مقاله بررسی سخت افزار كامپیوتر

دسته: فنی و مهندسی
بازدید: 29 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 27 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 41

مقاله بررسی سخت افزار كامپیوتر در 41 صفحه ورد قابل ویرایش

قیمت فایل فقط 4,000 تومان

مقاله بررسی سخت افزار كامپیوتر در 41 صفحه ورد قابل ویرایش

1-   توانایی درك  ساختمان CUP

1-1-     آشنایی با تعریف عملیاتی CPU

CPU یا Processor اساسی ترین جزء یك كامپیوتر می‎باشد. CPU یك آی سی یا تراشه یا chilp است كه از مدارات مجتمع فشرده زیادی تشكیل شده است. بعبارت دیگر مهمترین آی سی یك كامپیوتر 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 شركتاهی 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 تشكیل شده  كه هر واحد وظیفه خاصی را انجام می‎دهد. با قرار گرفتن این واحدها در كنار یكدیگر یك ریز پردازنده به صورت یك مجموعه مجتمع و فشرده تشكیل می‎شود. هر ریز پردازنده از واحدهای زیر تشكیل شده است.

1- واحد محاسبه و منطق (ALU)

این واحد شامل مداراتی است كه میتواند محاسبات برنامه های كامپیوتری را انجام دهد، مثلا مجموع دو عدد را بطور منطقی محاسبه می‎كند. ALU مخفف كلمات Aritmatic- Logic- Unit است.

2-     واحد كنترل CU یا conmtrol- unit این واحد بر واحد ورودی و خروجی حافظه های گوناگونی نظارت می‎كند و چگونگی ورود و خروج آنها را كنترل می‎كند.

3- حافظه های ثابت یا Register

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

4- حافظه های پنهان یا cache

حافظه مخفی یا cache یك حافظه سریع است كه 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 كمتر از سرعت CPU است لذا خواندن اطلاعات با مكث همراه می شود، این حالت انتظار باعث كند شدن سرعت كامپیوتر می گردد . به منظور جبران این وضع از واحدی به نام Ca che استفاده می كنند كه سرعت آن برابر سرعت CPU است. در نتیجه مقداری از محتویات حافظه اصلی كه مورد استفاده CPU است به حافظه Cache منتقل می گردد تا در موقع خواندن و نوشتن با سرعت cpu مطابقت داشته باشد.

پردازنده های كامپیوترهای شخصی معمولاً بصورت یك مستطیل یا مربع شكل است و بر روی آن حروف و ارقامی دیده می‎شود.

    نام سازنده پردازنده
    نسل پردازنده
    مدل پردازنده
    سرعت پردازنده
    ولتاژ پردازنده و شماره سریال

2-1-     آشنایی با تراكم عناصر ساختمانی در پردازنده

CUP از مجموع قطعات الكترونیكی مخصوصات تراتریستورهای مختلف تشكیل یافته است. مثلا اولین بار شركت AMD با قرار دادن 500000 تراتریستور پردازنده های K6 را با به بازار عرضه نمود. یا شركت Intel پردازنده SL 80368 را در آن 855000 تراتریستور بكار رفته و دارای 32 بیت خط حامل داخلی و 16 بیت خط حامل خارجی بود به بازار عرضه نمود. همچنین شركت اینتل پروسسورهای 80586 را كه بیش از یك میلیون تراتریستور تشكیل شده بود به بازار عرصه نموده است.

3-1- آشنایی با سرعت ساعت سیستم

سرعت پردازنده مستقیما روی عملكرد 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 كنند بلكه 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 100 مگاهرتز است و اگر علام + در جلوی عدد نوشته شود به مفهوم این است كه از سرعت نوشته شده نیز بیشتر است مثلا + PR133 یعنی سرعت پردازنده در مقایسه با پردازنده پتنیوم 133 نیز بیشتر است.

4-1- 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 كه روی پردازنده ذكر شده.

1-4-1- سرعت ساعت خارجی سیستم

بعضی از پردازنده ها نیاز به سیگنالهای ساعت خارجی دارند. مثلا Z80 كه قلا در كامپیوترهای اولیه بكار می رفت نیاز بیك سیگنال ساعت خارجی كه بین صفر تا 5 ولت نوسان كند، داشت یعنی نوسان ساز را در مخارج از مدار با آی سی های (TTL) مانند 7404 و یك كریستال می ساختند و بعدا وارد مدار ریز پردازنده می نمودند.

اكنون نیز همان سیستم ها برقرار است ولی با پیشرفت تكنولوژی از روشهای بهتر و مداراتی كه دارای تشعشع كمتر و انرژی تلف شده كمتری می باشند استفاده می كنند مثلا در ریزپردازنده DX4 80486 ساخت شركت اینتل از یك سیگنال ساعت داخلی یا سرعت 100 مگاهرتز استفاده شده است.

توجه: چون سرعت پردازش در CPU ها بسیار اهمیت دارد در نامگذاری كامپیوترها ضمن اسم بردن از پردازنده سرعت ساعت آنرا نیز بازگو می كنند مثلا P5-100 یعنی پردازنده این كامپیوتر پنتیوم (80568) و سرعت آن 100 مگاهرتز است یا P5-200/MMX یعنی پردازنده پنتیوم یا سرعت 200 مگاهرتز یا تكنولوژی MMX می‎باشد.

5-1- آشنایی با مدیریت انرژی پردازنده

بمنظور جلوگیری از انرژی تلف شده در پردازنده ها و كنترول توان مصرفی آنها در برنامه Setup سیستم بخشی به نام power management در نظر گرفته شده است تا در زمان استفاده نكردن از كامپیوتر پس از مدت زمانی كه در تنظیم setup وجود دارد سیستم  بحالت خاموش یا reset می رود. بدیهی است بمحض استفاده از كامپیوتر 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 كه میتوان انرژی سیستم و پردازنده و مانیتور را مدیریت و كنترل نمود.

6-1- آشنایی با ولتاژ عملیات پردازنده

پردازنده های پنتیوم سری p54c با یك ولتاژ كار می كرد. ولی پردازنده های P55C به علت تغییر در جریان برق تغذیه كننده، تكنولوژی دوگانه به كار رفته است. این پردازنده جهت كاهش حرارت به 2 ولتاژ مختلف یكی 2.5 ولت برای هسته  ودیگری 3.3 ولت برای بخش ورودی / خروجی نیاز دارد.

بطور كلی یكی از تكنولوژی های تولید پردازنده این است كه سیم كشی های درون آن نازكتر باشند كه در این صورت پردازنده به ولتاژ و جریان كمتری نیاز خواهد داشت و همین مسئله باعث می‎شود كه پردازنده ها با سرعت بیشتری كار كرده و گرمای كمتری تولید كنند. به همین دلیل پردازنده های با ولتاژ دوگانه طراحی شده است.

ولی بخش ورودی / خروجی (I/O) به 3.3 ولت نیاز دارد كه در مادربردهای جدید Soket 7  بكار رفته و هر كارخانه سازنده با ولتاژهای مختلفی كار می كنند كه در زیر، ولتاژ چند پر دازنده مختلف بعنوان نمونه ذكر شده است.

7-1- آشنایی با خاصیت MMX در پردازنده ها

MMX تكنولوژی است كه در ژانویه 1997 به بازار آمد و هدف آن افزایش سرعت و كیفیت كارهای مالتی مدیا (چند رسانه ای) می باشد كه در این پردازنده ها یك سری دستورالعملهای جدید ایجاد شده كه حدودا 57 دستور العمل است. یعنی 4 نوع داده (data type) جدید و 8 رجیستر 64 بیتی به پردازنده های قبلی اضافه شده است كه 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 كه با استفاده از دستورات mmx نوشته می‎شوند و در پردازنده های معمولی نیز اجرا می‎شوند ولی سرعت اجرای برنامه كمتر می‎باشد. CPU های MMX به P55C معروف می باشند.

3-1-3- معماری جامپرها و (Dip- switch) ها

جامپر یا جافنرها پین هایی روی مادربورد می باشند كه با تنظیم جامپرها و یا تغییر محل روكش پلاستیكی و قرار دادن آنها در موقعیت های مختلف اعمال متفاوتی انجام می دهند از جمله تنظیم هایی كه توسط جابجایی جامپرها انجام می‎گیرد.

-         تغییر نوع پردازنده بر روی مادربورد

-         تنظیم مقدار ولتاژ لازم برای CPU خاص

-         انتخاب اندازه RAM در بعضی از مادربوردها

-         تعیین مقدار حافظه كش (Cache)

-         پاك كردن اطلاعات CMOS و …

كه محل قرار گیری صحیح جامپرها در دفترچه راهنمای مادربورد كه همراه با مادربورد است عرضه می گردد.

برای مثال تنظیم سوئیهای كامپیوتر IBM- PC- XT بصورت زیر است

سوئیچ  1: خاموش (روی صفر)

سوئیچ 2: خاموش (روی صفر) اگر كمك پردازنده نصب شده باشد. روشن (روی یك)

سوئیچ 3 و 4: دقیقا با مقدار حافظه نصب شده ارتباط دارد كه از كتاب راهنما كمك بگیرید.

سوئیچ  5و 6: مربوط به نوع مونیتور است مثلا اگر از نوع CGA باشد 5 روشن و 6 خاموش است و اگر تك رنگ باشد 5 و 6 هر دو خاموش هستند.

سوئیچ 7 و 8: این سوئیچ ها مربوط به درایورهای فلاپی دیسك ها است یعنی 7 روشن و 8 خاموش به معنی یك فلاپی دیسك  یا 7 خاموش و 8 روشن به معنی دو فلاپی دیسك است.

ممكن است در بعضی از مادربوردها سوئچی ها بصورت كشوئی یا بصورت الاكلنگی باشد و ممكن است صفر ویا یك علامت گذاری شده باشد كه یك نشاندهنده روشن و صفر نشاندهنده خاموش است.

4-1-3- فن خنك كننده پردازنده

با توجه به افزایش سرعت در پردازنده ها و گرم شدن آنها نیاز به خنك كردن آنها می‎باشد. یكی از روشهای قدیمی گذاشتن فن در پشت (Case) است كه با روشن شدن كامپیوتر راه انداز شده و موجب خنك شدن محیط سیستم می‎شود ولی اخیرا در كامپیوترهای پیشرفته فن خنك كننده را توسط گیره روی CPU نصب می كنند و بعضی شركتها بمنظور خنك كردن پردازنده بجای استفاده از سوكت سرامیكی از سوكت های شبكه پلاستیكی استفاده كرده و سیمهای اتصال آن را از آلیاژ مس و كادیم انتخاب می كنند كه عمل هدایت سریعتر انجام گیرد.

5-1-3- بانكهای حافظه RAM (72 پین و 168 پین)

بانك های حافظه 72 پین

حافظه های دینامیكی 72 پینی از نوع SIMM بر روی اكثر مادربردهای 486 و بالاتر یعنی Pentium I هم قابل نصب می‎باشد.

در صورتیكه خط انتقال اطلاعات از نوع 32 بیتی باشد، اگر یك بانك نیز پر باشد، سیستم كار خواهد كرد. زیرا این حافظه ها، 32 بیتی (4بیت نیز برای بیت توازن كه هر بیت مربوط به 8 بیت می‎باشد) بوده و قابلیت دستیابی به حالت های 8 و 16 و 32 بیتی را نیز فراهم می‎آورد.

در سیستم های پنتیوم I كه خط انتقال اطلاعات 64 بیتی می‎باشد حداقل باید ود اسلات حافظه 72 پین پر باشد تا سیستم كار كند.

در شكل زیر یك حافظه RAM از نوع 72 پین و نحوه قرار دادن آن در سوكت ملاحظه می‎شود.

بانكهای حافظه 168 پین

SDRAM ها كه در حال حاضر بر روی مادربردهای جدید نصب می‎شوند به شكل ما جولهای 64 بیتی DIMM ساخته می‎شوند. تعداد پین های آنها 168 عدد بوده و برای نصب نیاز به سوكت خاصی می‎باشد. از آنجا كه پهنای ما جول های DIMM 64 بیت می‎باشد یك عدد از آنها برای كار پردازنده كافی می‎باشد.

DIMM در ظرفیت های 8 و 16 و 32 و 64 و 128 و 256 مگابایتی موجود بوده دارای سرعت 6 و 8 و 10 و 12 نانو ثانیه ای می باشد  وروی هر مادربرد 1 الی 3 سوكت برای این نوع RAM وجود دارد.

مزیت SDRAM ها در سرعت بالا می‎باشد كه امكان افزایش فركانس گذرگاه سیستم را بوجود می‎آورد.

همه تراشه های جدید توانایی كنترل SDRAM ها را دارند و بر روی بعضی از مادربردها امكان نصب هر دو نوع SDMM RAM  و DIMM وجود دارد. هدف از این كار آن بوده كه هر كدام از RAM ها كه نیاز باشد بتوان بر روی مادربرد نصب گردد. البته نباید بصورت همزمان از هر دو نوع استفاده كرد در بعضی از مادربردها استفاده از تركیب RAM ها امكان پذیر می‎باشد.

در شكل زیر یك DIMM نمایش داده شده است.

شركت اینتل در سال های گذشته سرعت پردازنده هایش را تا 200 برابر افزایش داده ولی سرعت حافظه در این مدت فقط 20 بر ابر افزایش یافته است هم اكنون همه به امید RAMهای سریع می‎باشند تا به كمك آنها بتوان از تمام قابلیت های PC بهره ببرند. درماجول های DIMM جدید یك تراشه EPROM وجود دارد كه اطلاعاتی درباره RAM در آن ذخیره شده است. در داخل این تراشه واحدی برای نگهداری اطلاعاتی در مورد نوع RAM می‎باشد. هدف از این كار آن بوده كه Bios اطلاعات موجود در آن را خوانده و از روی آن گذرگاه سیستم و زمان بندی حافظه را جهت بازدهی بهتر تنظیم نماید.

2-3- شناسائی اصول نصب كارت های شكافهای توسعه مادربرد

مولفه های داخلی مختلف در تمام كامپیوترها بوسیله یك مدار الكتریكی بنام گذرگاه (BUS) به هم متصل می‎شوند. گذرگاه به سادگی یك مجموعه اتصالات موازی می‎باشد كه روی بورد اصلی سیستم قرار می‎گیرد. تمام اجزای كنترل كننده كامپیوتر، پردازنده، هر تراشه كنترلی و هر بایت حافظه به طور مستقیم یا غیرمستقیم به گذرگاه متصل می‎شوند. گذرگاه به سادگی یك مجموعه اتصالات موازی می‎باشد كه روی بورد اصلی سیستم قرار می‎گیرد. تمام اجزای كنترل كننده كامپیوتر، پردازنده، هر تراشه كنترلی و هر بایت حافظه به طور مستقیم یا غیرمستقیم به گذرگاه متصل می‎شوند. وقتی كه داده ها از یك مولفه دیگر منتقل می گردند آنها از منبع به مقصد در طول این مسیر مشترك حركت می كنند. وقتی كه یك آداپتور جدید در یكی از شكافهای گسترش بورد اصلی وصل می‎شود در واقع بطور مستقیم به گذرگاه متصل می گردد و بدین ترتیب عنصر جدید جزء كل سیستم خواهد شد.

تمام اطلاعاتی كه كامپیوتر استفاده می‎كند حداقل در یك محل در طول گذرگاه به طور موقت ذخیره می‎شود. ذخیره اولیه داده ها در حافظه اصلی یا RAM می‎باشد. در PC ها حافظه اصلی شامل هزارها یا میلیونها سلول حافظه منفرد است كه هر یك از آنها می‎تواند 8 بیت یا یك بایت داده را نگه دارد. بعضی داده ها ممكن است برای مدت كوتاهی در یك پورت I/O  یا یك ثبات پردازنده ذخیره شوند، یعنی همان زمانی كه صبر می‎كند تا پردازنده آنها را به محل مناسب خود بفرستد. به طور كلی درگاهها و ثابتها فقط 1 و یا 2 بایت اطلاعات را در هر بار نگه می دارند كه معمولاً از آنها بعنوان محلهای ذخیره موقت استفاده می‎شود تا اینكه داده ها از یك مكان به مكان دیگر فرستاده شوند. هر وقت داده ها به یك سلول حافظه یا پورت I/O فرستاده یا از آنها خوانده می‎شوند محل سلول یا درگاه توسط یك مقدار عددی یا آدرس مشخص می گردد.  وقتی كه انتقال داده انجام می‎شود آدرس آن روی گذرگاهی به نام گذرگاه آدرس (adress bus) منتقل می‎شود. همچنین گذرگاه  قسمتی دارد به نام گذرگاه كنترل (control bus) كه اطلاعات كنترلی را مانند سیگنالهای زمانی (از ساعت سیستم) و سیگنالهای وقفه ای حمل می‎كند. قسمت نهایی گذرگاه خطوط نیرو، نیروی الكتریكی را حمل می‎كند.

جهت دریافت فایل مقاله بررسی سخت افزار كامپیوتر لطفا آن را خریداری نمایید

قیمت فایل فقط 4,000 تومان

برچسب ها : تحقیق بررسی سخت افزار كامپیوتر , پروژه بررسی سخت افزار كامپیوتر , مقاله بررسی سخت افزار كامپیوتر , دانلود تحقیق بررسی سخت افزار كامپیوتر , بررسی سخت افزار كامپیوتر , سخت افزار , كامپیوتر