عنوان هر آنچه باید درباره آزمایشگاه محاسباتی بدانید
آزمایشگاه محاسباتی امکانات مدرن محاسباتی و تحقیقاتی را برای متخصصین کامپیوتر فراهم می‌کند و در واقع هدف آن ارائه امکانات محاسباتی و شبیه‌سازی لازم به منظور تأمین نیازهای کارشناسان و دانشمندان علوم رایانه‌ای است.
دانشمندان کامپیوتر باید با دانشمندان علوم شناختی، اقتصاددانان، مدیران، دانشمندان علوم اجتماعی، حقوقدانان، محققان بشریت و فلاسفه در مورد چگونگی ایجاد زیرساخت فناوری اطلاعات و نوآوری فناوری اطلاعات که پایدار، اخلاقی و قابل اعتماد باشند، همکاری کنند.
آزمایشگاه محاسباتی بر جنبه‌های مختلف محاسباتی با کارایی بالا و کاربرد آن در علوم مختلف متمرکز است. طراحی و آزمایش الگوریتم‌های محاسباتی کارآمد و سیاست‌های برنامه‌ریزی تطبیقی برای محاسبات علمی در GPU ها، رایانش ابری و محاسبات و همانطور که گفته شد تحقیقات میان رشته‌ای، هسته اصلی فعالیت‌ها و فلسفه این آزمایشگاه هستند.
لازم به ذکر است راه‌اندازی اینگونه آزمایشگاه‌ها نیازمند صرف هزینه‌های زیادی است، بنابراین خیلی از شرکت‌ها به اجاره آزمایشگاه محاسباتی فکر می‌کنند. شرکت شبیه‌سازان امیرکبیر یکی از شرکت‌هایی است که درخصوص اجاره این نوع آزمایشگاه‌ها می‌تواند به شما کمک‌‌های زیادی کند.
انجام محاسبات به روشی مدرن، سریع و پیشرفته
در آزمایشگاه محاسباتی چه کارهایی انجام می‌شود؟
برخی از کارهایی که در آزمایشگاه صورت می‌گیرند می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
- آزمایش مدارهای الکتریکی
- آزمایش مدارهای مجتمع خطی
- آزمایش مدارهای الکترونیکی
- دستگاه‌های الکترونیکی
- آزمایشگاه مدارهای مجتمع خطی
- ارتباط آنالوگ و دیجیتال
محاسبات (computing) به چه معناست؟
در یک آزمایشگاه محاسباتی از محاسبات، به‌عنوان فرایند استفاده از فناوری رایانه برای انجام یک کار هدفمند و مشخص، بهره گرفته می‌شود. محاسبات ممکن است شامل طراحی و توسعه سیستم‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری برای طیف گسترده‌ای از اهداف باشند؛ اغلب شامل ساختارهای متنوع، پردازش و مدیریت هر نوع اطلاعات برای کمک به مطالعات علمی، ساخت سیستم‌های هوشمند و ایجاد و استفاده از رسانه‌های مختلف برای سرگرمی و ارتباطات هستند.
محاسبات به کمک شبکه‌ای از کامپیوترهای پیشرفته
آزمایش محاسباتی چه انواعی دارد؟
یک سیستم رایانه‌ای با استفاده از بسیاری از دستگاه‌ها که به روش‌های مختلف مرتب شده، بسیاری از مشکلات را حل می‌کند. در یک محیط محاسباتی بسیاری از رایانه‌ها برای پردازش و تبادل اطلاعات برای رسیدگی به چندین مسئله استفاده می‌شوند. در ادامه انواع مختلف محیط‌های محاسباتی معرفی می‌شوند:
محیط محاسباتی شخصی
در آزمایشگاه محاسباتی شخصی، یک سیستم رایانه‌ای وجود دارد. تمام فرایندهای سیستم در رایانه موجود هستند و در آنجا اجرا می‌شوند. دستگاه‌های مختلفی که محیط محاسباتی شخصی را تشکیل می‌دهند شامل لپ تاپ، موبایل، چاپگر، سیستم‌های رایانه‌ای، اسکنر و غیره هستند.
محیط محاسباتی به اشتراک‌گذاری زمان
محیط محاسباتی به اشتراک‌گذاری زمان به چندین کاربر امکان می‌دهد تا سیستم را به‌طور همزمان به اشتراک بگذارند. به هر کاربر یک برش زمانی داده می‌شود و پردازنده با توجه به آن به سرعت در میان کاربران جابجا می‌شود. به همین دلیل، هر کاربر معتقد است که تنها آن‌ها از سیستم استفاده می‌کنند.
محیط محاسباتی سرور مشتری
در آزمایشگاه محاسباتی سرور مشتری، مشتری منبعی را درخواست می‌کند و سرور آن منبع را فراهم می‌کند. هنگامی که مشتری فقط با یک سرور در تماس است، آن سرور ممکن است همزمان به چندین مشتری سرویس دهد. هر دو سرویس گیرنده و سرور معمولاً از طریق یک شبکه رایانه‌ای ارتباط برقرار می‌کنند اما گاهی ممکن است در یک سیستم باشند.
محیط محاسباتی توزیع شده
یک محیط محاسباتی توزیع شده شامل چندین گره است که از نظر فیزیکی جدا هستند اما با استفاده از شبکه به یکدیگر متصل می‌شوند. تمام گره‌های موجود در این سیستم با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و پردازش‌ها را به صورت همزمان انجام می‌دهند. هریک از این گره‌ها حاوی قسمت کوچکی از نرم‌افزار سیستم عامل توزیع شده هستند.
رایانش ابری
محیط رایانش ابری
در آزمایشگاه محاسباتی ابری، محاسبات از سیستم‌های رایانه‌ای جداگانه به ابر رایانه‌ها در محیط رایانش ابری منتقل می‌شوند. کاربران ابر فقط خدمات ارائه شده را می‌بینند و جزئیات داخلی نحوه ارائه خدمات را نمی‌بینند. این کار با جمع‌آوری تمام منابع رایانه و سپس مدیریت آن‌ها با استفاده از یک نرم‌افزار انجام می‌شود.
محیط محاسباتی خوشه‌ای
محیط محاسبات خوشه‌ای شبیه محیط محاسبات موازی است، زیرا هر دو پردازنده‌های متعددی دارند. با این وجود یک تفاوت عمده در این است که سیستم‌های خوشه‌ای به وسیله دو یا چند سیستم رایانه‌ای جداگانه با هم ادغام می‌شوند که پس از آن موازی یکدیگر هستند.
محیط محاسباتی موازی
محاسبات موازی شامل تقسیم کار به بخش‌های کوچک‌تر و اجرای همزمان آن‌ها که هر کدام روی پردازنده یا رایانه خود هستند. برخی از نمونه‌های محاسبات موازی شامل پیش‌بینی وضعیت هوا، جلوه‌های ویژه فیلم و برنامه‌های رایانه رومیزی هستند.
محاسبات کوانتوم
نتیجه‌گیری
در یک آزمایشگاه محاسباتی از فناوری‌های رایانه‌ای برای طراحی و توسعه سیستم‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری استفاده می‌شود. فناوری‌های محاسباتی در مطالعات علمی، ساخت سیستم‌های هوشمند و توسعه و به کارگیری رسانه‌های مختلف برای سرگرمی و ارتباطات استفاده می‌شود.
داشتن این آزمایشگاه ارزان نیست و البته دشواری‌های خود را نیز دارد. بنابراین شرکت‌های زیادی به جای خرید اقدام به اجاره کردن آن می‌کنند. شرکت شبیه‌سازان امیرکبیر از شرکت‌های برتری است که شرایط اجاره این آزمایشگاه را فراهم می‌کند.
سوالات متداول
در این قسمت به برخی از سوالات پرتکرار پاسخ داده شده است. پس تا انتها ما را همراهی کنید.
- منظور از محاسبات نرم چیست؟
محاسبات نرم یک مدل محاسباتی است که برای حل مسائل غیرخطی ایجاد شده و در واقع به حل مسائلی کمک می‌کند که در آن هوش انسان مورد نیاز است. مدل‌های احتمالی، منطق فازی، شبکه‌های عصبی و الگوریتم‌های تکاملی بخشی از محاسبات نرم هستند.
- چرا رایانش ابری؟
سرعت توسعه در فضای ابری کاربران را قادر می‌سازد تا برنامه‌های خود را به سرعت وارد بازار کنند. خرابی‌های سخت‌افزاری منجر به از دست رفتن داده‌ها به دلیل تهیه نسخه پشتیبان از شبکه نمی‌شوند. رایانش ابری از منابع دور استفاده می‌کند و در نتیجه سازمان در هزینه سرورها و سایر تجهیزات صرفه‌جویی می‌کند.
- چگونه محاسبات کوانتومی جهان را تغییر می‌دهد؟
محاسبات کوانتومی می‌توانند انقلابی در ارتباطات و هوش مصنوعی ایجاد کنند. درحال حاضر، شرکت‌هایی مانند IBM ، Microsoft و Google در حال ساخت رایانه‌های کوانتومی قابل اعتماد هستند.
- آینده محاسبات چیست؟
رایانه‌های امروزی با استفاده از نیمه‌هادی‌ها، فلزات و برق کار می‌کنند. رایانه‌های آینده ممکن است از اتم، dna یا نور استفاده کنند. قانون مور دو برابر شدن سرعت پردازش را پیش‌بینی می‌کند، اما وقتی کامپیوترها از کوارتز به کوانتوم بروند، سرعت از مقیاس هم خارج خواهد شد.
لینک منبع
https://www.srmist.edu.in/content/computing-lab
https://www.tutorialspoint.com/Types-of-Computing-Environments
