سخت افزار رايانه

صفحه 1:


صفحه 2:
محتوای فصل #مقدمه واحد پیدازش م رکزی حافظه سیر تکاملی سخت افزار سلسله مراتب رایانه #فناوری های ورودی و خروجی شاخص های کلی فناوری 2 درس مهندسی فاوری اطلاعات ‎Wat‏ 

صفحه 3:
© سخت افزار: ابزار فيزيكى كه 0-0 خروجی و فعالیت های حافظه در يكك سيستم رايانه اى استفاده مى شوند. شامل: #واحد يردازش مركزى (]11121 21006551126 6211:66121121) © حافظه اوليه #حافظه ثانويه #فناورى هاى ورودى و خروجى #فناورى هاى ارتباطى #انتخاب سخت افزار روى سه عامل تمركز دارد: ‎LEO‏ (قدرت و تناسب با وظيفه) #سرعت هزینه 3 درس مهندسی فاوری اطلاعات ‎Wat‏ 

صفحه 4:
واحد پردازش مرکزی ور احد پردازش ‎«CPU:Central Processing Unit) «js»‏ محاسبات حقيقی و یا اصطلاحاً 0۳۱0106 11۳06۲ را در هر رایانه انجام می دهد. ‎CS CPU‏ ریزپردازنده است که از میلیون ها ترانزیستور کوچک ساخته شده است که در یک مدار روی یک قرص سیلیکونی یا تراشه جاسازی شده اند. ‎te :(CU:Control Unit)J 25 21,%‏ از واحد پردازش مرکزی است که جریان اطلاعات را کنترل می کند. ‎5) ty AALU:Arithmatic-Logic Unit) sh. , wt. o1,° ‏واحد پردازش مرکزی است که محاسبات ریاضی و مقایسه های منطقی را انجام‎ ‏می دهد.‎ ‎CPU 52 Yu ce bck abi (register) oU®‏ هستند که حجم بسیار کمی از داده ها و دستورالعمل ها در دوره های زمانی کوتاه نگه می دارند. ‏درس مهندسي قاور اطللاغات یز ۸۷ 

صفحه 5:
واحد پردازش مرکزیادامه ؟ قسمت های یک ریزپردازنده 

صفحه 6:
تس = ا 0 ی واحد پردازش مرکزیادامه * نحوه کار پردازنده 6 قوس ‎Sosa ete‏ ای 

صفحه 7:
بح : ,ادامه واحد پردازش مرکزی ‎oj oa machine instruction cycle) jt Judi) o> 2?‏ پردازش یک دستور در رایانه؛سرعتی که به ازای تعداد دستورالعمل هایی که یک تراشه در هر ثانیه پردازش می کند اندازه گیری می شود. #سرعت پالس ساعت ( 5۳660 ‎(Clock‏ سرعت از پیش تنظیم شده پالس ساعت رایانه که تمام فعالیت های تراشه را زمانبندی می کند. #طول کلمه(010 16۳ ‎ub CY ous (word‏ که ل) در هر یک از فواصل زمانی می تواند پردازش کند. #پهنای گذرگاه (۲۷10110 10115): اندازه مسیرهای فیزیکی که داده ها و دستورالعمل ها به عنوان ضربه الکترونیکی روی تراشه جابجا می شوند. #پهنای خط ( ۲۷10 1106: فاصله بین ترانزیستورهاه هر چه کوتاه تر باشد سرعت تراشه بیشتر است. 

صفحه 8:
بون مور # پیچیدگی ریزپردازنده ها هر دو سال یکبار به علت تغیبرات زیر دو برابر می شود: کوچک سازی ترانزیستور ها #متراكم سازی و مناسب سازی لایه فیزیکی اجزای تراشه ها تا حد امکان( به منظور کاهش پهنای خط ) به کار بردن عناصری در تراشه ها به منظور افزایش رسانایی (استفاده از ارسنید گالیم و ژرمانیم سیلیسیم به جای سیلیسیم) قرار دادن دستورالعمل های پایه ای و اساسی در تراشه ها درس مهندسي قاور اطللاغات یز ۸۷ 

صفحه 9:
Owe معماری ریزیردازنده طبقه بندی گسترده معماری ریزپردازنده ها: ‎:CISC ( Complex Instruction Set Computing )®‏ بیشتریزمعماری‌مورد لستفاده در ریزپردازنده ها که مجموعه جامعیاز دستورلنتوا در خود جایمی‌بهد ‎Reduced Instruction Set Computing )®‏ ( 1196در لین نوع ریزپردازندم تسنها دستورلتیکه بسیشتریرستفاده را دلشته بساشند گسنجاندم می‌شود و سایر دستورلندر نرم لفزارها نوشته می‌شود. ‎VLIW ( Very Long Instruction Word )®‏ ينوع معمايعبا لفزودننط و لک لماتهستور تسعداد دستورلدتوا کاهشمی‌بهاء ‎EPIC ( Explicitly Parallel Instruction® ‏لیزییزپردازنده لمکاناجرلیهوازیسر خو‌جستورلنوا می‌دهد‎ Computing ) ‎ ‎ 

صفحه 10:
'Noxt Generation Intel Microprocessor ۴ (800 milion) Itanium i (Mckinley) (214 milion) Pentium 4 Pentium It eu (8.5 milion) Pentium ii (9.5 milion) Pentium Pro (5.5 milion) Pentium (9.4 millon) 486 (1.2 milion) . ۱ ۱ A 797879 30 81 62 ۵3 Bi 85 85 87 85 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 GO 00 ۵۲ 02 3204 Tansy opr ore Processors 10 

صفحه 11:
تراشه های رایانه ای که در محصولات و فناوری ها جاسازی می شود که معمولا هزینه پایین تر و نسبت به پردازنده هاء در کارهای کم تقاضاتر کاربرد دارند. 11 خرس دی قاری اطلعات ‎Weak‏ 

صفحه 12:
حافظه رایانه دو بخش اصلی : حافظه اولیه - حافظه ثانویه ۰ تنها داده ای که رایانه می تواند پردازش کند. #بایت: یک داده رشته ای ۸بیتی؛ که برای نمایش هر یک از عملگرهای ساده ریاضی پا حروف الفبا استفاده می شود. * ظرفیت حافظه - كيلوبايت ‏ 2 ‎cab Be =‏ 220 - گیگابایت 230 7 ترابایت 20 7 پتابایت 2 - اگزابایت ‏ 280 Weak So sit ete es 2 

صفحه 13:
حافظه اولیه-حافظه اصلی حافظه ای که برای نگهداری سه نوع داده زیر در دوره های زمانی کوتاه به کار می رود: © داده هایی پردازش شده توسط پردازنده ‎٩‏ دستورالعمل های پردازنده مبتی بر چگونگی پردازش داده ها ‏* برنامه های سیستم عامل برای مدیریت جنبه های گوناگون عملیات رایانه ‏یات ( 0و0 ۳0): بخنی از لآ با کمترین ظرفیت می باشند که تنها مقدار کمی از دستور العمل ها و داده ها را بلافاصله قبل و بعد از پردازش در خود نگه می دارد. ‎13 ‎ 

صفحه 14:
حافظه | ول‌هادامه ay! ad 5[ 25 Random Access Memory(RAM)® ‏که کب رنامه نرم لفزاریو مقلار کمی‌داده را وقتی‌که از حافظه‎ ‏شانویه آوردم می‌شوند در خود نگه مي‌دارد.‎ #انواع ‎٩۸‏ ‎‘Dynamic RAM(DRAM)®‏ حافظه لعبا كنجايشيالا قيستكملما ‎RAM(SRAM)®‏ 0ج کارلیی‌لیزنوع حافظه از ‎ged i. DRAM‏ لنا براعبرنامه های‌حساسد ارلیی‌از ن‌لستفاده می‌شود. لما هزینه نسبتا بالاردارد. ‎RAM(MRAM)®‏ 006110 ۷۵: حافظه لعغیرفرار که از خاصیسغناطیسی برلیذخیره داده به جاءلٍ اکتریسیته لستفاده می‌کند تس ‎SRAM aS‏ گنجایشپ 284874 و غيرفرايع11251 ‎Wak 14 ‎ ‎ 

صفحه 15:
حافظه | ول‌هادامه ‎-Cache®‏ نوعیاز حافظه ایلیه که با کلهایدادم هارا که زیاد مورد لستفاده قرار می‌گیرند موقتاً در خود نگه می‌دارد. بسه دلیل ف اصله ‎CPU LG x‏ | 11۵ سریعتر و دارلی‌سه سطح میب اشد ۴*۴ 12 دلخلپردازندی 1,1 سریعتر و کوچکتر از 12 می‌ساشدده 3 روعب ورد لصل لسلیدلخپردازنده نیست ‎Read-only memory(ROM)®‏ نوعئاز حافظه اوليه كه دستور | لهملهاىكايدىمعيزدر تننكهدارىمىشود. ليزحافظه غيرفرار لستو در صورتخاموش‌شدنرلیانه» دستورلتساقىميهانند #حافظه 17 ۳]۵5: نوعی حافظه قابل بازنویسی ]1601۷ که فشرده قابل حمل و نیازمند انرژی کمی می باشد. ‎ ‎15 

صفحه 16:
حافظه ثانویه ‎Glade clas ©‏ که می تواند میزان زیادی از داده ها را برای ‏مدت زیادی نگه دارد. © حافظه ای غیر فرار ‏_زمان بیشتر برای بازیابی داده ها( به دلیل طبیعت الکترومکانیکی آن) ‏۴ ارزانتر از حافظه اولیه ‏۴ _ در گونه های مختلف با فناوری های مختلف ‎ ‎ ‎16 

صفحه 17:
حا 9 ‎ik 4 la‏ بهادامه #نوار مغناطيسى: يكك حافظه ثانويه با دسترسى ترتيبى كه معمولاً در يك قاب نوار يا كاست كوجكك نكهدارى مى شود. به خاطر قيمت كم و توانايى كنترل ميزان عظيمى از داده هاء هنوز رايج است. #دسترسى ترتيبى(200655 ‎Sequential‏ نوعى از دسترسى كه در آن سيستم رايانه بايد همه ى داده هاى قبلى رابه منظور دسترسى به داده مورد نظر يشت سر گذارد #دیسک مغناطیسی: شکلی از حافظه انویه روی یک دیسک مغناطیسی که به شیارها(72016) و بخش هایی (580101) تقسیم بندی شده که حاوی آدرس هایی برای بخش های مختلف داده هستند.( دیسکک سخت ) 17 

صفحه 18:
حافظه ثانویادامه #دیسک ‎«Hard Disk) cs.‏ ديد ثانویه با دسترسی مستقیم که در ن داده ها را روی صفحه فلزی ذخیره می کند که به شیارهای هم مرکز و بخش های تقسیم شده است که به وسیله ی هد خوانده می شوند. ۰ دسترسی مستقیم(360855 ‎go eee direct‏ به داده ها که در آن هر بخش از داده ها به صورت غیرترتیبی بازیابی می شود.( استفاده از آدرس داده ها برای دسترسی به آن ها ) #دیسکت های مفناطیسی: نوعی از حافظه مغناطیسی با قابلیت حمل آسان و روی دیسک های پولیستری انعطاف پذیر. Weak So sit ete es 18 

صفحه 19:
حافظه ثانورهادامه © حافظه های نوری: نوعی از حافظه های ثانویه که با استفاده از تابش لیزر روی سطح یک صفحه پلاستیکی بازتابنده» خوانده می شود. ‎Compact Disc,Read-Only Memory(CD-ROM)®‏ نوعواز حافظه ثانويه كه فقطخولندنىإست ‎Video Disk(DVD)®‏ 12101681: نوعىحافظه نويىعكه برلى فخيره سازعويدئو هائديجيتا ويا دادم هاووليانه لعمنا لست 19 

صفحه 20:
حافظه ثانویهادا eX..»Fluorescent multilayer disk(FMD-ROM)® ۵121۷ 1( ‏نوریبا ظر فیس سیار بیشتر از‎ dail ge By 5 Ve 6 1161201537 : كارشتحافظه كه به لننازه يكتكارتعتبارعلست و بر روع]آدلپتور بان 510 رویک امپیوترهاوش خصی_صبی‌شود. expandable storage) pi, LL ‏#دستگاه های حافظه‎ 66 کارتریج های دیسک قابل تعویض که برای 110 02016 گرفتن از هارد دیسک مناسب می باشند. 20 

صفحه 21:
we -S, (Enterprise storage system) »& ‏سیستم حافظه‎ ‏دارای هوشمندی که مشتمل بر دو یا چند حافظه می‎ arse 9 fee pte ‏باشد. مکانی برای حفظ داده های سازمان با سرعت بالا و مصون در مقابل از‎ ‏دست رفتن داده ها(حافظه درون کامپیوتر در معرض انواع خطرات از قبیل خرابی‎ ‏موتور.گردو خاک تغیبیات دما و تغیبرات ولتاژ است.)‎ -RAID(Redundant arrays of independent disks)® ‏يكسيستمحافظه ا یک‎ ‏یکر وکنترولر خاص‌که درلیو ها را با هم‌هماهنگهی‌سازد: متصلمیک ند‎ ‏طوریکه ببککهارد درلیو بسه می‌یسند (مزیلیزنوع حافظه نگهداریدادم‎ 1 redundant) «it, ob Wak 21 

صفحه 22:
Ow سیستم حافظه بنگا هیادامه ‎eS NAS (Network-Attached Storage)®‏ حافظه سازمانی‌که در آنی کتک اررگزار خاص نظوری لمکاندسترسیب» فسایلها را بسه کاربرلینکه از طریقشبکه بسه آنمتصلهی‌شوند را می‌بهد ۳۵۲۷0۲ ۸۵۵ ۹۵۲)5107206: يكتمعمارى سيستم حافظه سازمانیرلی‌ساختنشبکه هایویژم و لختصاصیکسه دسترسی‌سریع و قابل لطمینانبه هستگاه های‌حافظه را ب» وسیله چند کارگزار سمکرمی‌سازد. ۴ 1۳ 0۷6۲ 50۲606: فاوری که با استفاده از قراردادهای اینترنتی (61۳61ط[ 25 دده هاى ذخيره شده را بين دستكاه هاء از طريق 5/411 منتقل مى كند. به نام های ‎iSCSI uy IP over SCSI‏ شناخته می شود. ‎22 ‎ ‎ 

صفحه 23:
#نسل اولء از سال های ۱۹۴۶ تا حدود ۸۱۹۵۶ رايانه ها از لامب هاى خلا برای پردازش و ذخیره داده ها استفاده می کردند #مصرف توان زياد #توليد كرماى زياد #عمر كوتاه © نسل دوم, از 14817 تا 1921 از ترانديستور ها استفاده مى شل © تسل سوم از ۱۹۶۴ تا ۱۹۷۹ مدار هاى مجتمع #كسترش نرم افزارها براى مردم عادى Weak So sit ete es 23 

صفحه 24:
سير تحول سخت افز |ر ادامه #اوايل نسل جهارمء از ‎148٠‏ تا 1448 استفاده از مدار هاى 1/1.51 ‎(very-large-scale integrated )‏ صدها هزار مدار روی یک تراشه 10° میلیونترلنزیستور روی سکس رلشه بر اساس معماری فان نیومن ( پردازش دنباله ای اطلاعات؛ یک دستورالعمل در هر بار ) © اواخر نسل چهارم» از ۱۹۹۶ تا کنون استفاده از مدار های ‎GSI‏ ‎(grand-scale-integrated)‏ ‏9 ‏#پردازش موازی گسترده ( داده کاوی پایگاه داده های های عظیم ) 24 درس مهندسي قاور اطللاغات ‎Wak‏ 

صفحه 25:
© ابررايائه 2-0 #رايانه هاى با بالاترين توان يردازشى در دسترسء استفاده در امور علمى و نظامى روی مجموعه داده هاى كلان. #رايانه هاى بزرك(0102211]:615© 1/131121783126 ) #رايانه هاى بزركك مورد استفاده سازمان هاى بز رگ برای انجام محاسبات حجیم و در دسترس هزاران کاربر ‎(Midrange computers) Lu s+ cle ul, ©‏ #محدوده کارگزار تا کامپیوترهای کوچکد: کوچکتر ارزارنتر از راانه های بزرگ که کارهای آنها را در محدوده های کوچکتر انجام می دهند و برای پشتیبانی شبکه و اشتراک فایل و نرم افزار به کار می روند. 25 

صفحه 26:
انواع رایانهادامه ‎Workstation computers®‏ #رايانه هاى قدرتمند روميزى كه براى كاربردهاى محاسباتی حجیم علمی؛ مهندسی و مالق استفاده مى شوند. عموماً بر اساس معمازى 111500 ساخته مى شوئد. #رايانه های کو چک(0۷]10۲000۳0016۲5) * کوچکترین و ارزان ترین طبقه از رایانه های همه ‎coy gate‏ رایانه های شخصی که بر اساس اندازه به انواع زیر تقسیم می شوند: * رایانه های رومیزی شخصی ‎(Fat-client systems)‏ ‎(Thin-client systems ) JY IF ch «ti. ®‏ * رايانه هاى قابل حمل * وسايل قابل حمل( 176۷1065 00116): ‎clas gt © PDA‏ 26 

صفحه 27:
سح — ابزارهای محاسباتی ‎(Wearable Computers), 3.24 cb tI, ©‏ (Smart Cards)..t 2 cb ‏کارت‎ Radio Frequency Identification Tag(RFID)® 27 

صفحه 28:
فناوری های ورودی و خروجی © فناوری های ورودی» به کاربر و یا سایر دستگاه ها اجازه می دهد تا داده رایانه وارد کند. #دو نوع اصلی از ابزار ورودی : دستگاه های ورود داده های انسانی © صفحه کلید ۴ موشی ۴ صفحه لسی (50۲661ظ0تا0تا) * دسته لغزان ‎(joystick)‏ ها را به #دستگاه های ورود داده خود کار ۴ کدخوان(876006ظ) * بويشكر 1 5©3226) 28 درس مهندسي قاور اطللاغات یز ۸۷ 

صفحه 29:
جند رسانه ای فناوری چند رسانه ای (10121]1۳260112): تر کیب متن» صلاءتصویر تصاویر متح رک در سیستم های رایانه ای #اين فناوری قابلیت های رایانه را با 0181767 (12/12۷1/) سیستم پخش صدا و تصوير و فناوری ها بازی و موسیقی ت کیب می کند. 29 درس مهندسی فاوری اطلاعات ‎Wak‏ 

صفحه 30:
ی فناوری سخت افزار یس های ‏ بهبود نسبت هزینه-عملکرد تراشه ها حافظه #رايانه های 5611-1261110 ( خودعیب یاب ) 07 م حصول134 (Sensor webs ) ‏#حسگرهای وبی‎ مجموعه ای از جعبه های فلزی کوچک که به منظور جمع آوری انواع اطلاعات نصب می شود. با جعبه هاى نزديكك ارتباط برقرار مى كند و در بعضی موارد به صورت بی سیم با دستگاه های خارجی وصل می شود 30 

صفحه 31:
افزار #نانوتکنولوژی ساخت اشیاه دستگاه یا سیستم هایی در مقیاس ۱ تا ۱۰۰ نانومتر, ۵ - ۳ محاسبات کوانتومی #استفاده از حالات اساسی یک ذره (کوانتوم) از ماده به عنوان واحد بنیادی محاسبه 31 درس مهندسي قاور اطللاغات ‎Wk‏ 

صفحه 32:
مباحت راهبردی سخت افزار سازمان چگونه باید با نسبت هزینه-عملکرد برخورد کنند؟ #سازمان چند وقت یکبار نسبت به تغیبر سیستم های خود اقدام کند؟ # چگونه سازمان می تواند بهبود عملکرد را اندازه گیری کند؟ رایانه های قابل حمل ‎LTO‏ استفاده از فناوری های کار از راه دور به سازمان ها و کارمندان کمک می کند؟ #سازمان ها چگونه باید این شیوه جدید کار را مدیریت کنند؟ 32 درس مهندسی فاوری اطلاعات ‎Wat‏ 

بخش اول کتاب توربان محتوای فصل ‏مقدمه ‏واحد پردازش مرکزي ‏حافظه ‏سير تکاملي سخت افزار ‏سلسله مراتب رايانه ‏فناوري هاي ورودي و خروجي ‏شاخص هاي کلي فناوري 2 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 ه قدم م ‏سخت افزار :ابزار فيزيکی که براي ورودی ،پردازش ،خروجی و فعاليت های حافظه در يک سيستم رايانه ای استفاده می شوند .شامل: ‏واحد پردازش مرکزی ()cpu:central processing unit حافظه اوليه ‏حافظه ثانويه ‏فناوری های ورودی و خروجی ‏فناوری های ارتباطی ‏انتخاب سخت افزار روی سه عامل تمرکز دارد: 3 ‏قابليت (قدرت و تناسب با وظيفه) ‏سرعت ‏هزينه درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 واحد پردازشمرکزی ‏واحGGGGد پGGGGردازش مرکزی (:)CPU:Central Processing Unit محاسبات حقيقی و يا اصGGGطالحًا number crunchingرا در هر رايانGGGه انجام مي دهد CPU .يک ريزپردازنده است که از ميليون ها ترانزيستور کوچGGک ساخته شده است که در يک مدار روی يک قرص سGGGيليکونی يا تراشGGGه جاسازي شده اند. ‏واحد کنترل( : )CU:Control Unitبخشی از واحد پردازش مرکزی است که جريان اطالعات را کنترل مي کند. ‏واحد محاسبه و منطGGق( :)ALU:Arithmatic-Logic UnitبخشGGي از واحد پردازش مرکزی است که محاسبات رياضي و مقايسGGGGه هاي منطقي را انجام مي دهد. ‏ثبات ( :)registerحافظه هاي با سرعت باال در CPUهستند که حجم بسGGيار کمي از داده ها و دستورالعمل ها در دوره هاي زماني کوتاه نگه مي دارند. 4 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 واحد پردازشمرکزی ادامه • قسمت هاي يک ريزپردازنده 5 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 واحد پردازشمرکزی ادامه • نحوه کار پردازنده 6 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 واحد پردازشمرکزی ادامه ‏چرخه دستورالعمل ماشGGين ( :)machine instruction cycleمGGدت زمان پردازش يک دستور در رايانه؛سرعتي کGGه بGGه ازاي تعGGداد دسGGتورالعمل هايي کGGه يGGک تراشه در هر ثانيه پردازش مي کند اندازه گيري مي شود. ‏سرعت پالس ساعت ( :) Clock speedسرعت از پيش تنظيم شده پالس ساعت رايانه که تمام فعاليت های تراشه را زمانبندي مي کند. ‏طول کلمه( : )word lengthتعداد بيت هايي که CPUدر هر يGGک از فواصGGل زماني مي تواند پردازش کند. ‏پهناي گذرگاه ( :)bus widthاندازه مسيرهاي فيزيکي که داده ها و دستورالعمل ها به عنوان ضربه الکترونيکي روي تراشه جابجا مي شوند. ‏پهناي خط ( :)line widthفاصله بين ترانزيستورها ،هر چه کوتاه تر باشGGGد ،سرعت تراشه بيشتر است. 7 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 قانون مور پيچيدگي ريزپردازنده ها هر دو سال يکبار به علت تغييرات زير دو برابر مي شود: ‏کوچک سازي ترانزيستور ها ‏متراکم سازي و مناسب سازي اليه فيزيکي اجزاي تراشه ها تا حد امکان( به منظور کاهش پهناي خط ) ‏به کار بردن عناصري در تراشه ها به منظور افزايش رسانايي (استفاده از ارسنيد گاليم و ژرمانيم سيليسيم به جاي سيليسيم) ‏قرار دادن دستورالعمل هاي پايه اي و اساسي در تراشه ها 8 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 معماری ريزپردازنده ‏طبقه بندي گسترده معماري ريزپردازنده ها: :CISC ( Complex Instruction Set Computing )بیشترین معماری مورد استفاده در ریزپردازنده ها که مجموعه جامعی از دستورات را در خود جای می دهد :RISC ( Reduced Instruction Set Computing )در این نوع ریزپردازنده تنها دستوراتی که بیشترین استفاده را داشته باشند گنجانده می شود و سایر دستورات در نرم افزارها نوشته می شود. :VLIW ( Very Long Instruction Word )این نوع معماری با افزودن طول کلمات دستور تعداد دستورات را کاهش می دهد. :EPIC ( Explicitly Parallel Instruction Computing )این ریزپردازنده امکان اجرای موازی برخی دستورات را می دهد. 9 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 10 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 ريزکنترلگرها تراشه هاي رايانه اي که در محصوالت و فناوري ها جاسازي مي شود که معموال هزينه پايين تر و نسبت به پردازنده ها ،در کارهاي کم تقاضاتر کاربرد دارند. 11 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه رايانه ‏دو بخش اصلي :حافظه اوليه ـ حافظه ثانويه ‏بيت :تنها داده اي که رايانه مي تواند پردازش کند. ‏بايت :يک داده رشته اي 8بيتي ،که بGGGراي نمايش هر يGGGک از عملگرهاي ساده رياضي يا حروف الفبا استفاده مي شود. • ظرفيت حافظه – – – – – – 12 کيلو بايت مگا بايت گيگا بايت ترابايت پتا بايت اگزا بايت 210 220 230 240 250 260 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه اوليه-حافظه اصلی ‏حافظه اي که براي نگهداري سه نوع داده زير در دوره هاي زماني کوتاه به کار مي رود: داده هايي پردازش شده توسط پردازنده دستورالعمل هاي پردازنده مبني بر چگونگي پردازش داده ها برنامه هاي سيستم عامل براي مديريت جنبه هاي گوناگون عمليات رايانه ‏ثبات ( :)registerبخشي از CPUبا کمترين ظرفيت مي باشند که تنها مقدار کمي از دستور العمل ها و داده ها را بالفاصله قبل و بعد از پردازش در خود نگه مي دارد. 13 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه اوليه ادامه :Random Access Memory(RAM)بخشGGGي از حافظGGGه اوليه که يک برنامه نرم افزاري و مقGGدار کمي داده را وقGGتي کGGه از حافظGGه ثانويه آورده مي شوند ،در خود نگه مي دارد. ‏انواع RAM :Dynamic RAM(DRAM)حافظه ای با گنجايش باالو قیمت کم اما با سرعت نسبتا پایین :Static RAM(SRAM)کارایی این نوع حافظه از DRAMبیشتر اسGGت و لذا برای برنامه های حساس بGGه کGGارایی از آن اسGGتفاده می شGGود .اما هزینGGه نسبتا باالتری دارد. :Magnetic RAM(MRAM)حافظه ای غيرفرار که از خاصيت مغناطيسي براي ذخيره داده به جاي الکتريسيته استفاده می کند ،ترکيب سرعت SRAMو گنجايش باالي DRAMو غيرفراري flash 14 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه اوليه ادامه :Cacheنوعي از حافظه اوليه که بلوک هاي داده ها را کGGGه زياد مGGGورد استفاده قرار مي گيرند موقتًا در خود نگه مي دارد .به دليGGل فاصGGله کمGGتر تGGا ،CPUاز RAMسريعتر و داراي سه سطح مي باشد: L1 و :L2داخل پردازنده L1 ،سريعتر و کوچکتر از L2مي باشد. :L3 روي بورد اصلي است ولي داخل پردازنده نيست. :Read-only memory(ROM)نGGوعي از حافظGGه اوليGGه کGGه دسGGتور العمGGل هاي کليGGدي معين در آن نگهGGداري مي شGGود .اين حافظGGه غيرفرار است و در صورت خاموش شدن رايانه ،دستورات باقي مي مانند. ‏حافظه :FLASHنوعي حافظه قابل بازنويسي ROMکه فشرده ،قابGGل حمGGل و نيازمند انرژي کمي مي باشد. 15 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه ثانويه فضاي حافظه اي که مي تواند ميزان زيادي از داده ها را براي مدت زيادي نگه دارد. ‏ ‏ ‏ ‏ 16 حافظه اي غير فرار زمان بيشتر براي بازيابي داده ها( به دليل طبيعت الکترومکانيکي آن) ارزانتر از حافظه اوليه در گونه هاي مختلف با فناوري هاي مختلف درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه ثانويه ادامه نوار مغناطيسي :يک حافظه ثانويه با دسترسي ترتيبي که معموًال در يک قاب نوار يا کاست کوچک نگهداري مي شود .به خاطر قيمت کم و توانايي کنGGترل مGGيزان عظيمي از داده ها ،هنوز رايج است. ‏دسترسي ترتيبي( :)sequential accessنوعي از دسترسي که در آن سيستم رايانGGه بايد همه ي داده های قبلی را به منظور دسترسی به داده مورد نظر پشت سر گذارد ‏ديسک مغناطيسي :شکلي از حافظه ثانويGGه روي يGGک ديسGGک مغناطيسGGي کGGه بGGه شیارها( )trackو بخش هايي ( )sectorتقسيم بندي شده که حاوي آدرس هايي براي بخش هاي مختلف داده هستند (.ديسک سخت ) 17 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه ثانويه ادامه ‏دیسک سخت ( :) Hard Diskنوعي از حافظه ثانويه با دسترسي مستقيم کGGه در آن داده ها را روي صفحه فلزي ذخيره مي کنGGد کGGه بGGه شGGیارهاي هم مرکز و بخش هاي تقسيم شده است که به وسيله ي هد خوانده مي شوند. ‏دسترسي مستقيم( :)direct accessدسترسي به داده ها که در آن هر بخش از داده ها بGGه صGGورت غيرترتيGGبي بازيابي مي شGGود (.اسGGتفاده از آدرس داده ها بGGراي دسترسي به آن ها ) ديسکت هاي مغناطيسي :نوعي از حافظه مغناطيسي با قابليت حمGGGل آسان و روي ديسک هاي پوليستري انعطاف پذير. 18 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه ثانويه ادامه حافظه هاي نوري :نوعي از حافظه هاي ثانويه که با استفاده از تابش ليزر روي سطح يک صفحه پالستيکي بازتابنده ،خوانده مي شود. :Compact Disc,Read-Only Memory(CD-ROM)  نوعي از حافظه ثانويه که فقط خواندني است. :Digital Video Disk(DVD)نوعي حافظه نوري کGGه بGGراي ذخGGيره سازي ويدئو هاي ديجيتالي يا داده هاي رايانه اي مناسب است. 19 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 حافظه ثانويه ادامه :Fluorescent multilayer disk(FMD-ROM) ديسGGGGک چنداليه فلورسنت؛ نوعي حافظه نوري با ظرفيت بسيار بيشتر از DVDها. : Memory cardsکارت حافظه که به اندازه یک کارت اعتباری اسGGGت و بر روی آداپتور یا slotروی کامپیوترهای شخصی نصب می شود. ‏دستگاه هاي حافظه انبساط پذير(expandable storage :)deviceکارتريج هاي ديسک قابل تعويض که براي back upگرفتن از هارد ديسک مناسب مي باشند. 20 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 سستم حافظه بنگاهی ي ‏سيستم حافظه بنگاهی( :) Enterprise storage systemيک سيسGGتم مستقل و خارجي ،داراي هوشمندي که مشتمل بGGر دو يا چنGGد حافظGGه مي باشGGد .مکGGانی بGGGرای حفGGGظ داده های سازمان با سرعت باال و مصGGGون در مقابGGGل از دسGGGت رفتن داده ها(حافظGGGه درون کGGGامپیوتر در معرض انGGGواع خطرات از قبیل خرابی موتGGGور،گردو خاک،تغییرات دما و تغییرات ولتاژ است). :RAID(Redundant arrays of independent disks) يک سيستم حافظه سازماني که گروهي از درایوها سخت استاندارد را به يک ميکروکنترولر خاص که درايو ها را با هم هماهنگ مي سازد ،متصل مي کند؛ طوري که يک هارد درايو به نظر مي رسند( .مزیت این نوع حافظه ،نگهداری داده ها به صورت افزونه ( )redundantاست). 21 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 سستم حافظه بنگاهی ي ادامه :NAS (Network-Attached Storage)يGGGک سيسGGGتم حافظGGGه سازماني که در آن يک کارگزار خاص منظGGوره ،امکGGان دسترسGGی بGGه فایلها را بGGه کاربراین که از طریق شبکه به آن متصل می شوند را می دهد. :SAN(storage Area Network)يGGGک معماري سيسGGGتم حافظGGGه سازماني براي ساختن شبکه هاي ويژه و اختصاصي که دسترسي سريع و قابل اطمينان به دستگاه هاي حافظه را به وسيله چند کارگزار ممکن مي سازد. :Storage over IP فناوري که با استفاده از قراردادهاي اينترنتي (internet )protocolsداده هاي ذخيره شده را بين دستگاه ها ،از طريق SANمنتقل مي کند .به نام هاي IP over SCSIو يا iSCSIهم شناخته مي شود. 22 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 سير تحول سختافزار ‏نسل اول ،از سال هاي 1946تا حدود ،1956رايانه ها از المپ هاي خأل براي پردازش و ذخيره داده ها استفاده مي کردند ‏مصرف توان زياد ‏توليد گرماي زياد ‏عمر کوتاه نسل دوم ،از 1957تا 1963از ترانزيستور ها استفاده مي شد. نسل سوم ،از 1964تا ،1979مدار هاي مجتمع ‏گسترش نرم افزارها براي مردم عادي 23 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 سير تحول سختافزار ادامه ‏اوايل نسل چهارم ،از 1980تا ،1995استفاده از مدار های VLSI ) (very-large-scale integrated ‏صدها هزار مدار روی يک تراشه ULSI، 10ميليون ترانزيستور روی يک تراشه ‏بر اساس معماری فان نيومن ( پردازش دنباله ای اطالعات ،يک دستورالعمل در هر بار ) اواخر نسل چهارم ،از 1996تا کنون ،استفاده از مدار های GSI ()grand-scale-integrated ‏يک بيليون ترانزيستور روی يک تراشه ‏پردازش موازی گسترده ( داده کاوی پايگاه داده های های عظيم ) 24 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 انواع رايانه ابررایانه ((Supercomputers ‏رايانه های با باالترين توان پردازشي در دسترس ،استفاده در امور علمي و نظامي روي مجموعه داده هاي کالن. ‏رایانه های بزرگ() Mainframe computers ‏رايانه هاي بزرگ مورد استفاده سازمان هاي بزرگ براي انجام محاسبات حجيم و در دسترس هزاران کاربر رایانه های متوسط ()Midrange computers ‏محدوده کارگزار تا کامپیوترهای کوچک :کوچکتر ،ارزارنتر از رایانه های بزرگ که کارهای آنها را در محدوده هاي کوچکتر انجام مي دهند و براي پشتيباني شبکه و اشتراک فايل و نرم افزار به کار مي روند. 25 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 انواع رايانه ادامه ‏Workstation computers ‏رايانه هاي قدرتمند روميزی که براي کاربردهای محاسباتی حجيم علمی ،مهندسی و مالی استفاده می شوند .عمومًا بر اساس معماری RISCساخته مي شوند. ‏رایانه های کوچک()Microcomputers کوچکترين و ارزان ترين طبقه از رايانه هاي همه منظوره ،رايانه هاي شخصي که بر اساس اندازه به انواع زير تقسيم مي شوند: رايانه هاي روميزي شخصي ()Fat-client systems سامانه های کاربر الغر( )Thin-client systems رایانه های قابل حمل وسایل قابل حمل( ،PDA :)Mobile Devicesگوشی همراه 26 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 ابزارهای محاسباتی رایانه های پوشیدنی()Wearable Computers ‏کارت های هوشمند()Smart Cards ‏Radio Frequency Identification Tag(RFID)  27 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 فناوری های ورودی و خروجی فناوري هاي ورودي ،به کاربر و يا ساير دستگاه ها اجازه مي دهد تا داده ها را به رايانه وارد کند. ‏دو نوع اصلي از ابزار ورودي : دستگاه های ورود داده های انسانی صفحه کلید موشی صفحه لمسی ()touchscreen دسته لغزان () joystick ‏دستگاه های ورود داده خودکار کدخوان()Barcode پویشگر()scanner 28 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 چند رسانه ای ‏فناوري چند رسانه اي ( :)multimediaترکيب متن ،صدا،تصوير ،تصاوير متحرک در سيستم هاي رايانه اي ‏اين فناوري قابليت هاي رايانه را با ،CD/DVD playerسيستم پخش صدا و تصوير و فناوري ها بازي و موسيقي ترکيب مي کند. 29 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 گرايشهای کلی فناوری سختافزار ‏بهبود نسبت هزينه-عملکرد تراشه ها ‏حافظه ‏رايانه های ( self-healingخودعيب ياب ) BlueSky محصول IBM ‏حسگرهای وبی ( ) Sensor webs ‏مجموعه اي از جعبه هاي فلزي کوچک که به منظور جمع آوري انواع اطالعات نصب مي شود ،با جعبه هاي نزديک ارتباط برقرار مي کند و در بعضي موارد به صورت بي سيم با دستگاه هاي خارجي وصل مي شود. 30 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 گرايشهای کلی فناوری سختافزار ‏نانوتکنولوژي ‏ساخت اشيا ،دستگاه ،يا سيستم هايي در مقياس 1تا 100نانومتر. ‏محاسبات کوانتومي ‏استفاده از حاالت اساسي يک ذره (کوانتوم) از ماده به عنوان واحد بنيادي محاسبه 31 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87 مباحثراهبردی سختافزار سازمان چگونه بايد با نسبت هزينه-عملکرد برخورد کنند؟ ‏سازمان چند وقت يکبار نسبت به تغيير سيستم هاي خود اقدام کند؟ ‏چگونه سازمان مي تواند بهبود عملکرد را اندازه گيري کند؟ ‏رايانه های قابل حمل ‏آيا استفاده از فناوری های کار از راه دور به سازمان ها و کارمندان کمک مي کند؟ ‏سازمان ها چگونه بايد اين شيوه جديد کار را مديريت کنند؟ 32 درس مهندسي فناوري اطالعات پاييز 87