٔ ناهماهنگی طرح‌بندی روی صفحه و طرح‌بندی چاپ شده داشت که به دلیل پیاده‌سازی‌های مختلف آن‌ها بود.

با رشد توان کامپیوترها، این امکان به وجود آمد که سیستم PS به جای چاپگرها، روی کامپیوترهای میزبان اجرا شود. این باعث شد تا سیر تکامل طبیعی PS از یک زبان برای چاپگرها به یک زبان گرافیکی برای کامپیوترهای میزبان تبدیل شود. این روند تعداد زیادی مزیت داشت. نه تنها باعث حذف خروجی‌های ناهماهنگ شد بلکه سیستم گرافیکی قدرتمندی برای کامپیوترها به وجود آمد و به چاپگرها اجازه داد تا هیچ پردازشی انجام ندهند در زمانی که قیمت موتورهای لیزری در حال کاهش بود. در روند تولید، استفاده از پست‌اسکریپت به عنوان سیستم نمایش به این معنی بود که کامپیوتر میزبان توانایی در آوردن وضوح پایین در روی صفحه، وضوح بالاتر روی چاپگر و یا فرستادن کد PS به چاپگرهای هوشمند را دارد.

با این حال پست‌اسکریپت با چاپ ضمنی نوشته شده بود و تعدادی خصیصه داشت که آن را برای سیستم‌های نمایش تعاملی نامناسب می‌ساخت. به ویژه PS بر مبنای این ایده بود که تمامی دستورات را جمع می‌کرد و هنگامی که به دستور showpage می‌رسید، تمامی دستورات جمع شده، تفسیر شده و خروجی حاصل می‌شد. که به وضوح برای سیستم‌های تعاملی مناسب نبود.

هنگامی که استیو جابز شرکت اپل را ترک کرد و NeXT را شروع کرد. او با آدوب روی ایدهٔ استفاده از PS به عنوان سیستم نمایش در ایستگاه کار (workstation) کامپیوترها همکاری کرد. نتیجهٔ این کار به پست‌اسکریپت نمایشی یا DPS انجامید. DPS برای بهبود کارایی از تعدادی کاربرد پایه استفاده کرد. این کار را با تغییر خیلی از جستارهای رشته‌ها به اعداد ۳۲ بیتی، اضافه کردن پشتیبانی از خروجی‌های مستقیم با هر دستور و اضافه کردن توابعی برای اجازه دادن به GUI برای رسیدگی کردن به نمودار انجام داد. به علاوه تعدادی وابسته‌سازی نیز فراهم شد تا کد PS بتواند به طور مستقیم از زبان C فراخوانی شود. NeXT از این وابسته‌سازی‌ها برای سیستم NeXTStep استفاده کرد تا یک سیستم گرافیکی شئ‌گرا فراهم کند. با اینکه DPS به همراه NeXT نوشته شد، آدوب آن را به صورت تجاری فروخت که از خصیصه‌های رایج بیشتر ایستگاه‌های کار یونیکس در دههٔ ۱۹۹۰ شد.

ریزسیستم‌های شرکت سان (Sun)، با ساختن NeWS روش دیگری را اتخاذ کردند. به جای این مفهوم که DPS می‌توانست با برنامه‌های C تعامل برقرار کند، NeWS، توانست PS را به زبانی مناسب برای اجرای کامل GUI یک کامپیوتر گسترش دهد. سان تعدادی دستور برای زمان، کنترل ماوس، منقطع‌سازی و سیستم‌های دیگری که برای تعامل لازم بود اضافه کرد. همچنین تعدادی داده‌ساختار و عنصر زبان نیز برای شئ‌گرا کردن داخلی کامل آن اضافه کرد. در آن زمان روی ایستگاه‌های کار آن‌ها یک (در واقع سه) GUI کامل به زبان NeWS فراهم شد. با این حال تلاش‌های در حال انجام برای استاندارد کردن سیستم X۱۱ باعث معرفی شدن و استفادهٔ وسیع آن در سیستم سان شد و NeWS هیچ وقت به صورت وسیع کاربرد پیدا نکرد.




زبان

پست‌اسکریپت یک زبان تورینگ کامل است که به زبان‌های الحاقی تعلق دارد. برنامه‌های پست‌اسکریپت به صورت معمول توسط افراد نوشته نشده بلکه توسط برنامه‌های دیگر نوشته می‌شوند. با این حال این امکان وجود دارد که برنامه‌های پست‌اسکریپت نیز همانند برنامه‌های دیگر در رایانه نوشته شود.

پست‌اسکریپت یک زبان تفسیرشده و بر مبنای پشته‌است که به Forth شبیه‌است اما با سیستم تایپ قوی، الهام گرفته از داده‌ساختارهای موجود در زبان لیسپ و حافظهٔ حوزه‌ای است که بعد از پست‌اسکریپت سطح۲، آشغال‌جمع‌کن نیز به آن اضافه شد. نحو زبان از نمادگذاری معکوس لهستانی (reverse Polish notation) استفاده می‌کند که ترتیب عملیات را نامبهم می‌کند. اما خواندن یک برنامه به مقداری تمرین نیاز دارد چون فرد باید طرح پشته را در نظر داشته باشد. بیشتر عملگرها (یا به زبانی توابع) عملوندهای خود را از پشته می‌گیرد و نتیجهٔ خود را نیز در پشته می‌گذارند. الفاظ (literal) مانند اعداد، این تاثیر را دارند که یک کپی از خودشان را روی پشته بگذارند. داده‌ساختارهای پیشرفته روی آرایه‌ها و تایپ‌های لغت‌نامه‌ای، قابل ساخت بوده اما نمی‌توانستند به سیستم تایپ اعلان شوند چون سیستم تایپ همهٔ آن‌ها را را به صورت آرایه و لغت‌نامه می‌بیند.

مفاهیم موجود در زبان به این صورت است:

• کاراکتر ‘٪’ برای تعریف توضیح (comment) در زبان استفاده می‌شود. به عنوان یک قرارداد کلی هر برنامه پست‌اسکریپت باید با “٪!” شروع شود که تمام دستگاه‌ها آن را به عنوان یک برنامهٔ پست‌اسکریپت بفهمند.

• تعدادی پشته در این زبان وجود دارد اما دو پشتهٔ مهم آن شامل پشتهٔ عملوندها که برای اعمال عملگرها و فراخوانی توابع به کار می‌آید و پشتهٔ لغت‌نامه که شامل متغیرها و مقادیر آن‌هاست.

• لغتنامه که شامل دوتایی‌هایی از متغیرها و مقادیر آن هاست. همچنین عملگرها و کد مربوط به آنها نیز در آن ذخیره می‌شوند.

• نام شامل ر شته‌ای از کاراکترهاست که در این زبان می‌تواند با رقم نیز شروع شود.

• اعداد شامل اعداد صحیح و حقیقی هستند و به دو نوع قابل نمایشند. یکی به صورت دادن مبنا و مقدار و دیگری با همان نمایش مانتیس و نما.

• رشته‌ها نیز در این زبان پشتیبانی می‌شوند.

• آرایه‌ها نیز مانند سایر زبان‌ها هستند و می‌توانند شئ‌های از انواع مختلف را همزمان داشته باشند. یک تابع در این زبان مانند یک آرایه قابل اجرا است.

• مفاهیم گرافیکی موجود در این زبان نیز شامل فضای دستگاه، فضای کاربر، ماتریس تبدیل جاری، مسیر، مسیر فعلی، مسیر برش و حالت گرافیکی هستند.





شبکه رایانه‌ای
یک شبکه رایانه‌ای (به انگلیسی: Computer Network)، که اغلب به طور خلاصه به آن شبکه گفته می‌شود، گروهی از رایانه‌ها و دستگاه‌هایی می‌باشد که توسط کانال‌های ارتباطی به هم متصل شده‌اند. شبکه رایانه‌ای باعث تسهیل ارتباطات میان کاربران شده و اجازه می‌دهد کاربران منابع خود را به اشتراک بگذارند.




معرفی

یک شبکه رایانه‌ای اجازه به اشتراک گذاری منابع و اطلاعات را میان دستگاه‌های متصل شده به هم، می‌دهد. در دهه ۶۰ میلادی، آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPA)، بودجه‌ای را به منظور طراحی شبکه آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته (ARPANET) برای وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا اختصاص داد. این اولین شبکه رایانه‌ای در جهان بود. توسعه شبکه از سال ۱۹۶۹ و براساس طرح‌های توسعه یافته دهه ۶۰ آغاز شد.




هدف

شبکه‌های رایانه‌ای را می‌توان برای اهداف مختلف استفاده کرد:

تسهیل ارتباطات: با استفاده از شبکه، افراد می‌توانند به آسانی از طریق رایانامه (E-mail)، پیام‌رسانی فوری، اتاق گفتگو (Chat room)، تلفن، تلفن تصویری و ویدئو کنفرانس، ارتباط برقرار کنند.
اشتراک گذاری سخت افزارها: در یک محیط شبکه‌ای، هر کامپیوتر در شبکه می‌تواند به منابع سخت افزاری در شبکه دسترسی پیدا کرده و از آن‌ها استفاده کند؛ مانند چاپ یک سند به وسیله چاپگری که در شبکه به اشتراک گذاشته شده‌است.
اشتراک گذاری پرونده‌ها، داده‌ها و اطلاعات: در یک محیط شبکه‌ای، هر کاربر مجاز می‌تواند به داده‌ها و اطلاعاتی که بر روی رایانه‌های دیگر موجود در شبکه، ذخیره شده‌است دسترسی پیدا کند. قابلیت دسترسی به داده‌ها و اطلاعات در دستگاه‌های ذخیره سازی اشتراکی، از ویژگی‌های مهم بسیاری از شبکه‌های است.
اشتراک گذاری نرم‌افزارها: کاربرانی که به یک شبکه متصل اند، می‌توانند برنامه‌های کاربردی موجود روی کامپیوترهای راه دور را اجرا کنند.



تعریف

شبکه‌های کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل متصل به یکدیگرند که با یکدیگر ارتباط داشته و تبادل داده می‌کنند. مستقل بودن کامپیوترها بدین معناست که هر کدام دارای واحدهای کنترلی و پردازشی مجزا بوده و بود و نبود یکی بر دیگری تاثیرگذار نیست.
متصل بودن کامپیوترها یعنی از طریق یک رسانه فیزیکی مانند کابل، فیبر نوری، ماهواره‌ها و... به هم وصل می‌باشند. دو شرط فوق شروط لازم برای ایجاد یک شبکه کامپیوتری می‌باشند اما شرط کافی برای تشکیل یک شبکه کامپیوتری داشتن ارتباط و تبادل داده بین کامپیوترهاست.
این موضوع در بین متخصصین قلمرو شبکه مورد بحث است که آیا دو رایانه که با استفاده از نوعی از رسانه ارتباطی به یکدیگر متصل شده‌اند تشکیل یک شبکه می‌دهند. در این باره بعضی مطالعات می‌گویند که یک شبکه نیازمند دست کم ۳ رایانه متصل به هم است. یکی از این منابع با عنوان «ارتباطات راه دور: واژه‌نامه اصطلاحات ارتباطات راه دور»، یک شبکه رایانه‌ای را این طور تعریف می‌کند: «شبکه‌ای از گره‌های پردازشگر دیتا که جهت ارتباطات دیتا به یکدیگر متصل شده‌اند». در همین سند عبارت «شبکه» این طور تعریف شده‌است: «اتصال سه با چند نهاد ارتباطی». رایانه‌ای که به وسیله‌ای غیر رایانه‌ای متصل شده‌است (به عنوان نمونه از طریق ارتباط «اترنت» به یک پرینتر متصل شده‌است) ممکن است که یک شبکه رایانه‌ای به حساب آید، اگرچه این نوشتار به این نوع پیکربندی نمی‌پردازد.

این نوشتار از تعاریفی استفاده می‌کند که به دو یا چند رایانه متصل به هم نیازمند است تا تشکیل یک شبکه را بدهد. در مورد تعداد بیشتری رایانه که به هم متصل هستند عموماً توابع پایه‌ای مشترکی دیده می‌شود. از این بابت برای آنکه شبکه‌ای به وظیفه‌اش عمل کند، سه نیاز اولیه بایستی فراهم گردد، «اتصالات»، «ارتباطات» و «خدمات». اتصالات به بستر سخت‌افزاری اشاره دارد، ارتباطات به روشی اشاره می‌کند که بواسطه آن وسایل با یکدیگر صحبت کنند و خدمات آنهایی هستند که برای بقیه اعضای شبکه به اشتراک گذاشته شده‌اند.




دسته بندی شبکه‌های رایانه‌ای

فهرست زیر، دسته‌های شبکه‌های رایانه‌ای را نشان می‌دهد.




بر اساس نوع اتصال

شبکه‌های رایانه‌ای را می‌توان با توجه به تکنولوژی سخت افزاری و یا نرم‌افزاری که برای اتصال دستگاه‌های افراد در شبکه استفاده می‌شود، دسته بندی کرد؛ مانند فیبر نوری، اترنت، شبکه محلی بی‌سیم، HomePNA، ارتباط خط نیرو یا G.hn.

اترنت با استفاده از سیم کشی فیزیکی دستگاه‌ها را به هم متصل می‌کند. دستگاه‌های مستقر معمول شامل هاب‌ها، سوئیچ‌ها، پل‌ها و یا مسیریاب‌ها هستند.

تکنولوژی شبکه بی‌سیم برای اتصال دستگاه‌ها، بدون استفاده از سیم کشی طراحی شده‌است. این دستگاه‌ها از امواج رادیویی یا سیگنالهای مادون قرمز به عنوان رسانه انتقال استفاده می‌کنند.

فناوری ITU-T G.hn از سیم کشی موجود در منازل (کابل هم‌محور، خطوط تلفن و خطوط برق) برای ایجاد یک شبکه محلی پر سرعت (تا۱ گیگا بیت در ثانیه) استفاده می‌کند.




بر اساس تکنولوژی سیم کشی

زوج به‌هم‌تابیده: زوج به‌هم‌تابیده یکی از بهترین رسانه‌های مورد استفاده برای ارتباطات راه دور می‌باشد. سیم‌های زوج به‌هم‌تابیده، سیم تلفن معمولی هستند که از دو سیم مسی عایق که دو به دو به هم پیچ خورده‌اند درست شده‌اند. از زوج به‌هم‌تابیده برای انتقال صدا و داده‌ها استفاده می‌شود. استفاده از دو سیم به‌هم‌تابیده به کاهش تداخل و القای الکترومغناطیسی کمک می‌کند. سرعت انتقال داده، دامنه‌ای از ۲ میلیون بیت درهر ثانیه تا ۱۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه، دارد.
کابل هم‌محور: کابل هم‌محور به طور گسترده‌ای در سیستم‌های تلویزیون کابلی، ساختمان‌های اداری، و دیگر سایت‌های کاری برای شبکه‌های محلی، استفاده می‌شود. کابل‌ها یک رسانای داخلی دارند که توسط یک عایق منعطف محصور شده‌اند، که روی این لایهٔ منعطف نیز توسط یک رسانای نازک برای انعطاف کابل، به هم بافته شده‌است. همهٔ این اجزا، در داخل عایق دیگری جاسازی شده‌اند. لایه عایق به حداقل رساندن تداخل و اعوجاج کمک می‌کند. سرعت انتقال داده، دامنه‌ای از ۲۰۰ میلیون تا بیش از ۵۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه دارد.
فیبر نوری: کابل فیبر نوری شامل یک یا چند رشته از الیاف شیشه‌ای پیچیده شده در لایه‌های محافظ می‌باشد. این کابل می‌تواند نور را تا مسافت‌های طولانی انتقال دهد. کابل‌های فیبر نوری تحت تاثیر تابش‌های الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند. سرعت انتقال ممکن است به چند تریلیون بیت در ثانیه برسد.




بر اساس تکنولوژی بی سیم

ریزموج (مایکروویو) زمینی: ریزموج‌های زمینی از گیرنده‌ها و فرستنده‌های زمینی استفاده می‌کنند. تجهیزات این تکنولوژی شبیه به دیش‌های ماهواره‌است. مایکروویو زمینی از دامنه‌های کوتاه گیگاهرتز استفاده می‌کند، که این سبب می‌شود تمام ارتباطات به صورت دید خطی محدود باشد. فاصله بین ایستگاه‌های رله (تقویت سیگنال) حدود ۳۰ مایل است. آنتن‌های ریزموج معمولاً در بالای ساختمان‌ها، برج‌ها، تپه‌ها و قله کوه نصب می‌شوند.
ماهواره‌های ارتباطی: ماهواره‌ها از ریزموج‌های رادیویی که توسط جو زمین منحرف نمی‌شوند، به عنوان رسانه مخابراتی خود استفاده می‌کنند.

ماهواره‌ها در فضا مستقر هستند؛ به طور معمول ۲۲۰۰۰ مایل (برای ماهواره‌های geosynchronous) بالاتر از خط استوا. این سیستم‌های در حال چرخش به دور زمین، قادر به دریافت و رله صدا، داده‌ها و سیگنال‌های تلویزیونی هستند.

تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس: تلفن همراه و سیستم‌های پی سی اس از چندین فناوری ارتباطات رادیویی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها به مناطق مختلف جغرافیایی تقسیم شده‌اند. هر منطقه دارای فرستنده‌های کم قدرت و یا دستگاه‌های رله رادیویی آنتن برای تقویت تماس‌ها از یک منطقه به منطقه بعدی است.
شبکه‌های محلی بی سیم: شبکه محلی بی سیم از یک تکنولوژی رادیویی فرکانس بالا (مشابه سلول دیجیتالی) و یک تکنولوژی رادیویی فرکانس پایین استفاده می‌کند. شبکه‌های محلی بی سیم از تکنولوژِی طیف گسترده، برای برقراری ارتباط میان دستگاه‌های متعدد در یک منطقه محدود، استفاده می‌کنند. نمونه‌ای از استاندارد تکنولوژی بی سیم موج رادیویی، IEEE است.
ارتباطات فروسرخ: ارتباط فروسرخ، سیگنال‌های بین دستگاه‌ها را در فواصل کوچک (کمتراز ۱۰ متر) به صورت همتا به همتا (رو در رو) انتقال می‌دهد؛ در خط انتقال نباید هیچ گونه شی ای قرار داشته باشد.




بر اساس اندازه

ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس اندازه یا گستردگی ناحیه‌ای که شبکه پوشش می‌دهد طبقه‌بندی شوند. برای نمونه «شبکه شخصی» (PAN)، «شبکه محلی» (LAN)، «شبکه دانشگاهی» (CAN)، «شبکه کلان‌شهری» (MAN) یا «شبکه گسترده» (WAN).



بر اساس لایه شبکه

ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای مطابق مدلهای مرجع پایه‌ای که در صنعت به عنوان استاندارد شناخته می‌شوند مانند «مدل مرجع ۷ لایه OSI» و «مدل ۴ لایه TCP/IP»، بر اساس نوع «لایه شبکه»ای که در آن عمل می‌کنند طبقه‌بندی شوند.




بر اساس معماری کاربری

ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس معماری کاربری که بین اعضای شبکه وجود دارد طبقه‌بندی شود، برای نمونه معماری‌های Active Networking، «مشتری-خدمتگذار» (Client-Server) و «همتا به همتا» Peer-to-Peer (گروه کاری).



بر اساس همبندی (توپولوژی)

ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس نوع همبندی شبکه طبقه‌بندی شوند مانند: «شبکه باس» (Bus)، «شبکه ستاره» (‎(Star، «شبکه حلقه‌ای» (Ring)، «شبکه توری» (Mesh)، «شبکه ستاره-باس» (Star-Bus)، «شبکه درختی» (Tree) یا «شبکه سلسله مراتبی» (Hierarchical) و ترکیبی و غیره.

همبندی شبکه را می‌توان بر اساس نظم هندسی ترتیب داد. همبندی‌های شبکه طرح‌های منطقی شبکه هستند. واژه منطقی در اینجا بسیار پرمعنی است. این واژه به این معنی است که همبندی شبکه به طرح فیزیکی شبکه بستگی ندارد. مهم نیست که رایانه‌ها در یک شبکه به صورت خطی پشت سر هم قرار گرفته باشند، ولی زمانیکه از طریق یک «هاب» به یکدیگر متصل شده باشند تشکیل همبندی ستاره می‌کنند نه باس. و این عامل مهمی است که شبکه‌ها در آن فرق می‌کنند، جنبه ظاهری و جنبه عملکردی.




بر اساس قرارداد

ممکن است شبکه‌های رایانه‌ای بر اساس «قرارداد» ارتباطی طبقه‌بندی شوند. برای اطلاعات بیشتر لیست پشته‌های قرارداد شبکه و لیست قراردادهای شبکه را ببینید.

آزمایشگاه

آزمایشگاه مکانی است که برای انجام آزمایش علمی از جمله آزمایش هایی بر روی مواد شیمیایی ساخته می‌شود. در آزمایشگاه وسایل و مواد آزمایشگاهی ویژه‌ای قرار داده می‌شود که با آن‌ها می‌توان برخی آزمایش‌ها را انجام داد. برای مثال در آزمایشگاه برق، از تجهیزات، قطعات و ابزارهای برقی برای انجام آزمایش هایی بر روی سیستم های برقی استفاده می شود. آزمایشگاه‌ها را می‌توان در مدرسه‌ها و دانشگاه‌ها، صنایع، تأسیسات دولتی و ارتشی و حتی بر روی کشتی‌ها و هواگردها نیز یافت.





در دانشگاه‌ها زمانی که آموزش فراگیر در یک آزمایشگاه و با آموزش انجام یک فعالیت عملی باشد آن را «آموزش آزمایشگاهی» می‌نامند.
معمولا ازمایشگاه ها به دسته های زیر تقسیم می شوند: ازمایشگاه های فیزیک،ازمایشگاه شیمی،ازمایشگاه های کامپیوتر،ازمایشگاه های بهداشت،ازمایشگاه های پزشکی و تشخیص طبی



شیمی
شیمی (به انگلیسی: Chemistry) یکی از دانش‌های بنیادین است که به مطالعه و بررسی ساختار، خواص، ترکیبات، و دگرگونی ماده می‌پردازد. گسترۀ زیاد این دانش باعث شده است تا تعریف‌ یکپارچه‌ برای آن مشکل گردد.



واژه‌شناسی
برخلاف پندار عمومی، واژه شیمی برگرفته از زبان پارسی میانه یا باستان نیست. بلکه دارای ریشه‌ای هند و اروپایی است.



تاریخچه
کوشش های نخستین بشر برای فهمیدن طبیعت مواد و بیان چگونگی دگرگونی آن‌ها ناموفق بود. اندک اندک کوشش ها برای تبدیل مواد کم ارزش، به مواد ارزشمندی چون زر و سیم، منجر به پیدایی دانش کیمیا گردید. هر چند در ظاهر دانش کیمیا به خواست اصلی خود نرسید، اما دستاوردهای کیمیاگران در این راه به اندوخته گرانبهایی تبدیل شد که پایه گذار شیمی مدرن گردید.



نگاه گذرا

نظریه اتمی پایه و اساس علم شیمی است. این تئوری بیان می‌دارد که تمام مواد از واحدهای بسیار کوچکی به نام اتم تشکیل شده‌اند. یکی از اصول و قوانینی که در مطرح شدن شیمی به عنوان یک علم تأثیر به‌سزایی داشته، اصل بقای جرم است. این قانون بیان می‌کند که در طول انجام یک واکنش شیمیایی معمولی، مقدار ماده تغییر نمی‌کند. (امروزه فیزیک مدرن ثابت کرده که در واقع این انرژی است که بدون تغییر می‌ماند و همچنین انرژی و جرم با یکدیگر رابطه دارند.)

این مطلب به طور ساده به این معنی است که اگر ده‌هزار اتم داشته باشیم و مقدار زیادی واکنش شیمیایی انجام پذیرد، در پایان ما همچنان بطور دقیق ده‌هزار اتم خواهیم داشت. اگر انرژی از دست رفته یا به‌دست‌آمده را مد نظر قرار دهیم، مقدار جرم نیز تغییر نمی‌کند. شیمی کنش و واکنش میان اتم‌ها را به تنهایی یا در بیشتر موارد به‌همراه دیگر اتم‌ها و به‌صورت یون یا مولکول (ترکیب) بررسی می‌کند.

این اتم‌ها اغلب با اتم‌های دیگر واکنش‌هایی را انجام می‌دهند. (برای نمونه زمانی‌که آتش چوب را می‌سوزاند واکنشی است بین اتم‌های اکسیژن موجود در هوا و مواد آلی چوب. که نور بر روی مواد شیمیایی فیلم عکاسی ایجاد می‌کند شکل می‌گیرد.)

یکی از یافته‌های بنیادین و جالب دانش شیمی این بوده‌است که اتم‌ها روی‌هم‌رفته همیشه به نسبت برابر با یکدیگر ترکیب می‌شوند. سیلیس دارای ساختمانی است که نسبت اتم‌های سیلیسیوم به اکسیژن در آن یک به دو است. امروزه ثابت شده‌است که استثناهایی در زمینهٔ قانون نسبت‌های معین وجود دارد(مواد غیر استوکیومتری).

یکی دیگر از یافته‌های کلیدی شیمی این بود که زمانی که یک واکنش شیمیایی مشخص رخ می‌دهد، مقدار انرژی که بدست می‌آید یا از دست می‌رود همواره یکسان است. این امر ما را به مفاهیم مهمی مانند تعادل، ترمودینامیک می‌رساند.

شیمی فیزیک بر پایهٔ فیزیک پیشرفته (مدرن) بنا شده‌است. اصولاً می‌توان تمام سیستم‌های شیمیایی را با استفاده از تئوری مکانیک کوانتوم شرح داد. این تئوری از لحاظ ریاضی پیچیده بوده و عمیقاً شهودی است. به هر حال در عمل و بطور واقعی تنها بررسی سیستم‌های سادهٔ شیمیایی قابل بررسی با مفاهیم مکانیکی کوانتوم امکان‌پذیر است و در اکثر مواقع باید از تقریب استفاده کرد(مانند تئوری کاری دانسیته). بنابراین درک کامل مکانیک کوانتوم برای تمامی مباحث شیمی کاربرد ندارد؛ زیرا نتایج مهم این تئوری (بخصوص اربیتال اتمی) با استفاده از مفاهیم ساده‌تری قابل درک و به‌کارگیری هستند.

با اینکه در بسیاری موارد ممکن است مکانیک کوانتوم نادیده گرفته شود، اما از مفهوم اساسی آن، یعنی کوانتومی کردن انرژی، نمی‌توان صرف نظر کرد. شیمی‌دان‌ها برای بکارگیری کلیه روش‌های طیف نمایی به آثار و نتایج کوانتوم وابسته‌اند. علم فیزیک هم ممکن است مورد بی توجهی واقع شود، اما به هر حال برآیند نهایی آن (مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای) پژوهیده و مطالعه می‌شود.

یکی دیگر از تئوری‌های اصلی فیزیک مدرن که نباید نادیده گرفته شود نظریه نسبیت است. این نظریه که از دیدگاه ریاضی پیچیده‌است، شرح کامل فیزیکی علم شیمی است. مفاهیم نسبیتی تنها در برخی از محاسبات خیلی دقیق ساختمان هسته، به‌ویژه در عناصر سنگین‌تر، کاربرد دارند و در عمل تقریباً با شیمی پیوند ندارند.



بخش‌های اصلی دانش شیمی عبارت‌اند از:

شیمی تجزیه، که به تعیین ترکیبات مواد و اجزای تشکیل دهنده آن‌ها می‌پردازد.
شیمی آلی، که به مطالعهٔ ترکیبات کربن‌دار، غیر از ترکیباتی چون دو اکسید کربن (دی اکسید کربن) می‌پردازد.
شیمی معدنی، که به اکثریت عناصری که در شیمی آلی روی آنها تاکید نشده و برخی خواص مولکولها می‌پردازد.
شیمی فیزیک، که پایه و اساس کلیهٔ شاخه‌های دیگر را تشکیل می‌دهد، و شامل ویژگی‌های فیزیکی مواد و ابزار تئوری بررسی آنهاست.

دیگر رشته‌های مطالعاتی و شاخه‌های تخصصی که با شیمی پیوند دارند عبارت‌اند از: علم مواد، مهندسی شیمی، شیمی بسپار، شیمی محیط زیست و داروسازی.



شیمی‌دان
شیمی‌دان کسی است که بر دانش شیمی اشراف دارد و یا روی آن مطالعه می‌کند.شیمی‌دان‌ها معمولا بر روی ترکیب مواد و خواص آنها کار می‌کنند.



تاریخ
نخستین فرآیند شیمیایی که بشر آن را آموخت ، سوختن است. آتش می‌توانست همه مواد را از نظر ماهیت تغییر دهد.کشف آهن و مس زندگی انسان‌ها را تغییر داد و پس از کشف طلا به عنوان یک فلز قیمتی ، بسیاری بر آن شدند تا راهی بیابند که مس را به آن تبدیل کنند.تبدیل مس به طلا را کیمیا و کسانی که بر آن اهتمام می‌ورزیدند را کیمیاگر نامیدند. بدین ترتیب کیمیاگران ، نخستین شیمی‌دان‌ها بودند.پس از لاوازیه ، دانش شیمی وارد دانشگاه‌ها شد و از آن پس به یک مطالعه تجربی دنبال می‌شد و اندازه‌گیری‌ها و ارزیابی‌های کیفی و کمی آن به ثبت رسید.



آموزش
آموزش در شیمی تقربیا در همه کشورهای دنیا در دوران مدرسه آغاز می‌شود؛ اما آموزش تخصصی آن در دانشگاه آغاز می‌شود.برای شیمی‌دان‌ها ،کاردانی ، کارشناسی ، کارشناسی ارشد ، دکتری و پسادکتری در همه جهان قابل پی‌گیری است.


جایزه‌ها
جایزه نوبل مهم‌ترین و معتبرترین جایزه در شیمی به شمار می‌رود. نشان پریسلی ، جایزه ولف ، جایزه عبدالسلام و جایزه پاولینگ از مهمترین جوایزی هستند که به شیمی‌دان‌ها اعطا می‌شود.



شیمیدانان معروف تاریخ
دمیتری مندلیف،سوانت آرنیوس ،آمادئو آووگادرو ،ویلهلم اسوالد،هرمن اشتودینگر ،هانس کریستین اورستد ،یونس یاکوب برزلیوس ،هانری بکرل،ادوارد بوخنر ،نیلز بور ،رابرت بویل ،سرگی میخائیلوویچ پروکودین گورسکی ،جوزف پریستلی ،لینوس پاولینگ ،جابر بن حیان ،جان دالتون ،پیتر دبای،هامفری دیوی ،ارنست رادرفورد ،محمد زکریای رازی ،کارل زیگلر ،گلن سیبورگ





تاریخ شیمی

تاریخ شیمی به سلسله اتفاقاتی اطلاق می‌شود که از زمان باستان تاکنون برای دانش شیمی اتفاق افتاده‌است. تا ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد، تمدن‌های باستان از ابزارهایی استفاده می‌کردند که سرانجام اساس تنوع شاخه‌های شیمی شدند. برای نمونه استخراج فلزها از سنگ معدن، سفالگری با استفاده از لعاب،‎تخمیر آبجو و شراب، تهیهٔ رنگدانه برای لوازم آرایشی و نقاشی، استخراج مواد شیمیایی از گیاهان برای دارو و عطر، تهیهٔ پنیر، ریسندگی، دباغی کردن چرم، تهیهٔ صابون از چربی، ساخت شیشه و ساخت آلیاژهایی مانند برنج.

در گذشته تلاش برای بیان طبیعت مواد و چگونگی دگرگونی آن‌ها ناموفق بود. دانش پیشرفته‌تر کیمیاگری نیز در این مورد ناتوان بود. به هرحال دانش کیمیا به کمک انجام تحقیقات اولیه و ثبت نتیجه‌ها، پایه‌گذار شیمی مدرن بود. تغییر نگرش در شناخت مواد، زمانی شروع شد که رابرت بویل در سال ۱۶۶۱ در کتاب شیمی‌دان شکاک میان شیمی و کیمیا تفاوت قائل شد. پس از آن شیمی با تلاش‌های آنتوان لاووازیه و ارائه قانون پایستگی جرم، به یک دانش تکامل‌یافته تبدیل شد. دغدغهٔ هر دو دانش کیمیا و شیمی شناخت طبیعت مواد و چگونگی دگرگونی آن‌ها بود، اما تنها شیمی از شیوه‌های علمی قوی بهره‌مند شد. با کوشش‌های ویژهٔ جوسایا ویلارد گیبز تاریخ شیمی با ترمودینامیک رابطهٔ عمیقی پیدا کرد.

تاریخ شیمی از آغاز تاکنون با صنعت رابطه‌ای مستقیم داشته‌است. در ابتدای دوران مدرن در اروپا، شیمی از ترکیب دانسته‌های باستان با فعالیت‌های دانشمندان مسلمان در قرون وسطی توسعه یافت. سپس شیمی در کنار فیزیک توانست ماهیت درونی مواد را شرح دهد. امروزه شیمی دانشی بسیار پیچیده‌است که بخش‌های زیادی با اهداف متنوع در زمینه‌های مختلف فناوری دارد.




دوران باستان (۴۰۰۰–۳۰۰ پ. م)
مسلماً نخستین واکنش شیمیایی که بشر توانست آن را کنترل و مهار کند، سوختن و آتش بود. آتش برای مردم باستان، یک نیروی عرفانی بود که می‌توانست یک ماده را به یک مادهٔ دیگر تبدیل کند در حالی که نور و گرما نیز می‌بخشد. آتش بر بسیاری از جوامع تأثیر گذاشت. به طوری که فعالیت‌های روزمره‌ای مانند آشپزی و تهیه نور و گرما تا فناوری‌هایی مانند سفالگری، تهیهٔ آجر و ذوب فلزها همگی وابسته به آتش بودند. آتش سبب کشف شیشه و نحوهٔ پالایش فلزها شد و همین امر پایه‌گذار دانش متالوژی یا شناخت مواد شد. در اوایل نیاز زیادی به دانستن شیوه‌های پالایش فلزها بود به ویژه در مصر باستان (۲۶۰۰ پ. م) که طلا فلزی گرانبها به شمار می‌آمد. کشف آلیاژها باعث شروع عصر برنز شد. نخستین شواهدی که نشان می‌دهد انسان‌های باستان در زمینهٔ دانش متالوژی فعالیت داشتند، مربوط به هزاره‌های پنجم و ششم پیش از میلاد است. پس از آن دانش متالوژی برای یافتن چگونگی ساخت سلاح‌های جنگی برتر به کار گرفته‌شد.



مصر باستان
مصریان باستان در زمان پیش از پادشاهی قدیمی توانستند نوعی سفال براق بسازند که به سفال مصری معروف است. در آن زمان این صنعت گرانبها تلقی می‌شد چراکه این سفال‌ها از خاک رس تهیه نمی‌شدند و از سیلیس و مقادیر کمی آهک و جوش شیرین به دست می‌آمدند. مصریان باستان در زمینهٔ متالوژی نیز توانا بودند و نوشته‌هایی به خط هیروگلیف مصری مربوط به ۲۶۰۰ سال پیش از میلاد موجود است که طلا را توصیف می‌کنند. کیمیا در میان مصریان باستان نیز رواج داشت. کیمیای مصری را بیشتر از طریق نوشته‌های فیلسوفان یونانی می‌توان شناخت. دیوکلتیان، امپراطور روم هنگام حمله به مصر دستور سوزاندن اسنادی که مربوط به کیمیا باشد را داد و به همین دلیل نوشته‌های مصری کمی دربارهٔ کیمیا باقی مانده‌اند که مهم‌ترین آن‌ها پاپیروس استکهلم و پاپیروس لیدن هستند. مصریان عقیده داشتند که علم کیمیا توسط تحوت، خدای دانش و خرد پدید آمده‌است.



ایران باستان
سفالینه‌های خاکستری با لعاب سیاه در ۲۰۰۰ سال پیش از میلاد در تپه حصار و تپه سیلک به وجود آمدند. این سفال‌ها نخستین نوع سفال‌های لعاب‌داری هستند که شناخته‌شده‌اند. ایرانیان باستان برای خودآرایی از موادی مانند سرخاب، وسمه و سرمه استفاده می‌کردند که این مواد را از چربی حیوانات یا خاکستر به دست می‌آوردند و به آن‌ها رنگدانههای طبیعی می‌افزودند. در آن دوران فیروزه به خاطر رنگ زیبایش مورد توجه بود و ایران تنها کشوری بود که این سنگ گرانبها را استخراج می‌کرد.



یونان باستان
فیلسوفان تلاش می‌کردند تا بدانند چرا مواد مختلف خاصیت‌های متفاوت (رنگ، بو و غلظت) و حالت‌های متفاوت (جامد، مایع و گاز) دارند و با شیوه‌های متفاوت با یکدیگر واکنش می‌دهند. در این زمان فیلسوفان یونانی نخستین نظریه‌ها را دربارهٔ شیمی و طبیعت ارائه کردند که تاحدودی این نظریه‌ها متأثر از فرهنگ و تمدن‌های زمان خود بود. برای مثال، تالس تصور می‌کرد آب عنصر اصلی سازندهٔ جهان است. دویست سال پس از او ارسطو از «عناصر چهارگانه» سخن گفت و اعتقاد داشت که جهان از چهار عنصر آب، هوا، خاک و آتش ساخته‌شده‌است.

ارائهٔ نظریهٔ اتمی به دوران یونان باستان بازمی‌گردد. نظریهٔ اتمی مربوط به ۴۴۰ سال پیش از میلاد است. لوکرتیوس (۵۰ پ. م) در کتابی به نام «طبیعت چیزها» (به یونانی: De Rerum Natura) به اندیشه‌های دموکریت و لئوکیپوس اشاره می‌کند. دموکریت ادعا می‌کرد که همهٔ مواد از ذره‌های تجزیه‌ناپذیری به نام اتم تشکیل شده‌اند.