تبلیغات
کامپیوتر
کامپیوتر
: : : : : :
درباره ما
آرشیو مطالب
نظرسنجی
نظرتان درباره ی مطالب وبلاگ چیست؟





نویسندگان
صفحات اضافی
ایران از نظر سرعت اینترنت
کم مصرف ترین پردازنده ۶ هسته ای AMD معرفی شد
روشی برای خنک کردن لپ‌تاب
آشنایی با Sql Server طراحی(Data Base)
مطالبی درباره ی مانیتور قسمت 2
مطالبی درباره ی مانیتور قسمت 1
ابر کامپیوتر ها قسمت 2
ابر کامپیوتر ها قسمت 1
فناوری نانو در صنعت کامپیوتر
ویروس‌های برتر تاریخ کامپیوتر
تاریخچه مسیر یابهای سخت افزاری
همه چیز در مورد هارد دیسک قسمت 2
: همه چیز در مورد هارد دیسک قسمت 3
بررسی پردازنده Intel Core i7-870دی 10
آخرین اطلاعات درباره ی تکنولوژی های کامپیوتر
آموزش اسمبل کردن کامپیوتر
آموزش مونتاژ یک کامپیوتر
ریزپردازنده‌ها
همه چیز درباره مـــــــــــــــادربورد...
راهنمای خرید CPU پردازشگر
مروری بر فلش دیسک
از ویروسی شدن کامپیوترتان از طریق یو اس بی درایوها جلوگیری کنید
آمـوزش پـارتیـشن بـندى هـارد دیـسـك
همه چیز در باره ی کامپیوتر قسمت 2
INTEL یا AMD چقدر پول دارید؟
هرآنچه باید در مورد هارد دیسک بدانید
نکات مهم درباری کامپیوتر
همه چیز در باره ی کامپیوتر قسمت 1
اطلاعاتی در مورد پردازنده ها(CPU) قسمت 2
اطلاعاتی در مورد پردازنده ها(CPU) قسمت 1
اطلاعاتی در مورد پردازنده ها(CPU)
اصطلاحات رایج درباره,SATA و IDE,CPU,IRQ , DMA
اخبار های روز کامپیوتر
اولین Flash Drive با تکنولوژی USB 3.0
اخبار هارد و وسایل ذخیره سازی
یا تصحیح ضریب توان در پاور چیست و عملکرد آن چگونه است؟
قبل از خریدن power computerبه این نکات توجه کنید؟
نمودار مقایسه انواع دیسك سخت
اطلاعاتی درباره ی مادربرد
انواع مادریرد(Motherborb)
SATA و IDE چه هستند(حافظه)؟
کارت حافظه یا همان Ram
كارت صدا چیست؟
نحوه انتخاب یک کارت گرافیک
مشخصاتی از CPU
مراقبت از کامپیوتر
اطلاعاتی درباره ی کارت صدا
مشخصاتی از Ram
نحوه انتخاب یک کارت گرافیک
نحوه تشخیص کارتهای گرافیک غیر اورجینال
مشخصاتی از کارت گرافیک
قیمت قطعه کارت گرا فیک
نکاتی که در رابطه با تهیه کارت گرافیک
آمار و امكانات
آخرین بروزرسانی :
تعداد كل مطالب :
تعداد کل نویسندگان :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
بازدید کل :
آخرین بازید از وبلاگ :
اضافه كردن به علاقمندی ها
خانگی سازی
ذخیره صفحه
تبلیغات


دستگاه پردازشگر مرکزی

 

مقدمه:
یك دستگاه پردازشگر مركزی (
CPU) یا ریز پردازنده ساده تراشه ای در كامپیوترهای دیجیتال است كه می تواند به عنوان قلب كامپیوتر باشد و عمل پردازش اطلاعات و كنترل نرم افزار و همچنین عملیات حسابی و منطقی را انجام دهد . همچنین یك دستگاه محاسبه ای كامل است كه روی یك تراشه ساخته می شود و مجموع دستورات دستگاه را اجرا می كند . CPU سه كار مهم را انجام می دهد :
1.
 از واحد همبستگی منطقی حساب استفاده می كند یعنی جمع و تفریق و ضرب و تقسیم را انجام می دهد .
2.
 اطلاعات را از یك مكان حافظه به مكانی دیگر انتقال می دهد .
3.
 می تواند تصمیم بگیرد و به یك سری از دستورات جدید كه بر اساس آن تصمیمات است جهش كند (Jump) .
از نیمه دهه 1970 به جای یك تراشه از ریز پردازنده كه اغلب به صورت تركیبی بود استفاده می كردند و امروزه
CPU ها جایگزین آنها شده اند و اصطلاح CPU معمولا در بعضی از پردازشگرها به كار رفته است .
به هر حال از دهه
  1960 خود این اصطلاح و خود این كلید واژه  در كامپیوترهای  صنعتی
استفاده شد (
Weik 1961) . شكل و طراحی CPU ها یكی از رویاهای قدیمی را جامه عمل پوشاند اما اساسی ترین طرز كار آنها همچنان باقی ماند .CPU های قدیمی در سطح وسیع مشتری مدار بوده و معمولا یك نوع كامپیوتر ویژه بوده اند هرچند این متد طراحی برای CPU ها بسیار گران بود اما تقاضاهایی بود كه رهگشایی جهت توسعه ارزان و استاندارد كردن  و طبقه بندی  پردازشگرها  برای  اهداف


1. در
CPU برنامه ها به دو صورت انجام می شوند : 1) ترتیبی . 2) اشتراك زمانی . درحالت ترتیبی برنامه ها به ترتیب ورود انجام می شوند ، اما در حالت اشتراك زمانی از هر برنامه یك قسمتی انجام شده و مجددا به برنامه اول بازگشت صورت می گیرد .
2.
CPU دارای سه گذرگاه (Bus) می باشد كه این گذرگاه ها برای دریافت داده از یك ثبات و انتقال آن داده به ثبات دیگر می باشند . این گذرگاه ها عبارتند از : گذرگاه داده كه برای دریافت داده       می باشد ، گذرگاه آدرس كه حاوی آدرس ثباتی می باشد كه داده می خواهد به آنجا منتقل شود و گذرگاه كنترل كه بر اعمال CPU و دوگذرگاه دیگر نظارت دارد .
بیشتر بوده این همگن سازی شروع دوره جدید گرایش به ترانزیستوری كردن كامپیوترهای عظیم و مینی كامپیوترها می باشد و موجب شتاب سریعی در جهت یكپارچه كردن و شناساندن مدارات
IC شد .
IC جهت افزودن به مجموعه CPU ها كه جای نسبتا كمتری را می گرفت طراحی و مجوز ساخت گرفت كه واحد آن ( بر پایه میلی متر ) بود . كوچك سازی و همگن كردن هر دو در افزایش CPU ها بود و مشاهده این دستگاه های دیجیتال در زندگی مدرن فراتر از تقاضا و از حد معمول بیشتر بود . پردازشگرهای مدرن را می توان در اتومبیل ها و تلفن های سلولی و اسباب بازی های بچه ها و غیره مشاهده كرد .

محتوای متن عبارت است از :
 1. تاریخچه§
 1ـ1 .§ ترانزیستورIC ، CPU های گسسته .
 2ـ1 . پردازشگرها .§
 2. عملكرد CPU§ .
 3. طراحی و عملكرد .§
 1ـ3. عدد صحیح كامل§
 2ـ3. سرعت ساعت .§
 3ـ3. وجه تشابه .§
 1ـ3ـ3. دستور العم مجرای ارتباطی و ساختار سوپر سنجش§ .
 2ـ3ـ3. تنظیم همزمان اجرای TLP .§
 4ـ3. پردازشگرهای حامل و SIMD .§

1. تاریخچه

وقایع مهم ماشین ها كه شباهت زیادی به CPU های امروزی دارد شبیه كامپیوترهای ENIAC كه برای انجام دادن دستورات مختلف از طریق كابل كشی بوده است . این ماشین ها اغلب به صورت " برنامه های ثابت كامپیوتری " انجام می شده اند . از زمانی كه شكل ظاهری آنها برای اجرای برنامه ها تغییر كرد و از زمانی كه اصطلاح CPU به عنوان یك    ( برنامه كامپیوتری ) نرم افزار اجرایی را به همراه خود داشت . دستگاه های اولیه به وجود آمده را می توان CPU هایی دانست كه در جهت ذخیره برنامه كامپیوترها می باشند .
این عقیده ذخیره برنامه های كامپیوتری را می توان در طراحی كامپیوترهای
ENIAC دید اما عمر این نوع ماشین ها زیاد به طول نكشید . در 30 ژوئن 1945 این طراحی قبل از ENIAC كامل شده بود .
Jahn Neumann ¹ ( ریاضیدان ) كاغذی را تحت عنوان پیش نویس یك گزارش بر EDVAC تهیه كرد . این طراحی ذخیره كامپیوتری یك برنامه بوده است كه در نهایت در آگوست 1949 كامل گردید . (Von Neumam 1945)
EDVAC این برنامه را برای انجام انواع مختلف اعداد صحیح دستورالعمل ها (عملكردها) طراحی كرد . این دستورالعمل ها می توانستند از تركیب برنامه ها سود زیادی را برای EDVAC به وجود آورده و آنها را اجرا كنند . جالب اینكه برنامه های نوشته شده برای EDVAC نسبت به كامپیوترهای كابلی در حافظه كامپیوترها با سرعت بالا ذخیره می شد .
این پیروزی یك محدودیت سختی را برای
EDVAC به وجود می آورد . برنامه یا نرم افزاری را كه EDVAC اجرا كرد توانست محتوای كامپیوترها را به سادگی عوض كند . بنابراین باید

1. این ریاضیدان عملكرد كامپیوتر را به 4 قسمت تقسیم كرد : 1) یك داده یك دستور . 2) یك داده چند دستور . 3) چند داده یك دستور . 4) چند داده چند دستور .
به این مورد توجه كرد هنگامی كه
Jahn Neumann برای طراحی ذخیره كامپیوتر افتخار  می كرد دیگران قبل از او مثل Konrad Zuse نظریه ای شبیه به او پیشنهاد كرده بودند . علاوه بر این اصطلاح HARVARD MAR1 می باشد كه او توانسته بود قبل از EDVAC آن را به پایان برساند .
همچنین استفاده از نوار كاغذ سوراخ شده جهت ذخیره برنامه كامپیوتر از حافظه كامپیوتری ترجیح داده می شد و مهم ترین اختلاف بین ساختار
Jahn Neumann و HARVARD این است كه در مورد دوم ذخیره و نوع CPU و دستور العمل و اطلاعات از هم جدا می باشند ولی مورد اول یك فضا مشابه حافظه را برای هر دو استفاده می كرد .
CPU های مدرن اولیه طراحی شده به وسیله Jahn Neumann قدیمی تر بودند و المنت های HARVARD معمولا بهتر دیده می شدند .
شروع دستگاه های دیجیتال با
CPU های به صورت گسسته بوده زیرا بعضی از تغییرات المنت به صورت مجزا دیده می شد . تجارت قابل قبول گذشته ، ترانزیستورها ورله های برقی و لامپ های خلاء ( لامپ گرما یونی ) بودند كه معمولا به صورت المنت های رله شده استفاده می شدند گرچه این ویژگی ها سرعت بیشتری نسبت به حالت قبلی داشته است و صرفا به خاطر طراحی مكانیكی بوده و به همین دلایل گوناگون آنها غیر قابل اطمینان بوده اند .
برای مثال ساختن جریان متناوب مستقیم مدارات منطقی خارج از رله ها نیازمند به سخت افزار مضاعفی داشت تا بتواند بر مشكلات
Contact bounce فائق آید در حالی كه لامپ های خلاء تحمل بار Contact bounce را نداشتند . آنها قبل از اینكه كاملا به كار برده شوند     می بایست اول گرم شوند و سرانجام همه با یكدیگر كارشان را متوقف كنند . معمولا وقتی یك لامپ خراب می شود CPU مجبور است محل خرابی را تشخیص داده عمل جایگزین را انجام دهد بنابراین الكترونیك قدیم ( كه بر اساس لامپ خلاء بود ) سریع تر از كامپیوترهای الكترومكانیك ( كه بر اساس خلاء بوده ) كاربری دارد . حداكثر كاركرد كامپیوترهای لامپی EDVAC، 8 ساعت بود و پس از آن خراب می شدند در صورتی كه كامپیوترهای رله ایی اولیه ( آهسته تر ) مثل MARK1 HARVARD كمتر خراب می شدند .
(
Weik 1961:238) در پایان لامپ محوری بستگی به CPU داشت زیرا مهم ترین ویژگی آنها سرعتشان بود كه می توانست اعتماد بیشتری را جلب كرده و بر مشكلات فائق آیند . اغلب CPU های آن زمان در یك زمان و در یك ساعت با سرعت نسبی پایین برنامه اجرا می كردند و در مقایسه با طراحی میكروالكترونیك ( به نمودار سرعت زمان مراجعه شود ) اجرای فركانس سیگنال ساعت از 100KHZ به 4MHZ در یك زمان معمولی می باشد که به وسیله دستگاه های رله كه ساخته شد سرعت آن محدود گردید .

1ـ1) ترانزیستورها و CPU  IC های گسسته

طراحی پیچیده CPU ها سهولت ساخت تكنولوژی های مختلف را بالا برده و دستگاه های بسیار كوچك و قابل اطمینان را به وجود آورده است كه اولین نوع ظهور پیشرفته آنها ترانزیستورها می باشند . ترانزیستوری شدن CPU ها اواسط دهه های 1950 و 1960 بوده و طولی نكشید كه از شكل حجیم و غیر قابل اطمینان و سوئیچ های المنتی شكستنی شبیه    لامپ های خلاء و رله های الكتریكی خارج گردید . با این پیشرفت CPU های مطمئن تر و كم حجم تر در یك یا چند مدار چاپی شامل تجهیزات مجزا ساخته شد . ساخت یك مجموعه ترانزیستورها در یك محل در آن دوره شهرتی خاص به دست آورد . مدار مجتمع IC ها اجازه دادند كه مجموعه زیادی از ترانزیستورها هم زمان بر روی یك تراشه نیمه هادی ساخته شوند . در ابتدا مدار مجتمع بسیار كوچك و ضعیف به نام NOREATE در IC ها بود .
CPU های بر اساس "buiding Blocic" یا ساخت مجتمع IC ها معمولا به دستگاه های SSI مشابه بودند . مجتمع سازی با تراكم پایین SSIIC ها یك مورد به كار رفته در كامپیوترهای آپولو می باشد كه معمولا شامل ترانزیستورهای شمارش گر اعداد در مجذور 10 می باشند . برای ساخت كامل CPU خارج از SSIIC نیازمند به هزاران تراشه جدا بود اما هنوز استفاده از فضا و نیروی برق كمتر از ترانزیستورهای گسسته قدیمی را ترجیح می دادند كه تكنولوژی ریز الكترونیك های پیشرفته و مجموع ترانزیستورها در یك جا را افزایش می داد اما كاربرد IC های تك را در یك CPU كاهش می داد . MSI و LSI ( مجتمع سازی با تراكم متوسط و   زیاد ) در IC ها تعداد ترانزیستورها را از هزار به صد رساند .
در سال 1964 شركت
IBM ساختار كامپیوتر سیستم 360 را معرفی كرد كه جزء سری كامپیوترهایی بودند كه می توانستند برنامه هایی با سرعت های مختلف اجرا و انجام را به كار گیرند . این نوع كامپیوتر ها از اهمیت خاصی برخوردار بودند زیرا كه اغلب كامپیوترهای الكترونیكی با یكدیگر سازگار نبودند حتی اگر سازنده آنها هم یكی بود . شركت IBM برای پیشرفت و سهولت كار یك برنامه جامع را به كار گرفت كه CPU های مدرن به طور وسیع در آن دیده می شد (Amdahi etal 1964) تكنولوژی سیستم 360 آنقدر مشهور شد كه بازار كامپیوترهای ابر قدرت را تا چند دهه به خود اختصاص داد و از خود یادگاری به جای گذاشت كه در ادامه آن كامپیوترهایی شبیه سری IBMZ می باشند . در همان سال 1964 در ادامه اهداف دانشمندان و محققین ، شركت دستگاه های دیجیتال (DEC) و كامپیوترهای دیگری با نام PDP-8 را به بازار معرفی كرد . DEC سپس خط PDP-11 كه تقریبا مشهور شده بود را معرفی كرد كه بر اساس SSIIC ساخته شده بود ،اما ناگهان عملكرد آن با اجرای LSI بار دیگر عملی شد . برخلاف SSI و MSI های قبلی اولین كاركرد LSI ، PDP-11 بر اساس یك CPU بود كه تنها با چهار LSI مدار مجتمع كار می كرد . ( تعاونی ابزار دیجیتال 1975)
ترانزیستورهای كامپیوتر مزایای مختلف زیادی را نسبت به نمونه های قبلی داشتند از جمله اطمینان بالا و مصرف برق كمتر برای مصرف كنندگان ، ترانزیستورها اغلب به
CPU ها اجازه می دادند تا در سرعت بالا عمل كنند زیرا كه در مقایسه با لامپ یا رله زمان سوئیچ كردن كوتاه تر بود، سرعت ساعت CPU 10 مگاهرتز در دور زمانی بود مضافا اینكه تا زمانی كه ترانزیستورهای گسسته و IC CPU ها كاربرد زیادی را داشتند طراحی جدید با بازده كاری SIMD (Smyle instruetlon multipledeita) ، چند داده و یك دستور العمل به شكل بردار پردازشگرها شروع به ظاهر شدن كرد . این تجربه پیش از موعد بعدا باعث شد ابر كامپیوترهای تخصصی به وسیله شركت Crayinc ساخته شوند .


2ـ1) پردازشگرها

معرفی پردازشگرها در دهه 1970 تاثیر چشمگیری بر طراحی و اجرای كار CPU ها داشت.  اولین پردازشگر ( اینتل 4004 ) در سال 1970 معرفی گردید و استفاده وسیع از پردازشگرها ( اینتل 8080 ) در سال 1974 بود . این نوع از CPU ها كاملا سبقت را از دیگران در انجام دهی كارها گرفتند كه این توام با وقایع كامپیوترهای شخصی و شروع به كارگیری انحصاری پردازشگرها در چند دهه اخیر بود .
نسل های قبلی
CPU ها از اجزاء تفكیك شده صورت گرفته بودند که به شكل مدارات متعدد كوچك با یكدیگر ادغام شده و به شكل (IC) بر روی یك یا چند مدار قرار گرفته بود و از طرف دیگر CPU های پردازشگر بر روی IC های كوچك ساخته شدند . اندازه كوچك CPU ها در یك قالب و شكل كوچك یعنی اینكه عوامل فیزیكی را كاهش داده و زمان انتقال را سریع تر می كند . این پردازشگرها اجازه می دادند تا به طور همزمان سرعت  ساعت (Clockrate) از10 مگا هرتز به چند گیگاهرتز برسد . علاوه بر این توانایی فوق العاده ترانزیستورهای كوچك بر روی یك IC افزایش یافت و تعداد ترانزیستورها و پیچیدگی خاص آنها در یك CPU افزایش یافت و این به وسیله قانون Moore ارائه شد كه رشد پیچیدگی CPU و IC های دیگر را در آن زمان پیش بینی و ثابت می كرد . چندین دهه از طراحی و عملكرد آنها گذشته و تغییری نكرده ولی به یك باره ساختمان و شكل كلی CPU به طور چشمگیری تغییر می كرد و این تغییر بر اساس تفسیر Von Neumann برای ذخیره برنامه های كامپیوتر می بود . بر اساس قانون یاد شده Moore و در باب محدودیت به وجود آمده و تلفیق تكنولوژی مدارات ترانزیستوری منجر به پدیده ای به نام Electronicmigration و Subthresholdleakaye گردید كه بسیار با اهمیت بود . این بررسی ها از میان خیلی عوامل كه باعث شده بود محققین متدهای جدید محاسبه را مانند كامپیوترهای كوانتوم بررسی كنند و این از روش های دیگر و از مدل رسمی Von Neumann می باشد كه استفاده به شكل موازی در سطحی وسیع را نشان می دهد .


2. عملكرد
CPU ها

اساس كار اغلب CPUها بدون توجه به شكل ظاهری آنها اجرای یك سری دستورالعمل ها ی پی در پی كه به آنها برنامه گفته می شود می باشد و این می تواند تایید بر معماری Von Neumann باشد . یك برنامه كامپیوتر كه از یك سری اعداد و ارقام تشكیل شده است در حافظه كامپیوترها می باشد و این برنامه ها دارای چهار مرحله Execute – Decode – Fetch و Writbacic می باشند كه پس از اتمام مرحله آخر برنامه دوباره به مرحله اول بازمی گردد و این كار تا زمانی ادامه دارد كه كامپیوتر با دستور HALT مواجه شود.

1. Fetch ( واكشی ) :
جهت یافتن عملیات ( به وسیله اعداد متوالی نمایان می شوند ) از برنامه های ذخیره شده در حافظه می باشد . برنامه ها توسط یك حسابگر (
PC) مشخص می گردند كه برنامه ذخیره شده رقمی را در محل مناسب شناسایی می كند یعنی اینكه برنامه حسابگر محل تراك های CPU ها را كه در برنامه می باشند با استفاده از دستور العمل Fetch فراخوانی می كند . از این رو زمانی كه این دستورالعمل در كامپیوتر اجرا می شود كامپیوتر برای لحظاتی منتظر می ماند تا جواب دستور Fetch برگردد و این در پردازشگرهای مدرن كه آنها را Cach می گویند و از نوع ساختار Pipeline نیز می باشد به طور وسیع یافت می شود . این به نحوی عملكرد CPU را هم نشان می دهد .

2. Decode ( رمز گشایی ) ¹:
دستورالعمل ها به قسمت های مختلفی تقسیم می گردند كه اهمیت آن برای
CPU می باشد و این بر اساس ساختار (ISA) 2 می باشد كه دستورالعمل های مهم را توسط CPU تعیین      می كند و معمولا به دسته ای از اعداد Opcode می گویند كه نشان دهنده این است كه كدام دستورالعمل در حال اجرا می باشد و اعداد باقیمانده كه در قسمت های دیگر می باشند مانند Operand ها یك دستور مناسب دیگری را جهت اجرای مجدد نیاز می كنند .
Operand ها ممكن است یك مقدار ثابت داده بوده ( مقدار فوری ) یا محلی برای یك ریجستر یا آدرس در حافظه باشد . در ساختار قدیمی CPU ها جهت بازگشایی ، از بعضی دستورات در دستگاه های سخت افزار كه  غیر قابل تغییر بود استفاده می كردند . در اكثر CPU ها و ISA های پیچیده از این برنامه ها برای ترجمه (Compiler) دستورالعمل ها و انواع سیگنالها استفاده می شد . این ریز برنامه ها قابل دوباره نویسی بوده و می توانستند مسیر بازگشایی CPU ها را اصلاح كنند.

1. Decode سه چیز را مشخص می كند : 1) وضعیت فلیپ فلاپ I كه بیت پانزدهم Decode     می باشد را مشخص می كند . اگر مقدار I برابر 1 باشد یعنی آدرس دهی غیر مستقیم و اگر برابر 0 باشد یعنی آدرس دهی مستقیم می باشد . 2) كد دستورالعمل كه بیت 12 هم تا 14 هم Decode را شامل می شود و برای مشخص كردن نوع دستورالعمل به كار میرود در این قسمت كد باینری به دستورالعمل منطقی تبدیل می شود .3) آدرس كه بیت 1تا11 Decode را شامل می شود و برای مشخص كردن آدرس دستورالعمل به كار می رود .

 1                        11 12             14 15 
 
   آدرس دستورالعمل      كددستورالعمل     I Decode :

2. ISA مخفف كلمه Instruction Set Architecture می باشد و به معنای ساختار دستور العمل.
3.
Execute ( اجرا ) :
بعد از
Fetch ـ Decode مرحله Execute ( اجرای برنامه ) است . برنامه در این مرحله در قسمت های مختلف CPU جهت انجام عملیات یك برنامه به هم وصل شده وبرنامه اجرا      می گردد و در صورت نیاز به عملیات بیشتر (ALU) یا دستگاه حساب منطقی با ورودی ها و خروجی ها ارتباط برقرار می كند . ورودی ها اعداد مناسب را اضافه كرده و خروجی ها مجموع اطلاعات نهایی شده را می دهند . ALU ها برای انجام یك حساب ساده به كار گرفته می شوند ( افزودن bitwise ) در صورتی كه نتیجه عملیات حجیم باشد CPU ها یك ریجستر را اضافه می كنند و سرریز اطلاعات در آن جا قرار می گیرد .

4. Writback ( ذخیره نتایج در مكانی مناسب از حافظه ) :
مرحله نهایی انجام كار است . توسعه پردازش سرعت پردازشگرهای چند منظوره باعث توسعه سرعت دیسك های سخت افزار شده . دیسك های موازی ورودی و خروجی زیر سیستم هایی بودند كه به عنوان یك راه حل پیشنهادی جهت از بین بردن فاصله بین پردازشگرها و
       دیسك های پر سرعت ارائه می گشتند . مشابه این  دیسك  موازی  سیستم نیاز به یك فایل نرم افزار موازی داشت كه محدودیت انجام كار در گلوگاه را از بین ببرد .
در مورد روش های مدیریت
Cashe كه می تواند در عملكرد فایل سیستم موازی به كار برده شود ما روش های مختلف Write back را به دست آوردیم و نتایج را از تجربه های آزمایش شده بدست آوردیم که با توجه به رشد كامپیوتر و قدرت روز افزون آنها مشكلاتی را در   سیستم های ورودی و خروجی و پهنای باند به وجود آوردند ؛ بدین معنی كه چون قدرت ورودی و خروجی ها از قدرت پردازشگر ها كمتر بود نیاز بود كه سرعت پردازش اطلاعات با ورودی و خروجی ها به شكلی منطبق و تنظیم گردد که از این رو در بعضی از كامپیوترهای ابر كامپیوتر مانند Moimfram در كنار بعضی دستگاه های ورودی و خروجی دستگاهی قرار می گرفت كه اطلاعات در آن ذخیره و به نوبت انجام می شدند .
انجام این كار با استفاده از دستور العمل های شرطی بود كه عملیات به صورت بزرگ تر یا كوچكتر وبا استفاده از
loop و گردش مجدد كار انجام می گرفت تا پس از هر دور انجام كار یك Jump ¹ صورت گیرد . دستورالعمل های شرطی به صورت مقایسه ای انجام می گیرند و بعد از اتمام كار Write back صورت می گیرد و می توان اطلاعات را واكشی (Fetch ) كرد .

1. تعریف Jump : در كامپیوتر در حین انجام یك برنامه ممكن است با یك زیر روال مواجه شویم در این هنگام CPU آدرس فعلی را ذخیره كرده و با انجام دستور العمل Jump به آدرس مورد نظر        ( زیر برنامه ) پرش می كند در نتیجه ادامه كار حلقه متوقف می شود و دستورات زیر روال به ترتیب اجرا می شوند . در انتها CPU به آدرس ذخیره شده برگشته و ادامه انجام دستورات برنامه از سر گرفته می شود .
3. طراحی و عملكرد
ملزومات
        معماری کامپیوتر          
مدارهای رقمی
 
1ـ3) مجموع عدد صحیح كامل

یك CPU نمایانگر اعدادی است كه برای طراحی انتخاب شده اند كه تاثیر مهمی بر عملكرد دستگاه دارد . بعضی دستگاه های قدیمی ( كامپیوترهای دیجیتالی ) یك سیستم دسیمال عددی مشترك را برای مدل الكتریكی به كار می بردند كه بر اساس ده دهی  بوده تا اعداد داخلی را نمایان سازند . تعداد كمی از كامپیوترها به صورت Ternary ( كه بر اساس سه سه ای بود) به كار می رفتند . به تازگی همه CPU های مدرن شكل باینری اعداد را نمایان می سازند كه به وسیله مقدار عددی و فیزیكی شبیه ولتاژهای بالا و پایین نشان داده می شوند . با نمایش اعداد، اندازه و دقت یك CPU مشخص می گردد . CPU های باینری به شكل یك بیتی       می باشند . در CPU تعداد بیت هایی كه برای نمایش هر عدد یا ( محل اعداد ) به كار برده  می شود را "Word size" (طول لغت) می گویند.


" پهنای بیت " یا " پهنای مسیر بیت " یا " اعداد صحیح دقیق " زمانی می باشد كه با اعداد صحیح دقیق رابطه داشته باشد (
Floating point) این عدد در میان این ساختار متفاوت     می باشد و اغلب به قسمت های مختلف CPU مشابه می باشد . برای مثال یك CPU 8 بیتی با یك سری اعداد سر و كار دارد كه می تواند نمایانگر باینری 8 رقمی باشد ( هر عدد ممكن است 2 مقدار با ارزش داشته باشد ) یعنی 2 به توان 8 یا 256 عدد مجزا می باشد . مقدار صحیح ارقام سخت افزار كه محدود به مجموعه اعداد صحیح نرم افزار در CPU انجام      می شود می تواند تاثیر داشته باشد . اگر یك باینری یك آدرس 32 بیتی را در حافظه به كار برد ( هر آدرس نمایانگر 8 بیت می باشد ) حداقل مقدار یك حافظه كه CPU می تواند آدرس دهی كند 32 2 یا 4 GIB است .
این یكی از ساده ترین محل نمایش آدرس دهی
CPU می باشد و طراحان زیادی از متد فوق كه از پیچیدگی ، اندازه و كاربرد قدرت و هزینه های معمولی كمتر می باشد استفاده می كنند .
در نیازهای مدرن میكرو كنترل های 4 یا 8 بیتی به كار رفته را می بینیم
CPU مجموعه های بالاتری مانند ( 16 ـ 32 ـ 64 حتی 128 بیتی ) را هم اگر داشته باشد ارزشمند خواهد بود . میكروكنترل های ساده تر معمولا ارزانتر می باشند ، برق كمتری را مصرف می كنند و حرارت كمتری را نیز از دست می دهند . طراحی بعضی از CPU ها بر اساس پهنای مختلف بیت ها برای كاركرد مختلف دستگاه ها می باشد . برای مثال در سیستم IBM370 از     CPU ای استفاده شده كه بیت اولیه آن 32 می باشد اما در كنار آن از 128 بیت كه دقت و دسترسی آسان تر را فراهم كند (Amdahlet al 1964)   استفاده شده است .  خیلی از CPU ها كه بعدا طراحی شد از هر دو پهنای بیت ها استفاده كردند .

عناوین آخرین مطالب ارسالی

s