سخت افزار رایانه ۲

سخت افزار رایانه ۲

اسلاید 1: سخت افزارهای کامپیوتربخش اول کتاب توربانمحمد حسین افتخاری

اسلاید 2: محتوای فصلمقدمهCPUحافظه کامپیوترسیر تکاملی سخت افزارسلسله مراتب کامپیوترفناوری های ورودی و خروجیمسیرهای تکنولوژیکی عمومیمطالب استراتژیک سخت افزار

اسلاید 3: مقدمهبحث در مورد سخت افزار از سه شاخص مرتبط به هم صورت می گیرد:ظرفیت (قدرت و تناسب با وظیفه)سرعتهزینه

اسلاید 4: واحد پردازش مرکزیواحد پردازش مرکزی محاسبات کامپیوتر و یا اصطلاحا number crunching را در هر کامپیوتر انجام می دهد.در واقع CPU 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.واحد کنترل بخشی از CPU است که جریان اطلاعات را کنترل می کند.واحد محاسبات(ALU) بخشی از CPU است که محاسبات ریاضی و مقایسه های منطقی را انجام می دهد.ثبات ها حافظه های با سرعت بالا در CPU هستند که حجم بسیار کمی از داده ها و دستورالعمل ها در فواصل زمانی کوتاه در خود نگه می دارند.

اسلاید 5: قسمت های یک ریزپردازنده

اسلاید 6: 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 speed: سرعت از پیش تنظیم شده کامپیوتر که تمام فعالیت های تراشه را در زمان هایی تقسیم می کند.طول کلمه: تعداد بیت هایی که CPU در 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.

اسلاید 7: قانون مورپیچیدگی ریزپردازنده ها هر دو سال یکبار به علت تغییرات زیر دو برابر می شود:کوچک سازی هر چه بیشتر ترانزیستور هامتراکم سازی و مناسب سازی لایه فیزیکی اجزای تراشه ها تا حد امکان.به کار بردن عناصری در تراشه ها به منظور افزایش رساناییقرار دادن دستورالعمل های پایه ای و اساسی در تراشه ها

اسلاید 8: میکرو کنترلر هاتراشه 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.

اسلاید 9: حافظه کامپیوتردو بخش اصلی : حافظه اولیه – حافظه ثانویهبیت: تنها داده ای که کامپیوتر می تواند پردازش کند.بایت: یک داده یک رشته 8 بیتی داده، که برای نمایش یک عمل ساده ریاضی یا یک الفبای عددی به آن نیاز است.

اسلاید 10: حجم حافظهکیلو بایتمگا بایتگیگا بایتترابایتپتا بایتاگزا بایت

اسلاید 11: حافظه اولیهثبات: بخشی از CPU 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.RAM: بخشی 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.Cache: بخشی از حافظه اولیه که بلوک های داده ها را که زیاد مورد استفاده قرار میگیرند موقتا در خود نگه می دارد.

اسلاید 12: حافظه اولیه . . .ROM: بخشی 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 FLASH: نوعی حافظه rewritable فقط خواندنی که فشرده، قابل حمل و نیازمند انرژی کمی می باشد.

اسلاید 13: حافظه ثانویهحافظه ای غیر فرارزمان 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.

اسلاید 14: 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.

اسلاید 15: Hard drive: نوعی 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 لایه پولیستری.

اسلاید 16: حافظه های نوری: نوعی از حافظه های ثانویه که با استفاده از تابش لیزر روی سطح یک صفحه پلاستیکی بازتابی خوانده می شود.CD-ROM: نوعی از حافظه ثانویه که فقط خواندنی است.DVD: نوعی حافظه نوری که برای ذخیره سازی ویدئو های دیجیتالی یا داده های کامپیوتری مناسب است.

اسلاید 17: FMD-ROM: نوعی حافظه نوری با ظرفیت بسیار بیشتر از DVDها.Memory cards دستگاه های حافظه انبساط پذیر: کارتریج های دیسک قابل تعویض که برای back up گرفتن از هارد دیسک مناسب می باشند.

اسلاید 18: سیستم های حافظه سازمانی: یک سیستم مستقل و خارجی، دارای هوشمندی که که شامل دو storage device یا بیشتر می باشد.RAID: یک 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.

اسلاید 19: SAN(storage area network): یک 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 IP: تکنولوژی که با استفاده از پروتکل های اینترنتی داده های ذخیره شده را بین دستگاه ها از طریق SAN منتقل می کند. به نام های IP over SCSI و یا iSCSI هم شناخته می شود.

اسلاید 20: سیر تحول سخت افزاردر نسل اول، از سال های 1946 تا 1956 کامپیوتر ها از لامپ های خلأ برای پردازش و ذخیره داده ها استفاده می کردند.در نسل دوم، از 1957 تا 1963 از ترانزیستور ها استفاده شد.در نسل سوم، از 1964 تا 1979 مدار های مجتمع

اسلاید 21: از اوایل نسل چهارم، از 1980 تا 1995 از مدار های VLSI استفاده شدو اواخر نسل چهارم از 1996 تا کنون از مدار های GSI(grand-scale-integrated) استفاده می شود.

اسلاید 22: سلسله مراتب کامپیوتر هاSupercomputersMainframe computersMidrange computersWorkstation computersMicrocomputers

اسلاید 23: تکنولوژی های ورودی و خروجیفناوری 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 entrySource-data automation

اسلاید 24:

اسلاید 25:

اسلاید 26: گرایش های معمول تکنولوژیکیبهبود نسبت هزینه-عملکردحافظه هاکامپیوترهای self-healingSensor websنانوتکنولوژیمحاسبات کوانتومی

اسلاید 27: Sensor webs: مجموعه ای از جعبه های فلزی کوچک که به منظور جمع اوری انواع اطلاعات 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 1 به 100 نانومتر.