ریزپردازنده یا cpu

توضیحات

منتشر شده در دوشنبه, 30 -3443 03:25

نوشته شده توسط عفت قلعه نوئي

بازدید: 3093

ريز پردازنده (CPU)

تراشه الكترونيكي است كه انجام عمليات پردازشي ، منطقي ، رياضي  و كنترلي را بر عهده دارد.
اصلي ترين قسمت كامپيوتر و به منزله مغز آن است و از اين رو به آن واحد پردازشگر مركزي  Central Processing Unit هم مي گويند. مدل کامپيوتر هم بر اساس آن مشخص مي شود.
سرعت CPU بر حسب تعداد دستورالعملهايي كه در يك ثانيه قادر به انجام آن است اندازه گيري مي شود و واحد آن مگاهرتز(MHz) مي باشد که معادل يک ميليون عمل رياضي ساده در ثانيه مي باشد.
دو شركت سازنده عمد‌ه CPU در جهان Intel و AMD هستند.

مهمترين وظايف ريزپردازنده:
* واکشي (Fetch) دستورات (انتقال دستورات از حافظه هاي اصلي  به حافظه ثبات واکشي نام دارد).
* رمزگشايي (Decode)
* اجراي دستورات که باعث انجام عمل پردازش روي داده ها با توجه به دستورات مي شود.
* انتقال نتايج به حافظه اصلي

قسمتهاي اصلي ريزپردازنده
واحد محاسبه و منطق (ALU) :
عمليات محاسباتي، مقايسه داده ها و عمليات منطقي را برعهده دارد.
واحد كنترل (CU) :
وظيفه كنترل دريافت داده ها از واحد ورودي ، كنترل عمليات داخلي CPU و كنترل ارسال اطلاعات به واحد خروجي را به عهده دارد
حافظه ثبات (Register) :
واحدهاي كوچك حافظه كه جهت نگهداري سريع و موقت نتايج در CPU بكار مي روند. مي توان گفت که عمليات محاسباتي و منطقي کامپيوتر به کمک اين حافظه صورت مي گيرد. کامپيوترهاي امروزي داراي ثباتهاي 8، 16, 32 و 64 بيتي است.

حافظه (Memory)

حافظه مكاني است كه اطلاعات به صورت موقت يا دائم در آن نگهداري مي شود و به دو دسته تقسيم مي شود
حافظه اصلي
حافظه جانبي
براي نگهداري دائمي اطلاعات توليد شده از تحليل داده ها، آنها را روي حافظه جانبي ذخيره مي كنيم تا بعدها قابل استفاده باشند.
حافظه اصلي (Main Memory):
هر برنامه اي كه بخواهد اجرا شود و همچنين داده هايي كه بخواهيم روي آنها تحليلي انجام دهيم، ابتدا بايد در حافظه اصلي قرار گيرند.

از مهمترين انواع اين نوع حافظه RAM و ROM هستند.

-حافظه با دسترسي تصادفي یا RAM
Ram (Random Accessed Memory)، ناحيه ذخيره سازي همه منظوره اي است كه  ريز پردازنده به آن دسترسي مستقيم دارد.
که به آن حافظه با دستيابي تصادفي يا حافظه خواندني و نوشتني گته مي شود، حافظه اي است الكترونيكي كه به دليل سرعت دسترسي بالاي آن، برنامه هاي كاربردي جهت اجرا شدن در آن قرار مي گيرند. اين نوع حافظه با قطع برق پاک مي شود.
اين حافظه به دو دسته تقسيم مي شود:
* حافظه Ram ايستا (SRam)
اين نوع حافظه مي تواند با مصرف برق کم به مدت طولاني اطلاعات را نگهداري نمايد و اطلاعات آن نياز به تازه شدن ندارد و بنابراين سريعتر عمل مي کند.
* حافظه Ram پويا (DRam)
* در اين نوع حافظه اطلاعات پس از زمان کوتاهي از بين مي روند و به دليل اينکه بايد در فواصل بسيار کوتاه اطلاعات آن تازه شودند, بسيار کند عمل مي کند.
-حافظه فقط خواندني(ROM)
حافظه اي است الكترونيكي كه فقط يكبار توسط شركت سازنده حافظه برنامه ريزي مي شود و دستورالعمل هاي لازم جهت شناسايي، كنترل و راه اندازي كامپيوتر در آن قرار داده مي شوند. اين حافظه توسط کاربر قابل تغيير نيست و از اي رو حافظه پايدار نيز ناميده مي شود زيرا با قطع جريان برق پاک نمي شود. جنس اين حافظه نيمه رسانا است.

انواع حافظه ROM
به جز آنچه گفته شده، حافظه ROM دارای نوع دیگری نیز می باشد:
*حافظه PROM: نام اين حافظه حافظه فقط خواندني قابل برنامه ريزي (Programmable Read Only Memory) است.  در ابتدا خالي است و کاربر مي تواند اطلاعات مورد نياز خود را فقط يک بار روي آن ذخيره کند و از آن پس آن اطلاعات قابل تغيير نيست.
*حافظه EPROM: فقط خواندني قابل برنامه ريزي با اشعه ماوراء بنفش پاک مي شود.
*EEPROM: حافظه فقط خواندني قابل برنامه ريزي و قابل پاک شدن به صورت الکترونيکي است. سرعت پاک شدن اطلاعات آن بالاست.

حافظه ثانويه-جانبي-فرعي (Secondary Memory)

حافظه اي است كه براي نگهداري دائمي اطلاعات به كار مي رود. معمولا برنامه ها و اطلاعات در حافظه جانبي نگهداري مي شوند و فقط هنگام نياز به پردازش به حافظه اصلي انتقال مي يابند. گاهي اوقات به حافظه هاي جانبي ، وسائل ذخيره سازي (Storage Device) نيز گفته مي شود. معمول ترين نوع حافظه ثانويه ، ديسك سخت (Hard Disk) است.
ديگر انواع اين حافظه عبارتند از :
• ديسك نرم يا لرزان (Floppy Disk) 
• ديسك فشرده (CD)
• ديسك ويدئويي ديجيتال (DVD)
• زيپ ديسك (Zip Disk)
• jaz
• Hard Disk
دیسک سخت در داخل کامپیوتر نصب می شودو سرعت دسترسی به آن و ظرفیت آن از سرعت سایر حافظه های جانبی بیشتر است.
دیسک سخت معمولا شامل چند دیسک کوچک است که حول محوری می چرخند. در دیسک های سخت چند نوک خواندن و نوشتن وجود دارد . این نوکها در بین دیسکها حرکت افقی دارند و در یک لحظه به این دیسکها دسترسی دارد د اطلاعات آنها را می خواند.
Floppy Drive
CD Drive – CD Writer-DVD
DVD

مقایسه سرعت و سایر خصوصیات حافظه های جانبی:
در بین حافظه های جانبی کامپیوتر، هارد دیسک از بالاترین ظرفیت و سرعت برخوردار است. حافظه هایی مانند DVD، CD  و فلاپی از نظر این دو فاکتور در درجات بعدی قرار می گیرند.

مبناي دو دويي:
چرا مبناي 2؟

واحدهاي اندازه گيري حافظه
مبناي كار كامپيوتر سيستم باينري (دودويي) است.
➢بيت (Bit) :به كوچكترين واحد اندازه گيري حافظه كه مي تواند صفر يا يك باينري باشد، بيت گفته مي شود.
➢بايت (Byte) :كوچكترين قسمت قابل آدرس دهي حافظه كه معادل 8 بيت است.
➢كيلو بايت (KB) :به 2 به توان 10 بايت يك كيلو بايت گفته مي شود. اين واحد براي اندازه گيري فايل هاي كامپيوتري معمول است.
➢مگابايت (MB) :به 2 به توان 10 كيلوبايت يك مگابايت گفته مي شود. معمولا جهت تعيين اندازه حافظه RAM از اين واحد استفاده مي شود.
➢گيگابايت (GB) :به 2 به توان 10 مگابايت يك گيگابايت گفته مي شود . براي تعيين اندازه حافظه هاي جانبي با ظرفيت بالا نظير هارد ديسك از اين واحد استفاده مي شود.
➢ترابايت (Tera byte)
➢پتا بايت (Peta byte)
➢اگزا بايت (Egza byte)

دستگاههاي ورودي

دستگاههايي كه جهت ورود داده ها به كامپيوتر استفاده مي شوند.
مهمترين دستگاههاي ورودي عبارتند از :
صفحه كليد    
• ماوس
• دسته بازي    
• صفحه نمايش لمسي
• قلم نوري (Light pen)   
• پويشگر
• ديسك گردان (DISK Drive)  
• ميكروفون
• دوربين وب (Web Cam)
• دوربين ديجيتال (Digital Camera)
• گوی چرخان

صفحه كليد (Keyboard)
مهمترين دستگاه ورود اطلاعات به كامپيوتر مي باشد. كليدهاي صفحه كليد به 6 قسمت اصلي تقسيم مي شوند :
1- كليدهاي علائم : شامل حروف و علائم مي باشند.
2- كليدهاي ارقام : در بالاي كليدهاي علائم و سمت راست آنها قرار گرفته اند.
3- كليدهاي عملياتي : قابل برنامه ريزي براي عمليات خاص هستند.
4- كليدهاي كنترلي : به همراه كليدهاي ديگر براي عمليات خاص به كار مي روند. و عبارتند از : ctrl ، shift و Alt
5- كليدهاي دو حالته : كليدهاي Caps lock و Num lock كه در حالت روشن و خاموش عملكرد متفاوت دارند.
6- كليدهاي مكان نما : جهت حركت مكان نما در جهت هاي مختلف
Keyboard - Mouse

ماوس
در زیر محفظه ماس یک گوی گوی غلطان وجود دارد که می تواند به راحتی در هر جهت گردش نماید.با هر حرکت ماوس، گوی به چرخش درآمده و یک سیگنال الکترونیکی به کامپیوتر ارسال می کند و کامپیوتر با توجه به سیگنالهای دریافتی اشاره گر ماوس را روی صفحه نمایش حرکت می دهد.
اخیرا ماوس های جدیدی عرضه شده اند به جای استفاده از گوی غلطاند از نور لیزر جهت تشخیص حرکت استفاده می کنند.

لوح لمسی
در کنار صفحه کلید کامپیوترهای کیفی معمولا صفحه ای قرار دارد که به جای ماوس از آن انفاده می شود.به این صفحه لوح لمسی می گویند که با حرکت انگشتان دست حساس بوده و با حرکت دادن انگشتان دست بر روی آن می توان اشاره گر ماوس را بر روی صفحه جابجا کرد.

دستگاههاي خروجي

پس از آنكه كامپيوتر داده ها را از دستگاههاي ورودي دريافت كرد و عمليات پردازش روي آنها را انجام داد لازم است بتواند اطلاعات توليد شده را به زباني قابل فهم براي انسان گزارش دهد. براي اين كار از دستگاههاي خروجي استفاده مي شود كه مهمترين آنها عبارتند از :
صفحه نمايش، چاپگر، رسام، بلندگو، ديسك گردان
به طور كلي دستگاههاي خروجي از نظر نوع خروجي به دو دسته تقسيم مي شوند :
هارد كپي (Hard Copy) :خروجي كه به صورت چاپ بر روي كاغذ و... باشد
سافت كپي (Soft Copy) :تصاوير موقتي نمايش داده شده روي صفحه نمايش

انواع صفحه نمایش (Monitor)
CRTمانند دستگاه تلویزیون معمولی عمل می کند. در این مدل یک یا چند تفنگ الکترونیکی اشعه را پرتاب می کنند و چون صفحه با مواد شیمیایی  حساس پوشیده شده با دریافت انرژی نورانی می شوند و در نتیجه تصویر روی صفحه مشاهده می شود.
LCD:نوعی صفحه نمایش تخت است که در داخل آن یک مایع با ساختار مولکول قطبی و الکترودهای خاص وجود دارد. وقتی یک میدان الکتریکی بین دو قطب حاصل می شود  مولکول های قطبی با این میدان تراز می شوند و آرایش کریستال تشکیل می دهند. در نتیجه یک تصویر در صفحه نمایان می شود. به دلیل حجم کم این نوع صفحه نمایش استفاده از آنها در کامپیوترهای جیبی یا کیفی مرسوم است.
PLASMA:نوعی صفحه نمایش تخت است که در داخل آن گاز نئون بین مجموعه ای از الکترودهای افقی و عمودی قرار گرفته است.
LED:هردو نوع نمایشگر LCD و هم LED از تکنولوژی صفحات LCD بهره می برند و هردو از صفحه نمایش کریستال مایع برخوردارند ولی در چند مورد تفاوت اساسی با هم دارند که به ترتیب آن ها را نام می بریم. نمایشگرهای LCD از دو شیشه پولاریزه بهم چشبیده تشکیل شده است که کریستال مایع در بین این شیشه ها قرار گرفته و نور دریافتی از پشت خود را پخش می کند.در حقیقت کریستال مایع نوری تولید نمی کند بلکه در هر دو نمایشگر منبع نور که از یکسری لامپ ها ساطع می شود در پشت صفحه نمایش قرار دارد.در نمایشگرهای LCD ، لامپ موجود در پشت صفحه نمایش لامپ فلورسنت است ولی در نمایشگرهای LED این لامپ ها دیودهای نوری هستند که این وظیفه را انجام می دهند.
در نمایشگرهای LED دو نوع روش برای لامپ برای ارسال نور پس زمینه وجود دارد :
۱- نور Edge
در حقیقت در ساختار نمایشگرهای LED ای استفاده می شود که روشنایی را در اطراف لبه صفحه نمایش قرار دارد.
این نوع ساختار امکان ارائه یک نمایشگر بسیار باریک را به سازنده می دهد که در ابتدا تولید این نوع نمایشگر از این نوع ساختار استفاده می شد.
2- نور Full Array
آرایه روشنایی کامل در پشت صفحه نمایش قرار می گیرد و باعث تفکیک رنگ مناسب به رنگ قرمز، سبز و آبی می شود.
این نوع ساختار در بسیاری از نمایشگرهای امروزی استفاده می شود و باعث نمایش رنگ ها بصورت طیف روشن تری می شود.
البته در مورد کیفیت نمایش تصویر سخت است که بگوئیم کدام نوع نمایشگر کیفیت بهتری از تصویر را ارائه می دهند ولی برتری که نمایشگرهای LED نسبت به LCD دارند مصرف کم انرژی در مقابل نمایش تصاویر با روشنایی بیشتر است.

انواع چاپگر (Printer)
چاپگر وسیله ای خروجی است که می تواند نتایج عملیات و گزارشها را بر روی کاغذ چاپ کند.
نحوه عمل چاپگرها به یکی از دو صورت زیر است:
چاپگر ضربه ای:
چاپگرهای مکانیکی هستند که اساس کار آنها ضربه زدن بر روی نوار آغشته به جوهر و با قی ماندن اثر آن روی کاغذ است.
از جمله مهمترین این چاپگرها ، چاپگر سوزنی است.
چاپگر غیر ضربه ای:
چاپگری که برای چاپ از روشهایی نظیر پاشیدن جوهر ، حرارت و یا لیزر استفاده می کنند.
از جمله مهمترین انواع این چاپگر، چاپگر لیزری و جوهر افشان هستند.
چاپگر سوزنی
ای نوع چاپگر ، دارای یک نوار آغشته به جوهر به نام Ribbon است وقتی قرار است چاپگر چیزی را چاپ کند، سوزنهای (Pin) هد (Head) ضربه ای به ریبون که در بین کاغذ و سوزنها قرار دارد می زند که به همین ترتیب به اندازه ضربه ها روی کاغد اثراتی به وجود می آید.ای ن نوع چاپگر بیشتر در بانک ها مورد استفاده قرار می گیرد.
گرچه کیفیت چاپ این دستگاه پایین است ولی به دلیل قیمت ، سرعت و کیفیت پایین و هزینه پایین چاپ و همچنین توانایی استفاده از کاغذ رولی فقط در این دستگاه وجود دارد.
چاپگر جوهر افشان (Inkjet)
این چاپگرها دارای چهار مخزن جوهر رنگی است که به آن کارتریج گفته می شود. چاپگر، این جوهر را به طریقی به پودر تبدیل می کند و سپس پودر را از راه سوراخ کوچکی به نام Head روی کاغذ تزریق می کند.
اگرچه این چاپگر امکان چاپ در ابعاد مختلف را می دهد و کیفیت مناسبی دارد، ولی هزینه چاپ آن بالاست.
تصویر زیر یکی از این چاپگرها را نشان می دهد.
چاپگر لیزری (Laser Printer)
این چاپگر از نور لیزر برای چاپ خود استفاده می کند.
این چاپگر دارای بهترین کیفیت چاپ است. این چاپگر در دو نوع سیاه و سفید و رنگی ساخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد.

رسام (Plotter)
برای ترسیم نقشه ها و رسوم فنی از این دستگاه استفاده می شود. رسام دارای هدی (Head) است که با استفاده از قلمهای موجود روی آن می تواند نقشه یا سایر رسوم فرستاده شده از کامپیوتر را چاپ کند.
عمده دلیل استفاده از رسام، توانایی چاپ اسناد روی کاغذهای بزرگ است.

کارایی کامپیوتر
کارآیی یک کامپوتر اگرچه با کارکرد درست همه قطعات ارتباط تنگاتنگی دارد ولی بیشتر از همه وابسته به دو عامل است:
1. اینکه کامپیوتر دارای CPU با سرعت مناسب، حافظه اصلی (RAM) متناسب و یک دیسک سخت پرظرفیت و پرسرعت است.
2. کلیه قطعات باهم سازگار باشند: روی قطعات کامپیوتر نظیر کارتها ، Ram و مادربرد قطعاتی وجود دارد که در صورت عم سازگاری با هم ممکن است کارآیی کامپیوتر را کاهش یابد و به همین دلیل است که خرید و ارتقای کامپیوتر حتما باید توسط یک کارشناس خبره انجام شود.

آشنایی با برخی کارتها و قطعات مهم دیگر

آشنایی با كارت گرافيكي
این کارت برای برقرار کردن ارتباط قطعات پردازشی با صفحه نماش استفاده می شودکه باید بر روی برد اصلی (Mother Board) نصب شود.به این کارت گاهی VGA هم گفته می شود.این کارتها معمولا دارای مقداری Ram داخلی می باشند که به پردازش بهتر تصاویر کمک می کنند.
برخی کارتهای گرافیکی دارای امکانات بیشتری نیز هستند که به کمک آنها می توان تبدیل فیلم های ویدئویی قدیمی VHS را به فیلمهای دیجیتالی کامپیوتری انجام داد. به این عمل Capture گفته می شود.

كارت صوت
این کارت جهت پخش و ضبط صدا به کار می رود و در واقع یک مبدل دیجیتال به آنالوگ و باالعکس است. بلندگوها (Speakers) و میکروفون به این قطعه متصل می شوند. محل قرار گیری کارت صوت، روی Mother Borad است. قدرت و کیفیت صدای تولید شده، مهمترین مشخصه کارت صوت به حساب می آید.
گاهی از اوقات کارتهایی نظیر کارت گرافیک یا کارت صوت به عنوان یک قطعه از پیش قرار داده شده روی Mother Borad عرضه می شوند که در این صورت به آنها کارت Onborad گفته می شود.

كارت شبكه
این کارت برای مرتبط کردن یک کامپیوتر با سایر کامپیوترها در یک شبکه کامپیوتری استفاده می شود. این کارت هم نظیر سایر کارتها روی Mother Borad نصب می شود و یا اینکه به صورت Onborad موجود است.
این کارت با سرعتهای متفاوت 10 و 100 مگابایت انتقال اطلاعات در ثانیه عرضه می شود.

مودم
كيس و منبع تغذيه (Power)

Motherboard
Mother Board که به آنMain Board هم گفته می شود

نويسنده : عفت قلعه نوئي

این کاربر 7 مطلب منتشر شده دارد.