بررسی سخت افزار کامپیوتر

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

 بررسی سخت افزار کامپیوتر دارای ۴۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد بررسی سخت افزار کامپیوتر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز بررسی سخت افزار کامپیوتر۲ ارائه میگردد

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 بررسی سخت افزار کامپیوتر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن بررسی سخت افزار کامپیوتر :

بررسی سخت افزار کامپیوتر

– توانایی درک ساختمان CUP

۱-۱- آشنایی با تعریف عملیاتی CPU

CPU یا Processor اساسی ترین جزء یک کامپیوتر می‎باشد. CPU یک آی سی یا تراشه یا chilp است که از مدارات مجتمع فشرده زیادی تشکیل شده است. بعبارت دیگر مهمترین آی سی یک کامپیوتر ریز پردازنده یا CPU آن است. محل قرار گرفتن آن روی برد داخلی و در جای ویژه ای از مادربرد قرار دارد.

در سراسر جهان شرکتاهی زیادی به تولید این آی سی پرداخته اند از معروفترین آنها میتوان ریز پردازنده Motorolla- intel و AMD و Cyrix را نام برد.

ریز پردازنده از واحدهای گوناگونی تشکیل شده که هر واحد وظیفه خاصی را انجام می‎دهد. با قرار گرفتن این واحدها در کنار یکدیگر یک ریز پردازنده به صورت یک مجموعه مجتمع و فشرده تشکیل می‎شود. هر ریز پردازنده از واحدهای زیر تشکیل شده است.

۱- واحد محاسبه و منطق (ALU)

این واحد شامل مداراتی است که میتواند محاسبات برنامه های کامپیوتری را انجام دهد، مثلا مجموع دو عدد را بطور منطقی محاسبه می‎کند. ALU مخفف کلمات Aritmatic- Logic- Unit است.

۲- واحد کنترل CU یا conmtrol- unit این واحد بر واحد ورودی و خروجی حافظه های گوناگونی نظارت می‎کند و چگونگی ورود و خروج آنها را کنترل می‎کند.

۳- حافظه های ثابت یا Register

هر ریز پردازنده برای جمع آوری اطلاعات نیاز به یک محل موقت دارد تا داده ها را در داخل آنها قرار داده و در مواقع لزوم از آنها استفاده نماید، که این محلهای موقت را حافظه های ثابت یا Register می گویند.

۴- حافظه های پنهان یا cache

حافظه مخفی یا cache یک حافظه سریع است که مورد استفاده CPU قرار می‎گیرد. بعبارت دیگر چون سرعت عملیات CPU زیاد است لذا اطلاعات نیز باید با سرعت زیاد از حافظه اصلی خوانده و پردازش شود، اما سرعت حافظه اصلی کمتر از سرعت CPU است لذا خواندن اطلاعات با مکث همراه می شود، این حالت انتظار باعث کند شدن سرعت کامپیوتر می گردد . به منظور جبران این وضع از واحدی به نام Ca che استفاده می کنند که سرعت آن برابر سرعت CPU است. در نتیجه مقداری از محتویات حافظه اصلی که مورد استفاده CPU است به حافظه Cache منتقل می گردد تا در موقع خواندن و نوشتن با سرعت cpu مطابقت داشته باشد.

پردازنده های کامپیوترهای شخصی معمولاً بصورت یک مستطیل یا مربع شکل است و بر روی آن حروف و ارقامی دیده می‎شود.

1. نام سازنده پردازنده
2. نسل پردازنده
3. مدل پردازنده
4. سرعت پردازنده
5. ولتاژ پردازنده و شماره سریال

۲-۱- آشنایی با تراکم عناصر ساختمانی در پردازنده

CUP از مجموع قطعات الکترونیکی مخصوصات تراتریستورهای مختلف تشکیل یافته است. مثلا اولین بار شرکت AMD با قرار دادن ۵۰۰۰۰۰ تراتریستور پردازنده های K6 را با به بازار عرضه نمود. یا شرکت Intel پردازنده SL 80368 را در آن ۸۵۵۰۰۰ تراتریستور بکار رفته و دارای ۳۲ بیت خط حامل داخلی و ۱۶ بیت خط حامل خارجی بود به بازار عرضه نمود. همچنین شرکت اینتل پروسسورهای ۸۰۵۸۶ را که بیش از یک میلیون تراتریستور تشکیل شده بود به بازار عرصه نموده است.

۳-۱- آشنایی با سرعت ساعت سیستم

سرعت پردازنده مستقیما روی عملکرد آن اثر می گذارد. یعنی هر چه سرعت بالا باشد تبادل اطلاعات پردازنده سریعتر است، معمولاً سرعت پردازنده ها برحسب مگاهرتز بیان می‎شود. و برخی از سازندگان پردازنده خود را با سرعت واقعی آن نا گذاری نمی کنند بلکه سرعت آنها را بصورت مقایسه ای با پردازنده های IBM می نویسند و آن را با PR نمایش می دهند. مثلا PR 100 یعنی سرعت معادل ۱۰۰ مگاهرتز است و اگر علام + در جلوی عدد نوشته شود به مفهوم این است که از سرعت نوشته شده نیز بیشتر است مثلا + PR133 یعنی سرعت پردازنده در مقایسه با پردازنده پتنیوم ۱۳۳ نیز بیشتر است.

۴-۱- آشنایی با سرعت ساعت داخل ی

هر پردازنده عملیات داخلی خود را براساس سیگنالهای ساعت داخلی انجام می‎دهد. بعبارت دیگر سرعت داخلی هر پردازنده تقریبا برابر همان سرعتی است که روی پردازنده ذکر شده.

۱-۴-۱- سرعت ساعت خارجی سیستم

بعضی از پردازنده ها نیاز به سیگنالهای ساعت خارجی دارند. مثلا Z80 که قلا در کامپیوترهای اولیه بکار می رفت نیاز بیک سیگنال ساعت خارجی که بین صفر تا ۵ ولت نوسان کند، داشت یعنی نوسان ساز را در مخارج از مدار با آی سی های (TTL) مانند ۷۴۰۴ و یک کریستال می ساختند و بعدا وارد مدار ریز پردازنده می نمودند.

اکنون نیز همان سیستم ها برقرار است ولی با پیشرفت تکنولوژی از روشهای بهتر و مداراتی که دارای تشعشع کمتر و انرژی تلف شده کمتری می باشند استفاده می کنند مثلا در ریزپردازنده DX4 80486 ساخت شرکت اینتل از یک سیگنال ساعت داخلی یا سرعت ۱۰۰ مگاهرتز استفاده شده است.

توجه: چون سرعت پردازش در CPU ها بسیار اهمیت دارد در نامگذاری کامپیوترها ضمن اسم بردن از پردازنده سرعت ساعت آنرا نیز بازگو می کنند مثلا P5-100 یعنی پردازنده این کامپیوتر پنتیوم (۸۰۵۶۸) و سرعت آن ۱۰۰ مگاهرتز است یا P5-200/MMX یعنی پردازنده پنتیوم یا سرعت ۲۰۰ مگاهرتز یا تکنولوژی MMX می‎باشد.

۵-۱- آشنایی با مدیریت انرژی پردازنده

بمنظور جلوگیری از انرژی تلف شده در پردازنده ها و کنترول توان مصرفی آنها در برنامه Setup سیستم بخشی به نام power management در نظر گرفته شده است تا در زمان استفاده نکردن از کامپیوتر پس از مدت زمانی که در تنظیم setup وجود دارد سیستم بحالت خاموش یا reset می رود. بدیهی است بمحض استفاده از کامپیوتر مجدداً بحالت فعال در آمده و عملیات خود را انجام می‎دهد.

توجه: در برنامه های NU و NC نیز گزینه های مانند contigure وجود دارد که میتوان انرژی سیستم و پردازنده و مانیتور را مدیریت و کنترل نمود.

۶-۱- آشنایی با ولتاژ عملیات پردازنده

پردازنده های پنتیوم سری p54c با یک ولتاژ کار می کرد. ولی پردازنده های P55C به علت تغییر در جریان برق تغذیه کننده، تکنولوژی دوگانه به کار رفته است. این پردازنده جهت کاهش حرارت به ۲ ولتاژ مختلف یکی ۲.۵ ولت برای هسته ودیگری ۳.۳ ولت برای بخش ورودی / خروجی نیاز دارد.

بطور کلی یکی از تکنولوژی های تولید پردازنده این است که سیم کشی های درون آن نازکتر باشند که در این صورت پردازنده به ولتاژ و جریان کمتری نیاز خواهد داشت و همین مسئله باعث می‎شود که پردازنده ها با سرعت بیشتری کار کرده و گرمای کمتری تولید کنند. به همین دلیل پردازنده های با ولتاژ دوگانه طراحی شده است.

ولی بخش ورودی / خروجی (I/O) به ۳.۳ ولت نیاز دارد که در مادربردهای جدید Soket 7 بکار رفته و هر کارخانه سازنده با ولتاژهای مختلفی کار می کنند که در زیر، ولتاژ چند پر دازنده مختلف بعنوان نمونه ذکر شده است.

۷-۱- آشنایی با خاصیت MMX در پردازنده ها

MMX تکنولوژی است که در ژانویه ۱۹۹۷ به بازار آمد و هدف آن افزایش سرعت و کیفیت کارهای مالتی مدیا (چند رسانه ای) می باشد که در این پردازنده ها یک سری دستورالعملهای جدید ایجاد شده که حدودا ۵۷ دستور العمل است. یعنی ۴ نوع داده (data type) جدید و ۸ رجیستر ۶۴ بیتی به پردازنده های قبلی اضافه شده است که توانایی پردازنده را بالا برده و برنامه نویسان حرفه ای می‎تواند در برنامه هایشان از این دستور العمل ها استفاده نمایند تا سرعت اجرای برنامه افزایش یابد. برنامه هایی که با استفاده از دستورات mmx نوشته می‎شوند و در پردازنده های معمولی نیز اجرا می‎شوند ولی سرعت اجرای برنامه کمتر می‎باشد. CPU های MMX به P55C معروف می باشند.

۴-۶-۲- حافظه پنهان پردازنده در PENTIUM

تبادل داده های پردازنده باید با سرعت زیادی انجام گیرد. از آنجا که زمان دسترسی به حافظه اصلی چند سیکل ساعت بیشتراز زمان دسترسی به حافظه داخلی پروسسور می‎باشد. از یک نوع RAM ویژه به نام Cache به عنوان بافر یا حافظه میانی استفاده می‎شود. برای دسترسی به توان بالای پردازنده باید از تبادلات پردازنده با محیط بیرون کم کرد و هر چه داده های بیشتری درون پردازنده بماند بازدهی بالاتر می رود، بنابراین پردازنده ۴۸۶ با یک کمک پردازنده درونی یا همان FPU و به ۸ کیلو بایت Cache L1 مجهز شد.

حافظه Cache در پردازنده هایی با فرکانس ساعت چند ساعت چند برابر شده مهم می‎باشد چون در آن پردازنده ها فرکانس داخلی از فرکانس بیرونی بیشتر می‎باشد.

حافظه cache با افزایش سرعت تبادل داده ها بین پردازنده و محیط خارج، موجب افزایش قدرت پردازنده می گردد. در پردازنده های ۴۸۶ دولایه cache مطرح شدند. سریعترین حافظه داخل پردازنده قرار دارد و L 1 cache نامیده می‎شود. لایه بعدی cache 2 L می‎باشد که در قالب تراشه SRAM روی برد اصلی قرار گرفته است.

۵-۶-۲- گذرگاه داده های ۶۴ بیتی در PENTIUM

پردازنده های ۴۸۶ با باس ۳۲ بیتی با دنیای خارج ارتباط برقرار می کرد و بنابراین پروسسور ۳۲ بیتی نامیده می‎شوند. یعنی درهر سیکل ساعت ۳۲ بیت اطلاعات از حافظه اصلی به پروسسور منتقل می کردند. در صورتیکه پروسسورهای پنتیوم دارای باس داده (Data bus) 64 بیتی می‎باشد. بنابراین در هر سیکل ساعت میزان اطلاعاتی که پروسسور می‎تواند منتقل نماید ۶۴ بیت بوده و سرعت انتقال ۲ برابر می‎باشد.

۷-۲- آشنایی با پردازنده مدل PENTIUMPRO

ششمین نسل پردازنده ها یعنی pentium pro و pentium 11 سری تراشه های مخصوص به خود را دارند. که در سال ۱۹۹۵ بوجود آمدند و تا قبل از سال ۱۹۹۷ این نسل طرفداران زیادی نداشت و فقط پنتیوم پرو موفق شده بود که در کامپیوترهایی که به عنوان سرور استفاده می گردید بکار رود.

پنتیوم پرو یک پردازنده RISC خالص می‎باشد که برای پردازش های ۳۲ بیتی در ویندوز NT یا os/2 بهینه شده است. مهمترین خاصیت آن وجود cach L2 تعبیه شده در داخل آن بود. مانند اینکه دو چیپ در داخل یک چیپ می‎باشد.

خاصیت های جدید pentium pro عبارتند از:

مقدار kb 256 یا kb 512 حافظه cache L2 در داخل آن تعبیه شده بود که از طریق یک باس ۶۴ بیتی در داخل cpu به آن وصل می گردید.

۵.۵ میلیون ترانزیستور در داخل cpu 150 میلیون برای kb 256 حافظه cache L2 (برای هر بیت ۶ ترانزیستور) بود.

دارای ۴ مسیر برای اجرای همزمان دستور العمل ها بود.

دارای تکنولوژی پروسسور Bicmos چهار لایه ای ۲.۹ ولت بود و دارای خصوصیات دیگری می‎باشد که از حوصله کتاب حاضر خارج می‎باشد.

۸-۲- آشنای با پردازنده PENTIUM II

پردازنده های PENTIUM II حاوی مدل های MH2 233 تا ۴۵۰ مگاهرتز می‎باشد و دارای ۵۱۲ کیلو بایت حافظه نهانگاهی ثانویه می باشد. (;۲) و سرعت باس آن در تراشه های ۲۳۳ مگاهرتزی برابر ۶۶ مگاهرتز بوده و در مدل های ۳۵۰ مگا هرتزی و بالاتر سرعت باس آن ۱۰۰ مگاهرتز می‎باشد. پردازنده های پنتیوم II مدل Xeon دارای حافظه گش ثانویه ۵۱۲ کیلو بایت تا ۲ مگابایت می‎باشد.

۹-۲- آشنایی با پردازنده مدل PENTIUM III

پردازنده pentium III در فوریه سال ۱۹۹۹ در سرعت های ۴۵۰ و ۵۰۰ مگاهرتزی ارائه شد. این پردازنده دارای ۵۷ دستور العمل SIMD و ۷۰ دستور العمل تخصصی معروف به SSE دارد. SIMD یعنی اینکه یک دستور العمل بتواند بر روی چندین داده عمل کند و در نتیجه سرعت پردازش به ویژه در پردازش های صوتی و تصویری را بالا می‎برد و به همین دلیل پنتیوم III در اجرای عملیات تصاویر سه بعدی، صوتی، تصویری، و اینترنت توانمندی بیشتری دارد.