دانلود مقاله بخش های اصلی کامپیوترهای شخصی

پردازشگر مرکزی (CPU)
ریزپردازنده بمنزله مغز کامپیوتربوده و مسئولیت انجام تمامی عملیات ( مستفیم یا غیر مستقیم ) را برعهده دارد.

هر چیزی را که کامپیوتر انجام می دهد با توجه به وجود ریز پردازنده است .

◄ حافظه
این نوع از حافظه ها با سرعت بالا، امکان ذخیره سازی اطلاعات را فراهم می نمایند.

سرعت حافظه های فوق می بایست بالا باشد چراکه آنها مستقیما با ریزپردازنده مرتبط می باشند.

در کامپیوتر از چندین نوع حافظه استفاده می گردد:
● ( Random-Access Memory(RAM از این نوع حافظه ، بمنظور ذخیره سازی موقت اطلاعاتی که کامپیوتر در حال کار با آنان است، استفاده می گردد.
● ( Read Only Memory (ROM یک حافظه دائم که از آن برای ذخیره سازی اطلاعات مهم در کامپیوتر استفاده می گردد.

● (Basic Input/Output System (BIOS یک نوع حافظه ROM ، که از اطلاعات آن در هر بار راه اندازی سیستم استفاده می گردد.
● Caching حافظه ای سریع که از آن برای ذخیره سازی اطلاعاتی که فرکانس بازیابی آنان بالا باشد، استفاده می گردد.

● Virtual Memory فضای موجود بر روی هارد دیسک که از آن برای ذخیره سازی موقت اطلاعات استفاده و در زمان نیاز عملیات جایگزینی در حافظه RAM انجام خواهد شد .

◄ برد اصلی (MotherBoard).

برد اصلی کامپوتر بوده که تمام عناصر داخلی به آن متصل خواهند شد.

پردازشگر و حافظه بر روی برد اصلی نصب خواهند شد.برخی از عناصر سخت افزاری ممکن است مستقیما و یا بصورت غیر مستقیم به برد اصلی متصل گردنند.

مثلا یک کارت صدا می تواند همراه برد اصلی طراحی شده باشد و یا بصورت یک برد مجزا بوده که از طریق یک اسلات به برد اصلی متصل می گردد
◄ منبع تغذیه (Power Supply) یک دستگاه الکتریکی که مسئول تامین و نتظیم جریان الکتریکی مورد نیاز در کامپیوتر است .

◄ هارد دیسک (Hard Disk) یک حافظه با ظرفیت بالا و دائم که از آن برای نگهداری اطلاعات و برنامه ها استفاده می گردد.

◄ کنترل کننده (Integrated Drive Electronics(IDE .

اینترفیس اولیه برای هارد ، CD-ROM و فلاپی دیسک است .

◄ گذرگاه Peripheral Component Interconnect)PCI) .

رایج ترین روش اتصال یک عنصر سخت افزاری اضافه به کامپیوتر است .PCI از مجموعه ای اسلات که بر روی برد اصلی سیستم موجود می باشد، استفاده و کارت های PCI از طریق اسلات های فوق به برد اصلی متصل خواهند شد.

◄ اینترفیس Small Computer System Interface)SCSI) روشی برای اضافه کردن دستگاه های اضافه در سیستم نظیر : هارد و اسکنر است .

◄ پورت Accelerated Graphics Port)AGP) یک اتصال با سرعت بسیار بالا بمنظور ارتباط کارت های گرافیک با کامپیوتر است .

◄کارت صدا (Sound Card) مسئول ضبط و پخش صوت از طریق تبدیل سیگنال های آنالوگ صوتی به اطلاعات دیجیتال و بر عکس است
◄کارت گرافیک (Graphic Cards) مسئول تبدیل اطلاعات موجود در کامپیوتر بگونه ای که قابلیت نمایش بر روی مانیتور را داشته باشند.

دستگاه های ورودی و خروجی
◄مانیتور (Monitor) .

رایج ترین دستگاه نمایش اطلاعات در کامپیوتر است .

◄صفحه کلید (KeyBoard) رایج ترین دستگاه برای ورود اطلاعات است .

◄موس (Mouse) .

رایج ترین دستگاه برای انتخاب موارد ارائه شده توسط یک نرم افزار و ایجاد ارتباط متقابل با کامپیوتر است .

◄رسانه های ذخیره سازی قابل حمل (Removable storage) .

با استفاده از این نوع رسانه ها می توان بسادگی اطلاعاتی را به کامپیوتر خود اضافه و یا اطلاعات مورد نیاز خود را بر روی آنها ذخیره و در محل دیگر استفاده کرد.

● فلاپی دیسک (Floppy Disk) .

رایج ترین رسانه ذخیره سازی قابل حمل است .

● CD-ROM .

دیسک های فشرده رایج ترین رسانه ذخیره سازی برای انتقال وجابجائی نرم افزار ها و ...

می باشند.

● Flash Memory یک نوع خاص از حافظه Rom است(EEPROM).

این نوع رسانه ها امکان ذخیره سازی سریع و دائم را بوجود می آورند.

کارت های PCMCIA نمونه ای از این رسانه ها می باشند.
● Digital Versatile Disc,Read Only Disk) DVD-ROM ) این نوع رسانه ذخیره سازی مشابه CD-ROM بوده با این تفاوت مهم که میزان ذخیره سازی آنان بسیار بالا است .

پورت ها
◄موازی (Parallel) .

از این نوع پورت ها اغلب برای اتصال چاپگر استفاده می گردد.

◄سریال (Serial) .

از این نوع پورت ها اغلب برای اتصال دستگاههائی نظیر یک مودم خارجی، استفاده می گردد.

◄پورت ( Uuniversal Serial Bus(USB .

از پورت ها ی فوق بمنظور اتصال دستگاههای جانبی نظیر اسکنر و یا دوربین های وب استفاده می گردد.

اتصالات شبکه و اینترنت
◄مودم (Modem) دستگاهی برای برقرای ارتباط با یک شبکه و یا سیستم دیگر است .

رایج ترین
روش ارتباط با اینترنت استفاده از مودم است .

◄کارت شبکه (Lan Card) .

یک نوع برد سخت افزاری که از آن بمنظور بر پاسازی شبکه بین چندین دستگاه کامپیوتر در یک سازمان استفاده می شود.

◄مودم کابلی (Modem Cable) .

امروزه در برخی از نقاط دنیا جهت استفاده و ارتباط با اینترنت از سیستم تلویزیون کابلی استفاده می گردد.

◄مودم های DSL)Digital Subscriber Line) .

یک خط ارتباطی با سرعت بالا که از طریق خطوط تلفن کار می کند.

◄مودم های VDSL)Very high bit-rate DSL) .یک رویکرد جدید از DSL بوده که لازم است خطوط تلفن از زیر ساخت مناسب ، فیبر نوری استفاده نمایند.

پردازنده کامپیوتری که هم اکنون بکمک آن در حال مشاهده و مطالعه این صفحه هستید ، دارای یک ریزپردازنده است .

ریزپردازنده بمنزله مغز در کامپیوتر است.

تمام کامپیوترها اعم از کامپیوترهای شخصی ، کامپیوترهای دستی و ...

دارای ریزپردازنده می باشند.

نوع ریزپردازنده استفاده شده در یک کامپیوتر می تواند متفاوت باشد ولی تمام آنها عملیات یکسانی را انجام خواهند داد.

تاریخچه ریزپردازنده ها ریزپردازنده که CPU هم نامیده می گردد، پتانسیل های اساسی برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر در یک کامپیوتر را فراهم می نماید.

ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است .

اولین ریزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004 معرفی گردید.

ریزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عملیات جمع و تفریق چهار بیتی بود.

نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از صرفا" یک تراشه بود.قبل از آن مهندسین و طراحان کامپیوتر از چندین تراشه و یا عصر برای تولید کامپیوتر استفاده می کردند.

اولین ریزپردازنده ای که بر روی یک کامپیوتر خانگی نصب گردید ، 8080 بود.

پردازنده فوق هشت بیتی و بر روی یک تراشه قرار داشت .

این ریزپردازنده در سال 1974 به بازار عرضه گردید.اولین پردازنده ای که باعث تحولات اساسی در دنیای کامپیوتر شد ، 8088 بود.

ریزپردازنده فوق در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و اولین نمونه آن در سال 1982 عرضه گردید.

وضعیت تولید ریزپردازنده توسط شرکت های تولید کننده بسرعت رشد و از مدل 8088 به 80286 ، 80386 ، 80486 ، پنتیوم ، پنتیوم II ، پنتیوم III و پنتیوم 4 رسیده است .

تمام پردازنده های فوق توسط شرکت اینتل و سایر شرکت های ذیربط طراحی و عرضه شده است .

پردازنده های پنتیوم 4 در مقایسه با پردازنده 8088 عملیات مربوطه را با سرعتی به میزان 5000 بار سریعتر انجام می دهد!

جدول زیر ویژگی هر یک از پردازنده های فوق بهمراه تفاوت های موجود را نشان می دهد.

توضیحات جدول : ستون Date نشاندهنده سال عرضه پردازنده است.

ستون Transistors تعدا ترانزیستور موجود بر روی تراشه را مشخص می کند.

تعداد ترانزیستور بر روی تراشه در سال های اخیر شتاب بیشتری پیدا کرده است .

ستون Micron ضخامت کوچکترین رشته بر روی تراشه را بر حسب میکرون مشخص می کند.

( ضخامت موی انسان 100 میکرون است(.

ستون Clock Speed حداکثر سرعت Clock تراشه را مشخص می نماید.

ستون Data Width پهنای باند واحد منطق و محاسبات (ALU) را نشان می دهد.

یک واحد منطق و حساب هشت بیتی قادر به انجام عملیات محاسباتی نظیر: جمع ، تفریق ، ضرب و ...

برای اعداد هشت بیتی است.

در صورتیکه یک واحد منطق و حساب 32 بیتی قادر به انجام عملیات بر روی اعداد 32 بیتی است .

یک واحد منطق و حساب 8 بیتی بمنظور جمع دو عدد 32 بیتی می بایست چهار دستورالعمل را انجام داده در صورتیکه یک واحد منطق وحساب 32 بیتی عملیات فوق را صرفا" با اجرای یک دستورالعمل انجام خواهد داد.در اغلب موارد گذرگاه خارجی داده ها مشابه ALU است .

وضعیت فوق در تمام موارد صادق نخواهد بود مثلا" پردازنده 8088 دارای واحد منطق وحساب 16 بیتی بوده در حالیکه گذرگاه داده ئی آن هشت بیتی است .

در اغلب پردازنده های پنتیوم جدید گذرگاه داده 64 بیتی و واحد منطق وحساب 32 بیتی است .

ستون MIPS مخفف کلمات Millions of instruction per Second ( میلیون دستورالعمل در هر ثانیه ) بوده و واحدی برای سنجش کارآئی یک پردازنده است.

درون یک پردازنده بمنظورآشنائی با نحوه عملکرد پردازنده لازم است، نگاهی به درون یک ریزپردازنده داشته و با منطق نحوه انجام عملیات بیشتر آشنا شویم.

یک ریزپردازنده مجموعه ای از دستورالعمل ها را اجراء می کند.

دستورالعمل های فوق ماهیت و نوع عملیات مورد نظر را برای پردازنده مشخص خواهند کرد.

با توجه به نوع دستورالعمل ها ، یک ریزپردازنده سه عملیات اساسی را انجام خواهد داد : 1 - یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی نظیر: جمع ، تفریق، ضرب و تقسیم است.

پردازنده های جدید دارای پردازنده های اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری می باشند.

2 - یک ریزپردازنده قادر به انتقال داده از یک محل حافظه به محل دیگر است .

3 - یک ریزپردازنده قادر به اتخاذ تصمیم ( تصمیم گیری ) و پرش به یک محل دیگر برای اجرای دستورالعمل های مربوطه بر اساس تصمیم اتخاذ شده است .

شکل زیر یک پردازنده ساده را نشان می دهد.

هارد دیسک بر روی هر کامپیوتر حداقل یک هارد دیسک وجود دارد.برخی از سیستم ها ممکن است دارای بیش از یک هارد دیسک باشند.

هارد دیسک یک محیط ذخیره سازی دائم برای اطلاعات را فراهم می نماید .

اطلاعات دیجتال در کامییوتر می بایست بگونه ای تبدیل گردند که بتوان آنها را بصورت دائم بر روی هارد دیسک مغناطیسی ذخیره کرد.

مبانی هارد دیسک هارد دیسک در سال 1950 اختراع گردید.

هارد دیسک های اولیه شامل دیسک های بزرگ با قطر 20 اینچ ( 50/8 سانتیمتر) بوده و توان ذخیره سازی چندین مگابایت بیشتر را نداشتند.

به این نوع دیسک ها در ابتدا " دیسک ثابت " می گفتند.

در ادامه بمنظور تمایز آنها با فلاپی دیسک ها از واژه " هارد دیسک " استفاده گردید.

هارد دیسک ها دارای یک Platter ( صفحه ) بمنظور نگهداری محیط مغناطیسی می باشند.

عملکرد یک هارد دیسک مشابه یک نوار کاست بوده و از یک روش یکسان برای ضبط مغناطیسی استفاده می نمایند.

هارد دیسک ونوار کاست از امکانات ذخیره سازی مغناطیسی یکسانی نیز استفاده می نمایند.در چنین مواردی می توان بسادگی اطلاعاتی را حذف و یا مجددا" بازنویسی کرد.

اطلاعات ذخیره شده بر روی هر یک از رسانه های فوق ، سالیان سال باقی خواهند ماند.

علیرغم وجود شباهت های موجود ، رسانه های فوق در مواردی نیز با یکدیگر متفاوت می باشند: - لایه مغناطیسی بر روی یک نوار کاست بر روی یک سطح پلاستیکی نازک توزیع می گردد.

در هارد دیسک لایه مغناطیسی بر روی یک دیسک شیشه ای ویا یک آلومینیوم اشباح شده قرار خواهد گرفت .

در ادامه سطح آنها بخوبی صیقل داده می شود.

- در نوار کاست برای استفاده از هر یک از آیتم های ذخیره شده می بایست بصورت ترتیبی ( سرعت معمولی و یا سرعت بالا) در محل مورد نظر مستقر تا امکان بازیابی ( شنیدن ) آیتم دلخواه فراهم گردد.

در رابطه با هارد دیسک ها می توان بسرعت در هر نقظه دلخواه مستفر و اقدام به بازیابی ( خواندن و یا نوشتن ) اطلاعات مورد نظر کرد.

در یک نوار کاست ، هد مربوط به خواندن / نوشتن می بایست سطح نوار را مستقیما" لمس نماید.

در هارد دیسک هد خواندن و نوشتن در روی دیسک به پرواز در می آید!

( هرگز آن را لمس نخواهد کرد ) - نوار کاست موجود در ضبط صوت در هر ثانیه 2 اینچ ( 5/08 سانتیمتر ) جابجا می گردد.

گرداننده هارد دیسک می تواند هد مربوط به هارد دیسک را در هر ثانیه 3000 اینچ به چرخش در آورد .

یک هارد دیسک پیشرفته قادر به ذخیره سازی حجم بسیار بالائی از اطلاعات در فضائی اندک و بازیابی اطلاعات با سرعت بسیار بالا است .

اطلاعات ذخیره شده برروی هارد دیسک در قالب مجموعه ای از فایل ها ذخیره می گردند.

فایل نامی دیگر برای مجموعه ای از بایت ها است که بنوعی در آنها اطلاعاتی مرتبط به هم ذخیره شده است .

زمانیکه برنامه ای اجراء و در خواست فایلی را داشته باشد، هارد دیسک اطلاعات را بازیابی و آنها برای استفاده پردازنده ارسال خواهد کرد.

برای اندازه گیری کارآئی یک هارد دیسک از دو روش عمده استفاده می گردد: - میزان داده (Data rate) .

تعداد بایت هائی ارسالی