مقاله سخت افزار کامپیوتر

موضوع : مقاله سخت افزار کامپیوتر

يك كامپيوتر توسط دو ويژگي كليدي تعريف مي شود داشتن قابليت برنامه ريزي براي كاركردن روي داده بدون مداخله انسان و توانايي ذخيره و بازيابي داده  عموماً يك سيستم كامپيوتري شامل ابزارهاي جانبي  براي ارتباط با انسان ها به علاوه برنامه هايي براي پردازش داده نيز مي باشد تجهيزات كامپيوتر و سخت افزار‌و برنامه هاي آن نرم افزار نام دارند در آغاز اجازه بدهيد كار خود را با سخت افزار كامپيوتر آغاز مي كنيم

نبود جزئيات در شكل عمدي است و باعث شده تا شكل نشان دهنده كامپيوترهايي در تمامي اندازه‌ها باشد همانطور كه نشان داده شده استيك سيستم كامپيوتري شامل يك واحد پردازش مركزي  (CPU) است كه ازطريق گذرگاه آدرس  ‌گذرگاه داده  و گذرگاه كنترل  به حافظه قابل دستيابي تصادفي  RAM) وحافظه فقط خواندني  (ROM) متصل مي باشد مدارهاي واسطه  گذرگاههاي سيستم را به وسايل جانبي متصل مي كنند

واحد پردازش مركزي

CPU  به عنوان مغز سيستم كامپيوتري تمامي فعاليت هاي سيستم را اداره كرده و همه عمليات روي داده را انجام مي دهد انديشة اسرار آميز بودن CPU در اغلب موارد نادرست است زيرا اين تراشه فقط مجموعه اي از مدارهاي منطقي است كه بطور مداوم دو عمل را انجام مي دهند واكشي  دستورالعمل ها و اجراي آنها CPU توانايي درك و اجراي دستورالعمل ها را براساس مجموعه اي از كدهاي دودويي دارد كه هر يك از اين كدها نشان دهنده يك عمل ساده است اين دستورالعمل ها معمولا حسابي جمع تفريق ضرب و تقسيم منطقي NOT, OR, AND و غيره انتقال داده يا عمليات انشعاب هستند و يا مجموعه اي از كدهاي دودويي با نام مجموعه دستورالعمل ها  نشان داده مي شوند

مجموعه اي از ثباتها  را براي ذخيره سازي موقت اطلاعات يك واحد عمليات حسابي و منطقي  (ALU) براي انجام عمليات روي اين اطلاعات‌يك واحد كنترل و رمزگشايي دستورالعمل  كه عملياتي را كه بايد انجام شود تعيين مي كند و اعمال لازم را براي انجام آنها شروع مي نمايد و دو ثبات اضافي را هم دارد

ثبات دستور العمل (IR) كد دودويي هر دستورالعمل را در حال اجرا نگه مي دارد و شمارنده برنامه (PC) آدرس حافظه دستورالعمل بعدي را كه بايد اجرا شود نشان مي‌دهد

1- واكشي يك دستورالعمل از RAM سيستم يكي از اساسي ترين اعمالي است كه توسط CPU انجام مي شود و شامل اين مراحل است محتويات شمارندة برنامه در گذرگاه آدرس قرار مي گيرد يك سيگنال كنترل READ فعال مي شود داده كد عملياتي  دستورالعمل) از RAM خوانده مي شود و روي گذرگاه قرار مي گيرد كد عملياتي در ثبات داخلي دستورالعمل CPU ذخيره مي شود شمارنده برنامه يك واحد افزايش ميابد تا براي واكشي بعدي از حافظه آماده شود

 2- مرحلة‌ اجرا مستلزم رمزگشايي كد عملياتي و ايجاد سيگنال هاي كنترلي براي گشودن ثبات هاي دروني به داخل و خارج از ALU است همچنين بايد به ALU براي انجام عمليات مشخص شده فرمان داده شود به علت تنوع زياد عمليات ممكن اين توضيحات تا حدي سطحي مي باشند و در يك عمليات ساده مثل افزايش يك واحدي ثبات  مصداق دارند دستورالعمل هاي پيچيده تر نياز به مراحل بيشتري مثل خواندن بايت دوم و سوم به عنوان داده براي عمليات دارند

يك سري از دستورالعمل ها كه براي انجام يك وظيفه معنادار تركيب شوند برنامه يا نرم افزار ناميده مي شود و نكته واقعاً‌اسرارآميز در همين جا نهفته است معيار اندازه گيري براي انجام درست وظايف بيشتر كيفيت نرم افزار است تا توانايي تحليل CPU سپس برنامه ها CPU را راه اندازي مي كنند و هنگام اين كار آنها گهگاه به تقليد از نقطه ضعف هاي نويسندگان خود اشتباه هم مي كنند عباراتي نظير كامپيوتر اشتباه كرد گمراه كننده هستند اگر چه خرابي تجهيزات غير قابل اجتناب است اما اشتباه در نتايج معمولا نشاني از برنامه هاي ضعيف يا خطاي كاربر مي باشد

برنامه ها و داده در حافظه ذخيره مي شوند حافظه هاي كامپيوتر بسيار متنوعند و اجراي همراه آنها بسيار و تكنولوژي بطور دائم و پي در پي موانع را برطرف ميكند بگونه اي كه اطلاع از جديدترين پيشرفت ها نياز به مطالعه جامع و مداوم دارد حافظه هايي كه به طور مستقيم توسط CPU قابل دستيابي مي باشند‌IC هاي (مدارهاي مجتمع) نيمه رسانايي هستند كه RAM و ROM ناميده مي شوند دو ويژگي RAM و ROM را از هم متمايز مي سازد اول آن كه RAM حافظه خواندني / نوشتني است در حاليكه ROM حافظه فقط خواندني است و دوم آن كه RAM فرار است (يعني محتويات آن هنگام نبود ولتاژ تغذيه پاك مي شود) در حاليكه ROM غير فرار مي باشد

اغلب سيستم هاي كامپيوتري يك ديسك درايو و مقدار اندكي ROM دارند كه براي نگهداري روال هاي نرم افزاري كوتاه كه دائم مورد استفاده قرار مي گيرند و عمليات ورودي خروجي را انجام مي دهند كافي است برنامه هاي كاربران و داده روي ديسك ذخيره مي گردند و براي اجرا به داخل RAM بار مي شوند با كاهش مداوم در قيمت هر بايت RAM  سيستم هاي كامپيوتري كوچك اغلب شامل ميليون ها بايت RAM مي باشند

گذرگاهها  آدرس‌ داده و كنترل

يك گذرگاه عبارت است از مجموعه اي از سيم ها كه اطلاعات را با يك هدف مشترك حمل مي كنند امكان دستيابي به مدارات اطراف CPU توسط سه گذرگاه فراهم مي‌شود گذرگاه آدرس گذرگاه داده و گذرگاه كنترل براي هر عمل خواندن يا نوشتن‌CPU موقعيت داده (يا دستورالعمل) را با قراردادن يك آدرس روي گذرگاه آدرس مشخص مي كند و سپس سيگنالي را روي گذرگاه كنترل فعال مي نمايد تا نشان دهد كه عمل مورد نظر خواندن است يا نوشتن عمل خواندن يك بايت داده را از مكان مشخص شده در حافظه بر مي دارد و روي گذرگاه داده قرار مي دهد CPU داده را مي خواند و در يكي از ثبات هاي داخلي خود قرار مي دهد براي عمل نوشتن CPU داده را روي گذرگاه داده مي گذارد حافظه تحت تأثير سيگنال كنترل عمليات را به عنوان يك سيكل نوشتن تشخيص مي دهد و داده را در مكان مشخص شده ذخيره مي كند

كامپيوتر شناخت سخت افزار

فهرست مطالب

مقدمه ۱

فصل اول ۵

اصطلاحات فنی ۵

واحد پردازش مرکزی ۶

حافظه نیمه رسانا RAM ROM 8

گذرگاهها  آدرس‌ داده و کنترل ۹

ابزارهای ورودی / خروجی ۱۲

ابزارهای ذخیره سازی انبوه ۱۲

ابزارهای رابط با انسان ۱۳

ابزارهای کنترل / نظارت ۱۴

برنامه ها  بزرگ و کوچک ۱۵

میکروها  مینی ها و کامپیوترهای مرکزی ۱۷

مقایسه ریز پردازنده ها با میکروکنترلرها ۱۹

معماری سخت افزار ۲۰

کاربردها ۲۱

ویژگیهای مجموعه دستور العمل ها ۲۲

مفاهیم جدید ۲۴

خلاصه سخت افزار ۲۷

مروری بر خانواده MCS-51TM 27

بررسی اجمالی پایه ها ۲۹

درگاه ۰ ۳۱

درگاه ۱ ۳۱

درگاه ۲ ۳۱

درگاه ۳ ۳۲

Program Store Enable PSEN 32

External Access

ورودی های نوسان ساز روی تراشه ۳۴

اتصالات تغذیه ۳۵

ساختار درگاه I/O 35

فصل دوم ۳۷

منابع تغذیه و UPS ها ۳۷

مرور کلی ۳۸

نگاهی به منبع تغذیه ۳۹

تکنولوژی سوئیچ کننده ۴۲

استاندارد منبع تغذیه‌ها ۴۲

استفاده از منبع تغذیه ۴۳

جلوگیری از نوسانات برق اولین مرحله محافظت از سیستم ۴۴

منابع تغذیه وقفه ناپذیر (UPS) 45

چکیده مطلب ۴۶

انواع UPS ها ۴۶

Standby UPS 47

Online UPS 47

Line-Interactive UPS 48

نکاتی در مورد دستگاههای قابل حمل ۵۰

خرید منبع تغذیه و محافظ برق ۵۱

منبع تغذیه ۵۲

چه منبع تغذیه ای مورد نیاز است؟ ۵۲

اندازة منبع تغذیه برق ۵۳

خرید تجهیزات محافظ برق UPS و محافظهای جریان ۵۴

خرید محافظ برق ۵۵

تشخیص عیب و رفع عیب ۵۶

مسیر برق را کنترل کنید ۵۶

علائم زیر نشانه های غیرقابل اطمینان بودن برق هستند ۵۷

خرابی منبع تغذیه ۵۷

نصب یک منبع تغذیه در کامپیوتر ۵۸

خلاصه ۶۰

فصل سوم ۶۱

هارد دیسکها ۶۱

مبانی هارد دیسک ۶۲

کالبد شکافی هارد دیسک ۶۳

ذخیره سازی داده ها ۷۲