تحقیق ریز پردازنده

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 تحقیق ریز پردازنده دارای ۶۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق ریز پردازنده  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی تحقیق ریز پردازنده،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن تحقیق ریز پردازنده :

بخشی از فهرست تحقیق ریز پردازنده

۱- مقدمه ای بر ریزپرازنده
۲- ساختار عمومی ریزپردازنده های پیشرفته
۳- معماری ریزپردازنده؟
– مجموعه دستورالعمل های ریزپردازنده
– قالب داده ها
– قالب برای دستورالعمل ها
– شیوه های آدرس دهی
۴- سلسله مراتب حافظه
– رجیستر فایل
– Cache
– حافظه مجازی و صفحه بندی
– قطعه بندی
– جداول صفحه، TBL،‌ حفاظت
۵- پایپ لاین
– خط لوله دستورالعمل
– مخابرات خط لوله
– پیشگویی انشعاب
– Bypassing یا Result Forwarding
۶- (Instruction Level Parallelism) IPL
– ILP چیست؟
– محدودتی های ILP
– پردازنده های سوپر اسکالر
– اجرای ترتیبی و خارج از نوبت
– Register renaming
– پردازنده های VLIW
– تکنیک های کامپایل برای ILP
۷- اصول کامپیوترهای RISC
– RISC در برابر CISC
– ارزیابی سیستم های RISK
– ارزیابی Cache در مقابل رجیستر فایل تراشه
۸- I/O
– گذرگاه های I/O
– وقفه ها
– Memory Marred I/O
– DMA
– دستگاه های I/O
– سیستم های دیسک
۹- چند پردازنده ای
– speedup و کارآیی
– سیستم های چند پردازنده ای
– سیستم های Message passing
– سیستم های Shared Memory
Case Study
حانواده اینتل
– معماری خانواده اینتل
– مجموعه ثبات:
– قالب های داده
– شیوه های آدرس دهی
– ئقفه
– قطعه بندی
– صفحه بندی
– مکانیزم حفاظت
– پنتیوم
– ریزپردازنده های i486 و i386
– ۸۰۸۶ و ۸۰۱۸۶ و ۸۰۲۸۶
– ۸۰۸۶ و ۸۰۸۸
خانواده موتورولا M68000
– ثبات های پردازنده
– قالب های داده
– شیوه های آدرس دهی
– مجموعه دستورالعمل ها
– مدیریت حافظه
ریزپردازنده های پیشرفته RISC
– پردازنده DEC Alpha AXP
– معماری آلفا
خانواده Power PC
– معماری Power PC
– IBM RS/6000
خانواده Sparc
– معماری اسپارک
– سوپر اسپارک
خانواده MIPS RX000
– معماری MIPS
– R4400 و MIPS R4000
– خانواده اینتل i86
خانواده موتورولا M88000
– معماری M88000
– معماری MC88110
معماری HP
– معماری
– حافظه

کتاب؟
۱- MicroproGssors & Micro Computers
۸۰۸۶ & Z-80 , John Effenbeck
۲- Advanced Computer Architecture , Hwang
۳- Advanced Mocrocessor , Daniel Tabak.

در اواسط دهه ۷۰ ریزپردازنده ها ساختار ساده ای داشتند و در این زمان هر ریزپردازنده از یک واحد پردازشگر مرکزی (cpu) و یک تراشه LSI (شامل ۵/۰۰۰ ترازیستور) تشکیل شده بود و با فرکانس ۱ تا ۵ مگاهرتز در یک سیستم ۸ بیتی کار می کرد و این ریزپردازنده ها دارای ۲ الی ۷ ثبات ۸ بیتی بودند. به خاطر قیمت و بهای اندک و اندازه کوچک ریزپردازنده ها، در بیشتر سیستم های کامپیوتری از آنها استفاده می شد و به جائی رسید که جایگزین سیستم های mainframe و میکروکامپیوترها شدند. با ظهور ریزپردازنده ها هر خانه ای دارای یک کامپیوتر دیجیتالی است.
از دهه ۷۰ به بعد ریزپردازنده ها تغییرات زیادی کرده اند و در دهه ۹۰ ریزپردازنده ها ۳۲ بیتی تا ۶۴ بیتی شدند. و با فرکانس هایی از ۲۵ تا ۲۰۰MHZ کار می کردند و عملاً دارای تراشه هایی با سه میلیون ترازیستور بودند (VISI). اکثر این ریزپردازنده ها قادر بودند بیشتر از یک دستورالعمل را در یک چرخه اجرا کنند. تمامی ریزپردازنده‌های پیشرفته دارای یک تراشه FPU هستند و اکثر آن ها دارای ۱۶تا ۳۲ ثبات همه منظوره در cpu و یک رجیستر فایل با ۳۲ ثبات برای IU و یک رجیستر فایل با ۳۲ ثبات جداگانه برای FPU هستند.
خیلی از ریزپردازنده ها برای عملیات شناور و عملیات صحیح دارای Operational Unit هستند و مقدار قابل توجهی Cache دارند. در اکثر آنها Cache شامل Cache داده و Cache دستورالعمل است . کارآیی ریزپردازنده های پیشرفته امروز مساوی یا بیشتر از Mainframe و یا سوپر کامپیوترهای دوران قبل می باشد.
تعداد زیادی کارخانه سازنده ریزپردازنده وجود دارد که دارای ویژگی های خاص خود می باشند و دو گروه از گسترده ترین خانواده ریزپردازنده که در دهه ۷۰ ساخته شده اند عبارتند از اینتل X86 یا ۸۰X86 و خانواده موتورولا M680X0.
نزدیک به دهه ۸۰ ما شاهد یک توسعه موازی روی معماری های جدید بوده ایم که تمایل به کامپیوترهائی با مجموعه دستورالعمل کاهش یافته یا RISC بوده اند. خانواده های اینتل X86 و موتورولا M68000 از کلاس غیرRISK یعنی کامپیوترهایی با مجموعه دستورهای پیچیده یا CISC تشکیل شده اند.
اینتل، یک ریزپردازنده ۴ بیتی به نام ۴۰۰۴ در سال ۱۹۷۱ شروع کرد که در یک ماشین حساب معمولی بکار میرفت، و به آسانی محاسبات BCD را انجام میداد. در سال ۱۹۷۲ ریزپردازنده ۸ بیتی ۸۰۰۸ توسعه یافت و در سال ۱۹۷۴ یک ریزپردازنده قدرتمند ۸ بیتی به نام ۸۰۸۰ تولد یافت و به دنبال آن ۸۰۸۵ در سال ۱۹۷۶ به بازار آمد. بخشی از معماری ۸۰۸۵/۸۰۸۰ همانند مجموعه ثبات ها در خانواده X86 همچنان استفاده می شود. اینتل ساخت ریزپردازنده های خانواده X86 را با یک ریزپردازنده ۱۶ بیتی به نام ۸۰۸۶ در ۱۹۷۸ آغاز کرد و عملاً تمامی کارخانه های معروف ریزپردازنده های ۱۶ بیتی بعد از دهه ۷۰ و تا نزدیک دهه ۸۰ از یک تراشه ارزان قیمت و یک گذرگاه خارجی ۸ بیتی با یک معماری داخلی ۱۶ بیتی استفاده می کردند.
در سال ۱۹۶۹ ریزپردازنده ۸۰۸۰ با باس خارجی ۸ بیتی و گذرگاه داخلی ۱۶ بیتی ایجاد شد و برای گذرگاه داده خود ۵۰% به تراشه های میانی کمتری در مقایسه با پردازنده های ۱۶ بیتی نیاز داشتند و هزینه آن ها نیز کمتر بود.
در واقع ۸۰۸۰ به پردازنده اصلی شرکت IBM روی کامپیوتر های شخصی (PC) تبدیل و در تمامی تولیدات بعدی در جهان منتشر گردید. به دنبال ۸۰۸۶، تکامل یافته آن یعنی ۸۰۱۸۶ ساخته شد که همان ۸۰۸۶ همراه با تعدادی اینترفیس I/O و واحدهای منطقی وی یک تراشه بود و تعداد کمی دستورالعمل به آن اضافه شده بود.
وقتی ۸۰۲۸۶ به عنوان یک ریزپردازنده ۱۶ بیتی در سال ۱۹۸۲ شناخته شد، مرحله جدیدی در توسعه ریزپردازنده ها پدید آمد که قابلیت Protected mode نامیده شد. این شویه در تمامی محصو.لات دیگر خانواده اینتل بکار گرفته شد.
اولین پردازنده ۳۲ بیتی اینتل در سال ۱۹۸۵ بود که i386 نام داشا. اینتل یک پردازنده ۳۲ بیتی به نام ۴۳۲ که با خانواده X86 ناسازگار بود را زودتر از دهه ۸۰ بیرون داده بود که هرگز تجاری نشد. در سال ۱۹۸۹ ریزپردازنده i486 توسعه یافت که سرعت عملکرد آن در مدل DX2 به ۶۶MHZ میرسید. i486 دارای یک واحد FPU و یک Cache به اندازه ۸KB در داخل تراشه است.
محصول بعدی خانواده اینتل پنتیوم بود که در سال ۱۹۹۳ ساخته شد و قبل از گسترش به آن i586، P5 گفته می شد اما اینتل تصمیم گرفت نام آن را ذپنتیوم بگذارد. پنتیوم یک سوپر اسکالر دو سطحی است یعنی دو دستورالعمل را موازی واکشی و کدگشایی و اجرا می کند و دارای گذرگاه داخلی ۶۴ بیتی و یک cache به اندازه ۱۶KB است (۸K data cache + 8K inst.cache)
اینتل مرتباً روی محصولات بعدی کار می کرد و P6 نامیده شد که طبق وعده آن کارآیی پنتیوم را حد اقل ۲ برابر کرد و پس از آن به ترتیب Pentium II، Pentium III و Pentium IV نیز ساخته شدند.
توسعه ریزپردازنده های موتورولا نیز شبیه اینتل است. موتورولا در سال ۱۹۷۴ خانواده ۸ بیتی ۶۸۰۰ را ایجاد کرد که در سال ۱۹۷۷ به یک محصول ۸ بیتی ویژه به نام ۶۸۰۹۶۸۰۹ تبدیل شد. موتورولا ذنخستین ریزپردزنده ۱۶ بیتی خود را در سال ۱۹۷۹ به نام M68000 به بازار عرضه کرد. از ویژگی های اسم خانواده M68000 آن است که ریزپردازنده MC68000 به طور پایه ای یک سیستم ۱۶ بیتی با گذرگاه دارد. ۱۶ بیتی و ۱۶ ثبات پردازنده Gaps و شمارنده برنامه ۳۲ بیتی است. در سال ۱۹۸۴ ریزپردازنده ۳۲ بیتی MC60000 نامیده شد. هم چنین موتورولا روایت های توسعه یافته محصولات MC68000 را تحت عنوان MC68010 .و MC68012 ایجاد کرد. MC68010 از نظر پایه ها کاملاً با MC68000 سازگار بود بنابراین از نظر طراحی سیستم، یک MC68000 می توانست با یک MC68010 جایگزین شود.
موتورولا ساخت ریزپردازنده های ۳۲ بیتی خانواده M68000 را در سال ۱۹۸۴ با نام MC68020 شروع کرد. این ریزپردازنده ها در سال ۱۹۷۸ به ریزپردازنده MC68030 و در سال ۱۹۸۹ به MC68040 توسعه پیدا کردند. ۶۸۰۲۰ دارای یک Cache دستور کوچک ۲۵۶ بایتی در داخل تراشه بود. ۶۸۰۳۰ دارای یک حافظه Cache دستور کوچک ۲۵۶ بایتی در داخل تراشه بود. ۶۸۰۳۰ دارای یک حافظه Cache دوگانه نسبتاً کوچک (۲۵۶ data + 256 B inst.) .و ۶۸۰۴۰ دارای Cache 4KB دستور و Cache 4KB داده در یک تراشه می باشد.
عضو بعدی خانواده M68000 که در سال ۱۹۹۴ ساخته شد MC68060 نام گرفت که یک سوپر اسکالر ۲ سطحی با Cache 8KB دستور و Cache داده در تراشه بود و دستورالعمل ها با سرعت ۶۶MHZ کار می کرد.
البته چندین خانواده از ریزپردازنده ها وجود دارد که به آن ها اشاره اندکی خواهد شد. مانند Z-80 مربوط به شرکت Zilog که ریزپردازنده معر وف ۸ بیتی است و توسط گروهی از طراحان متخصص اینتل که ۸۰۸۰ و ۸۰۸۵ را شاخته بودند ایجاد شد و از اینرو Z-80 شبیه معماری اینتل ۸۰۸۰ است ولی زبان اسمبلی هر دو متفاوت می باشد و Z-80 دارای دستورهای بیشتری نسبت به ۸۰۸۰ است. شرکت Zilog خانواده ۱۶ بیتی خود را با نام Z8000 موازی با اینتل ۸۰۸۶ منتشر کرد و Z80000 یک محصول ۳۲ بود که به تولید نرسید.
توسعه ریزپردازنده های RISC به شکل مو ازی با اینتل و موتورولا انجام شد. اولین مستندات RISK درز دانشگاه برکلی در سال ۱۹۸۰ توسط Pattersonو Ditzel ارایه شد و لغت RISK توسط کارلو اسکوئین لرپرت اولین مقاله RISK عنوان شد. طراحیس سیستم محاسباتی از نوع RISK بدون استفاده از واژه RISK خیلی پیشتر توسط IBM در دهه ۷۰ آغاز شد که با نام IBM801 شناخته می شد. هم چنین دانشگاه استنفورد در سال ۱۹۸۱ سیستم RISK خود را ایجاد کرد و به نام MIPS (Microprocessor without interlocked Pipeline Stage) نامید.
شرکت MIPS روایت های تجاری را تحت خانواده RX000 (X=6,4,3,2,) منتشر ساخته است. در برخی از خصوصیات اولیه طرح RISK برکلی در Sparc از شرکت Sun Micri System به کار رفته است. شرکت اینتل خانواده خود را با نام ROMP (Research Office Product Diriscow MicroGssor) ادامه داد و به اپل ترکیب شد و Power PC ساخته گردید. اولین محصول ۶۰۱ است که در ۱۹۹۱ منتشر شد و به دنبال آن ۶۲۰ با توانائیهای بیشتری ایجاد گردید.