X
تبلیغات
‌آموزش علوم اجتماعی راهنمایی

‌آموزش علوم اجتماعی راهنمایی
در این وبلاگ مطالب علوم اجتماعی راهنمایی آموزش داده می شود. 
لینک های مفید

حافظه با هدف ذخيره سازی اطلاعات (دائم، موقت) در کامپيوتر استفاده می گردد و انواع آن بسیار زیاد است. استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپيوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای دیگری نظير: تلفن های سلولی، PDA، راديوهای اتومبيل، VCR، تلويزيون و ... نيز در ابعاد وسيعی از آنها استفاده بعمل می آيد. هر يک از دستگاههای فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می نمايند.

مبانی اوليه حافظه

با اينکه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسيله ذخيره سازی الکترونيکی اطلاق کرد، ولی اغلب از واژه فوق برای مشخص نمودن حافظه های سريع با قابليت ذخيره سازی موقت استفاده بعمل می آيد. در صورتيکه پردازنده مجبور باشد برای بازيابی اطلاعات مورد نياز خود بصورت دائم از هارد ديسک استفاده نمايد، قطعا" سرعت عمليات پردازنده (با آن سرعت بالا) کند خواهد شد. درمورد حافظه مباحث مفصلی در سایت میکرورایانه انجام شده است به فهرست مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید. از زماني که اطلاعات مورد نياز پردازنده در حافظه ذخيره گردد، سرعت عمليات پردازنده از نظر دستيابی به داده های مورد نياز بيشتر خواهد شد. از حافظه های متعددی بمنظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می شود.

 

ریزپردازنده چیست؟ دوشنبه دوم اسفند 1389 15:15

کامپيوتری که هم اکنون به کمک آن در حال مشاهده و مطالعه اين صفحه هستيد، دارای يک ريزپردازنده است. ريزپردازنده به منزله مغز در کامپيوتر است. تمام کامپيوترها اعم از کامپيوترهای شخصی، کامپيوترهای دستی و ... دارای ريزپردازنده می باشند. نوع ريزپردازنده استفاده شده در يک کامپيوتر می تواند متفاوت باشد ولی تمام آنها تقریبا عمليات يکسانی را انجام می دهند.

واحد مرکزی پردازش در هر کامپیوتر ، که پردازش های مختلف در آنجا انجام می گیرد، پردازنده یا CPU نام دارد. با استفاده از تکنولوژی ساخت قطعات نیمه هادی می توان این واحد پردازنده (CPU) را کوچک (ریز) نموده و در یک بسته بندی یا تراشه (IC) قرار داد، که به آن ریزپردازنده یا میکروپروسسور گویند. پس در حالت کلی کلمه CPU یک مفهوم کلی تری از کلمه ریزپردازنده است. با پیشرفت تکنولوژی، هم اکنون تمام CPUها بصورت ریزپردازنده ساخته می شود در صورتی که در کامپیوترهای نسلهای پایین تر به دلیل پایین بودن تکنولوژی ، امکان ساخت CPU بصورت متمرکز و در داخل یک بسته بندی (تراشه) وجود نداشت.

تاريخچه مختصري از ريزپردازنده ها

ريزپردازنده، پتانسيل های اساسی برای انجام محاسبات و عمليات مورد نظر در يک کامپيوتر را فراهم می نمايد. ريزپردازنده از لحاظ فيزيکی يک تراشه است. اولين ريزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004 معرفی گرديد. ريزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عمليات جمع و تفريق چهار بيتی بود. نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از يک تراشه بود. قبل از آن مهندسين و طراحان کامپيوتر از چندين تراشه برای توليد CPU استفاده می کردند.

اولين ريزپردازنده ای که بر روی يک کامپيوتر خانگی نصب گرديد، 8080 بود. پردازنده فوق هشت بيتی و بر روی يک تراشه قرار داشت. اين ريزپردازنده در سال 1974 به بازار عرضه گرديد. اولين ریزپردازنده ای که باعث تحولات اساسی در دنيای کامپيوتر شد، 8088 بود. ريزپردازنده فوق در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و اولين نمونه آن در سال 1982 عرضه گرديد. درمورد ریزپردازنده ها مباحث مفصلی در سایت میکرورایانه انجام شده است به فهرست مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید.

وضعيت توليد ريزپردازنده توسط شرکت های توليد کننده بسرعت رشد کرده و مثلا ریزپردازنده های شرکت اینتل از مدل 8088 به 80286، 80386، 80486، پنتيوم، پنتيوم II، پنتيوم III و پنتيوم 4 رسيده است. ریزردازنده های پنتيوم 4 در مقايسه با ریزپردازنده 8088 عمليات مربوطه را با سرعتی به ميزان 5000 بار سريعتر انجام می دهد. جدول زير ويژگی هر يک از ریزپردازنده های فوق به همراه تفاوت های موجود را نشان می دهد:

رد اصلی (MotherBoardيکی از اجزای اساسی و مهم کامپيوترهای شخصی محسوب می گردد.در سال 1982 همزمان با ارائه اولين کامپيوترهای شخصی از  برد اصلی استفاده  گرديد. اولين برد اصلی از لحاظ اندازه نسبتا" بزرگ و بر روی آن ريزپردازنده 8080 نصب گرديده بود . اين برد  شامل BIOS ، سوکت هائی برای حافظه مربوط به CPU و مجموعه ای از اسلات ها بود که کارت هائی از طريق آنان به برد اصلی متصل می شدند. در صورتيکه قصد استفاده از فلاپی درايو و يا يک پورت موازی و ... وجود داشت، می بايست يک برد جداگانه تهيه و آن را از طريق يکی از اسلات های موجود، به برد اصلی متصل می کرد. وضعيت فوق سرگذشت اولين بردهای اصلی استفاده شده در کامپيوترهای شخصی بود. شرکت های آی . بی .ام و اپل با ايجاد تغييرات  اساسی، بردهائی را طراحی نمودند که  امکان اضافه کردن پتانسيل های دلخواه و جديد در هر زمان بر روی آنان ميسر بوده و توليد کنندگان متعدد بتوانند محصولات خود را بر اساس استانداردهای فوق طراحی و به بازار عرضه نمايند. برداصلی يک  مدار چاپی چند لايه است . مسيرهای  مسی که Traces ناميده می گردند، امکان حرکت سيگنال  و ولتاژ را بر روی برد اصلی فراهم می نمايند. از تکنولوژی چند لايه استفاده شده تا بدين طريق برخی از لايه های برد ، قادر به حمل داده برای BIOS ، پردازنده و حافظه بوده در حاليکه لايه های ديگر ولتاژ و Ground را بدون نگرانی از اتصال کوتاه  جابجا  نمايند.

شکل زير يک برد اصلی را نشان می دهد. برد فوق دارای دو اسلات برای نصب پردازنده (Dual Processor)، پنج اسلات PCI ، چهار پورت USB ، يک اسلات  Communication network riser)CNR )  است .


شکل زير يک نمونه برد اصلی را که دارای يک اسلات ISA ، يک اسلات AGP و پنج اسلات PCI است را نشان می دهد.


شکل زير نمونه ديگری از يک برد اصلی را که دارای يک اسلات ISA ،  دو اسلات PCI ،  يک اسلات ( AMR: (Audio Modem Driver و يک اسلات  AGP  است را نشان می دهد .


شکل زير BIOS موجود بر روی يک برد اصلی را نشان می دهد.


ChipSets
Chipsets ، امکانات و پتانسيل های خاصی  را برای تراشه پردازنده بر روی برد اصلی فراهم می نمايند. Chipset بمنزله قلب کامپيوتر بوده و مسئوليت کنترل و مشخص نمودن سرعت ، نوع پردازنده ، حافظه و اسلات های استفاده شده را برعهده دارد. يکی  از تراشه های موجود بر روی برد اصلی Super I/o Controller ناميده شده و مهمترين  وظيفه آن کنترل فلاپی ديسک درايو ، صفحه کليد، موس و پورت های سريال و موازی است . بردهای اصلی جديد دارای تراشه هائی به منظور حمايت USB ، کارت صدا ، کارت شبکه و ... می باشند.

اندازه گذرگاه داده (Data Bus)

برد های اصلی جديد دارای يک گذرگاه داده ئی شصت و چهار بيتی می باشند. گذرگاه فوق عرض بزرگراهی را نشان می دهد که داده ها در طول  آن حرکت و در احتيار پردازنده گذاشته شده و يا پردازنده نتايج عمليات خود را از طريق آنها ارسال می نمايد. سرعت و عرض گذرگاه داده ، تاثير مستقيم بر عملکرد پردازنده دارد . انواع متفاوت گذرگاه ها بشرح ذيل است

اگر تا کنون برای خود کامپيوتری تهيه کرده باشيد، واژهCache برای شما آشنا خواهد بود. کامپيوترهای جديد دارای Cache از نوع L1 و L2 می باشند. شايد در هنگام خريد يک کامپيوتر از طرف دوستانتان توصيه هائی به شما شده باشد مثلا" : " سعی کن از تراشه های Celeron استفاده نکنی چون دارای Cache نمی باشند".
Cache
يک مفهوم کامپيوتری است که بر روی هر نوع کامپيوتر با يک شکل خاص وجود دارد. حافظه های Cache، نرم افزارهای با قابليت Cache، هارد ديسک و صفحات ،Cacheهمه به نوعی از مفهوم Caching استفاده می نمايند. حافظه مجازی که توسط سيستم های عامل ارائه می گردد نيز از مفهوم فوق استفاده می نمايد .

مبانی Caching

Cachingيک تکنولوژی استفاده شده برای زير سيستمهای حافظه، در کامپيوتر است. مهمترين هدف يک Cache افزايش سرعت و عملکرد کامپيوتر بدون تحميل هزينه های اضافی برای تهيه سيستم است. با استفاده از Cacheعمليات کاربران با سرعت بيشتری انجام خواهد شد.

کتابداری را در نظر بگيريد که در يک کتابخانه مسئول تحويل کتاب به متقاضيان است. فرض کنيد در سيستم فوق درخواست و تحويل کتاب از مفهوم Cache استفاده نمی گردد. اولين متقاصی کتابی را درخواست می نمايد ( فرض شده است که متقاضی خود نمی تواند مستقيماً کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه بردارد)، کتابدار، کتاب مورد نظر را از قفسه مربوطه پيدا و در ادامه آن را تحويل متقاضی می نمايد. متقاضی پس از ساعاتی مراجعه و کتاب را تحويل می دهد. کتابدار، کتاب تحويلی را مجدداً در قفسه مربوطه قرار می دهد. پس از لحظاتی يک متقاضی ديگر مراجعه و همان،کتاب قبلی را درخواست می نمايد، کتابدار مجدداً می بايست به بخش مربوطه در کتابخانه مراجعه و پس از بازيابی کتاب آن را در اختيار متقاضی دوم قرار دهد. همانگونه که ملاحظه می گردد، کتابدار مکلف است برای تحويل هر کتاب (هرچند کتاب هائی که فرکانس استفاده از آنان توسط متقاضيان زياد باشد) به بخش مربوطه مراجعه و پس از يافتن کتاب آن را در اختيار متقاضيان قرار دهد.

آيا روشی وجود دارد که با استناد به آن بتوان عملکرد و کارآئی کتابدار را بهبود بخشيد ؟

در پاسخ به سوال فوق می توان با ايجاد يک سيستم Cache برای کتابدار، کارآئی آن را افزايش داد. فرض کنيد بخشی را، با ظرفيت حداکثر ده کتاب در مجاورت کتابدار آماده نمائيم. کتابهائی که توسط متقاضيان برگردانده می شود در بخش فوق ذخيره خواهند شد.

حالا مثال فوق را با در نظر گرفتن سيستم Cache ايجاد شده برای کتابدار مجدداً دنبال می نمائيم. در ابتدای فعاليت روزانه، بخش Cache خالی بوده و هنوز در آن کتابی قرار نگرفته است. اولين متقاضی مراجعه و کتابی را درخواست می نمايد. کتابدار می بايست به بخش مربوطه مراجعه و کتاب را از قفسه مربوطه براشته و در اختيار متقاضی قرار دهد. متقاضی پس از تحويل کتاب، چند ساعت بعد مراجعه و کتاب را تحویل کتابدار خواهد داد. کتابدار، کتاب تحويلی را در بخش پيش بينی شده برای Cache قرار می دهد. لحظاتی بعد متقاضی ديگر مراجعه و درخواست همان کتاب را می نمايد. کتابدار در ابتدا بخش مربوط به Cache را جستجو و درصورت يافتن کتاب، آن را به متقاضی تحويل خواهد داد. در اين حالت زمان تحويل کتاب به متقاضی بهبود چشمگيری پيدا خواهد کرد.

در صورتي که کتاب درخواستی توسط متقاضی در در بخش Cache کتابخانه نباشد، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در ابتدا مدت زمانی صرف خواهد شد که کتابدار به اين اطمينان برسد که کتاب درخواستی در بخش Cache موجود نمی باشد (جستجو) يکی از چالش های اصلی در رابطه با طراحی Cache به حداقل رساندن زمان جستجو در Cache است.سخت افزارهای جديد، زمان فوق را به صفر نزديک کرده اند. پس از حصول اطمينان از عدم وجود کتاب در بخش Cache ،کتابدار می بايست با مراجعه به بخش مربوطه آن را انتخاب و در اختيار متقاضی قرار دهد.

با توجه به مثال فوق، چندين نکته مهم در رابطه با Cache استنباط می گردد:

1.تکنولوژی Cache ، استفاده از حافظه های سريع ولی کوچک، بمنظور افزايش سرعت يک حافظه کند ولی با حجم بالا است.

2.زماني که از Cache استفاده می گردد، در ابتدا می بايست محتويات آن به منظور يافتن اطلاعات مورد نظر بررسی گردد فرآيند فوق را Cache hit می گويند. در صورتيکه اطلاعات مورد نظر در Cache موجود نباشند (Cache miss) ،کامپيوتر می بايست در انتظار تامين داده های خود از حافظه اصلی سيستم باشد (حافظه ای کند ولی با حجم بالا).

3.اندازه Cache محدود بوده وسعی می گردد که ظرفيت فوق حتی المقدور زياد باشد، ولی به هرحال اندازه آن نسبت به رسانه های ذخيره سازی ديگر بسيارکم است.

يكي از متداول ترين موارد کاربرد حافظه های Flash، استفاده از آنان در BIOS ) Basic Input/Output System) است. BIOS اين اطمينان را به عناصر سخت افزاری نظير: تراشه ها، هارد ديسك، پورت ها، پردازنده و ... خواهد داد که به درستی عمليات خود را در کنار يکديگر انجام دهند.

هر کامپيوتر (شخصی، دستی) دارای يک ريزپردازنده بعنوان واحد پردازشگر مرکزی است. به منظور الزام پردازنده برای انجام يک عمليات خاص، می بايست مجموعه ای از دستورالعمل ها که نرم افزار ناميده می شوند نوشته شده و در اختيار پردازنده قرار گيرد. از دو نوع نرم افزار استفاده می گردد :

- سيستم عامل: سيستم عامل مجموعه ای از خدمات مورد نياز برای اجرای يک برنامه را فراهم می نمايد. ويندوز 98، 2000 و يا لينوکس نمونه هائی از سيستم های عامل می باشند.

- برنامه های کاربردی: برنامه های کاربردی نرم افزارهائی هستند که بمنظور تامين خواسته های خاصی، طراحی و در اختيار کاربران گذاشته می شوند. برنامه هائی نظير: Word، Excel و ... نمونه هائی از اين نوع نرم افزارها می باشند.

BIOS در حقيقت نوع سومی از نرم افزارها بوده که کامپيوتر به منظور عملکرد صحيح خود به آن نياز خواهد داشت.

 

[ چهارشنبه هجدهم دی 1392 ] [ 11:4 ] [ محمد ابراهیمی ]
........ مطالب قدیمی‌تر >>

.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

دبیرآموزش وپرورش منطقه ی زیویه از دیار دهگلان