پاورپوینت سخت افزار کامپیوتر بخش اول کتاب توربان

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

سخت افزار کامپیوتر
بخش اول کتاب توربان

اسلاید 2 :

محتوای فصل
مقدمه
CPU
حافظه کامپیوتر
سیر تکاملی سخت افزار
سلسله مراتب کامپیوتر
فناوری های ورودی و خروجی
شاخص های کلی فناوری

اسلاید 3 :

مقدمه
سخت افزار: ابزار فیزیکی که برای ورودی، پردازش، خروجی و فعالیت های حافظه در یک سیستم کامپیوتری استفاده می شوند. شامل:
واحد پردازش مرکزی
حافظه ی اولیه
حافظه ی ثانویه
فناوری های ورودی و خروجی
فناوری های ارتباطی
انتخاب سخت افزار روی سه عامل تمرکز دارد:
قابلیت (قدرت و تناسب با وظیفه)
سرعت
هزینه

اسلاید 4 :

واحد پردازش مرکزی
واحد پردازش مرکزی: محاسبات حقیقی و یا اصطلاحاً number crunching (انجام سریع محاسبات بزرگ) را در هر کامپیوتر انجام می دهد. CPU یک ریزپردازنده است که از میلیون ها ترانزیستور کوچک ساخته شده است که در یک مدار روی یک قرص سیلیکونی یا تراشه جاسازی شده اند.
واحد کنترل بخشی از CPU است که جریان اطلاعات را کنترل می کند.
واحد محاسبه و منطق(ALU): بخشی از CPU است که محاسبات ریاضی و مقایسه های منطقی را انجام می دهد.
ثبات ها: حافظه های با سرعت بالا در CPU هستند که حجم بسیار کمی از داده ها و دستورالعمل ها در دوره های زمانی کوتاه نگه می دارند.

اسلاید 5 :

واحد پردازش مرکزیادامه
قسمت های یک ریزپردازنده

اسلاید 6 :

واحد پردازش مرکزیادامه
نحوه کار پردازنده

اسلاید 7 :

واحد پردازش مرکزیادامه
چرخه دستورالعمل ماشین: چرخه پردازش کامپیوتر،سرعتی که به ازای تعداد دستورالعمل هایی که یک تراشه در هر ثانیه پردازش می کند اندازه گیری می شود.
سرعت پالس ساعت ( Clock speed ): سرعت از پیش تنظیم شده پالس ساعت کامپیوتر که تمام فعالیت های تراشه را زمانبندی می کند.
طول کلمه: تعداد بیت هایی که CPU در هر یک از فواصل زمانی می تواند پردازش کند.
پهنای باس: اندازه مسیرهای فیزیکی که داده ها و دستورالعمل ها به عنوان ضربه الکترونیکی روی چیپ جابجا می شوند.
پهنای خط: فاصله بین ترانزیستورها، هر چه کوتاه تر باشد، سرعت تراشه بیشتر است.

اسلاید 8 :

قانون مور
پیچیدگی ریزپردازنده ها هر دو سال یکبار به علت تغییرات زیر دو برابر می شود:
کوچک سازی هر چه بیشتر ترانزیستور ها
متراکم سازی و مناسب سازی لایه فیزیکی اجزای تراشه ها تا حد امکان. ( کاهش پهنای خط )
به کار بردن عناصری در تراشه ها به منظور افزایش رسانایی
استفاده از ارسنید گالیم و ژرمانیم سیلیسیم به جای سیلیسیم
قرار دادن دستورالعمل های پایه ای و اساسی در تراشه ها

اسلاید 9 :

طبقه بندی گسترده معماری ریزپردازنده ها:
CISC ( Complex Instruction Set Computing )

RISC ( Reduced Instruction Set Computing )

VLIW ( Very Long Instruction Word )

EPIC ( Explicitly Parallel Instruction Computing )

اسلاید 11 :

میکرو کنترلر ها
تراشه های کامپیوتری که در محصولات و فناوری ها جاسازی می شود که معمولا هزینه پایین تر و نسبت به پردازنده ها، در کارهای کم تقاضاتر کاربرد دارند.

اسلاید 12 :

حافظه کامپیوتر
دو بخش اصلی : حافظه اولیه ـ حافظه ثانویه
بیت: تنها داده ای که کامپیوتر می تواند پردازش کند.
بایت: یک داده رشته ای 8 بیتی، که برای نمایش هر یک از عملگرهای ساده ریاضی یا حروف الفبا استفاده می شود.
ظرفیت حافظه
کیلو بایت
مگا بایت
گیگا بایت
ترابایت
پتا بایت
اگزا بایت

اسلاید 13 :

حافظه اولیه ـ حافظه اصلی
حافظه ای که برای نگهداری سه نوع داده زیر در دوره های زمانی کوتاه به کار می رود:
داده هایی پردازش شده توسط پردازنده
دستورالعمل های پردازنده مبنی بر چگونگی پردازش داده ها
برنامه های سیستم عامل برای مدیریت جنبه های گوناگون عملیات کامپیوتر
ثبات: بخشی از CPU با کمترین ظرفیت می باشند که تنها مقدار کمی از دستور العمل ها و داده ها را بلافاصله قبل و بعد از پردازش در خود نگه  می دارد.
RAM: بخشی از حافظه اولیه که یک برنامه نرم افزاری و مقدار کمی داده را وقتی که از حافظه ثانویه آورده می شوند، در خود نگه می دارد.

اسلاید 14 :

انواع RAM
DRAM: گنجایش بیشتر، هزینه کمتر، سرعت کمتر،
SRAM: کاربردهای حساس به کارایی
MRAM: غیرفرار، استفاده از خاصیت مغناطیسی برای ذخیره داده به جای الکتریسیته، ترکیب سرعت SRAM و گنجایش بالای DRAM و غیرفراری flash
Cache: نوعی از حافظه اولیه که بلوک های داده ها را که زیاد مورد استفاده قرار می گیرند موقتاً در خود نگه می دارد. به دلیل فاصله کمتر تا CPU، از RAM سریعتر و دارای سه سطح می باشد:
L1 و L2: داخل پردازنده، L1 سریعتر و کوچکتر از L2 می باشد.
L3: روی بورد اصلی است ولی داخل پردازنده نیست.
ROM: نوعی از حافظه اولیه که دستور العمل های کلیدی معین در آن نگهداری می شود. این حافظه غیرفرار است و در صورت خاموش شدن کامپیوتر، دستورات باقی می مانند.
حافظه FLASH: نوعی حافظه قابل بازنویسی فقط خواندنی که فشرده، قابل حمل و نیازمند انرژی کمی می باشد.

اسلاید 15 :

حافظه ثانویه
فضای حافظه ای که می تواند میزان زیادی از داده ها را برای
مدت زیادی نگه دارد.
حافظه ای غیر فرار
زمان خیلی بیشتری برای بازیابی داده ها نیاز است.( به دلیل طبیعت الکترومکانیکی آن)
از حافظه اولیه ارزانتر است.

می تواند در گونه های مختلف رسانه با فناوری های مختلف قرار گیرد.

اسلاید 16 :

حافظه ثانویهادامه
نوار مغناطیسی: یک حافظه ثانویه با دسترسی ترتیبی که معمولاً در یک قاب نوار یا کاست کوچک نگهداری می شود. به خاطر قیمت کم و توانایی کنترل میزان عظیمی از داده ها، هنوز رایج است.
دسترسی ترتیبی: نوعی از دسترسی که در آن سیستم کامپیوتر باید همه ی داده ها را به منظور مکان یابی بخش خاصی اجرا کند.
دیسک مغناطیسی: شکلی از حافظه ثانویه روی یک دیسک مغناطیسی که به ترک ها و سکتور هایی تقسیم بندی شده که حاوی آدرس هایی برای بخش های مختلف داده هستند.( دیسک سخت )

اسلاید 17 :

Hard drive: نوعی از حافظه ثانویه با دسترسی مستقیم که در آن داده ها را روی صفحه فلزی ذخیره می کند که به تراک های هم مرکز و سکتور های تقسیم شده است که بوسیله ی هد خوانده می شوند.
دسترسی مستقیم: دسترسی به داده ها که در آن هر بخش از داده ها به صورت غیرترتیبی بازیابی می شود.( استفاده از آدرس داده ها برای دسترسی به آن ها )
دیسکت های مغناطیسی: نوعی از حافظه مغناطیسی با قابلیت حمل آسان و روی دیسک های پولیستری انعطاف پذیر.

اسلاید 18 :

حافظه های نوری: نوعی از حافظه های ثانویه که با استفاده از تابش لیزر روی سطح یک صفحه پلاستیکی بازتابنده، خوانده می شود.
CD-ROM: نوعی از حافظه ثانویه که فقط خواندنی است.
DVD: نوعی حافظه نوری که برای ذخیره سازی ویدئو های دیجیتالی یا داده های کامپیوتری مناسب است.

اسلاید 19 :

FMD-ROM( دیسک چندلایه فلورسنت ): نوعی حافظه نوری با ظرفیت بسیار بیشتر از DVDها.
Memory cards
دستگاه های حافظه انبساط پذیر: کارتریج های دیسک قابل تعویض که برای back up گرفتن از هارد دیسک مناسب می باشند.

اسلاید 20 :

سیستم حافظه سازمانی(Enterprise storage system ): یک سیستم مستقل و خارجی، دارای هوشمندی که مشتمل بر دو یا چند حافظه می باشد.
RAID(Redundant arrays of independent disks): یک سیستم حافظه سازمانی که گروهی از هارد درایو های استاندارد را به یک میکروکنترولر خاص که درایو ها را با هم هماهنگ می سازد، متصل می کند؛ طوری که یک هارد درایو به نظر می رسند.