تحقیق دانشجویی

بخشی از سرتیترهای پژوهش:

 

کامپيوترهای شخصی:

 

بخش های اصلی کامپيوترهای شخصی:

دستگاه های ورودی و خروجی:

پورت ها:

اتصالات شبکه و اينترنت:

از راه اندازی تا خاموش کردن سيستم:

بخش های اصلی pc ها:- پردازنده:

تاريخچه ريزپردازنده ها :

درون يک پردازنده

حافظه های RAM و ROM :

دستورالعمل های ريزپردازنده

- حافظه:

مبانی اوليه حافظه

نياز به سرعت دليلی بر وجود حافظه های متنوع:

ريجستر و Cache

انواع حافظه

- حافظهRAM:

مبانی حافظه های RAM

- حافظه ROM:

- حافظه مجازی:

:Caching –

BIOS -:

راه اندازی ( بوتينگ،Booting) کامپيوتر

- برد اصلی :

- منبع تغذيه:

- هاردديسک:

- کنترل کننده : IDE

:PCI –

:SCSI -

- :AGP

- کارت صدا:

- کارت گرافيک:

اينترفيس کامپيوتر

- کارت گرافيک سهبعدی:

دستگاه های ورودی و خروجی:

اجزای يک فلاپی ديسک درايو :

پورت ها:

اتصال اینترنت:

وسایل جانبی:

سيستم عامل

.....................................................................................................

 

کامپيوترهای شخصی:

اغلب مردم زمانيکه با واژه " تکنولوژی " برخورد می نمايند ، بی اختيار "کامپيوتر" برای آنها تداعی می گردد. امروزه کامپيوتر در موارد متعددی بخدمت گرفته می شود. برخی از تجهيزات موجود درمنازل ، دارای نوع خاصی از " ريزپردازنده" می باشند. حتی اتومبيل های جديد نيز دارای نوعی کامپيوتر خاص می باشند. کامپيوترهای شخصی ، اولين تصوير از انواع کامپيوترهائی است که در ذهن هر شخص نقشپيدا می کند. بدون شک مطرح شدن اين نوع از کامپيوترها در سطح جهان،باعث عموميت کامپيوتر در عرصه های متفاوت بودهاست . کامپيوتر شخصی وسيله ای "همه منظوره" بوده کهتوان عملياتی خود را مديون يک ريزپردازنده است. اين نوع از کا مپيوترها دارای بخشهای متعددی نظير : حافظه ،هاردديسک،مودم و... بوده که حضور آنها در کنار يکديگر به منظور انجام عمليات مورد نظر است . علتاستفاده از واژه " همه منظوره " بدين دليل است که می توان بکمک اين نوع ازکامپيوترها عمليات متفاوتی ( تايپ يک نامه ، ارسال يک نامه الکترونيکی، طراحی ونقشه کشی و ...) را انجام داد .

بخش های اصلی کامپيوترهای شخصی:
◄پردازشگر مرکزی (CPU)
ريزپردازنده بمنزله " مغز" کامپيوتربوده و مسئوليت انجام تمامی عمليات ( مستفيم يا غير مستقيم ) را برعهده دارد. هر چيزی را که کامپيوتر انجام می دهد باتوجه به وجود " ريز پردازنده " است .

◄ حافظه:اين نوع از حافظه ها با سرعت بالا، امکان ذخيره سازی اطلاعات را فراهم می نمايند. سرعت حافظه های فوق می بايست بالا باشد چراکه آنها مستقيما" با ريزپردازنده مرتبط می باشند. در کامپيوتر از چندين نوع حافظه استفاده می گردد:
● ( Random-AccessMemory)RAM از اين نوع حافظه ، بمنظور ذخيره سازی موقت اطلاعاتی که کامپيوتر در حال کار با آنان است، استفاده می گردد.
● ( Read Only Memory )ROM يک حافظه دائم که از آن برای ذخيره سازی اطلاعات مهم در کامپيوتر استفاده می گردد.
● (Basic Input/Output System )BIOS يک نوع حافظه ROM ، که از اطلاعات آن در هر بار راه اندازی سيستم استفاده می گردد.
● Caching حافظه ای سريع که از آن برای ذخيره سازی اطلاعاتی که فرکانس بازيابی آنان بالا باشد، استفاده می گردد.
● VirtualMemory فضای موجود بر روی هارد ديسک که از آن برای ذخيره سازی موقت

اطلاعات استفاده و در زمان نياز عمليات جايگزينی در حافظه RAM انجام خواهد شد.
◄ برد اصلی (MotherBoard). برد اصلی کامپوتر بوده که تمام عناصر داخلی به آن متصل خواهند شد. پردازشگر و حافظه بر روی برد اصلی نصب خواهند شد.برخی از عناصر سخت افزاری ممکن است مستقيما" و يا بصورت غير مستقيم به برد اصلی متصل گردنند. مثلا" يک کارت صدا می تواند همراه برد اصلی طراحی شده باشد و يا بصورت يک برد مجزا بوده که از طريق يک اسلات به برد اصلی متصل می گردد

◄ منبعتغذيه (Power Supply) يک دستگاه الکتريکی کهمسئول تامين و نتظيم جريان الکتريکی مورد نياز در کامپيوتر است .

◄ هاردديسک (Hard Disk) يک حافظه با ظرفيت بالا ودائم که از آن برای نگهداری اطلاعات و برنامه ها استفاده می گردد.

◄کنترل کننده (Integrated Drive Electronics)IDE . اينترفيس اوليه برای هارد ، CD-ROM و فلاپی ديسک است .

◄ گذرگاه (Peripheral Component Interconnect)PCI . رايج ترين روش اتصال يک عنصر سخت افزاری اضافه به کامپيوتر است .PCI از مجموعه ای اسلات که بر روی برد اصلی سيستم موجود می باشد، استفاده و کارت های PCI از طريق اسلات های فوق به برد اصلی متصل خواهند شد.

◄اينترفيس( Small Computer System Interface)SCSI روشیبرای اضافه کردن دستگاه های اضافه در سيستم نظير : هارد و اسکنر است .

◄پورت( Accelerated Graphics Port)AGP يک اتصال با سرعت بسيار بالا بمنظور ارتباط کارت هایگرافيک با کامپيوتر است .

◄کارت صدا(SoundCard) مسئول ضبط و پخش صوت از طريق تبديل سيگنال های آنالوگ صوتی به اطلاعات ديجيتال و بر عکس است.

◄کارتگرافيک (Graphic Cards) مسئول تبديل اطلاعاتموجود در کامپيوتر بگونه ای که قابليت نمايش بر روی مانيتور را داشتهباشند.

دستگاه های ورودی و خروجی:

◄مانيتور (Monitor) رايج ترين دستگاه نمايش اطلاعات در کامپيوتراست .

◄صفحهکليد (KeyBoard) رايج ترين دستگاه برای وروداطلاعات است .

◄موس (Mouse) رايج ترين دستگاه برای انتخاب موارد ارائه شدهتوسط يک نرم افزار و ايجاد ارتباط متقابل با کامپيوتر است .

◄رسانه های ذخيره سازی قابل حمل(Removable storage) با استفاده از اين نوع رسانه ها می توان بسادگی اطلاعاتی را بهکامپيوتر خود اضافه و يا اطلاعات مورد نياز خود را بر روی آنها ذخيره و در محل ديگراستفاده کرد.

• فلاپی ديسک (Floppy Disk) . رايج ترين رسانه ذخيره سازی قابل حمل است .
  ● CD-ROM . ديسک های فشرده رايج ترين رسانه ذخيره سازی برای انتقال وجابجائی نرم افزار ها و ... می باشند.
  ● FlashMemory يک نوع خاص از حافظه Rom است(EEPROM). اين نوع رسانه ها امکان ذخيره سازی سريع و دائم را بوجود می آورند. کارت های PCMCIA نمونه ای از اين رسانه ها می باشند.
  ● (DigitalVersatile Disc,Read Only Disk) DVD-ROM اين نوع رسانه ذخيره سازی مشابه CD-ROM بوده با اين تفاوت مهم که ميزان ذخيره سازی آنان بسيار بالا است .

پورت ها:

◄موازی (Parallel) از اين نوع پورت ها اغلب برای اتصالچاپگر استفاده می گردد.

◄سريال(Serial) از ايننوع پورت ها اغلب برای اتصال دستگاههائی نظير يک مودم خارجی،استفاده میگردد.

◄پورت ( Uuniversal Serial Bus)USB از پورت ها ی فوق بمنظور اتصال دستگاههای جانبی نظير اسکنر و يا دوربين های وباستفاده می گردد.

اتصالات شبکه و اينترنت:

◄مودم (Modem) دستگاهی برای برقرای ارتباط با يک شبکه و يا سيستمديگر است . رايج ترين روش ارتباط با اينترنت استفاده از مودم است .

◄کارتشبکه (Lan Card) يک نوع برد سخت افزاری که ازآن بمنظور بر پاسازی شبکه بين چندين دستگاه کامپيوتر در يک سازمان استفاده می شود.

◄مودمکابلی (Modem Cable) امروزه در برخی از نقاطدنيا جهت استفاده و ارتباط با اينترنت از سيستم تلويزيون کابلی استفاده میگردد.

◄مودم های DSL(Digital Subscriber Line) يک خط ارتباطی با سرعت بالا که ازطريق خطوط تلفن کار می کند.

◄مودم های VDSL(Very high bit-rate DSL) يک رويکرد جديد از DSL بوده که لازم است خطوط تلفن از زير ساخت مناسب،فيبرنوری استفاده نمايند.

از راه اندازی تا خاموش کردن سيستم:در بخش های قبل با عناصر اصلی تشکيل دهنده يککامپيوتر شخصی آشنا شديد. در اين قسمت به بررسی عمليات انجام شده از زمان راهاندازی سيستم تا زمان خاموش کردن (Shut-down) خواهيمپرداخت .

مرحله يک : مانيتورو سيستم با فشردن کليدهای مربوطه روشن می گردند. مرحله دو : نرمافزار موجود در BIOS موسوم بهPOST(Power-on self-test) عمليات خود را آغاز می نمايد. دراغلب سيستم ها، BIOS اطلاعاتی را بر روی صفحه نمايش نشان داده که نشاندهندهعمليات جاری است. (مثلا" ميزان حافظه موجود، نوع هاردديسک) در زمان راه اندازی سيستم، BIOS مجموعه ای از عمليات را بمنظور آماده سازی کامپيوتر انجاممی دهد.

• صحت عملکرد کارت گرافيک توسط BIOS بررسی می گردد. اغلب کارت های گرافيک دارای BIOS اختصاصی مربوط به خود بوده که عمليات مقداردهی اوليه حافظهو پردازنده کارت را انجام خواهد داد.در صورتيکه BIOS اختصاصی مربوط به کارت های گرافيک موجود نباشد، BIOS سيستم از حافظه ROM بمنظور اخذ اطلاعات مربوط به درايور استاندارد کارتگرافيک،استفاده می نمايد.
• بررسی نوع " راه اندازی سيستم " توسط BIOS انجام خواهد شد. ( راه اندازی مجدد و يا راه اندازی اوليه(BIOS برای تشخيص مورد فوق از مقدار موجود در آدرس 0000:0472 استفاده می نمايد. در صورتيکه مقدار فوق معادل 1234h باشد،نشاندهنده "راهاندازی مجدد" است . در اين حالت برنامه BIOS ،عمليات مربوط به POST راصرفنظر و اجراء نخواهد کرد. در صورتيکه در آدرس فوق هر مقدار ديگری وجود داشته باشد، بمنزله "راه اندازی اوليه " است .
• در صورتيکه راه اندازی از نوع " راه اندازی اوليه " باشد، BIOS عمليات مربوط بهبررسی حافظه RAM ( تست نوشتن و خواندن) را انجام خواهدداد. در ادامه صفحه کليد و موس مورد بررسی قرار خواهند گرفت در مرحله بعد گذرگاههای PCI بررسی و در صورت يافتن گذرگاه مربوطه،کارت های موجود بررسی خواهند شد در صورتيکه BIOS به هر نوع خطائی برخورد نمايد،موارد را از طريق يک پيام و يا بصدا در آمدن صدایبلندگوی داخلی کامپيوتر (Beep) به اطلاع خواهد رساند. خطاهای در اين سطح اغلب به موارد سخت افزاری مربوط خواهد بود.
• ا BIOS برخی اطلاعات جزئیدر رابطه با سيستم را نمايش خواهد داد. اطلاعاتی در رابطه باپردازنده ،هارد،فلاپیدرايو، حافظه،نسخه و تاريخ BIOS و نمايشگر نمونه ای از اطلاعات فوق می باشند.
• هر نوع درايور خاص نظير آداپتورهای SCSI از طريق آداپتور مربوطه فعال و BIOS اطلاعات مربوطه را نمايش خواهد داد.
• در ادامه BIOS درايومورد نظر برای راه اندازی ( Booting) را مشخص می نمايد. بدين منظور از اطلاعات ذخيره شده در CMOS استفاده می گردد. واژه Boot بمنزله استقرارسيستم عاملدر حافظه است .

مرحله سوم : پس ازاتمام اوليه عمليات BIOS ،و واگذاری ادامهعمليات راه اندازی به برنامه Bootstarp loader ،عملا" مرحله استقرار سيستم عامل به درون حافظه آغاز میگردد. مرحله چهارم : پساز استقرار سيستم عامل در حافظه،مديران عملياتیسيستم عامل در شش گروه : مديريت پردازنده ، مديريت حافطه ، مديريت دستگاهها،مديريت حافظه های جانبی ، مديريت ارتباطات و مديريت رابط کاربر به ايفای وظيفهخواهند پرداخت . مرحله پنجم : پس ازاستقرار سيستم عامل،می توان برنامه های مورد نظر خود را اجراء نمود. سيستمعامل محيط لازم برای اجرای برنامه ها را ايجاد خواهد کرد. پس از اتمام عملياتاستفاده از برنامه ها می توان هر يک از آنها را غيرفعال (Close) نمود. مرحله ششم : درصورت تصميم به خاموش نمودن سيستم ، سيستم عامل تنظيمات جاری خود را در يک فايل خاصنوشته تا در زمان راه اندازی مجدد( آينده ) از آنان استفاده نمايد. مرحله هفتم : پس از خاموش نمودن سيستم (Shut down)، سيستم عامل بطور کامل سيستم را خاموش مینمايد.

بخش های اصلی pc ها:- پردازنده:

کامپيوتری که هم اکنون بکمکآن در حال مشاهده و مطالعه اين صفحه هستيد، دارای يک ريزپردازنده است . ريزپردازنده بمنزله مغز درکامپيوتر است. تمام کامپيوترها اعم از کامپيوترهای شخصی ، کامپيوترهای دستی و ... دارای ريزپردازنده می باشند. نوع ريزپردازنده استفاده شده در يک کامپيوتر می تواندمتفاوت باشد ولی تمام آنها عمليات يکسانی را انجام خواهند داد.

تاريخچه ريزپردازنده ها: ريزپردازنده که CPU همناميده می گردد، پتانسيل های اساسی برای انجام محاسبات و عمليات مورد نظر در يککامپيوتر را فراهم می نمايد. ريزپردازنده از لحاظ فيزيکی يک تراشه است . اولينريزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004 معرفیگرديد. ريزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عمليات جمع وتفريق چهاربيتیبود. نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از صرفا" يک تراشه بود.قبل از آنمهندسين و طراحان کامپيوتر از چندين تراشه و يا عصر برای توليد کامپيوتر استفاده میکردند. اولين ريزپردازنده ای که بر روی يک کامپيوتر خانگینصب گرديد، 8080 بود. پردازنده فوق هشتبيتی و بر روی يک تراشه قرار داشت . اين ريزپردازنده در سال 1974 به بازار عرضهگرديد.اولين پردازنده ای که باعث تحولات اساسی در دنيای کامپيوتر شد ، 8088 بود. ريزپردازنده فوق در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و اوليننمونه آن در سال 1982 عرضه گرديد. وضعيت توليد ريزپردازنده توسط شرکت های توليدکننده بسرعت رشد و از مدل 8088 به 80286، 80386 ، 80486 ، پنتيوم ، پنتيوم II ،پنتيوم III وپنتيوم 4 رسيده است . تمام پردازنده های فوق توسط شرکت اينتل و ساير شرکت های ذيربط طراحی و عرضه شده است . پردازنده های پنتيوم 4 در مقايسه با پردازنده 8088عمليات مربوطه را با سرعتی به ميزان 5000 بار سريعتر انجام می دهد! جدول زير ويژگیهر يک از پردازنده های فوق بهمراه تفاوت های موجود را نشان می دهد.

Name	Date	Transistors	Microns	Clock speed	Data width	MIPS
8080	1974	6,000	6	2 MHz	8 bits	0.64
8088	1979	29,000	3	5 MHz	16 bits 8-bit bus	0.33
80286	1982	134,000	1.5	6 MHz	16 bits	1
80386	1985	275,000	1.5	16 MHz	32 bits	5
80486	1989	1,200,000	1	25 MHz	32 bits	20
Pentium	1993	3,100,000	0.8	60 MHz	32 bits 64-bit bus	100
Pentium II	1997	7,500,000	0.35	233 MHz	32 bits 64-bit bus	~300
Pentium III	1999	9,500,000	0.25	450 MHz	32 bits 64-bit bus	~510
Pentium 4	2000	42,000,000	0.18	1.5 GHz	32 bits 64-bit bus	~1,700

توضيحات جدول : ستونDateنشاندهنده سال عرضهپردازنده است.
ستونTransistorsتعدا ترانزيستور موجود بر روی تراشه را مشخص می کند. تعداد ترانزيستور بر روی تراشه در سال های اخير شتاب بيشتری پيدا کرده است .ستونMicronضخامت کوچکترين رشته برروی تراشه رابرحسب ميکرونمشخص می کند.( ضخامت موی انسان 100 ميکرون است(.
ستونClockSpeedحداکثر سرعت Clock تراشه را مشخص می نمايد.
ستونDataWidthپهنای باند واحدمنطق و محاسبات (ALU) را نشان می دهد. يک واحد منطق و حسابهشت بيتی قادر به انجام عمليات محاسباتی نظير: جمع،تفريق،ضرب و ... برای اعداد هشت بيتی است. در صورتيکه يک واحدمنطق و حساب 32 بيتی قادر به انجام عمليات بر روی اعداد 32 بيتی است . يک واحدمنطق و حساب 8 بيتی بمنظور جمع دو عدد 32 بيتی می بايست چهار دستورالعمل را انجامداده در صورتيکه يک واحد منطق وحساب 32 بيتی عمليات فوق را صرفا" با اجرای يکدستورالعمل انجام خواهد داد.در اغلب موارد گذرگاه خارجی داده ها مشابه ALU است . وضعيت فوق در تمام موارد صادق نخواهد بود مثلا" پردازنده 8088 دارای واحد منطق وحساب 16 بيتی بوده در حاليکه گذرگاه داده ئی آن هشتبيتی است . در اغلب پردازنده های پنتيوم جديد گذرگاه داده 64 بيتی و واحد منطقوحساب 32 بيتی است . ستون MIPS مخفف کلمات Millions of instruction per Second ) ميليون دستورالعمل در هرثانيه ) بوده و واحدی برای سنجش کارآئی يک پردازنده است. درون يک پردازنده: بمنظورآشنائی با نحوه عملکرد پردازنده لازماست،نگاهی به درون يکريزپردازنده داشته و با منطق نحوه انجام عمليات بيشتر آشنا شويم. يک ريزپردازندهمجموعه ای از دستورالعمل ها را اجراء می کند. دستورالعمل های فوق ماهيت و نوععمليات مورد نظر را برای پردازنده مشخص خواهند کرد. با توجه به نوع دستورالعمل ها،يک ريزپردازنده سهعمليات اساسی را انجام خواهد داد :

بخشی از تحقیق 102صفحه ای ورد