شبیه سازی و پیاده سازی مدار سخت افزار پایه به کمک VHDL 38 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 37

چکیده

شبیه سازی و پیاده سازی مدار سخت افزار پایه به کمک VHDL .

در این پروژه یک مدار سخت افزاری با 17 ورودی و 2 خروجی از نوع qit کد نویسی و شبیه سازی شده و برای پیکربندی روی چیپ های FPGA یا CPLD آماده شده است .

کد نویسی این مدار بوسیله زبان VHDL و شیه سازی آن بوسیله نرم افزار model sim صورت گرفته است . مراحل آنالیز و سنتز قطعه کد های VHDL توسط دو برنامه foundation 2.1و FPGA express از شرکت xilinx انجام شده است .

در صفحات بعدی این مقاله هر قسمت از روال فوق را که عبارت اند از : کد نویسی اولیه و مشکلات کامپایل ، آنالیز قطعه کدهای غیر استاندارد ، استاندارد کردن قطعه کدها و سنتز آنها می باشد . بطور کامل توضیح داده ام . همچنین در پایان در قسمت اجرایی نحوه تولید فایل باینری نهایی جهت برنامه ریزی روی چیپ XC4005XLPC84 که یک FPGA از خانواده XC4000XL است را مشاهده می کنید .

امید دارم با مطالعه این مقاله به اطلاعات شما در این زمینه افزوده شود .

مقدمه

طی چند دهه اخیر ،مدارهای الکترونیکی پیشرفت قابل ملاحظه ای داشته اند . با پیچیده تر شدن هرچه بیشتر این مدارها ،نیاز به یافتن روشهایی است که سیستمها را بتوان با مجتمع سازی و جزئیات بیشتر طراحی و پیاده سازی نمود. قطعات قابل برنامه ریزی و FPGA ها ،آی سی هایی هستند که به تبع این پیشرفتها به بازار عرضه شده اند . هزینه ساخت کم و جزئیات زیاد این آی سی ها نسبت به حجم آنها،همچنین قابلیت برنامه ریزی شدن این قطعات بوسیله برنامه های نرم افزاری معمول و نرم افزارهای طراحی شماتیک باعث افزایش کاربرد این قطعات شده است . چنین پیش بینی می شود که با وجود این پیشرفت،آینده در تسخیر این قطعات قرار گیرد تا جائیکه بتوان بوسیله آنها تمامی یک سیستم پیچیده را به سادگی طراحی و اجرا نمود .

در این میان زبان توصیف سخت افزاری VHDL نقش مهمی را در طراحی و شبیه سازی مدارات سخت افزاری به عهده دارد . در این قسمت لازم می دانم تا توضیحی اجمالی از نحوه عملکرد و مزایای این زبان به شما ارائه کنم .

مروری بر VHDL

VHDLروش توسعه یافتهای از توصیف رفتار سیستمهای منطقی به وسیله روابط منطقی است . این زبان بسیاری از مشخصه های روابط منطقی و روابط حالت را در درون خود دارد .

زبان VHDL امروزه به عنوان استاندارد صنعتی MIL STD 454L معرفی شده است و تمامی طرحهای ASIC مربوط به دپارتمان دفاع ایالت متحده آمریکا باید طبق این زبان استاندارد نوشته شوند .

این زبان به عنوان قسمتی از پروژه VHSIC (مدارهای مجتمع با سرعت خیلی بالا ) ارائه شده است و به وسیله آن می توان ASICهای پیچیده را بدون مراجعه به تکنولوژی مشخصی ،تعریف و شبیه سازی نمود . زمانی که یک مدار به وسیله این زبان تعریف می گردد . می توان آنرا به هر پروسه منطقی و یا بر روی ماژولهای طراحی شده توسط هریک از تولیدکننده های ابزارهای منطقی انتقال داد .

(VHSIC HDL) VHDL یک سیستم منطقی را بصورت ساختار بالا باپائین توصیف می کند . برای بدست آوردن توصیفی از یک سیستم به صورت ساختار بالا به پایین ،سیستم را به صورت مجموعة ای از زیرسیستمها تقسیم می کنیم که بوسیله یک سری رابطه به هم متصل می گردند هریک از این زیرسیستمهای بالایی را می توان به توابع و زیرسیستمهای کوچکتر تقسیم کرد . این عمل همچنان ادامه می یابد تا به پائین ترین سطح از سیستم دست بیابیم که در این سطح هریک از سیستم ها را می توان بوسیله گیتها و ماژولهای آماده دیگر طراحی نمود .

به این ترتیب ، بدلیل آنکه هریک از طبقات این ساختار منطقی به صورت یکتا مشخص شدهاند ،هریک از آنها را میتوان به تنهایی شبیه سازی نمود و تابع منطقی اجرا شده بوسیله آنها را آزمایش کرده و خطاهای احتمالی را برطرف نمود . ابتدا صحت عملکرد پایین ترین طبقه این سیستم را آزمایش کرده و با ترکیب زیر سیستمهای پایین تر به زیرسیستمهای پیچیده تر می رسیم تا جائیکه به طرح سیستم موردنظر که در بالاترین طبقه این ساختار وجود دارد برسیم . پس از انجام این عمل ، به مرحله ترکیب می رسیم که در آن کل طرح را پیاده کرده وسپس برای بدست آوردن پارامترهای زمانی آن ،عمل شبیه سازی را انجام می دهیم .

این طرح سلسله مراتبی به طراح اجازه می دهد تا بدون مشخص کردن نوع تکنولوژی ابزارهای استفاده شونده و یا قسمت کردن طرح به ابزارهای مختلف ،بتواند سیستم را به طور کامل تعریف نماید . به این ترتیب ، می توان یک سیستم کامل را بدون مشخص کردن یک ابزار خاص تعریف و آزمایش کرد . ماژولها به صورت جداگانه طراحی می شوند و می توان از آنها در طرحهای آینده نیز استفاده نمود . به عبارت دیگر برای هر طرح کتابخانه ای از توابع وجود دارد که می توان آنها را برای استفاده آینده ذخیره کرد. در این پروژه نیز از توابع و جداول و کتابخانه های مجتمع تحت عنوان basic-utility استفاده شده است .

در زمان حاضر تعدادی از زبانهای توصیف کننده مدارات سخت افزاری مانندVerilog , TI – HDL ,TEGAS , CONLAN , CDL , AHDL وجود دارند که در این میان زبانهای , AHDL,Verilog ABEL از کاربرد و اهمیت بیشتری برخوردارهستند . با تحقیقاتی که تاکنون انجام داده ام ، از نظر من زبان VHDL قویترین و پر کاربردترین زبانهای توصیفگر سخت افزار است که امکانات زیادی را به کاربر می دهد تا مدار سخت افزاری مورد نظر خود را هر چه که پیچیده باشد بواسطه این زبان توصیف کرده و کد نویسی کند . البته کار با زبان VHDL برای کسانی که تازه پا به این عرصه گذاشته اند کمی دشوار است و ممکن است با خطاهای زیادی درطول کد نویسی و کامپایل روبرو شوند . لذا شناخت کامل و دقیق این زبان و مزایای آ‌ن نسبت به سایر روشهای توصیفی را ، دارای اهمیت زیادی می دانم . زیرا اگر ما در قسمت شبیه سازی و کد نویسی مدار سخت افزاری بوسیله VHDL دچار اشکال شویم یا مدار سخت افزاری را بصورت استاندارد کد نویسی نکنیم اگر چه که قطعه کد قابل کامپایل و شبیه سازی باشد ولی در قسمت آنالیز و سنتز قطعه کدها با مشکلات زیاد و غیرقابل حلی مواجه می شویم که در برخی اوقات ما رامجبورمی کنند تا طرح هود را دوباره به یک روش دیگری کد نویسی کنیم . همانطور که در عنوان پروژه ذکر شده ، کار اصلی اینجانب شبیه سازی و کدنویسی یک مدار سخت افزاری بوده که به مرحله سنتز و آماده برای پیکر بندی روی چیپ های FPGA یا CPLD رسیده است .

در ابتدا سعی شده تا مدار سخت افزاری نمونه که یک Voter هوشمند است ( انتخابگر و تولید کننده خروجی از بین چند ورودی ) بوسیله زبان توصیف سخت افزاری VHDL کد نویسی شود .

این کار با در نظر گرفتن تمامی تاخیر های ممکن از اعمال ورودی تا فراهم شدن خروجی آن انجام گرفته است . سپس قطعه کدهای حاصل شده بوسیله برنامه کامپیوتری model sim شبیه سازی شده و با اعمال ورودی به برنامه خروجی آن تولید شده و خطاهای احتمالی مدار چه از نظر منطقی و چه از نظر مدت زمان تاخیر شناسایی شده و رفع گردیده است .

پس از اتمام کار شبیه سازی توسط برنامه کامپیوتری model sim و اطمینان از صحت عملکرد آن ، قطعه کدها را به صورت استاندارد و قابل سنتز برای پیکر بندی روی چیپ های FPGA یا CPLD تبدیل کرده ام .

کار آنالیز و سنتز قطعه کدها به کمک دو برنامه کامپیوتری ساخته شرکت xilinx با نامهای FPGA expresss و foundation 2.1 انجام گرفته است .

طرحهای سطح گیت مدار اصلی و اجزاء آن توسط نرم افزار FPGA express تولید شده که درصفحات این مقاله به چاپ رسیده است .

جنگ افزار های هسته ای در جنگ ها

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

بسم الله الرحمن الرحیم

به نام خدا

موضوع: جنگ افزار های هسته ای در جنگ ها

محقق: احسان بهادری

استاد راهنما : آقای اسماعیلی

پاییز 87

جنگ افزارهای شیمیایی دو ترکیبی

بعد از جنگ جهانی دوم از مشتقات فرعی مواد سمی کلین – تیوکولین فسفون (Cholin – Thiocholinphosphon) و فلورفسفن زوره استرن، یک گروه جدید سموم عصبی با اثرات عمیق برای آماج های نظامی ساخته شده است که با علامت V مواد جنگی مشخص می گردد. معروفترین نوع این گروه در آمریکا با نام رمزی VX قابل شناسایی است. توسعه ی جنگ افزارهای شیمیایی دوترکیبی در آمریکا در 1954 آغاز شد. نخست بر وری توسعه ی بمب هایی با کالیبر بزرگ از نوع «بیگ آی» و گلوله ی توپخانه 155 mm تأکید شد. این بمب ها قادر بودند آماج هایی را در عمق و رده عقب نیروی دشمن در فاصله ی 500 کیلومتری مورد اصابت قرار دهند. در ضمن، عوامل مزبور مقاوم و پایدارند، به طوری که متجاوز از شش ماه در منطقه باقی می مانند. VX که در طول سال های 1960 تا 1961 شناسایی شد، دارای اثر کشندگی در فاصله ی یک دقیقه با تراکمی برابر با 36 درصد میلی گرم در متر مکعب هواست. در دهه ی 1960، بیش از 500 تن VX در آمریکا تهیه شد. در 27 ژوئن 1980، در مجلس نمایندگان آمریکا تولید جنگ افزارهای شیمیایی دوترکیبی را در زرادخانه ی پیت بلوف(Pine Bluff) در ایالت آرکانزاس تصویب کرد. نیروهای نظامی آمریکا و پاره ای از کشورها از جمله عراق، جنگ افزارهای شیمیایی از نوع سموم دوترکیبی اعصاب سارین و VX در اختیار دارند. علائه بر دو نوع جنگ افزار مزبور که در گلوله های توپخانه ی کاتیوشا و کلاهک های جنگی برای موشک های زمین به زمین و نارنجکهای دستی برای رزم نزدیک به کار می رفت، از ترکیبات شیمیایی جنگی فسفری نیز در موشک های کروز برای فواصل دور استفاده شده است. مشخصات جنگ افزارهای شیمیایی دوترکیبی جنگ افزارهای شیمیایی دوترکیبی یک نوع جنگ افزار جدید می باشد که ساختمان آن از دو نوع مواد شیمیایی تشکیل شده است. این مواد که هر یک از آنها به تنهایی سمی نیستند، در دو محفظه ی جداگانه قرار می گیرند و فقط موقعی مرگ بار می شوند که این مواد با هم ترکیب گردند و این زمانی است که موشک یا گلوله ی توپخانه و یا بمب به طرف آماج حرکت کند. در این موقع است که هر دو ماده در مدت چند ثانیه با یکدیگر ترکیب می شوند و سپس در اثر فعل و انفعالات شیمیایی به یک ماده ی سمی جنگی از نوع عصبی بسیار قوی تبدیل می گردند، به ویژه آنهایی که از گروه ترکیبات فسفری و از موادی مانند سارین یا V و VX باشند. در اثر مسمومیت های حاد بر اثر جنگ افزارهای شیمیایی دوترکیبی، به علت اثرات بیوشیمیایی دو نوع علامت کامل ظاهر می شوند:

تحقیق در مورد سخت افزار کامپیوتر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 59 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

توانایی درک ساختمان CUP

آشنایی با تعریف عملیاتی CPU

CPU یا Processor اساسی ترین جزء یک کامپیوتر می‎باشد. CPU یک آی سی یا تراشه یا chilp است که از مدارات مجتمع فشرده زیادی تشکیل شده است. بعبارت دیگر مهمترین آی سی یک کامپیوتر 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 شرکتاهی 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 تشکیل شده که هر واحد وظیفه خاصی را انجام می‎دهد. با قرار گرفتن این واحدها در کنار یکدیگر یک ریز پردازنده به صورت یک مجموعه مجتمع و فشرده تشکیل می‎شود. هر ریز پردازنده از واحدهای زیر تشکیل شده است.

1- واحد محاسبه و منطق (ALU)

این واحد شامل مداراتی است که میتواند محاسبات برنامه های کامپیوتری را انجام دهد، مثلا مجموع دو عدد را بطور منطقی محاسبه می‎کند. ALU مخفف کلمات Aritmatic- Logic- Unit است.

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

3- حافظه های ثابت یا Register

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

4- حافظه های پنهان یا cache

حافظه مخفی یا cache یک حافظه سریع است که 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 کمتر از سرعت CPU است لذا خواندن اطلاعات با مکث همراه می شود، این حالت انتظار باعث کند شدن سرعت کامپیوتر می گردد . به منظور جبران این وضع از واحدی به نام Ca che استفاده می کنند که سرعت آن برابر سرعت CPU است. در نتیجه مقداری از محتویات حافظه اصلی که مورد استفاده CPU است به حافظه Cache منتقل می گردد تا در موقع خواندن و نوشتن با سرعت cpu مطابقت داشته باشد.

پردازنده های کامپیوترهای شخصی معمولاً بصورت یک مستطیل یا مربع شکل است و بر روی آن حروف و ارقامی دیده می‎شود.

نام سازنده پردازنده

نسل پردازنده

مدل پردازنده

سرعت پردازنده

ولتاژ پردازنده و شماره سریال

آشنایی با تراکم عناصر ساختمانی در پردازنده

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

3-1- آشنایی با سرعت ساعت سیستم

سرعت پردازنده مستقیما روی عملکرد 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 کنند بلکه 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

درک مفهوم نرم افزار (و سرانجام درکی از مهندسی نرم افزار) 58 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 58

ویژگیهای نرم افزار

برای درک مفهوم نرم افزار (و سرانجام درکی از مهندسی نرم افزار)، بررسی آن دسته از ویژگیهای نرم افزار که آن را از دیگر چیزهای ساخته دست بشر متمایز می سازد، اهمیت دارد. هنگامی که سخت افزاری ساخته می شود، فرآیند آفرینش بشری (تحلیل، طراحی، ساخت، آزمون)، سرانجام به یک شکل فیزیکی منتهی می شود. اگر یک کامپیوتر جدید می سازیم، طرحهای اولیه، ترسیمات طراحی رسمی و نمونه های اولیه به یک محصول فیزیکی (تراشه ها، مدارها، منبع تعذیه و غیره) تکامل می یابند.

نرم افزار یک عنصر سیستمی منطقی است نه فیزیکی. از این رو، نرم افزار دارای ویژگیهایی است که تفاوت چشمگیری با ویژگیهای سخت افزار دارند.

1. نرم افزار، مهندسی و بسط داده می شود و چیزی نیست که به معنای کلاسیک کلمه، ساخته شود.

گرچه شباهتهایی میان بسط نرم افزار و ساخت سخت افزار وجود دارد، این دو عمل تفاوت بنیادی دارند. در هر دو عمل، کیفیت بالا از طریق طراحی خوب به دست می آید، ولی فاز ساخت برای سخت افزار باعث بروز مشکلات کیفیتی می شود که برای نرم افزار وجود ندارند (یا به راحتی قابل رفع هستند). هر دو عمل وابسته به انسان هستند، ولی رابطه میان انسان و کاری که انجام می شود، کاملاً متفاوت است (فصل 7). هر د. عمل مستلزم ساخت یک ((محصول)) هستند ولی روشها متفاوت است.

هزینه های نرم افزار در مهندسی آن متمرکز است. این بدان معناست که پروژه های نرم افزاری را نمی توان همانند پروژه های تولید معمولی مدیریت کرد.

2. نرم افزار فرسوده نمی شود.

شکل 1-1 نمودار آهنگ شکست را به صورت تابعی از زمان برای سخت افزار نشان می دهد. این رابطه که غالباً ((منحنی وانی)) نامیده می شود، نشان می دهد که سخت افزار، آهنگ شکست نسبتاً شدیدی در ابتدای عمر خود نشان می دهد (این شکستها را غالباً می توان به عیوب طراحی و تولید نسبت داد)؛ این عیوب تصحیح می شوند و آهنگ شکست برای یک دورۀ زمانی به حدی ثابت نزول می کند (که امید می رود، بسیار پایین باشد). با گذشت زمان، سخت افزار شروع به فرسایش کرده دوباره آهنگ شکست شدت می گیرد.

نرم افزار نسبت به ناملایمات محیطی که باعث فرسایش نرم افزار می شود، نفوذپذیر نیست. بنابراین، در تئوری، منحنی شکست برای نرم افزار باید شکل منحنی ایده آل شکل 2-1 را به خود بگیرد. عیوب کشف نشده باعث آهنگ شکست شدید، در ابتدای عمر برنامه می شود. ولی، این عیوب برطرف می شوند (با این امید که خطاهای دیگر وارد نشود) و منحنی به صورتی که نشان داده شده است، هموار می شود. منحنی ایده آل نسبت به منحنی واقعی مدلهای شکست نرم افزار، بسیار ساده تر است (برای اطلاعات بیشتر، فصل 8 را ببینید). ولی، معنای آن واضح است، نرم افزار هرگز دچار فرسایش نمی شود بلکه فاسد می شود!

این تناقض ظاهری را می توان با در نظر گرفتن ((منحنی واقعی)) به بهترین وجه توضیح داد (شکل 2-1). نرم افزار در دوران حیات خود دستخوش تغییر می شود (نگهداری). با اعمال این تغییرات، احتمال دارد که برخی عیوب جدید وارد شوند و باعث خیز منحنی آهنگ شکست شوند (شکل 2-1). پیش از آن که منحنی بتواند به آهنگ شکست منظم اولیه خود برسد، تغییر دیگری درخواست می شود که باعث خیز دوباره منحنی می شود. حداقل میزان شکست به آهستگی افزایش می یابد – نرم افزار در اثر تغییر فاسد می شود.

یک جنبۀ دیگر از فرسایش نیز اختلاف میان سخت افزار و نرم افزار را نشان می دهد. هنگامی که یک قطعه از سخت افزار فرسوده می شود، با یک قطعه یدکی تعویض می شود. ولی نرم افزار قطعات یدکی ندارد. هر شکست نرم افزار نشانگر خطایی در طراحی یا فرآیندی است که طراحی از طریق آن به کدهای قابل اجرا روی ماشین تبدیل می شود. از این رو، نگهداری نرم افزار به مراتب پیچیده تر از نگهداری سخت افزار است.

3. گرچه صنعت در حال حرکت به سوی مونتاژ قطعات است، اکثر نرم افزارها همچنان به صورت سفارشی ساخته می شوند.

شیوه ای را در نظر بگیرید که در آن یک سخت افزار کنترلی برای یک محصول کامپیوتری طراحی و ساخته می شود. مهندس طراح یک الگوی ساده از مدار دیجیتالی رسم می کند، قدری تحلیل بنیادی انجام می دهد تا از عملکرد صحیح اطمینان حاصل کند، و سپس به قفسۀ حاوی کاتالوگهای قطعات رجوع می کند. پس از انتخاب همۀ قطعات می تواند آنها را سفارش دهد.

به موازات تکامل یک رشته مهندسی، مجموعه ای از قطعات طراحی استاندارد ایجاد می شود. پیچ های استاندارد و مدارات مجتمع فقط دو مورد از هزاران قطعۀ استانداردی هستند که مهندسان مکانیک و برق در طراحی سیستمهای جدید به کار می برند. قطعات قابل استفاده مجدد طوری طراحی شده اند که مهندس بتواند بر عناصر واقعاً جدید یک طراحی، یعنی قطعاتی از طراحی که ارائه دهنده چیزی تازه هستند، تمرکز داشته باشد. در جهان سخت افزار، استفاده مجدد از قطعات، بخشی طبیعی از فرآیند مهندسی است. در مهندسی نرم افزار این امر به تازگی مورد توجه قرار گرفته است.

یک قطعه نرم افزاری باید چنان طراحی و پیاده سازی شود که بتوان در برنامه های متفاوت از آن بهره برد. در دهۀ 1960، کتابخانه هایی از زیرروال های علمی ساختیم که در آرایۀ گسترده ای از کاربردهای مهندسی و علمی قابل استفاده بودند. این کتابخانه ها از الگوریتم هایی معین به شیوه ای کارامد استفاده می کردند، ولی دامنه کاربرد محدودی داشتند. امروزه، ایدۀ استفاده مجدد نه تنها الگوریتم ها، بلکه ساختمان داده ها را نیز در بر می گیرد. قطعات مدرن قابل استفاده مجدد، هم داده ها و هم پردازشی را که در مورد آنه اعمال می گردد، پنهان سازی کرده مهندس نرم افزار را قادر می سازد تا از قطعات قابل استفادۀ دوباره، برنامه های کاربردی جدید بسازد. برای مثال، واسطهای کاربر گرافیکی امروزی با استفاده از قطعات قابل استفاده مجدد ساخته می شوند که ایجاد پنجره های گرافیکی، منوهای باز شونده و انواع راهکارهای محاوره را میسر می سازند.

کاربردهای نرم افزار

نرم افزار را در وضعیتی می توان به کار برد که در آن یک مجموعه مراحل از پیش تعیین شده (یعنی یک الگوریتم) تعریف شده باشد (استثنائات قابل ملاحظه در این خصوص، نرم افزارهای سیستم های خبره و نرم افزارهای شبکه عصبی اند). محتوای اطلاعاتی و قطعیت اطلاعاتی عوامل مهمی در تعیین ماهیت کاربرد یک نرم افزار هستند. منظور از محتوا، معنی و شکل اطلاعات ورودی و خروجی است. برای مثال، در بسیاری کاربردهای تجاری، از داده

خلاصه جزوه ی سخت افزار 30 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 30

خلاصه جزوه ی سخت افزار

Cpu:

ریزپردازنده واحد پردازش مرکزی یا مغز رایانه می باشد.

این بخش مدار الکترونیکی بسیار گسترده و پیچیده ای می باشد که دستورات برنامه های ذخیره شده را انجام می دهد. جنس این قطعه کوچک (تراشه) نیمه رسانا است. CPU شامل مدارهای فشرده می باشد و تمامی عملیات یک میکرو رایانه را کنترل می کند. تمام رایانه ها (شخصی، دستی و…) دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده در یک رایانه می تواند متفاوت باشد اما تمام آنها عملیات یکسانی انجام می دهند. تاریخچه ریزپردازنده

ریزپردازنده پتانسیل های لازم برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر یک رایانه را فراهم می سازد. در واقع ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است. اولین ریزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. این ریزپردازنده قدرت زیادی نداشت و تنها قادر به انجام عملیات جمع و تفریق ۴ بیتی بود. تنها نکته مثبت این پردازنده استفاده از یک تراشه بود، زیرا تا قبل از آن از چندین تراشه برای تولید رایانه استفاده می شد. اولین نوع ریزپردازنده که بر روی کامپیوتر خانگی نصب شد. ۸۰۸۰ بود. این پردازنده ۸ بیتی بود و بر روی یک تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گردید. پس از آن پردازنده ای که تحول عظیمی در دنیای رایانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. این پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شرکت IBM طراحی و در سال ۱۹۸۲ عرضه گردید. بدین صورت تولید ریزپردازنده ها توسط شرکت های تولیدکننده به سرعت رشد یافت و به مدل های ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتیوم ۲، پنتیوم ۳، پنتیوم ۴ منتهی شد.

این پردازنده ها توسط شرکت Intel و سایر شرکت ها طراحی و به بازار عرضه شد. طبیعتاً پنتیوم های ۴ جدید در مقایسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسیار قوی تر می باشند زیرا که از نظر سرعت به میزان ۵۰۰۰ بار عملیات را سریعتر انجام می دهند. جدیدترین پردازنده ها اگر چه سریعتر هستند گران تر هم می باشند. کارآیی رایانه ها به وسیله پردازنده آن شناخته می شود ولی این کیفیت فقط سرعت پروسسور را نشان می دهد نه کارآیی کل رایانه را به طور مثال اگر یک رایانه در حال اجرای چند نرم افزار حجیم و سنگین است و پروسسور پنتیوم ۴ آن ۲۴۰۰ کیگاهرتز است ممکن است اطلاعات را خیلی سریع پردازش کند. اما این سرعت بستگی به هارددیسک نیز دارد یعنی این که پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زیادی را در انتظار می گذراند.

پروسسورهای امروزی ساخت شرکت Intel، پنتیوم ۴ و سلرون هستند.

پروسسورها با سرعت های مختلفی برحسب گیگاهرتز (معادل یک میلیارد هرتز با یک میلیارد سیکل در ثانیه است) برای پنتیوم ۴ از ۴/۱ گیگاهرتز تا ۵۳/۲ متغیر است و برای پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گیگاهرتز تا ۸/۱ گیگاهرتز است. یک سلرون همه کارهایی را که یک پنتیوم ۴ انجام می دهد را می تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.

پردازنده دو عمل مهم انجام می دهد:

۱- کنترل تمام محاسبات و عملیات

۲- کنترل قسمت های مختلف

پردازنده در رایانه های شخصی به شکل یک قطعه نسبتاً تخت و کوچک به اندازه ۸ یا ۱۰ سانتی متر مربع که نوعی ماده، مانند پلاستیک یا سرامیک روی آن را پوشانده است تشکیل شده در واقع فرآیند به وجود آمدن این مغز الکترونیکی به این گونه می باشد که از سیلیکان به علت خصوصیات خاصی که دارد جهت ایجاد تراشه استفاده می شود. بدین گونه که آن را به صورت ورقه های بسیار نازک و ظریف برش می دهند و این تراشه ها را در درون مخلوطی از گاز حرارت می دهند تا گازها با آن ها ترکیب شوند و بدین صورت طبق این فرآیند شیمیایی سیلیکان که از جنس ماسه می باشد به فلز و بلور تبدیل می شود که امکان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. این قطعه کار میلیون ها ترانزیستور را انجام می دهد.

پردازنده وظایف اصلی زیر را برای رایانه انجام می دهد:

۱- دریافت داده ها از دستگاه های ورودی

۲- انجام عملیات و محاسبات و کنترل و نظارت بر آن ها

۳- ارسال نتایج عملیات با دستگاه های خروجی

پردازنده مانند قلب رایانه است و از طریق کابل های موجود با واحدهای دیگر مرتبط می شوند.

در واقع از نظر فنی عملکرد پردازنده با دو ویژگی تعیین می شود:

۱- طول کلید- تعداد بیت هایی که یک پردازنده در هر لحظه پردازش می کند و طول این کلمات معمولاً ۴ و ۸ و ۱۶ و ۳۲ و یا ۶۴ بیتی می باشد.

۲- تعداد ضربان الکترونیکی که در یک ثانیه تولید شده است و با واحد مگاهرتز سنجیده می شود.

محل قرارگیری پردازنده ها بر روی مادربرد می باشد. بنابراین بایستی هماهنگی لازم بین مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. این هماهنگی باعث بالا رفتن عملیات رایانه می شود در غیر این صورت نتیجه خوبی به دست نمی آید.

نکته:

بر روی پردازنده حروف و ارقامی دیده می شود که در واقع نشان دهنده شماره سریال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن می باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی مانند جمع و تفریق و ضرب و تقسیم است. البته پردازنده های جدید اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری نیز می باشند. ریزپردازنده قادر به انتقال داده ها از یک محل حافظه به محل دیگر می باشند و می توانند تصمیم گیری نمایند و از یک محل به محل دیگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل های مربوط به تصمیم اتخاذ شده را انجام دهد.

مقایسه پردازنده های شرکتIntel وAmd

همیشه و هنگامی که سوال می شود که شما کدام مدل از پردازشگر ها را می پسندید جواب های متفاوتی شنید می شود ، در ایران و به دلیل سود بیشتر در فروش پردازشگر های مدل INTEL بیشتر فروشندگان انواع مختلف این مدل را پیشنهاد میکنند.

اما ببنیم که چه فرقی بین پردازشگر های ساخته شده توسط شرکت INTEL و شرکت AMD وجود دارد. سپس خودتان تصمیم بگیرید که هنگام خرید CPU چه مارک و مدلی را انتخاب کنید.

این مقایسه ها بین CPU های موجود و حاظر در بازار صورت گرفته است و محصولاتی که در آینده توسط این دو شرکت ارائه خواهد شد را در این مقایسه شرکت نداده ایم.

AMD .1   بر اساس معماری اجرایی 9 مرحله ای ساخته شده است اما معماری پردازنده های INTEL شش مرحله ای میباشد. بدین معنا که AMD  در هر چرخه کاری 9 عملیات انجام میدهد د رای که INTEL فقط 6 عمل را انجام میدهد.

  AMD .2 از 640Kb Cache برخوردار است در حالی که Intel ، از 532Kb بر خوردار است هر چقدر که میزان Cache پردازنده بیشتر باشد ، پردازنده کارایی بیشتری خواهد داشت اطلاعات بیشتری میتواند ذخیره کند ودیگر لازم نیست پردازنده برای بدست آوردن اطلاعات یا دستور ها مدت زمان بیشتری را رفت و برگشت به حافظه برد اصلی برای جذب اطلاعات یا دستور العمل ها صرف کند.

  AMD. 3از مس برای اتصال ترانزیستور های بکار رفته در پردازنده ها استفاده میکند در صورتی که در ساختمان پردازنده های Intel آلومینیوم بکار رفته است.مس هادی الکترسیته بهتری است ، ازاین رو پهنای اتصالهای بین ترانزیستورها را به میزان چشمگیری کاهش می یابد .که این امر باعث مصرف کمتر مواد اولیه و در نتیجه منجر به کاهش هزینه می شود این دلیل ارزان تر بودن AMD نسبت به P4 است.

.4از دیگر تفاوت های میان AMD وIntel میتوان به راندمان Cache بروی چیپ اشاره کرد ، AMD از معماری انحصاری استفاده میکند که راندمان بیشتری نسبت بیشتری نسبت به طراحی معماری غیر انحصاری Intel دارد.

 AMD.5 از تکنولوژی پردازش موازی در مقایسه با Hyper -Threading اینتل استفاده میکند ، در بسیاری از کاربردهای امروزی فعال بودن Hyper -Threading کارائی پائین تری ارائه میدهد ، نتایج تحقیقات بیشمار منتشر شده در نشریات رایانه ای و پایگاهای اطلاعاتی معتبر بیانگوی این پدیده هستند.

6. یکی دیگر از مهمترین نکات برتر پردازنده های AMD واحد ممیز شناور آن است که از FPU اینتل بسیار قویتر میباشد که این امر باعث اجرای سریع تر برنامه های چند منظوره Multimedia میشود.

7. زمانی که اینتل P4 را طراحی کرد طول PIPELINE را از 10 مرحله در P3 به 20 مرحله افزایش داد Intel همین تغیر توانست که تعداد عملیاتی