ریزپردازنده

 

پردازنده 

کامپیوتری که هماکنون بکمک آن در حال مشاهده و مطالعه این صفحه هستید، دارای یک ریزپردازنده است . ریزپردازنده بمنزله مغز درکامپیوتر است. تمام کامپیوترها اعم از کامپیوترهای شخصی ، کامپیوترهای دستی و ... دارای ریزپردازنده می باشند. نوع  ریزپردازنده استفاده شده در یک کامپیوتر می تواندمتفاوت باشد ولی تمام آنها عملیات یکسانی را انجام خواهند داد.

   

تاریخچه ریزپردازنده ها

 ریزپردازنده کهCPU همنامیده می گردد، پتانسیل های اساسی برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر در یککامپیوتر را فراهم  می نماید. ریزپردازنده  از لحاظ فیزیکی  یک تراشه است . اولینریزپردازنده در سال 1971 و با نام Intel 4004  معرفیگردید. ریزپردازنده فوق چندان قدرتمند نبود و صرفا" قادر به انجام عملیات جمع وتفریق  چهار بیتی بود. نکته مثبت پردازنده فوق، استفاده از صرفا" یک تراشه بود.قبلاز آن مهندسین و طراحان کامپیوتر از چندین تراشه و یا عصر برای تولید کامپیوتراستفاده 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 ، پنتیومII ،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 :

ستونDateنشاندهنده سال عرضهپردازنده است.
ستونTransistorsتعداترانزیستور موجود بر روی تراشه را مشخص می کند. تعداد ترانزیستور بر روی تراشه درسال های اخیر شتاب بیشتری پیدا کرده است .
ستونMicronضخامت کوچکترین رشته  بر روی تراشه را بر حسب میکرونمشخص می کند. ( ضخامت موی انسان 100 میکرون است ).
ستونClock Speedحداکثر سرعت Clock تراشه را مشخص می نماید.
ستونData Widthپهنای باندواحد منطق و محاسبات (ALU) را نشان می دهد. یک واحد منطق وحساب هشت بیتی قادر به انجام عملیات محاسباتی نظیر: جمع،تفریق،ضرب و ... برای اعداد هشت بیتی است. در صورتیکه یک واحدمنطق و حساب 32 بیتی قادر به انجام عملیات بر روی اعداد  32 بیتی  است . یک واحدمنطق و حساب 8 بیتی بمنظور جمع دو عدد 32 بیتی می بایست چهار دستورالعمل را انجامداده در صورتیکه یک واحد منطق وحساب 32 بیتی عملیات فوق را صرفا" با اجرای یکدستورالعمل 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 هشتبیتی است . در اغلب پردازنده های پنتیوم جدید گذرگاه داده 64 بیتی و واحد منطقوحساب 32 بیتی است . ستونMIPS  مخفف کلمات Millions of instruction per Second  ( میلیون دستورالعمل در هرثانیه ) بوده و واحدی برای سنجش کارآئی یک پردازنده است.

 درون یک پردازنده

بمنظورآشنائی با  نحوه عملکرد پردازنده لازماست،نگاهی به درون یکریزپردازنده داشته و با منطق نحوه انجام عملیات  بیشتر آشنا شویم. یک ریزپردازندهمجموعه ای از دستورالعمل ها را  اجراء می کند. دستورالعمل های فوق ماهیت و نوععملیات مورد نظر را برای پردازنده مشخص خواهند کرد. با توجه به نوع دستورالعمل ها،یک ریزپردازنده سهعملیات اساسی را انجام خواهد داد :

1 - یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطق و حسابخود (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 اعداداعشاری می باشند.

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

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

شکل زیر یک پردازنده ساده  را نشان می دهد.

  

 

 

پردازنده فوق دارای :

 ● یک گذرگاه آدرس (Address Bus)  است که قادر به ارسال یک آدرس به حافظه است ( گذرگاه فوق می تواند 8، 16 و یا 32 بیتی باشد)

 ●یک گذرگاه داده(Data Bus) است که قادر به ارسال داده به حافظه و یا دریافت دادهاز حافظه است (گذرگاه فوق می تواند 8، 16 و یا 32 بیتیباشد)

 ● یک خط برای خواندن(RD) ویک خط برای  نوشتن (WR) است که  آدرسی دهی  حافظه را انجاممی دهند. آیا قصد نوشتن در یک آدرس خاص وجود داشته و یا مقصود، خواندن اطلاعات ازیک آدرس خاص حافظه است؟

/ 0 نظر / 17 بازدید