سخت افزار رایانه 2

صفحه 1:
۳ ۳ :sitiéC(Ué‘étNéC__CC(éC(ités. بخش اول کتاب توربان محمد حسین افتخاری 

صفحه 2:
نامع . حافظه كامييوتر . سير تكاملى سخت افزار . سلسله مراتب كامبيوتر فناوری های ورودی و خروجی مسیرهای تکنولوژیکی عمومی مطالب استراتژیک سخت افزار 

صفحه 3:
. بحث د سه شاخص به ر مورد سخت اف شا تبط به هم 1 سخت افزار از ‎a‏ د 0 سک مرتبط ب ‎Cua hs‏ و او ب با وظیفه) سرعت 4 

صفحه 4:
‎HN‏ يردازش مركزى ‏واحد پردازش مرکزی محاسبات کامپیوتر و یا اصطلاحا ۱۱/۲۱6۲ ۲۳۳9 را در هر کامپیوتر انجام می دهد.در واقع لا یک ریزپردازنده است که از میلیون ها ریزپردازنده کوچک ساخته شده است که در یک مدار روی یک قرص سیلیکونی یا تراشه جاسازی شده است. ‏لواح كتر ل حت ار بارا لكلا الك ا كار ل د عند ‏واحد محاسبات((۸۸۱۱) بخشی از لا۳) است که محاسبات ریاضی و مقاسة قاى نتف || انكام مى هد ‏ثبات ها حافظه های با سرعت بالا در لا۳) هستند که حجم بسیار کمی از داده ها و دستورالعمل ها در فواصل زمانی کوتاه در خود نگه می دارند. 

صفحه 5:
قسمت سای یک ریز بر دار کر ۳ unit | ‏لس‎ ‎Output لاس تسا Primary storage (main memory) Communication devices 

صفحه 6:
واحد يردازش مركزى. . . . جرخه دستورالعمل ماشين: جرخه يردازش كامييوتر»سرعتى كه به ازاى تعداد دستورالعمل هايى كه يك تراشه در هر ثانيه يردازش مى كند اندازه یری می شود. | 50660 ۱061): سرعتاز پیش‌تنظیم شده کامپیوتر که تسمام فعا إيتهئتراشه را در زمانهايىة قسيم ممكند. . طول كلمه: تعداد بيت هايى كه لا5© در هر يك فاصله زمانى مى تواند پردازش کند. پهنای باس: اندازه راه های فیزیکی که داده ها و دستورالعمل ها به عنوان ضربه الکتورنیکی روی چیپ جابجا می شوند. " پهنای خط: فاصله بین ترانزیستور هاست.هر چه فاصله کمتر باشد سرعت بیشتر است. 

صفحه 7:
قانون مور . بيجيدكى ريزيردازنده ها هر دو سال يكبار به علت تغییرات زیر دو برابر, مى شود: eS ‏متراکم سازی و مناسب سازی لایه فیزیکی اجزای تراشه ها‎ ‏تا حد امکان.‎ ‏به کار بردن عناصری در تراشه ها به منظور افزايش‎ ‏رسانایی‎ ‏پایه ای و اساسی در تراشه ها‎ cla ‏قرار دادن دستورالعمل‎ 

صفحه 8:
میکرو کنترلر ها تراشه های کامپیوتری که در سخت افزارها جاسازی می شود که معمولا هزینه پایین تر. و کاربرد های بیشتری نسبت به کار های ریزپرازنده ها دارد. 

صفحه 9:
دو بخش اصلی : حافظه اولیه - حافظه ثانویه بیت: تنها داده ای که کامپیوتر می تواند پردازش کند. بایت: یک داده یک رشته 0 بیتی داده» که برای نمایش یک عمل ساده ریاضی یا یک الفبای عددی به آن نیاز ات 

صفحه 10:
. كيلو بايت گیگا بایت ترابایت پتا بایت اگزا بايت 

صفحه 11:
حافظه اولیه ثبات: بخشی از لا 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. 8۵: ب خشی‌از حافظه اولیه که ی کنرم لفزار ک‌امپیوتری و مقدار ک مي‌دادم را وقتی‌که از حافظه ثانویه آوردم می شوند در خود نگه می‌دارد. 02606 بخشی‌از حافظه اولیه که بلوکهوداده ه را که زياد مورد لستفادم قرار میگیرند موقتا در خود نگه می‌دارد. 

صفحه 12:
00 | بخشیاز حافظه اولیه که دستور ا-عمل‌های کلیدیو مشخص‌در آن‌گنجاندم شدم لستلین‌حافظه فرار نیستو لگر کامپیوتر خاموش‌شود دستورلتباقی . حافظه (۴۱۸5۳: نوعی حافظه ۲6۷۷۲]۵016 فقط خواندنی که فشرده» قابل حمل و نیازمند انرژی کمی می باشد. 

صفحه 13:
حافظه تانويه لا ران زمان خيلى بيشترى براى بازيابى داده ها نياز است.(به دليل ساختار آن) از اف رای را م می تواند در چندین وسیله به کار رود. 

صفحه 14:
نوار مغناطیسی: یک حافظه ثأنویه مثل یک نوار قرقره اى بان و یا کوچکتر مثل نوارب کاست. دسترسی ترتیبی: دسترسی به داده در سیستم کامپپوتر بايد از طریق جستجو در یک دنباله داده به منظور یافتن قطعه مناسب انجام شود. دیسک مغناطیسی: نوعی حافظه تانویه روی دیسکی که به تراک ها و سکتور هایی تقدیم شده که حاوی ادرس هایی برای قطعات مختلف داده هستند. 

صفحه 15:
۷ ۳۱3۲0: نوعیاز. حافظه تانویه که در آن دادم ها را رویصفحه لوذخیره می‌کند که به ترلک ه و سکتور های‌هم مرکزءتقسیم شدم لستٍ دسترسی مستقیم: دسترسی به داده ها از روشی غیر ترتیبی. استفاده از آدرس داده ها برای دسترسی به آن ها. دیسکت های مغناطیسی: نوعی از حافظه مغناطیسی با قابلیت حمل آسان و انعطاف پذیر در یک لایه پولیستری. 

صفحه 16:
حافظه های نوری: نوعی از حافظه های ثانویه که با استفاده از تابش لیزر روی سطح یک صفحه پلاستیکی بازتابی خوانده می شود. -0۳: نوعیاز حافظه ثانویه که فقط خولندنىلستب مالاما: نوعمحافظه نوروكه برلوذخيره سازى ویدئو هایدیجیتا ییا دادم هایک امپیوتر یمناسباستِ 

صفحه 17:
| ]۱ ۳: نوعی‌حافظه نورءبا ظرفیتب سیار ‎DVD 5) AS‏ Memory cards دستگاه های حافظه انبساط پذیر: کارتریج های دیسک قابل تعویض که برای مدا 031 گرفتن از هارد دیسک مناسب می باشند. 

صفحه 18:
سیستم های حافظه سازمانی: یک سیستم مستقل و خارجی, دارای هوشمندی که که شامل دو 5107396 6 يا بیشتر می باشد. ۳8۸۵/۱0: ی کسیستم حافظه سازمانیکه متشکل‌از گروهیاز هرد درلیو هرا به یکمیکروکنترولر که درلیو ها را با هم هماهنگمی‌سازد» متصل‌میک ند؛‌طوری که به نظر می‌لید یکهرد درلیو داریم. 

صفحه 19:
‎network) |‏ ۳6 59۸۷۱)5]0۲306: یکمعماری سیستم حافظه سازمانیی رلی‌ساختن‌شبکه هایویژم و لختصاصیک ه دسترسی‌سریم. و قابل‌لطمینان‌به دستگام های‌حافظه را به وسیله چند سرور ممکن‌می‌سازد. ‏۰ 910۲3996: تکنولوژیکه با لستفادم از پروتکل‌هاواینترنتی‌دادم هایذخیرم شده را بین‌دستگام ه از طریق!5۸ منتقل‌می‌ک ند. به نام هی0۷6۲ 1۳۴ (565 و با |565] هم شناخته می‌شود. 

صفحه 20:
را دار در نسل اول» از سال های 09629 تا 495 كامييوتر ها از لامب هاى خلا براى يردازش و ذخيره داده ها استفاده مى كردند. در نسل ‎ass‏ از 997۲ تا 95 از ترانزیستور ها استفاده شد. در نسل سوم از 196۴ تا 9726 مدار های مجتمع 

صفحه 21:
اوایل د 1 ز اوایل نسل چهارم از 1900 تا 96 از مدا ‎VLSI cl‏ استفاده شد 7 "و اواخر نسل چهارم از 965 تا کنون از مدار های ‎GSI(grand-scale-integrated)‏ استفاده می شود. 

صفحه 22:
Supercomputers | Mainframe computers Midrange computers — Workstation computers Microcomputers — 

صفحه 23:
تترلررژی سای ررردی ز حررجی . فناوری های ورودی به کاربر و یا سایر دستگاه ها اجازه می دهد تا داده ها را درون یک کامپیوتر قرار داد.دو روش اصلی برای ورود داده داریم: Human data entry Source-data automation 

صفحه 24:
وج 0 

صفحه 25:
Cathode ray tubes “guid erystal display (LCDs) ‘Organic light remitting Retinal seanning displays Impact Taser inkjet Plotters ‘Video screens on which an electron beam liluminates pixels on display screen Fiat displays that have liquid erystals between two polarizers to form characters and images on & backlit screen ‘Displays that are brighter, thinner, lighter, cheaper, fastar diodes (OLEDs), and take less power to un than LCDS Project image directly onto a viewers retina; used in medicine, alr traffic contra, and controling industrial machines Slow, naisy, subject to mechanical flare, but expensive Use laser bears to write information on photosensitive drums) produce highesolution text and ‘graphics ‘Shoot fine streams of colored ink onto paper; less expensive than laser printers, but offer less resolution quality Use computer-directed pens for Creating high-quality Images, bluepfints, schematics, drawing of new products, etc eee 

صفحه 26:
0 ete ees بهبود نسبت هزینهعملکرد حافظه ها . کامپیوترهای 56۱۲-06109 ۷۷05 56۳50۲ نانوتکنولوژی . محاسبات کوانتومی 

صفحه 27:
۷۷65 56۲۱50۲: مجموعه لیا جعبه هاوفلزی کوچککه به منظور جمع. اوری‌لتولع لطلاعاتفصب می‌شود» با جعبه هون زدیکارتباط برقرار می‌کند و در بعضوموارد به صورتبی‌سیم با دستگام های دیگر وصل‌می‌شود. نانوتکنولوژی: ساخت اشیاء دستگاه یا سیستم هایی در مقیاس ) به ‎OO‏ نانومتر. 

صفحه 28:


سخت افزارهای کامپیوتر بخش اول کتاب توربان محمد حسین افتخاری محتوای فصل • مقدمه • CPU • حافظه کامپیوتر • سیر تکاملی سخت افزار • سلسله مراتب کامپیوتر • فناوری های ورودی و خروجی • مسیرهای تکنولوژیکی عمومی • مطالب استراتژیک سخت افزار مقدمه • بحث در مورد سخت افزار از سه شاخص مرتبط به هم صورت می گیرد: •ظرفیت (قدرت و تناسب با وظیفه) •سرعت •هزینه واحد پردازش مرکزی • واحد پردازش مرکزی محاسبات کامپیوتر و یا اصطالحا number crunchingرا در هر کامپیوتر انجام می دهد.در واقع CPUیک ریزپردازنده است که از میلیون ها ریزپردازنده کوچک ساخته شده است که در یک مدار روی یک قرص سیلیکونی یا تراشه جاسازی شده است. • واحد کنترل بخشی از CPUاست که جریان اطالعات را کنترل می کند. • واحد محاسبات( )ALUبخشی از CPUاست که محاسبات ریاضی و مقایسه های منطقی را انجام می دهد. • ثبات ها حافظه های با سرعت باال در CPUهستند که حجم بسیار کمی از داده ها و دستورالعمل ها در فواصل زمانی کوتاه در خود نگه می دارند. قسمت های یک ریزپردازنده واحد پردازش مرکزی. . . • چرخه دستورالعمل ماشین :چرخه پردازش کامپیوتر،سرعتی که به ازای تعداد دستورالعمل هایی که یک تراشه در هر ثانیه پردازش می کند اندازه گیری می شود. • :Clock speedسرعت از پیش تنظیم شده کامپیوتر که تمام فعالیت های تراشه را در زمان هایی تقسیم می کند. • طول کلمه :تعداد بیت هایی که CPUدر هر یک فاصله زمانی می تواند پردازش کند. • پهنای باس :اندازه راه های فیزیکی که داده ها و دستورالعمل ها به عنوان ضربه الکتورنیکی روی چیپ جابجا می شوند. • پهنای خط :فاصله بین ترانزیستور هاست.هر چه فاصله کمتر باشد سرعت بیشتر است. قانون مور • پیچیدگی ریزپردازنده ها هر دو سال یکبار به علت تغییرات زیر دو برابر می شود: •کوچک سازی هر چه بیشتر ترانزیستور ها •متراکم سازی و مناسب سازی الیه فیزیکی اجزای تراشه ها تا حد امکان. •به کار بردن عناصری در تراشه ها به منظور افزایش رسانایی •قرار دادن دستورالعمل های پایه ای و اساسی در تراشه ها میکرو کنترلر ها • تراشه های کامپیوتری که در سخت افزارها جاسازی می شود که معموال هزینه پایین تر و کاربرد های بیشتری نسبت به کار های ریزپرازنده ها دارد. حافظه کامپیوتر •دو بخش اصلی :حافظه اولیه – حافظه ثانویه • بیت :تنها داده ای که کامپیوتر می تواند پردازش کند. •بایت :یک داده یک رشته 8بیتی داده ،که برای نمایش یک عمل ساده ریاضی یا یک الفبای عددی به آن نیاز است. حجم حافظه •کیلو بایت •مگا بایت •گیگا بایت •ترابایت •پتا بایت •اگزا بایت حافظه اولیه • ثبات :بخشی از CPUبا کمترین ظرفیت می باشند که تنها مقدار کمی از دستور العمل ها و داده ها را بالفاصله قبل و بعد از پردازش در خود نگه می دارد. • :RAMبخشی از حافظه اولیه که یک نرم افزار کامپیوتری و مقدار کمی داده را وقتی که از حافظه ثانویه آورده می شوند در خود نگه می دارد. • :Cacheبخشی از حافظه اولیه که بلوک های داده ها را که زیاد مورد استفاده قرار میگیرند موقتا در خود نگه می دارد. حافظه اولیه . . . • : ROMبخشی از حافظه اولیه که دستور العمل های کلیدی و مشخص در آن گنجانده شده است.این حافظه فرار نیست و اگر کامپیوتر خاموش شود دستورات باقی می مانند. •حافظه :FLASHنوعی حافظه rewritableفقط خواندنی که فشرده ،قابل حمل و نیازمند انرژی کمی می باشد. حافظه ثانویه •حافظه ای غیر فرار • زمان خیلی بیشتری برای بازیابی داده ها نیاز است(.به دلیل ساختار آن) •از حافظه اولیه ارزانتر است. •می تواند در چندین وسیله به کار رود. • نوار مغناطیسی :یک حافظه ثانویه مثل یک نوار قرقره ای باز و یا کوچکتر مثل نوار کاست. •دسترسی ترتیبی :دسترسی به داده در سیستم کامپیوتر باید از طریق جستجو در یک دنباله داده به منظور یافتن قطعه مناسب انجام شود. • دیسک مغناطیسی :نوعی حافظه ثانویه روی دیسکی که به تراک ها و سکتور هایی تقسیم شده که حاوی ادرس هایی برای قطعات مختلف داده هستند. • :Hard driveنوعی از حافظه ثانویه که در آن داده ها را روی صفحه ای ذخیره می کند که به تراک ها و سکتور های هم مرکزی تقسیم شده است. • دسترسی مستقیم :دسترسی به داده ها از روشی غیر ترتیبی. استفاده از آدرس داده ها برای دسترسی به آن ها. •دیسکت های مغناطیسی :نوعی از حافظه مغناطیسی با قابلیت حمل آسان و انعطاف پذیر در یک الیه پولیستری. • حافظه های نوری :نوعی از حافظه های ثانویه که با استفاده از تابش لیزر روی سطح یک صفحه پالستیکی بازتابی خوانده می شود. • :CD-ROMنوعی از حافظه ثانویه که فقط خواندنی است. • : DVDنوعی حافظه نوری که برای ذخیره سازی ویدئو های دیجیتالی یا داده های کامپیوتری مناسب است. • :FMD-ROMنوعی حافظه نوری با ظرفیت بسیار بیشتر از DVDها. •Memory cards • دستگاه های حافظه انبساط پذیر :کارتریج های دیسک قابل تعویض که برای back upگرفتن از هارد دیسک مناسب می باشند. • سیستم های حافظه سازمانی :یک سیستم مستقل و خارجی ،دارای هوشمندی که که شامل دو storage deviceیا بیشتر می باشد. • : RAIDیک سیستم حافظه سازمانی که متشکل از گروهی از هارد درایو ها را به یک میکروکنترولر که درایو ها را با هم هماهنگ می سازد ،متصل می کند؛ طوری که به نظر می آید یک هارد درایو داریم. •) :SAN(storage area networkیک معماری سیستم حافظه سازمانی برای ساختن شبکه های ویژه و اختصاصی که دسترسی سریع و قابل اطمینان به دستگاه های حافظه را به وسیله چند سرور ممکن می سازد. • :Storage over IPتکنولوژی که با استفاده از پروتکل های اینترنتی داده های ذخیره شده را بین دستگاه ها از طریق SANمنتقل می کند .به نام های IP over SCSI و یا iSCSIهم شناخته می شود. سیر تحول سخت افزار •در نسل اول ،از سال های 1946تا 1956کامپیوتر ها از المپ های خأل برای پردازش و ذخیره داده ها استفاده می کردند. •در نسل دوم ،از 1957تا 1963از ترانزیستور ها استفاده شد. •در نسل سوم ،از 1964تا 1979مدار های مجتمع •از اوایل نسل چهارم ،از 1980تا 1995از مدار های VLSIاستفاده شد •و اواخر نسل چهارم از 1996تا کنون از مدار های ) GSI(grand-scale-integratedاستفاده می شود. سلسله مراتب کامپیوتر ها Supercomputers• Mainframe computers• Midrange computers• Workstation computers• Microcomputers• تکنولوژی های ورودی و خروجی • فناوری های ورودی به کاربر و یا سایر دستگاه ها اجازه می دهد تا داده ها را درون یک کامپیوتر قرار داد.دو روش اصلی برای ورود داده داریم: • Human data entry •Source-data automation Description Input Device .Most common input device (for text and numerical data) Human Data-Entry Devices Keyboards Handheld device used to point cursor at point on screen, such as an icon; user clicks button on mouse instructing computer to take some .action Mouse Mouse is not connected to computer by a cable; mouse uses camera chip to take images of surface it passes over, comparing successive .images to determine its position Optical mouse .User rotates a ball built into top of device to move cursor (rather than moving entire device such as a mouse) Trackball User moves cursor by sliding finger across a sensitized pad and then can tap pad when cursor is in desired position to instruct computer to .take action (also called glide-and-tap pad) Touchpad .Joy stick moves cursor to desired place on screen; commonly used in workstations that display dynamic graphics and in video games Joystick Users instruct computer to take some action by touching a particular part of the screen; commonly used in information kiosks such as ATM .machines Touchscreen Pen-style device that allows user either to touch parts of a predetermined menu of options or to handwrite information into the computer .(as with some PDAs); works with touchsensitive screens Stylus Converts voice wave sounds into digital input for computer; critical technology for .physically challenged people who cannot use other input devices Voice-recognition .Interactive devices that enable people to make bank transactions from remote locations Source-Data Automation Input Device Automated teller machines Computerized cash registers that also may incorporate touch screen technology and .barcode scanners (see below) to input data such as item sold, price, etc Point-of-sale terminals .Devices scan black-and-white barcode lines printed on merchandise labels Barcode scanners .Scanner for detecting presence of dark marks on predetermined grid, such as multiplechoice test answer sheets Optical mark reader .Read magnetic ink printed on checks which identify the bank, checking account, and check number Magnetic ink character reader .Software that converts text into digital form for input into computer Optical character recognition ;Collect data directly from the environment and input data directly into computer Sensors Digital cameras capture images and convert them into digital files Cameras ;Projects an image, pixel by pixel, directly onto a viewer’s retina; used with mobile devices Retinal scanning displays Description output Device Monitors .Video screens on which an electron beam illuminates pixels on display screen Cathode ray tubes Flat displays that have liquid crystals between two polarizers to form characters and images on a .backlit screen Liquid crystal display (LCDs) Displays that are brighter, thinner, lighter, cheaper, faster diodes (OLEDs), and take less power to .run than LCDs Organic lightemitting Project image directly onto a viewer’s retina; used in medicine, air traffic control, and controlling .industrial machines Retinal scanning displays Printers .Slow, noisy, subject to mechanical failure, but inexpensive Impact :Nonimpact Use laser beams to write information on photosensitive drums; produce high-resolution text and .graphics Laser Shoot fine streams of colored ink onto paper; less expensive than laser printers, but offer less .resolution quality Inkjet Use computer-directed pens for creating high-quality images, blueprints, schematics, drawing of .new products, etc Plotters .Converts digital data to intelligible speech Voice Output گرایش های معمول تکنولوژیکی •بهبود نسبت هزینه-عملکرد •حافظه ها •کامپیوترهای self-healing •Sensor webs •نانوتکنولوژی •محاسبات کوانتومی • :Sensor websمجموعه ای از جعبه های فلزی کوچک که به منظور جمع اوری انواع اطالعات نصب می شود ،با جعبه های نزدیک ارتباط برقرار می کند و در بعضی موارد به صورت بی سیم با دستگاه های دیگر وصل می شود. • نانوتکنولوژی :ساخت اشیا ،دستگاه ،یا سیستم هایی در مقیاس 1به 100نانومتر.