تلفن همراه

تلفن همراه یا گوشی همراه وسیله ایست برای ارسال و دریافت تماس تلفنی از طریق ارتباط رادیویی در پهنای وسیع جغرافیایی. منظور از موبایل یا گوشی همراه یا تلفن سلولی وسیله‌ای است که برای اتصال به شبکهٔ تلفن همراه به کار می‌رود.





این وسیله اولین بار توسط شرکت امریکایی موتورولا در تاریخ ۳ آوریل ۱۹۷۳ با وزنی نزدیک به یک کیلوگرم تولید شد. موبایل نسل‌های گوناگونی دارد و توسط شرکت‌های سازنده گوناگونی تولید می‌شود و به فروش می‌رسد. برخی از شرکت‌های بزرگ تولیدکننده گوشی همراه در دنیا شامل نوکیا، سامسونگ الکترونیکس، ال‌جی الکترونیکس، موتورولا، سونی اریکسون، اپل و اچ‌تی‌سی هستند.

در تلفن‌های همراه به صورت معمول یک مجموعه نرم‌افزار یا سیستم‌عامل برای کنترل سخت‌افزار به کار می‌رود و برنامه‌های جانبی توسط سیستم‌عامل اجرا می‌شوند. از سیستم‌عامل‌های معروف برای تلفن همراه، می‌توان به سیستم‌عامل اندروید (android) و سیمبیان اشاره کرد. حذف شود.






بررسی بلوک‌های داخلی تلفن همراه
بلوک RF

این بلوک متشکل از قطعاتی است که وظیفه آن‌ها ارتباط دادن گوشی به BTS است؛ در حقیقت بلوک RF فرکانس GSM را از BTS دریافت کرده، سپس اطلاعات روی آن را جدا نموده و به واحدهای دیگر موبایل می‌دهد. به زبان دیگر بلوک RF وظیفهٔ تبدیل فرکانس بالای GSM را به فرکانس کمتری به نام IF بر عهده دارد.

امواج موجود در فضا توسط آنتن موبایل دریافت شده و وارد قطعه‌ای به نام آنتن سوییچ می‌شوند. آنتن سوییچ وظیفه تعیین حالت فرستندگی یا گیرندگی آنتن را به عهده دارد. بسته به این که موبایل سازگار با چند باند GSM باشد، تعداد پایه‌های آنتن سوییچ متفاوت خواهد بود. آنتن سوییچ برای هر باند GSM، آنتن را به یک خروجی به نام RX و یک ورودی به نام TX وصل می‌کند. در حقیقت آنتن سوییچ مانند یک کلید است که با فرمان‌هایی آنتن را مرتباً به خط RX یا به TX متصل می‌کند. در بلوکی که مشاهده کردید، موبایل قابلیت کار با دو باند GSM900 و GSM1800 را دارد. بنابراین آنتن سوییچ دو خروجی RX و دو ورودی TX خواهند داشت که در شبکه‌های تلفن ایران از آن جایی که GSM 900 است خط RX و TX باند ۱۸۰۰ بدون استفاده خواهد بود. آنتن سوییچ یکی از قطعات حساس برد موبایل است و خرابی در آن باعث به وجود آمدن عیوبی از قبیل پرش آنتن یا نداشتن دریافت یا ارسال خواهد شد. در مورد سلف و خازن قبل از اتصال آنتن به آنتن سوییچ نیز از آن جایی که امپدانس خروجی آنتن بسیار کم است و از طرفی امپدانس ورودی آنتن زیاد است، باید قبل از اتصال این دو، عمل تطبیق امپدانس توسط قطعه‌ای انجام شود. معمولاً در مدارات، قسمت آنتن موبایل از یک سلف که به صورت موازی بین آنتن و زمین بسته می‌شود استفاده تشکیل می‌شود. این سلف می‌تواند باعث عمل تطبیق امپدانس بین آنتن و آنتن سوییچ شده و مانع از هدایت جریان DC بین این دو واحد گردد تا این دو واحد اثر منفی در عملکرد یکدیگر نداشته باشند. وظیفه فیلتر SAW حذف فرکانس‌های کانال همسایه و فرکانس‌های مزاحم است. خط خروجی RX از آنتن سوئیچ وارد SAW شده و بعد از آن فرکانس‌های مزاحم حذف می‌شود و فقط فرکانس‌های باند GSM در خروجی آن دیده می‌شود. SAW همان‌گونه که فرکانس‌های مزاحم را حذف می‌کند، فرکانس‌های اصلی GSM را هم خیلی ضعیف می‌کند. برای تقویت سیگنال‌های دریافتی GSM بعد از SAW از یک تقویت کننده به نام LNA استفاده می‌شود.

آی‌سی RF: به این آی‌سی HAGAR هم گفته می‌شود که اصلی‌ترین قطعه بلوک RF است و وظیفه آن عمل مدولاسیون و دمودلاسیون است. مدولاسیون به سوار کردن اطلاعات روی یک موج گفته می‌شود، در این صورت با توجه به این که موج می‌تواند در فضا منتشر شود اطلاعات ما نیز همراه موج جابجا می‌شود. به موجی که اطلاعات روی آن سوار می‌شود، موج حامل گویند، یکی از وظایف آی سی HAGER انجام این عمل است. عمل مدولاسیون برای اطلاعاتی که از موبایل به BTS ارسال می‌شود انجام می‌گردد. دمودولاسیون به عمل جداسازی اطلاعات از روی فرکانس حامل می‌گویند. این عمل نیز توسط آی سی HAGER انجام شده و روی سیگنال‌های دریافتی از BTS انجام می‌شود.

کریستال: برای مدولاسیون و دمودولاسین، آی سی HAGER نیاز به فرکانس دارد. این فرکانس توسط قطعه‌ای به نام کریستال که معمولاً در کنار آی‌سی RF قرار دارد تولید می‌شود. کریستال مولد فرکانس بسیار دقیقی است که در بسیاری از مدارهای الکترونیکی به عنوان تولید کننده فرکانس یا پالس ساعت از آن استفاده می‌شود. کریستال که اسیلاتور نیز نامیده می‌شود به صورت یک قطعه دو، سه یا چهارپایه است. چند خازن به عنوان فیلتر در داخل اسیلاتور قرار می‌گیرد.

آی سی P.A: قبل از ارسال اطلاعات، از یک آی‌سی تقویت کننده به نام P.A استفاده می‌شود و سیگنالی که از موبایل خارج می‌شود در نهایت توسط این واحد تقویت خواهد شد.P.A سیگنال‌هایی را که باید تقویت کند از آی سی RF دریافت می‌کند. این آی سی جهت تقویت سیگنال‌های TX به تغذیه نیاز دارد که تغذیه آن به صورت مستقیم از باتری گرفته می‌شود.

آی سی VCO: یک گوشی موبایل بایستی بتواند روی فرکانس‌های مختلفی که BTS هر منطقه روی آن تنظیم شده قرار گیرد تا با آن ارتباط پیدا کند. به بیان دیگر آی سی HAGER روی فرکانس‌های مختلفی باید بتواند مدولاسین و دمودلاسین انجام دهد. این عمل مستلزم این است که بتوان فرکانس حامل HAGER را با دقت زیاد تغییر داد، این عمل در موبایل توسط قطعه‌ای به نام VCO انجام می‌شود.






بلوک AF

بلوک AF (واحد صدای دستگاه) وظیفه تبدیل اطلاعات دریافتی از واحد RF به صدا را بر عهده دارد. همچنین صدایی که باید از موبایل به BTS منتقل شود، قبل از ارسال وارد واحد AF می‌شود که پس از یکسری تبدیلات و آماده‌سازی از طریق واحد RF منتقل می‌شود. در حقیقت واحد AF رابط بین کاربر موبایل و واحد RF است. این بلوک از یک طرف به میکروفون و بلنگو و از طرف دیگر به بلوک RF متصل است.

جابجایی اطلاعات بین موبایل و BTS به صورت دیجیتال است. دیجیتال، یعنی منطق صفر و یک. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که هر گوشی در یک ثانیه فقط مدت زمان کوتاهی را برای دریافت یا ارسال در اختیار دارد. گوشی در لحظهٔ داشتن کانال می‌تواند اطلاعات را جابجا کند، ولی در لحظه‌ای که فرکانس در اختیار گوشی دیگری است، نمی‌تواند به BTS اطلاعات انتقال دهد و این بدین مفهوم است که دائماً ارتباط بین گوشی و BTS قطع و وصل می‌شود که باعث می‌شود که صدا نیز قطع و وصل شود. برای رفع مشکل اگر صدا به صورت دیجیتال باشد، می‌توان آن را روی حافظه نگهداری کرد و زمان کانالدار بودن موبایل، تمامی اطلاعات حافظه را منتقل کرد؛ بدون این که بخشی از صدا در لحظات قطع و وصل از بین برود.






بلوک MCU

کنترل عملکرد بلوک‌های مختلف در موبایل بر عهده این واحد است. این واحد از قطعات مختلفی مثل آی‌سی پردازشگر و حافظه‌ها تشکیل شده است که توسط یک برنامه سیستم‌عامل می‌تواند کل گوشی را کنترل کند. برنامه سیستم‌عامل توسط طراح گوشی در یکی از حافظه‌های گوشی ذخیره می‌شود. باید توجه داشت که آی‌سی CPU فقط پردازش کننده اطلاعات و عملکرد آن تحت تاثیر برنامه سیستم‌عامل است.






بلوک UI

این بلوک که به آن رابط (کاربر) نیز گفته می‌شود وظیفه راه‌اندازی کلیه اعلام کننده‌ها از قبیل زنگ، موتور لغزاننده و LEDهای روشن کننده صفحه نمایشگر و صفحه کلید در شب را بر عهده دارد. در بعضی از گوشی‌های موبایل بلوک UI به صورت یک آی سی ساخته می‌شود و در بعضی گوشی‌ها قسمت‌های مختلف آن ترانزیستوری است و به صورت مجزا روی برد قرار می‌گیرد.






بلوک منبع تغذیه و شارژینگ

منبع تغذیه موبایل واحدی است که ولتاژ لازم بلوک‌های دیگر را از طریق باتری فراهم می‌کند. واحد منبع تغذیه از رگولاتورهای مختلفی تشکیل شده و داخل یک بسته بندی قرار دارد. این بسته بندی به آی‌سی CCONT موسوم است. واحد شارژینگ نیز مجموعه قطعاتی است که از طریق ولتاژ دریافتی از آداپتور، باتری را شارژ می‌کند. معمولاً این واحد نیز از یک آی‌سی به نام CHAPS تشکیل شده‌است. آی‌سی CCONT و CHAPS با یکدیگر در ارتباط هستند، زیرا آی‌سی CHAPS برای شارژ باتری بایستی از CCONT کنترل شود.






COBBA

در بلوک AF از یک آی‌سی به نام COBBA استفاده می‌شود. این آی‌سی مبدل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال و برعکس است. امواج دریافتی آنتن بعد از این که توسط آی‌سی RF دمودولاسیون شدند با خطوط RX وارد آی‌سی COBBA در واحد AF می‌شوند. این آی‌سی ابتدا سیگنال‌های دریافتی از RF را توسط خطوط ارتباطی PCM به بلوک MCU می‌دهد. در این بلوک اطلاعات از طریق آی‌سی CPU روی حافظه موقت گوشی ریخته می‌شود. سپس آی‌سی COBBA دوباره از طریق همان خطوط ارتباطی، اطلاعات را از روی حافظه موقت خوانده و به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌کند که از طریق بلندگو قابل استفاده خواهد شد. به همین طریق برای اطلاعاتی که بایستی از موبایل خارج شود، صدایی که توسط میکروفون دریافت می‌شود، به صورت سیگنال آنالوگ است. این سیگنال بعد از ورود به آی‌سی COBBA، تبدیل به صدای دیجیتال دیجیتال می‌شود. این صدا از طریق خطوط PCM به واحد MCU منتقل می‌شود تا در حافظه موقت نگهداری شود و به محض کانال‌دار شدن موبایل تمامی اطلاعات قسمت میکروفون از طریق واحد RF به BTS ارسال می‌شود.






PCM

PCM یکی از روش‌های انتقال اطلاعات بین دو واحد است. این واحد خطوط ارتباطی بین آی‌سی COBBA و CPU بوده و در نقشه‌ها از آن به عنوان خطوط PCM نام برده می‌شود. این انتقال به صورت کد شده انجام می‌شود که انواع آن RX و TX است.

۱- خطوط PCM TX مربوط به مسیر جابجایی اطلاعات دیجیتال میکروفون به حافظه؛

۲- خطوط PCM RX مربوط به مسیر انتقال اطلاعات دیجیتال دریافتی به حافظه.

خطوط PCM TX و PCM RX در نقشه‌های گوشی‌ها بین آی سی COBBA و آی‌سی CPU مشخص می‌باشد.






آنالوگ و دیجیتال

سیگنال آنالوگ به آن دسته از سیگنال‌هایی اطلاق می‌شود که مقدار ولتاژ آن در لحظات مختلف در حال تغییر باشد؛ به این صورت که در یک لحظه ۲ ولت، لحظه‌ای دیگر ۳ ولت و به همین صورت در حال تغییر باشد. این سیگنال می‌تواند توسط یک میکروفون ساخته شود. ماهیت تغییرات سیگنال آنالوگ، به عنوان مثال صدا، به مولد آن، که می‌تواند صدای یک انسان باشد، بستگی دارد. سیگنال‌های آنالوگ را در آی‌سی‌های حافظه نمی‌توان ذخیره کرد. همچنین در انتقال آن نیز امکان نویز پذیری بالا است. در مدارات منطقی و کنترلرها اگر بخواهیم یک سیگنال آنالوگ را وارد کنیم باید آن را به دیجیتال تبدیل کنیم. دیجیتال یعنی صفر و یک، در حقیقت در سیستم دیجیتال تغییرات در لحظات مختلف وجود دارد، ولی همیشه این تغییرات به صورت صفر و یک است. منظور از صفر و یک، دو سطح منطقی است. ما می‌توانیم صفر منطقی را به سطح ولتاژ صفر ولت و یک منطقی را به سطح ولتاژ پنج ولت تعریف کنیم. در این صورت سطوح ولتاژ دیگری به غیر صفر و پنج ولت نخواهیم داشت. مزیت دیجیتال در ذخیره‌سازی آن توسط آی‌سی حافظه و همچنین انتقال راحت آن با کیفیت خوب است. برای تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال روش‌های مختلفی وجود دارد. اصول تبدیل آن به این صورت است که ابتدا از آنالوگ در لحظات مشخص نمونه‌برداری می‌کنیم، سپس نمونه‌ها توسط یک مبدل به دیجیتال تبدیل می‌شود. هر چه تعداد نمونه گیری‌ها از سیگنال آنالوگ بیشتر باشد، ما توانسته‌ایم آنالوگ را با کیفیت بهتری به دیجیتال تبدیل کنیم. فقط بایستی این مطلب را در نظر بگیریم که افزایش تعداد نمونه برداری‌ها باعث افزایش حجم تبدیل خواهد شد. طریقه تبدیل آنالوگ به دیجیتال لازم است در تبدیل مجموع ارزش بیت‌هایی که یک هستند، برابر با مقدار ولتاژ آنالوگ شود. بیت‌های به دست آمده را می‌توان توسط سلول‌های حافظهٔ موقت یا دائم ذخیره کرد تا در زمان‌های لازم از آن استفاده کنیم. این عمل در موبایل انجام می‌شود و صدای میکروفون ابتدا به دیجیتال تبدیل شده، سپس در حافظه موقت موبایل قرار می‌گیرد تا در لحظه داشتن کانال ترافیکی یک جا بیت‌ها را ارسال کنیم. این باعث می‌شود که در لحظاتی که BTS کانالی را از موبایل می‌گیرد، صدای مشترک در موبایل ذخیره شده و به صورت منقطع به مخاطبین نرسد. برای صدای دریافتی نیز این عمل انجام می‌شود، فقط در آن حالت باید آی‌سی COBBA مجهز به یک مبدل D to A شود تا بتوانیم اطلاعا دیجیتال دریافتی از BTS را به آنالوگ تبدیل کنیم. به تبدیل آنالوگ به دیجیتال باشد. هر چه فرکانس سیگنال آنالوگ بیشتر باشد، لازم است تعداد نمونه برداری‌ها افزایش یابد تا امکان تبدیل تغییرات سریع آن را داشته باشیم.






بلند گو

Earpiece یا COBBA زمانی که تبدیلات را انجام داد باید خروجی آنالوگ را به بلند گو بدهد. معمولاً در بعضی از بردهای موبایل قبل از اتصال سیگنال COBBA به بلند گو از دو مقاومت محدود کننده به صورت سری با بلند گوهای موبایل استفاده می‌کنند.






میکروفن

Speaker برای دریافت صدا و انجام تبدیلات و ارسال، از یک میکروفون خازنی در موبایل استفاده می‌شود. میکروفون خازنی معمولاً از یک صفحه کریستالی است که به صدا حساس است و همراه آن یک ترانزیستور تقویت کننده وجود دارد. کیفیت دریافت میکروفون خازنی در مقایسه با انواع دیگر میکروفون‌ها بسیار زیاد است که یکی از دلایل آن داشتن ترانزیستور تقویت کننده داخل میکروفون است. ترانزیستور میکروفون جهت تقویت نیاز به ولتاژ DC دارد. این ولتاژ را بایستی توسط قطعاتی در برد موبایل فراهم کنیم. هرچه سطح ولتاژ را افزایش دهیم، حساسیت و قدرت دریافتی میکروفون بیشتر می‌شود. در بعضی از موبایل‌ها این ولتاژ توسط آی سی COBBA ساخته می‌شود و قطعه خارجی دیگری نداریم، ولی در بعضی از موبایل‌ها این ولتاژ توسط یک ترانزیستور در کنار آی سی COBBA فراهم می‌شود. البته راه‌اندازی ترانزیستر از طریق آی سی COBBA است.






اثرات امواج تلفن همراه بر سلامت انسان

نگرانی‌ها دربارهٔ اثرات امواج تلفن همراه بر سلامت انسان با رشد بیش از حد تلفن‌های بی‌سیم همراه (۲ میلیارد در آگوست ۲۰۰۵) بیشتر شده‌است. این نگرانی‌ها به خاطر این هستند که تلفن همراه از خود امواج الکترومغناطیسی در مقیاس مایکروویو ساطع می‌کند.






اعتیاد به گوشی همراه

بنابه پژوهشی یک متخصص علوم رفتاری اعلام کرد، ۶۰ درصد از دختران موردِ پژوهش از گوشی‌های همراه برای ورود به شبکه‌های اجتماعی و بازی‌های مرتبط استفاده می‌کنند و ۳۰ درصد آنها هنگام اتمام شارژ یا جا ماندن تلفن یا قطع آن به هر شکلی دچار استرس می‌شوند، وی با اشاره به اینکه دختران دو برابر پسران به تلفن همراه وابستگی دارند، درنتیجه از اعتیاد دو برابری دختران نسبت به پسران در زمینه استفاده از تلفن همراه بر اساس این پژوهش انجام‌شده خبر داد.






معروف‌ترین سیستم‌عامل‌های تلفن همراه

iOS
Google Android
لینوکس
Palm OS
RIM Blackberry
Symbian OS
Windows Mobile
بادا bada
Firefox OS







اولین تلفن همراه در ایران

اولین تلفن همراه موجود در ایران که شکل و شمایلی به تلفن‌های همراه امروزی ندارد، متعلق به ناصرالدین شاه بود.

شکل و شمایل این تلفن همراه که در سال ۱۲۳۰ تولید شده است، به تلفن‌های همراه امروزی شباهتی ندارد. این تلفن همراه در سفرها همراه ناصرالدین شاه بوده و در زمان نیاز به کابل‌های کشیده شده بین راه وصل و با مخاطب مورد نظر تماس تلفنی برقرار می‌شده است این تلفن دارای راهنمای فارسی بوده و ساخت کارخانه «البیس» شهر زوریخ می‌باشد.







سیم‌کارت
سیم کارت یا شناس‌کارت (ماژول شناسانندهٔ مشترک) کارتی هوشمند برای تلفن‌های همراه است. سیم کارت به طور امن کلیدهای مشترک-سرویس دهنده را برای شناساندن یک تلفن همراه در خود نگه می‌دارد. یک سیم کارت به کاربران اجازه می‌دهد که گوشی تلفن خود را به آسانی فقط با خارج کردن سیم کارت و قراردادن آن در گوشی دیگر تغییر دهند.
استفادهٔ سیم کارت در شبکه‌های GSM است. معادل سیم کارت در شبکه‌های UMTS به نام USIM یا Universal Sim است، در حالیکه ماژول خارج شوندهٔ معرفی کننده کاربر (RUIM) در تلفن‌های CDMA بیشتر کاربرد دارد.
سیم کارت در دو اندازه استاندارد موجود است. اولی اندازه یک کارت اعتباری (۸۵٫۶۰م. م × ۵۳٫۹۸ م. م × ۰٫۷۶م. م) است. جدیدتر که خیلی محبوب تر هم است، اندازه مینیاتوری با ۲۵ م. م در طول، ۱۵ م. م ارتفاع و نازکی به اندازه ۰٫۷۶ م. م دارد.
W-SIM سیم کارتی هست که هسته فناوری سلولی را با کارتی درون خودش کامل می‌کند.
GSM 11.11 معرفی کننده مشخصات سیم کارت است. GSM 11.14 معرفی کننده مشخصات برنامه‌های ابزاری SIM برای سیم کارت است.






اندازه ذخیره‌سازی حافظه

نوعی ارزان قیمت سیم کارت (فقط GSM 11.11) حافظه کمی دارد، چیزی در حدود ۲-۳ کیلوبایت که در GSM 11.11 تعریف شده است (برای دفترچه تلفن و شبیه آن). همان نوع حافظه داده مستقیماً توسط گوشی مهیا می‌شود. بخش بازاری سیم کارت‌های ارزان قیمت، پایداری آن‌ها است.
سیم کارتهایی با کاربردهای اضافی (GSM 11.14) در اندازهٔ حافظه‌های زیادی موجود است، بیشترین آن‌های یک گیگابایت است. کوچک‌ترین آن‌ها از همان نوع ۳۲ کیلوبایت و ۱۶ کیلوبایت است که در جاهایی که شبکه‌های GSM کمتر گسترش یافته استفاده می‌شوند. اندازه‌های بزرگ‌تری برای حافظه سیم کارت هم وجود دارد که بین ۱۲۸ تا ۱۰۲۴ مگابایت است.
حافظه سیم کارت بیشتر به ارائه دهنده خدمات مربوط می‌شود.
در پایان ۲۰۰۶ بیشترین نوع سیم کارت GSM ای که در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت از نوع ۶۴ کیلوبایتی بود.






تغذیه

سه نوع ولتاژ کار برای سیم کارت‌ها وجود دارد: ۵ ولت، ۳ ولت و ۱٫۸ ولت. سیم‌کارت‌های قبل از سال ۱۹۹۸ اکثراً ۵ ولت بودند. سیم‌کارت‌های بعدی با ۵ ولت و ۳ ولت سازگارند. سیم‌کارت‌های مدرن همگی هر سه ولتاژ کار را پشتبیانی می‌کنند.






سیستم‌عامل‌ها

سیستم‌عامل‌های سیم کارت به طور معمول بر دو نوع هستند: سیستم‌عامل‌های محلی و کارت‌های جاوا. سیم کارت‌های محلی نرم‌افزارهای اختصاصی ارائه دهنده سرویس را در خود دارند همانطور که کارت‌های جاوا بر پایه استانداردهایی هستند، کارت‌های جاوا نوع خاصی از زیر مجموعهٔ زبان برنامه نویسی جاوا هستند که برای اجرا برروی دستگاه‌های کوچک هدف گذاری شده‌اند.






داده

سیم کارت‌ها اطلاعات مشخص شده توسط شبکه را برای تصدیق هویت و معرفی مشترک به شبکه را در خود دارند، مهم‌ترین این اطلاعات عبارت اند سیم‌کارت و IMSI و Ki و LAI. یک سیم کارت همچنین اطلاعات دیگری نظیر شماره SMSC (مرکز سرویس پیغام کوتاه)، نام ارائه دهنده خدمات (SPN)، شماره‌های تماس خدمات (SDN) و برنامه‌های سرویس ارزش افزوده (VAS). (رجوع کنید به GSM 11.11)






ICCID

هر سیم کارت به طور بین‌المللی با ICC-ID (شماره کارت مداری بین‌المللی) شناخته می‌شود. ICCID در درون سیم کارت ذخیره می‌شود و همچنین برروی بدنه سیم کارت در طی فرایندی به نام شخصی سازی چاپ یا حک می‌شوند.






IMSI

هر سیم کارت برروی شبکه خودش توسط نگه داری یکتایی مشخص کننده بین‌المللی تلفن مشترک شناسایی می‌شود. اپراتورهای تلفن همراه با استفاده از IMSI تماس‌های تلفن همراه مشترک و ارتباط آن را با دیگر سیم کارت‌ها برقرار می‌کنند.






کلید تصدیق هویت (Ki)

Ki یک مقدار ۱۶ بایتی است که برای تصدیق هویت سیم کارت برروی شبکه تلفن همراه استفاده می‌شود. هر سیم کارت یک Ki به صورت یکتا دارند که توسط اپراتور تلفن همراه طی فرایند شخصی سازی به آن نسبت داده می‌شود. همچنین Ki در پایگاه داده شبکه (شناخته شده به عنوان HLR) ثبت می‌شود.






پروسه تصدیق هویت

در هنگام راه اندازی تلفن همراه، سیم کارت، IMSI خود را به اپراتور تلفن همراه با درخواست دسترسی و تصدیق هویت می‌فرستد.
اپراتور تلفن همراه در پایگاه داده خود به دنبال IMSI درخواست شده با Ki مشخص شده می‌گردد.
سپس اپراتور تلفن همراه یک عدد تصادفی ایجاد می‌کند و آن را با تلفیق در Ki یک شماره به نام درخواست واردشده (SRES_1) ایجاد می‌کند.
سپس اپراتور شبکه عدد تصادفی را به سیم کارت می‌فرستد و سیم کارت هم آن عدد تصادفی را Ki در خودش تلفیق می‌کند و SRES_2 را ایجاد می‌کند و آن را به اپراتور می‌فرستد.
سپس اپراتور شبکه SRES_1 محاسبه شده خودش را با SRES_2 محاسبه شده توسط سیم کارت مقایسه می‌کند. اگر دو شماره با هم یکی شدند سیم کارت تصدیق شده و اجازه دسترسی به شبکه را پیدا می‌کند.







معرفی‌کننده موقعیت محلی

سیم کارت وضعیت اطلاعات شبکه که از طرف شبکه به آن پخش می‌شود را دخیره می‌کند، مانند معرفی کننده موقعیت محلی (LAI). اپراتورها به محدوده‌های مختلفی تقسیم شده‌اند، که هرکدام یک شماره LAI منحصربه‌فرد دارد. هنگامی که تلفن همراه موقعیت خود را از یک محدوده به محدوده دیگری تغییر می‌دهد، آن اطلاعات جدید LAI را در سیم کارت ذخیره کرده و به اپراتور شبکه می‌فرستد تا موقعیت جدید خود را مشخص کند.






اندازه سیم کارت

سیم کارت در طی سالها علاوه بر پیشرفت، سایز خود را نیز تغییر داده است، سیم کارت سایز کامل، سیم کارت مینی، میکروسیم و نانوسیم که با دستگاهای مختلف کار می‌کنند. همزمان با کاهش سایز دستگاهها تولید کنندگان نیز سعی کردند در اندازه سیم کارتها تغییراتی بدهند.

اولین سایز سیم کارت به صورت سایز کامل بود(1FF): این سایز تقریباً اندازه کارتهای اعتباری بانکی بود.(۸۵٫۶۰ میلیمتر در ۵۳٫۹۸ میلیمتر به ضحامت ۰٫۷۶ میلیمتر) پس از آن سیم کارت مینی وارد بازار شد(2FF) که بخش کوچکتری از همان سیم کارت بود.(با ضخامت قبلی و ۲۵ میلیمتر در ۱۵ میلیمتر) نسخه بعدی سیم کارت که با نام سیم کارت میکرو(3FF) وارد شد بازهم طول و عرض کمتری نسبت به قبل داشت.(۱۵ میلیمتر در ۱۲ میلیمتر) با کوچکتر شدن سایز سیم کارت، سازگاری آنها با نسخ قبلی همچنان رعایت شد، به همین علت با دستگاههای برش خاص و یا قاب مخصوص می‌توان سه نوع ابتدایی سیم کارتها را به یکدیگر تبدیل کرد بدون آنکه مدار سیم کارت صدمه‌ای ببیند.

سرانجام نیز در سال ۲۰۱۲ نانو سیم کارت (4FF) تولید شد. این سیم کارت بازهم کوچکتر شد. البته برعکس تکامل نمونه‌های قبلی علاوه بر کاهش طول و عرض، ضخامتش نیز کاهش یافت.(۱۲میلیمتر در ۸٫۸ میلیمتر با ضخامت ۰٫۷ میلیمتر) در سیم کارت نانو ضخامت پردازشگر به همراه بدنه ضخامتی معادل ۰٫۷ دارد که حدوداً ۱۵ درصد نسبت به نسخ قبلی کاهش ذخامت داشته است.

سیم کارت‌های نانو با سازگاری کامل با نسخه‌های قبلی ساخته شده است بنابراین می‌توان آنها را با آداپتور مخصوص در دستگاههای قبلی نیز قرارد داد و استفاده کرد.








کارت هوشمند

کارت هوشمند (که با نام‌های «کارت چیپ‌ دار» یا «کارت با مدار مجتمع» هم شناخته می‌شود) کارتی است که بر روی آن مدار مجتمع نصب شده‌است. از این نوع کارت می‌توان به‌جای کارت اعتباری و کارت پول یا در سیستم‌های امنیتی کامپیوتری، سیستم‌های تشخیص هویت و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد.

کارت‌های هوشمند از نظر اندازه و شکل ظاهری، شبیه به کارتهای اعتباری معمولی هستند.






تاریخچه کارت هوشمند

گسترش کارت‌های پلاستیکی در اوایل دهه ۵۰ میلادی آغاز شد. هزینه پایین این کارت‌ها که از جنس پلی وینیل کلراید پی وی سی بودند باعث شد تا به سرعت جای کارت‌های کاغذی که تحمل تنش‌های فیزیکی و تغییرات آب و هوا را ندارند، را بگیرند. اولین کارت پرداخت در سال ۱۹۵۰ توسط Diners Club به صورت محدود برای اعضای ویژه ساخته شد، تا به جای پول نقد از آن استفاده نمایند. در ادامه رستوران‌ها و هتل‌ها اقدام به استفاده از این نوع کارت‌ها کردند به خاطر همین در آن دوره از آنها به عنوان کارت سفر و سرگرمی یاد می‌شد.

ورود شرکت‌هایی همچون Visa و MasterCard باعث گسترش هرچه بیشتر پول پلاستیکی در قالب کارت‌های اعتباری شد. د ابتدا کاربرد این کارت‌ها بسیار ساده بود، از آنان به عنوان رسانه‌ای مقاوم در برابر نفوذ برای ذخیره سازی داده استفاده می‌شد. در کارت‌های نسل اول اعتبار سنجی آنها از طریق ویژگی‌های ظاهری امکام پذیر بود.

اولین ارتقاء در این کارتها با اضافه نمودن نوار مغناطیسی به آنها که امکان ذخیره سازی اطلاعات را می‌داد، پدید آمد. در ادامه در سال ۱۹۷۰ و با پیشرفت چشمگیر در ریز پردازنده‌ها و ترکیب آنها با حافظه‌های غیر فعال این امکام به وجود آمد تا از انها در کارت‌های هوشمند استفاده شود.

سرانجام در سال ۱۹۸۴ شرکت مخابراتی French PTT با موفقیت اولین کارت تلفن را عرضه کرد تا در عمل نیز این نوع کارت کارایی خود را به اثبات برساند.






کارت‌های هوشمند بدون تماس

کارت هوشمند که شبیه به یک کامپیوتر ساده و کوچک است که می‌تواند از طریق دستگاه کارت خوان و اتصال طلایی خود ارتباط برقرار کند، تا بتوان به اطلاعاتی که درون حافظه این کارت قرار دارد دسترسی پیدا کرد.این نوع کارت‌های هوشمند هم همانند کارت‌های معمولی مغناطیسی نیاز به قرار گرفتن در دستگاه برای خوانده شدن اطلاعات دارند.

نسل جدید کارت‌های هوشمند، کارت‌های هوشمند بدون تماس (Contactless) هستند. این کارت‌ها بدون تماس با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار می‌کنند. فقط کافی است این کارت در نزدیکی دستگاه قرار گیرد. این نوع کارت در مواقعی که نیاز به برقراری ارتباط سریع و حتی بدون دخالت دست وجود دارد، کاربرد بسیاری دارد. برای مثال برای ورود یک به اتاق، کارت ممکن است در جیب یا کیف شخص باشد و از همان محل و بدون نیاز به خارج کردن با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار کرده و مجاز بودن ورود بررسی شده و در باز شود. همچنین در بسیاری از سیستم‌های حمل و نقل عمومی در دنیا به دلیل حجم زیاد مسافران و به خاطر سریع تر شدن چک کردن بلیط از این نوع کارت‌ها استفاده می‌شود. هم اکنون کارت‌های اعتباری متروی تهران و همچنین من کارت مورد استفاده برای( اتوبوس‌های خط واحد مشهد، موبایل پارک‌ها، تاکسی‌ها و متروی مشهد)از نوع کارت هوشمند بدون تماس هستند.






گونه‌ها
کارت هوشمند باتماس (Smart Cards)

کارت‌های هوشمند از نظر اندازه و شکل ظاهری، شبیه به کارت‌های مغناطیسی معمولی هستند. ولی درون این کارت‌ها کاملاً با کارت‌های معمولی متفاوت است. کارت‌های مغناطیسی معمولی یک تکه پلاستیک ساده هستند با یک نوار مغناطیسی؛ در حالی که کارت‌های هوشمند درون خود یک ریز پردازنده دارند این ریز پردازنده چون بیش از اندازه کوچک است با تکنولوژی خاصی کشت می‌شود (تبدیل یک ترانزیستور اندازه یک نخود به سایزی معادل کوچک‌تر از نوک سوزن). ریزپردازنده معمولاً در زیر یک اتصال طلایی در یک طرف کارت قرار دارد. این ریز پردازنده در کارت‌های هوشمند در حقیقت جایگزین نوار مغناطیسی در کارت‌های معمولی شده‌است. اطلاعاتی را که روی نوار مغناطیسی کارت‌های معمولی وجود دارد می‌توان به راحتی خواند، روی آن نوشت، آن را حذف کرد و یا تغییر داد. به علت وجود همین مشکل نوار مغناطیسی محل خوبی برای نگهداری اطلاعات نیست. به همین دلیل هم برای استفاده از چنین کارت‌هایی و تایید صحت و دریافت و پردازش اطلاعات، به طراحی شبکه‌های کامپیوتری گسترده، نیاز هست. کارت هوشمند بدون نیاز به چنین امکاناتی به دلیل امنیت خود می‌تواند اطلاعات را در خود ذخیره کرده و در صورت لزوم در محل‌های مختلف از این اطلاعات بدون نیاز به اتصال به شبکه استفاده کند. ریز پردازنده در کارت هوشمند برای امنیت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع کارت هوشمند یک کامپیوتر کوچک است که با کامپیوتری که به دستگاه کارت خوان متصل است ارتباط برقرار می‌کند. تا ریزپردازنده کارت، از معتبر بودن دسترسی به کارت مطمئن نشود، به کارت خوان اجازه دسترسی نمی‌دهد. پس از صدور مجوز دسترسی، کارت خوان می‌تواند همانند یک دیسک با کارت که دارای حافظه (Ram)است کار کند؛ اطلاعات را خوانده، پردازش و تغییر دهید. کارت‌های هوشمند می‌توانند تا ۸ کلیو بایت Ram (حافظه با دسترسی تصادفی برای خواندن و نوشتن اطلاعات)، ۳۶۴ کیلو بایت ROM (حافظه فقط خواندنی)، ۲۵۶ کیلوبایت PROM (حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی) و یک ریزپردازنده ۱۶ بیتی داشته باشند. کارت هوشمند همچنین از یک واسط سریال برای نقل و انتقال اطلاعات استفاده کرده، انرژی خود را هم از یک منبع بیرونی (مثلاً دستگاه کارت خوان) تامین می‌کند. ریز پردازنده هم برای انجام یک مجموعه عملیات محدود همانند رمزنگاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. کارت‌های هوشمند می‌توانند برای کارت‌های اعتباری، کارت پول‌ها، سیستم‌های امنیتی کامپیوتری، سیستم‌های تشخیص هویت دولتی و بسیاری موارد دیگر مورد استفاده قرار گیرند.






کارت هوشمند بی‌تماس (Contactless)

کارت هوشمند که شبیه به یک کامپیوتر ساده و کوچک است که می‌تواند از طریق دستگاه کارت خوان و اتصال طلایی خود ارتباط برقرار کند، تا بتوان به اطلاعاتی که درون حافظه این کارت قرار دارد دسترسی پیدا کرد. از آنجایی که این کارت‌ها دارای یک ریز پردازنده هستند و این ریز پردازنده به دسترسی به حافظه کارت نظارت می‌کند، می‌توان به امنیت اطلاعات درون کارت اطمینان داشت و اطلاعات مهم را در آن ذخیره کرد. این کارت‌ها که در سال ۱۹۷۰ عرضه شدند مشکل امنیت را که در دسترسی به کارت‌های معمولی مغناطیسی وجود داشت، برطرف کردند. ولی این نوع کارت‌های هوشمند هم همانند کارت‌های معمولی مغناطیسی نیاز به قرار گرفتن در دستگاه برای خوانده شدن اطلاعات دارند. نسل جدید کارت‌های هوشمند، کارت‌های هوشمند بدون تماس هستند. این کارت‌ها بدون تماس و با تکنولوژی القاء Radio Frequency Identification با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار می‌کنند. فقط کافی است این کارت در نزدیکی دستگاه قرار گیرد. این نوع کارت در مواقعی که نیاز به برقراری ارتباط سریع و حتی بدون دخالت دست وجود دارد، کاربرد بسیاری دارد. برای مثال برای ورود یک به اتاق، کارت مکن است در جیب یا کیف شخص باشد و از همان محل و بدون نیاز به خارج کردن با دستگاه کارت خوان ارتباط برقرار کرده و مجاز بودن ورود بررسی شده و در باز شود. همچنین در بسیاری از سیستم‌های حمل و نقل عمومی در دنیا به دلیل حجم زیاد مسافران و به خاطر سریع تر شدن چک کردن بلیط از این نوع کارت‌ها استفاده می‌شود. هم اکنون کارت‌های اعتباری متروی تهران و همچنین من کارت مورد استفاده برای( اتوبوس های خط واحد مشهد، موبایل پارک ها، تاکسی ها و متروی مشهد)از نوع کارت هوشمند بدون تماس هستند. استفاده از این کارتها روز به روز بیشتر می‌شود مثلاً در شهرهای تبریز نیز جهت استفاده از اتوبوس به عنوان کارت بلیط اتوبوس پیاده سازی شده‌است. از نظر فاصله مجاز برای برقراری ارتباط چند نوع کارت هوشمند وجود دارد. در دو نوع از آن‌ها (نوع A و B)که استاندارد هم شده‌اند، حداکثر فاصله مجاز برای برقراری ارتباط ۱۰ سانتی متر است. این فاصله که به این دلیل است که سیستم (برای مثال کم کردن پول از کارت مترو) به صورت ناخواسته (مثلاً گذشتن از کنار ورودی مترو) عمل نکند. همچنین در یک نوع دیگر حداکثر فاصله مجاز برای برقراری ارتباط ۵۰ سانتی متر در نظر گرفته شده‌است

تکنولوژی کارت هوشمند (Smart Card) به عنوان یکی از دستاوردهای نوین بشری، تحولی شگرف در حوزه سیستم‌های کاربردهای روزمره انسانها ایجاد کرده‌است. دو مقوله مهم امنیت(Security) و همراه بودن(Mobility) از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این تکنولوژی است. امروزه کاربردهای این تکنولوژی در سطح دنیا در اکثر زمینه‌ها قابل مشاهده بوده و حتی این روند، رو به رشد می‌باشد. بانکها، مراکز مخابراتی، سازمانهای دولتی، مراکز بهداشتی، مراکز ارائه خدمات، مراکز آموزشی، مراکز تفریحی و... از این دستاوردهای کاربردی این تکنولوژی بهره می‌گیرند.







انواع کارت هوشمند:

کارت‌های حافظه تماسی (Contact Memory Card)

کارت‌های دارای پردازشگر (Contact CPU Card)

کارت‌های حافظه بدون تماس (Contact-less Memory Card)

کارت‌های دارای پردازشگر با رابط دوگانه (Dual Interface CPU Card)

انواع کارت‌های هوشمند از دیدگاه تکنولوژی ساخت :

کارت‌های تماسی (‍Contact)

کارت‌های بدون تماس (Contact-less)

کارت‌های با رابط دوگانه (Dual Interface) کارت های هوشمند در ایران تولید نمیشوند. شرکت های مانند شرکت داتکو وارد کننده کارت خام هوشمند هستند.
11:44 pm
خانه‌های دوبلکس
خانه‌های دوبلکس، خانه‌هایی ویژه‌اند؛ این گونه خانه‌ها برخلاف خانه‌های یک خانواری، معمولا بسته به خواست‌های ساکنان طراحی نمی‌شوند بلکه به صورت خانه‌های ردیفی ساخته و خریداری می‌شوند و مانند خانه‌های یک خانواری دارای مزیت‌هایی از جمه ملک شخصی، راه ماشین روی شخصی، فضای سبز از سه سمت، بازسازی، الحاق و غیره نیز هستند. از طرف دیگر، معمار می‌بایست که خواسته‌های دیگری را برآورده سازد: بهینه‌سازی پلان- طبقهٔ استاندراد، جهت گیری سه سویه (در صورت ساخت واحدهای دوبلکس، جهت گیری دو سویه است)، ایجاد دیوارکی (بصری و صوتی) میان همسایه‌ها و تقلیل هزینه‌ها. به لحاظ دوره‌های شهرسازی، ساختمان‌های دوبلکس دارای مشکلاتی مشابه خانه‌های یک خانواری هستند مگر اینکه بخشی از شهرکی برنامه ریزی شده و از پیش طراحی شده، باشند.





خانه‌های کوشکی
خانه کوشکی از مطلوب ترین گونهٔ مسکن به حساب می ایند چرا که زمین و ملک شخصی، ورودی اختصاصی، ماشین خانواده در ملک شخصی، باغچهٔ شخصی و پلان – طبقه‌ها در این خانه مستقیما با سلیقه مالک طراحی می‌شوند. در این تقسیم بندی، مبنای اصلی، خانه‌های یک خانواری با طراحی معماران است – نه املاک خریداری شده و نه ساختمان‌های پیش ساخته. هر خانهٔ یک خانواری _دور از قوانین ساخت و ویژگی‌های صوری) جداگانه طراحی شده. کاملا آزادانه عمل می‌کند از جلمه: جهت گیری به تمامی جهات. فرم گرایی تا بی‌نهایت و امکان‌پذیری الحاقات و تغییرات. در طراحی این ساختمان‌ها مورد زیادی برای مقایسه با تبدیل وجود ندارد بنابراین در این کتاب کارها تک به تک به عنوان مجموعه گردآوری شدهٔ راهبرد مسکونی و ایدهٔ پلان-طبقه‌ها آورد شده‌اند و در اینجا به بهترین حالت بیان می‌شوند. خانهٔ یک خانواری. هیچ شکل گیری فضایی در برنامه ریزی شهری راشامل نمی‌شود بلکه غیر اقتصادی نیز می‌نماید چرا که مخارج بالای هر واحد آن و استفادهٔ بسیار ازاراضی شهری و بی نقشه بودنشان در فضای شهری بر این ویژگی تاثیر می‌گذارد.





خانه‌های پلکانی
خانهٔ پلکانی طبیعی معمولاً در سراشیبی و تنها از یک سو آفتاب گیری و تهویه می‌شود – آپارتمان‌های ایستاده بر بالای یکدیگر، اساسا خانه‌هایی با حیاط مرکزی محسوب می‌شوند که باغچه و حیاط آنها در بهار خواب بزرگ مقابل آنهاست. برای اینکه بتوان به این راهبرد مسکونی، حتی بدون وجود هیچ تپه‌ای دست یافت، خانه‌های پلکانی دو سویه به صورت تپهٔ آپارتمانی)) طرح ریزی شدند که از دو سوی پله‌ها شکل می‌گیرد و در فضای غیر نورگیر بزرگ درونی دسترسی‌ها و فضاهای پارک را جای می‌دهد. شکل گیری دیگر این نوع آپارتمان، آپارتمان پلکانی یک سویه است که در سمت سایه دار آن (که توسط پیش آمدگی پوشانده شده است) دارای عناصر دسترسی است. تراس بندی‌ها معمولا فقط در جهت آفتاب گیر ساخته می‌شود البته استثناهایی نیز وجود دارد. برای مثال، نمونهٔ یک بلوک شهری تاریخی که در دو سو تراس بندی شده معروف ترین تپهٔ آپارتمانی در این نوع، طرح ((هاپیتات)) از موشه صفدی است که تریکیبی از آپارتمان‌های مرتبط، بهار خواب‌های در هم تابیده و راه‌های عمومی و نیمه عمومی افقی و عمودی است. کیفیت بالای این مفهوم کسمونی، به سبب عرصه‌های داخلی بزرگ و سخت – کاربرد. هزینه‌های بالایی را نیز به دنبال دارد. زندگی در این گونه ساختمان، بر مهم ترین اصل – زندگی در فضای نیمه عمومی – استوار است اما مشکل گریز ناپذیر و موجود در این ساختمان مبنی بر چیدمان بلوک بهداشتی است و این به علت لوله کشی مشکل آفرین و احتمالا پر سروصدای آن است. خوابش مبتکرانهٔ انجام شده از این ایده، انباشت خانه‌های پلکانی است که مشرف به باند بزرگراه است.





برج‌های مسکونی
این دانش واژه دقیقا روشن نیست؛ برج‌های مسکونی، طبق مقوله‌های منتخب این بحث لزوماً سختمان بلند مرتبه نیستند، بلکه فرمی ویژه از ساختمان سازی چند طبقه‌اند. این ساختمان‌ها آزادانه در سایت قرار گرفته‌اند به گونه‌ای که از جهت گیری در تمام جهات جغرافیایی بهره می‌برند و تمامی واحدها را پیرامون یک هستهٔ دسترسی (چه بیرونی و چه درون) سازمان می‌دهند. اینکه آیا برجی ساخته شود یا خیر، تصمیمی کاملاً برانگیخته از معیارهای برنامه ریزی شهری است چرا که ارتبطا اقتصادی بین مساحت هستهٔ ساختمان و مساحت آپارتمان‌ها می‌تواند به صورتی کمیاب تر بر حسب حدود ارتفاع ساختمان‌ها (حداقل اندازهٔ هسته، سازه) به دست آید. نمونه‌ای از تنوع کاربرد مرتبط هسته، پاگرد بزرگ و مشترک پیرامون هستهٔ دسترسی و یاهسته‌ای منفک با بال‌های مسکونی بیرون زده است. آپارتمان‌ها عمدتا قادر به جهت گیری یک سویه و به ندرت دو یا جند سویه (در صورت وجود بال‌های بیرون زده از ساختمان یا پلان – طبقهٔ مواج) هستند. پلان خوب، پلانی است که حداقل آپارتمان‌هایی صرفا با نورگیری از شمال را داشته باشد. ممکن است گونه‌های آپارتمانی متفاوت وجود داشته باشد لیک این نکته نباید فراموش شود که در ارتفاع آنها بیش از ارتفاع معین ایوانکی اختصاصی داده نشود و به جای آن از گلخانه یا ایوان پوشیده استفاده شود (به علت بادگیر بودن) بنابراین منظر به کیفیت مطلوب زندگی بدل می‌شود. فضای پارکینگ و فضاهای تاسیسات عمومی، عمدتا در این گونه ساختمان‌ها در نظر گرفته شده است. استفاده از فضاهای سبز در این گونه خانه‌ها مشکل است (خطر ارتفاع گرفتن آنها).



ساختمان‌های خود ایستا
نوعی ساختمان بدون ساختمان‌های محدود کنندهٔ مجاور که موقعیت آن ضرورتا به جهت گیری مربوط می‌شود یعنی در موارد ایده آل، این بلوک به شکلی قرار می‌گیرد تا جهت گیری‌های ایده آلی نیز به وجود آیند. در این گونهٔ ساختمانی مجزا، پیش فرض، قطعه زمینی به اندازه‌ای بزرگ است تا بتواند بلوک مشخصی را آزادانه بنمایاند پس بنابراین این بلوک می‌تواند ساختار پلان شهری خود را داشته باشد. (از این نظر آنها را با ساختارهای محصور کنندهٔ فضا مقایسه کنید) این بلوک عموما به مثابهٔ مدول شهری، شامل آپارتمان‌های زیادی می‌شود. بلوکی با جهت گیری شرقی-غربی موجودیت ساختمانی عمیق تر (در آپارتمان‌های رو به غرب یا شرق) با کارایی اقتصادی بیشتر را فراهم می‌کند در حالی که آپارتمان‌های ردیف‌های جهت شمالی- جنوبی،(آپارتمان‌هایی با فضاهای عبوری) ضرورتا کم عمق ترند. خصوصا در دهه‌های ۶۰-۱۹۵۰ و ۷۰-۱۹۶۰ ساختمان‌های ردیفی تحت تاثیر ضابطهٔ کارایی اقتصادی شکل می‌گرفتند و همچنین معماران تمایل داشتند فضاهای نیمه عمومی (مناطق ورودی، نه چندان صمیمانه، پاگردهایی بیش از حد کم عرض در مقابل آسانسورهاو...) را به حداقل برسانند و هنوز امکانات عمومی از قبیل آنبارها، پارکینگ‌ها، کودکستان‌ها و ... اغلب به دلیل اندازهٔ خود ساختمان، منطقی به نظر می‌رسید (ارتباط مطلوب مناطق قابل استفاده و کمکی). فضای سبز عمومی بین ردیف‌ها. تقریبا همیشه نقشی بیش از سطحی فاصله گذار ندارد مگر اینکه آپارتمان‌های واقع در همکف با باغچه‌های خصوصی به یکدیگر متصل شوند. این بلوک ساختمان. وظیفهٔ خود را حداکثر تامین آپارتمان‌هایی با بیشترین کیفیت در کارایی، در کل ساختمان می‌داند و شکل گیری هر نوع آپارتمانی را امکان‌پذیر می‌سازد: آپارتمان‌هایی که افقی یا عمودی، سازماندهی شده‌اند از آپارتمان‌های کوچک متداول گرفته تا اتاق‌های زیر شیروانی، دوبلکس‌ها، دوترازه‌ها، آپارتمان‌های دارای سه سرویس و غیره. اندازه مدول شهری امکان برخورداری از انتخاب‌های متوع دسترسی را به ما می‌دهد (حتی در توسعه‌ای منفرد) که می‌تواند به شکل پاگردها، رواق‌ها، راه‌های عبور درون ساختمان و حتی چاه پله‌های متوالی، نمود پیدا کند.





ساختمان‌های منفرد
در این مقوله دو گونهٔ ساختمان منفرد کوشکی را دسته بندی کرده‌ایم: گونهٔ کوچک که چون خانه‌های چند خانواری یا ویلای شهری نیز خوانده می‌شود و گونهٔ بزرگ که به راستی ساختی((منفرد)) است. گونهٔ کوچک که متداول تر نیز هست، گونه‌ای است مختلط که امتیازات خانهٔ تک خانواری (از جمله مجاورت باغ، تعداد اندک ساکنان و هم ذات پنداری آنها با ساختمان، احساس حریم شخصی) را در ساختمانی چند خانواری فراهم می‌کند. تراکم اندک این گونه، آنها را بیشتر به صورت گونهٔ حومه‌ای در ذهن مجسم می‌کند اما در برخی موارد آزمایشی، با جای دادن آنها در ردیف‌هایی چون ساختارهای بلوکی، ویلاهایی شهری نیز در بافت شهری استفاده شده است. در این نوع، جهت گیری ساختمان به هر چهار جهت اصلی امکان‌پذیر است. در بیشتر مواقع، دسترسی به این ساختمان‌ها از مرکز تامین می‌شود. هر گونه تنوع در فروم‌های آپارتمانی را در این گونه می‌توان تصور کردن اما اغلب واحدهای مسکونی هم شکل به سبب حجم کوچکشان در کنار یکدیگر انباشته می‌شوند. در اینجا ارتباط با فضاهای سبز چون عاملی موثر در کیفیت زندگی تقدم می‌یابد؛ از جمله دسترسی مستقیم به باغچه‌های شخصی) در آپارتمان‌های طبقهٔ همکف) یا گلخانه‌ها، ایوان‌های پوشیده، بهار خواب‌های بامی به علاوهٔ زمین چمن مشترک. این ساختمان‌ها به سبب قیمت‌های بالای املاک در نواحی مرکز شهر که عمدتا خانه دیوارهای خارجی مشترک دارد، پر هزینه‌اند. برای ارائهٔ گونه‌هایی از این نوع خانهٔ چند خانواری، نمونه‌هایی از تعبیرهایی جدید و بزرگ- مقیاس از خانهٔ دارای حیاط مرکزی را اضافه کرده‌ایم که کوچکتر از بلوک شهری و در عین حال بزرگ تر از خانهٔ دهلیزدار (آتریومی) سنتی است. آنچه در این نمونه‌ها توسعه یافته است نوع جدیدی از بلوک ساختمانی شهری است که از تضاد دو بخش خانه‌ای با حیاط مرکزی در جهت برخورداری از بهترین امتیازات از جمله: ناحیهٔ عمومی در نسبت به ایجاد تجمعی که در طراحی مشخصه‌های دسترسی و در طراحی خود حیاط مرکزی به چشم می‌خورد. کمتر بر ایجاد فضای سبز تاکید می‌شود. مقیاس و فرم این گونه، بسیاری از امتیازات مزبور ساختمان‌های منفرد را تضمین می‌کندخانه یکی از مهمترین نیازهای بشر برای بقاء و تداوم اوست. اگر توجه داشته باشیم در زمانهای بسیار دور سرپناهی برای محافظت از عوامل جوی و همچنین حیوانات بوده است.






ساختمان پیمونی

فکر تهیه قطعات پیش ساخته به قرن هفدهم بر می‌گردد. انگلیسی‌های مقیم آمریکا، از دیوارهای پیش ساخته‌ای که از قاب‌های چوبی تشکیل شده بودند، استفاده می‌کردند؛ چرا که به راحتی در داخل انبار کشتی جا داده شده و قابل حمل بودند. آن‌ها مدت کمی برای ساختن مسکن- از لحظه رسیدن کشتی به مهد تمدن جدید تا شروع فصل سرما- فرصت داشتند؛ لذا می‌بایست در کوتاه ترین مدت و با حداقل زحمت بتوانند سر پناهی برای خود تهیه کنند. این وضعیت اضطراری منجر به پیدایش سیستمی امریکایی معروف به قاب چوبی شد که تا امروز هم کاربرد دارد.

در اروپا، فکر پیمونی کردن ساختمان‌ها در اواخر قرن نوزدهم شکل گرفت و انقلاب صنعتی در مسیر خود با پیدایش مواد ساختمانی جدید مانند تیرآهن و دیگر فراورده‌های فلزی، فولاد و بالاخره بتن مسلح، موجب سرعت بخشیدن به ایجاد ساختمان‌های صنعتی و پیمونی شد. کمبود نیروی کار بعد از جنگ جهانی دوم، محرک واقعی تسریع اجرای ساختمان‌های پیمونی در کشورهای مختلف شد.

در انگلستان، شهرداری هرتفورد شایر در سال ۱۹۴۸ سیستم (کلاسپ) را به وجود آورد که معروفترین سیستم ساختمانی صنعتی مدارس است. این اقدامات کم‌کم به ساختمان منازل مسکونی هم سرایت کرد و از آن جا که نیاز به اندازه‌های استاندارد و ثابتی بود، انجمن پیمونه‌ای (مدولار) در سال ۱۹۵۳ شکل گرفت که انجام کارهای اولیه پیمونه‌ای و ارایه نظریهٔ ساختمان‌های صنعتی را عهده دار شد به طوری که انگلستان در این زمینه به عنوان پیشتاز معرفی شد. در فرانسه یک مهندس ساختمان به نام آ. کاموس سیستمی را عرضه کرد که با ساختن ۴۰۰۰ واحد مسکونی برای وزارت مسکن فرانسه، موجب شهرت او شد؛ با همین سیستم بود که لوکوربوزیه اولین مرکز فراغت را ساخت.






خانه‌های ژاپنی

آثار نخستین سکونتگاه‌های مردم ژاپن از سه هزار سال قبل از میلاد، در گودالهایی که نوع آن در چینکهن نیز دیده می‌شود. این گونه خانه‌ها در شرق و شمال ژاپن به فراوانی پیدا شده است. عوامل مهمی در معماری ژاپن تاثیرگذار بوده از جمله وفور جنگلهای بزرگ و استفاده از چوب در ساخت بناها. به غیر ازمصالح چوبی که گونهٔ حاکم در معماری قدیم ژاپن است، از آجر وخاک رس به صورت محدود برای سفال‌های بام و اندود کردن دیوار استفاده می شده است. از چوب هم بر اساس نوع درخت و پوشش استفاده می شده است. مثلاً در قسمت جنوب از بامبو و در قسمت مرکز و شمال از نوعی سرو به نام هینوکی استفاده می شده است اما عامل اصلی استفاده از این نوع درختان مقاومت خوب در برابر عوامل جوی است. استفاده از پوست درختان و ساقه برنج (گالی یا وارا) و ماده‌ای به نام کایا در پوشش خارجی بامهای شیب دار مورد مصرف بوده است. انواع معروف پوشش بامها در ژپن به صورت زیر بوده است:

دو شیبه کریزوما
چهار شیبهٔ محدب یا هوگیو
چهار شیبهٔ سه تیغ دار یا شیکو
چهار شیبه شکسته یا ایویمویا

استخوان بندی آن بیشتر از تیرها و تیرچه‌ها از جنس بامبو می‌باشند و اتصالها از جنس طناب‌های گیاهی است. برای پوشش سقف از گالی و پوست درخت هینوکی و همچنین سفال در دو نوع تخت و منحنی استفاده می شده است. برای پوشش سطح اتاقها و همچنین نشستن و خوابیدن از تاتامی استفاده می‌کردند (تاتامی همان حصیر از ساقهٔ برنج است). از تاتامی به عنوان واحد اندازه‌گیری در ساختمان استفاده می‌کردند. تحمل بار بوسیلهٔ ستون‌ها بوده و دیگر نیازی به دیوارهای حمال نبوده از این رو از جداره‌های سبک و مشبک برای جدا سازی فضا استفاده می‌کردند. نوع دیگر ساختمان در شرق ژاپن تاتانا است دارای پلان چهار گوش و طبقهٔ پایین آن ۲ الی ۳ پا، پایین‌تر از زمین قرار داشته است و بوسیلهٔ دیرک استخوان بنندی آنرا تشکیل می داده و بر روی آن ۲ تیر و۲ تیرچه قرار می‌دادند تیرهای مایلی هم بر رو ی آ«گذاشته که در نهایت شیب بنا را شکل می‌دهد نوع تکامل یافته تر آن به دلیل رطوبت زیاد در بعضی مناطق بالاتر از کف زمین ساخته می‌شود. یک نوع آن که با زیر سازی با سنگ و کمی بالاتر از سطح زمین است هیراکی نام دارد اما تاکایوکا کاملاً از سطح زمین بالاتر قرار می‌گیرد و پوشش آن بوسیلهٔ ۲ ستون که در انتهای ۲ ستیغ آن قرار می‌گیرد. فضای عملکردی خانه‌های کشاورزی به ۲ قسمت نشیمن و کارهای روزانه و دیگری استراحت و خواب تقسیم می‌شود و رفته رفته در طبقه همکف به ۲ و سپس ۴ اتاق تقسیم می‌شود.






مرکز اروپا، آلمان

آلمان واسطهٔ تبادل فرهنگشرق و غرب نوع مصالح مورد استفادهٔ آ«بوم آورد بوده است. از مصالح چوبی به دو صورت استفاده می شده است

در همهٔ سازه‌ها , عمودی افقی و پوشش‌ها از چوب
در بعضی مناطق دیوارهای حمال از سنگ یا آجر ساخته شده و پوشش و استخوان بندی از چوب می‌باشند.

شیب بامهای ساختمانهای آلمان

دو شیبه با شیب بسیار زیاد به نام کلبالنکنداخ
دو شیبه با شیب ملایم به نام پفتنداخ
ساعت : 11:44 pm | نویسنده : admin | مطلب قبلی | مطلب بعدی
انبوه سازان | next page | next page