در اين بخش مقدمه اي را براي سازمان و كار دروني كامپيوترها فراهم مي آوريم. مدل بكار رفته يك مدل عمومي می باشد، ولي مفاهيم مورد بهره گیری قابل اعمال به همه كامپيوترها مانند ‍PS/2 , IBM و سازگار با آنهاست. قبل از آغاز اين مبحث،‌مروري بر تعاريف برخي از اصطلاحات در كامپيوتر،‌مانند كيلو (k) ، مگا،‌گيگا، بايت، RAM, ROM و غيره مفيد می باشد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

بعضي اصطلاحات مهم

يكي از امكانات مهم يك كامپيوتر حافظه موجود در آن می باشد. بنابراين اكنون اصطلاحات بكار رفته براي اندازه حافظه در IBM PC ها و سازگار با آنها را بيان مي كنيم. از بحث قبل بياد داريد كه بيت يك رقم دودويي بود كه مي توانست مقدار 0 يا 1 داشته باشد. بايت يك مجموعه 8 بيتي می باشد. نيبل نصف يك بايت، يا 4 بيت می باشد. كلمه دو بايت يا 16 بيت مي باشد. نمايش زير به مقصود نشان دادن اندازه نسبي اين واحدها ارائه شده می باشد. البته،‌آنها مي توانند هر تركيبي از صفرها و يك ها باشند.

بيت                    0

نيبل                    0000

بايت                   0000           0000

كلمه                   0000            0000            0000            0000

يك كيلوبايت،‌ 10 2 بايت يا 1024 بايت می باشد. اغلب از K براي بيان آن بهره گیری مي گردد. مثلاً برخي از فلاپي ديسك ها (يا ديسك نرم) k 356 داده را نگه مي دارند. يك مگابايت، يا ساده تر مگ، 20 2 بايت می باشد. اين مقدار، كمي بيش از يك ميليون بايت می باشد و مقدار دقيق آن 576/048/1 مي باشد. با گذري سريع در ظرفيت به گيگابايت يا 30 2 بايت مي رسيم (بيش از 1 بيليون يا ميليارد)، و يك ترابايت نيز 40 2 بايت می باشد (بيش از 1 تريليون). براي مثالي از چگونگي كاربرد آنها،‌فرض كنيد كه كامپيوتري داراي 16 مگابايت حافظه باشد. اين مقدار برابر با 220 * 16 يا 220 * 4 2 يا 224 می باشد. بنابراين 16 مگابايت 224 بايت مي باشد.

در ميكروكامپيوترها معمولا از دو نوع حافظه بهره گیری مي گردد كه عبارتند از RAM ، كه به معني حافظه با دستيابي تصادفي می باشد (گاهي هم حافظه خواندن / نوشتن ناميده مي گردد) و ROM كه به معني حافظه فقط خواندني مي باشد. RAM بوسيله كامپيوتر براي ذخيره سازي موقت برنامه هاي در حال اجرا مورد بهره گیری قرار مي گيرد. اين برنامه ها يا اطلاعات بعد از خاموش شدن كامپيوتر از بين مي طریقه. به همين دليل، RAM را گاهي حافظه فرار هم مي خوانند. ROM براي برنامه ها و اطلاعات لازم در عملكرد كامپيوتر لازم می باشد. اطلاعات در ROM دائمي می باشد و قابل تعويض بوسيله كاربر نمي باشد و پس از خاموش شدن كامپيوتر هم از بين نمي رود. بنابراين آن را حافظه غيرفرار گوييم.

سازمان دروني كامپيوترها

بخش عملياتي هر كامپيوتر قابل تفكيك به سه قسمت می باشد: CPU (واحد پردازش مركزي)، حافظه و وسايل I/O (ورودي / خروجي) ، شكل 9-0 ملاحظه گردد. تأثیر CPU اجراي (پردازش) اطلاعات ذخيره شده در حافظه می باشد. اقدام وسايل I/O همچون صفحه كليد، مانيتور تصوير (ويدئو) ، تهيه مفاهيم ارتباط و محاوره با CPU می باشد. CPU از طريق رشته اي از سيم ها به نام گذرگاه به حافظه و I/O متصل می باشد. گذرگاه داخل يك كامپيوتر، درست مثل گذرگاههاي خياباني كه مردم رااز مكاني به مكاني ديگر هدايت مي كنند، اطلاعات را از جايي به جاي ديگر انتقال مي دهند. در هر كامپيوتر سه نوع گذرگاه موجود می باشد: گذرگاه آدرس، گذرگاه داده و گذرگاه كنترل.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

به مقصود شناسايي يك وسيله (حافظه يا I/O ) توسط CPU ، بايد آدرسي به آن تخصيص داد. آدرس اختصاص يافته به يك وسله مورد نظر بايد منحصر به فرد باشد؛ يعني دو وسيله مختلف مجاز به داشتن يك آدرس نيستند. CPU آدرس را روي گذرگاه آدرس قرار مي دهد (البته به شكل دودويي) و مدار ديكد وسيله را مي يابد. آنگاه CPU از گذرگاه داده براي بدست آوردن داده از وسيله يا ارسال داده به آن بهره گیری مي نمايد. گذرگاههاي كنترل براي تهيه سيگنال هاي خواندن و نوشتن در وسيله و مطلع ساختن آن از تصميم CPU براي دريافت اطلاعات و يا ارسال اطلاعات به آن می باشد. از سه گذرگاه فوق، آدرس و داده، توانمندي يك CPU را نشان مي دهند.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

توضيحي بيشتر درمورد گذرگاه داده

زیرا گذرگاههاي داده براي انتقال اطلاعات به و يا از CPU بكار مي طریقه، هر چه گذرگاههاي داده بيشتر باشند، CPU بهتر می باشد. اگر گذرگاههاي داده را همچون خطوط اتوبان تصور كنيم، واضح می باشد كه هر چه خطوط بيشتر باشند، مسير بين CPU و وسايل بيروني (مانند چاپگرها، ROM, RAM و غيره ، شكل 10-0 ملاحظه گردد) بهتر خواهد بود. اما افزايش در تعداد خطوط، هزينه ساخت را افزايش مي دهد. گذرگاههاي حافظه بيشتر،‌بمعناي CPU و كامپيوتر گرانتر مي باشد. اندازه متوسط گذرگاه داده در CPU ها بين 8 و 64 متغير می باشد، كامپيوترهاي اوليه مانند Apple2 از يك گذرگاه داده 8 بيت بهره گیری مي كردند، در حاليكه سوپركامپيوترهايي همچون Cray گذرگاه داده 64 بيتي را به كار مي برند. گذرگاههاي داده دو طرفه هستند، زيرا CPU از آنها به هنگام دريافت و يا ارسال داده بهره گیری مي كند. توان پردازش CPU به اندازه اين گذرگاهها وابسته می باشد، زيرا يك گذرگاه 8 بيتي هر بار قادر می باشد 1 بايت داده را بفرستد،‌ولي گذرگاه 16 بيتي، 2 بايت را هر بار ارسال مي كند كه در نتيجه دو برابر سريعتر خواهد بود.

توضيحي بيشتر درمورد گذرگاه آدرس

زیرا گذرگاه آدرس براي شناسايي وسيله و حافظه متصل به CPU بكار مي رود، هر چه گذرگاههاي آدرس بيشتر باشند، تعداد وسايلي كه آدرس دهي مي شوند بيشتر خواهند بود. به بيان ديگر تعداد گذرگاههاي آدرس براي يك CPU ، تعداد مكان هايي را كه با آن محاوره مي كند افزايش مي دهد. همواره تعداد مكان ها می باشد كه در آن x تعداد خطوط آدرس مي باشد و ربطي به اندازه خطوط داده ندارد. مثلا يك CPU با 16 خط آدرس مي تواند 65536 (216 ) يا k 64 حافظه را آدرس دهي كند. هر مكان حداكثر 1 بايت داده دارد. به اين دليل می باشد كه غالباً تمام ريزپردازنده هاي همه مقصود را بايت آدرس پذير مي نامند. براي مثالي ديگر، كامپيوتر IBM PC AT از يك CPU با 24 خط آدرس و 16 خط داده بهره گیری مي كند. در اين حالت،‌كل حافظه قابل دسترس،‌16 مگابايت خواهد بود (مگابايت 16=224) در اين مثال 224 مكان هست، و زیرا هر مكان يك بايت می باشد،‌16 مگابايت حافظه موجود خواهد بود. گذرگاه آدرس يك گذرگاه يك طرفه مي باشد، و به اين معني می باشد كه CPU از گذرگاه آدرس فقط براي ارسال آدرس به خارج از خود بهره گیری مي كند. بطور اختصار: تعداد كل حافظه هاي آدرس‌پذير بوسيله يك CPU هميشه برابر با x2 مي باشد كه در آن x تعداد بيت هاي آدرس می باشد و ربطي به اندازه گذرگاه داده ندارد.

CPU و ارتباط آن با RAM و ROM