سوال سوال [بایگانی] - سایت علمی نخبگان جوان

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : سوال سوال

diamonds55

16th November 2008, 11:04 PM

فکر کنم این هم بی ربط نباشه دوست من

ريزپردازنده هاي اوليه اينتل اينتل اولين CPU تك تراشه اي را كه ريزپردازنده خوانده شد طراحي و روانه بازار كرد. اين پردازنده 4004 ناميده شد و در ساختمان آن 2300 ترانزيستور PMOS بكار رفته بود. 4004 يك ريزپردازنده 4 بيتي بود به خصوص براي استفاده در ماشين حساب طراحي شده بود. اينتل در سال 1972، براي پردازش كاركترهاي 8 بيت 8008 را طراحي كرد. 8008 داراي گذرگاه داده 8 بيت بود و مي توانست حداكثر تا 16KB حافظه را آدرس دهي كند. در 8008 هجده پايه اي 3000 ترانزيستور PMOS بكار رفته بود و جمعا 66 دستور العمل داشت. اينتل به منظور افزايش قدرت پردازش و ظرفيت حافظه در سال 1974، 8080را معرفي كرد. اين پردازنده بسيار پرطرفدار بود و در ساخت آن از تكنولوژي NMOS استفاده شده و در بسته 40 پايه قرار گرفته بود. 8080 مي توانست تا 64KB حافظه را آدرس دهي كند و ضمنا 111 دستور العنل داشت. پردازنده 8080 داراي دو IC پشتيبان بود كه براي كنترل كننده و نوسان گر سيستم مورد استفاده قرار گرفته بودند. در سال 1976، اينتل هر سه تراشه را در يك بسته به نام 8085 قرار داد جدول زير سير تكامل پردازنده هاي اينتل را رد دهه 1970 تا 8088 نشان مي دهد.

توليد............... 8008.......... 8080.......... 8085.......... 8086.......... 8088
سال معرفي.....1972.............1974............19 76..........1978...........1979
تكنولوژي.........NMOS..........NMOS....... ..NMOS..........NMOS..........PMOS
سرعت ساعت....0.5-8..............2-3.........3-8.............5-10............5-8...مگاهرتز
تعدا پايه ها .......18...................40.............40..... .........40...............40
تعداد ترانزيستورها 3000 ...........4500 ........6500 .........29000....... 29000
تعداد دستورالعمل..66..............11.......... .....113............ 133........... 133
حافظه فيزيكي......1MB..............1MB............ 64KB..........64KB.........16KB
حافظه مجازي.......ندارد..........ندارد... ........ندارد ............ندارد.............ندارد
گذرگاه داده داخلي.....8 ..........8 ..............8 ...............16.................16
گذرگاه داده بيروني.... 8 ..........8................8...............16..... ...............8
گذرگاه آدرس.............8..........16.............16. .............20...................20
نوع داده .................. 8..........8 ..............8...............16و8 ..............16و8

ريز پردازنده هاي اينتل 8086 تا پنتيوم

اينتل تا اواخر دهه 1970 طراحان تراشه IC را با تكنولوژي MOS‌ ر*ه#ب#ري كرد. اين شركت در واقع به عنوان توليد كننده تراشه حافظه شناخته مي شد. با اين وجود در سال 1970 هنگامي كه IBM براي استفاده از ريزپردازنده در اولين IBM PC روي آورد، همه چيز عوض شد. اينتل در 1978 ريزپردازنده 16 بيتي به نام 8086 را معرفي كرد. اين پردازنده از نظر دروني و بيروني 16 بيتي بود. در سال 1979 اينتل 8088 را معرفي كرد و بدين ترتيب امكان استفاده از تراشه هاي جاني 8 بيت را كه با 8085 بكار مي رفتند فراهم ساخت تا هزينه بورد نيز كاهش يابد. 8088 از نظر داخلي شبيه 8086 است ولي گذرگاه داده بيروني آن 8 بيت مي باشد. 88/8086 داراي 20 پايه آدرس است و بنابر اين تا 1MB حافظه را آدرس دهي مي كند. در ساخت آن 29000 ترانزيستور NMOS بكار رفته و در بسته 40 پايه جاسازي شده است.

ريزپردازنده 80286

در اوايل دهه 1980، اينتل منبع توليد دو قطعه مهم كامپيوتر هاي شخصي PC ، يعني CPU و تراشه حافظه بود. اينتل در ساخت تراشه حافظه RAM پويا (DRAM)‌نيز پيشگام بود. موفقيت IBM PC مبتني بر 8088، اينتل را تشويق كرد تا روي نسل هاي قويتري از ريزپردازنده ها كار كند. بنابراين در سال 1982،شركت اينتل 80286 را معرفي كرد. در اين پردازنده 130000 ترانزيستور NMOS با 24 پايه آدرس و 16 پايه داده بكار رفت. بعلاوه راي اولين با بسته بندي آن را DIP (بسته بندي دو رديفه) به LCC (حامل تراشه بدون سيم) تغيير يافت. 80286 توانايي اجراي كليه دستورات 86/8088 بعلاوه دستورات جديد را دارا بود.
IBM PC AT
گزارش شده بود كه IBM‌قصد ندارد بيش از 100000 عدد PC توليد كند. ولي با توجه به پيشرفت چشم گير تصميم به ادامه توليد گرفته شد. براي حفظ تداوم، IBM از 80286 براي طراحي IBM PC AT استفاده كرد و آن را در سال 1984 معرفي نمود. تا اين زمان كمپاني هاي متعددي وارد بازار توليد IBM PC شده بودند كه موفق ترين آنها شركت Compaq بود. IBM PC AT 80286‌ حتي موفق تر از PC اوليه گرديد. تا اواسط دهه 1980، افت قيمت حافظه DRAM موجب زيان هنگفت اينتل گرديد، در نتيجه اينتل كلا هر گونه فعاليت روي DRAM را متوقف كرد. هر چند اينتل پيشرو و توليد DRAM بود ولي به دليل فوق ملا بازار را از دست داد. با يك نظر به گذشته شايد اين واقعه يك خوش شانسي بود زيرا موجب شد تا اينتل از توليد DRAN به طراحي ريزپردازنده روي آورد.

80386

بالاخره پيشرفت در تكنولوژي IC طراحي يك ريزپردازنده قدرتمند را ممكن ساخت. در 1985، اينتل 80386 را معرفي كرد. 80376 داراي ثبات هاي 32 بيت و گذرگاه آدرس 32 بيت است و بناراين مي توانست تا 4GB حافظه را آدرس دهي كند. در ساخت آن 275000 ترانزيستور CMOS بكار رفته و در يك بسته 132 پايه PGA جاي داده شده بود. دو نوع مورد توجه از 80386 وجود دارد: 80386DX و 80386SX. اين دو پردازندههر دو داراي سازمان دروني 32 بيتي مي باشد ولي 80386DX داراي گذرگاه داده بيرئني 16 بتي و گذرگاه آدرس 24 بيت است و به اين معني كه 80386SX يك كامپيوتر از نوع AT بدون هزينه اضافهبورد بزرگتر ولي قادر به اجراي نرم افزار 32 بيت نوشته شده براي 80386 مي باشد. اينتل به ساير سازندگان مجوز توليد 8088 و 80286 را صادر كرد؛ ولي خود تنها توليد كننده 80386 باقي ماند. اين وضعيت در اوايل دهه 1990 كه در شركت هاي AMD و Cyrix شروع به توليد 80386 نمودند تغيير يافت. اگر چه IBM نيز توليد 80386 را دريافت كرد ولي توليدات آن فقط مختص مصرف داخلي بود و هرگز به ديگر سازندگان عرضه نشد.

80486

80486 اولين ريز پردازنده حاوي 1 ميليون ترانزيستور بود. در واقع اين پردازنده از 1.2 ميليون ترانزيستور CMOS در يك بسته 168 پايه PGA ساخته شده بود. همانند 386، اين پردازنده 32 بيتي توانايي آدرس دهي 4GB حافظه را داشت. اينتل پردازنده كمكي 80387 را علاوه بر 8KB حافظه نهان در يك تراشه جاي داد (حافظه نهان نوعي RAM سريع مي باشد) به منظور قابليت ارائه بيشتر، نوع ساده تر 80486 به نام 80486SX به بازار روانه شد. 80486SX دقيقا همان 80486 است با اين تفاوت كه فاقد پردازنده كمكي براي محاسبات رياضي مي باشد. يك پردازنده كمكي محاسباتي براي 80486SX در تراشه جداگانه به نام 80487SX معرفي شد.

تاريخچه ريز پردازنده ها ميكرو پروسسور چيست؟
ميكروپروسسور در صنعت نيمه هادي توسط شركت اينتل ابداع شد. آنها اين وا‍ژه را براي توصيف يك مدار مجتمع ماشين حساب گونه چهار بيتي كه تازه طرح كرده بودند بكار بردند. امروزه ميكروپروسسور به آيسي گفته مي شود كه اساس يك ميكرو كامپيوتر را تشكيل مي دهد. مثلا كامپيوتر شخصي IBM بر اساس ميكروپروسسور Apple IIe Intel 8088 بر اساس Rockwell اپل مكينتاش (Apple Macintosh) بر اساس مو تورولا 68000 (Motorola) ساخته شده اند. بعضي سازندگان بكار بردن چند ميكروپروسسور در يك كامپوتر را مفيد تشخيص داده اند. يكي از اين ميكروپروسسور ها براي كنترل صفحه كليد، دومي براي پرداختن به عمليات ورودي/خروجي، سومي براي كنترل وسايل ذخيره سازي انبوه (ديسك گردانها) ، و چهارمي به عنوان پروسسور اصلي سيستم مي توانند به كار روند. اين تكنيك پردازش توزيع شده (distributed processing) نام دارد.
بعضي تراشه هاي ميكروپروسسور مدعي اند كه خود به تنهايي يك ميكرو كامپيوتر، يك- تراشه اي هستند. زايلوگ Z-8 شامل واحد پردازنده مركزي CPU ، يك حافظه از پيش برنامه ريزي شده حاوي نرم افزار سيستم عامل، حافظه چرك نويس (Scratch pad) براي ذخيره سازي موقت نتايج، مدار منطقي براي ارتباط با پايانه كامپيوتر و سه دريچه ورودي/خروجي براي كاربردهاي كنترل سخت افزار است.
با وجود پيشرفت هاي تكنولوژي نيمه هادي و ميكرو پروسسسور ها، ساختار اصلي كامپيوتر ديجيتال در 35 سال گذشته بدن تغيير مانده است. اين ساختار معروف مدل فون نيومن (von Neumann) از كامپيوتر با برنامه ذخيره شده (Stored program) است.
ميكرو پروسسور
در سال 1968 رابرت نويس و گوردون مور، دو نفر از پايه گذران اصلي فر چايلد شركت جديدي موسوم به اينتل (Integrated Electronics) ايجاد كردند. قصد آنها بهره گيري ازبازار رو به گسترش نيمه رساناها بود. در سال 1969 يك شركت ژاپني سازنده ماشين حساب از آنها خواست يك آيس خاص براي ماشين حساب هاي جديدشان بسازد. دو مهندس به نام هاي تدهوف و استان ميرز متصدي پروژه شدند و به اين نتيجه رسيدند كه يك پردازنده مركزي 4 بيتي بر روي يك تراشه بسازند، با اين قصد كه يك حافظه فقط خواندني ROM و يك حافظه با دستيابي دلخواه ROM‌ در كنارش قرار گيرد. فردريكو فگيني يكي از مهندسين ساخت و توليد اينتل اين ايده را گرفت و آن را به چيزي تبديل كرد كه خانئاده 4000 ناميده شد. اين خانواده از چهار آيسي تشكيل مي شد:
1- 4001، يك ROM 2 كيلو بايتي با در يچه I/O 4 بيتي
2- 4002، يك RAM 320 بيتي با دريچه خروجي 4 بيتي
3- 4003، يك رجيستر انتقالي 10 بيتي ورودي سري- خروجي موازي
4- 4004، يك پردازنده 4 بيتي
تا قبل از آن هرگز كل واحد پردازنده مركزي يك ميكرو كامپيوتر روي يك تراشه ساخته نشده بود. مجلات تجاري اين پردازنده را ميكرو پروسسور ناميدند. به دنبال 4004 در سال 1972 آيسي 8 بيتي 8008، و پس از آن در سال 1974 گونه بهبود يافته اش 8080 به بازار عرضه شد. در اين موقع چند شركت ديگر نيز شروع به ساخت ميكرو پروسسورهاي رقيب كرده بودند، موتورولا MC 6800 ، MOS تكنولوژي 6502، و زايلوگ (كه از اينتل جدا شده بود) Z80 را ساخت. تمام اينها داراي باس داده 8 بيتي و باس آدرس 16 بيتي بودند. فضاي قابل آدرس دهي حافظه 64K بايت بود.
در اواخر دهه 1970 چند ميكرو پروسسور 16 بيتي به بازار عرضه شد. دو ميكرو پروسسورهاي معروف 8086 اينتل وMC68000 موتورولا بود.اين پردازندها دستور هاي جديد 16 بيتي، شامل ضرب و تقسيم سخت افزاري، و باس هاي آدرس 20 بيتي براي دستيابي به حافظه 1MB داشتند.
تحول تا امروز ادامه داشته و ميكرو پروسسورهاي 32 بيتي (80386،80486،MC68020،MC68030، و 64 بيتي (پنتيوم و پنتيوم II) عرضه شده اند. ((MGH

كامپوتر هاي ديجيتال
در اوائل دهه 1990 ايالات متحده در گير موجي از تكنولوژي نو بود. ترانزيستور، كه كمي پس از اتمام جنگ جهاني دوم توسط سه دانشمند در آزمايشگاههاي بل ابداع شده بود، كم كم جايگزين رقيبش لامپ مي شد. ناگهان بر روي همه چيز از راديو هاي اتومبيل گرفته تا همزنهاي برقي بر چسپ حالت-جامد زده شد. شركتهاي الكترونيكي خلق الساعه فراوان شدند،يكي از اين شركت ها به عنوان تگزاس اينسترومنتس در دالاس تگزاس تاسيس شد و بعد ها به نام اختصاري TI معروف شد. اين شركت ساخت قطعه حالت جامدي به نام مدار مجتمع IC را اعلام كرد. اكنون مي دانيم يك انقلاب صنعتي از نوع الكتريكي اش در حال تكوين بود.
كامپوتر با برنامه ذخيره شده
واحد پردازش مركزي يا CPU را اغلب به مغز انسان تشبيح مي كنند چون در اينجا است كه تصميم ها گرفته، و زمان بندي سيستم تئليد مي شود. واحد رياضي منطقي يا ALU در CPU قرار دارد و تمام عمليات رياضي در آنجا انجام مي شود و نتايج اين محاسبات در ثبات خاصي از ALU به نام انباره قرار مي گيرد.
واحد حافظه براي ذخيره سازي يك رشته فرمان خاص به كار مي رود اين فرمانها به CPU مي گويند كه وظايف خاصي را انجام دهند. اين فرمانها برنامه كامپوتر ناميده مي شوند.(نام كامپوتر با برنامه ذخيره شده از همين ناشي شده).هيچ كار مفيدي نمي تواند بدون وسايل ورودي /خروجي (به زبان كامپيوتر I/O) انجام شود. به وسيله صفحه كليد است كه دستور ها و فرمانها را براي كاري كه بايد انجام شود وارد مي كنيم. نتايج روي چاپگر يا صفحه CRT (لامپ اشعه كاتدي) نمايش داده شود.
احضار و اجرا:
1) احضار داده ها از واحد حافظه اي كه آدرس آن فعلا در رجيستر شمارنده برنامه ذخيره شده است و قرار دادن اين داده ها در رجيستر دستور.
2) اضافه كردن يك واحد به آدرس موجود در شمارنده برنامه (Program counter)
3) تعبير و اجراي فرماني كه فعلا در رجيستر دستور است.
4) بازگشت به گام 1 .
اين چهار گام اصول عمليات تمام كامپوتر هاي ديجيتال با برنامه ذخيره شده، از بزرگترين main frame آي بي ام IBM گرفته تا كوچكترين ميكرو كامپيوتر، را تشكيل مي دهند. قاعده فوق احضار و اجرا نام دارد و كليد درك فعاليتهاي يك ميكرو كامپيوتر است.
ساختار سه باسه
CPU واحد حافظه و وسايل ورودي/خروجي بايد بنوانند با هم ارتباط برقرار كنند. مثلا CPU بايد بتواند معين كند كه كدام خانه حافظه بايد انتخاب شود، و اينكه آيا محتويات آن سلول بايد خوانده شود يا داده هاي جديد بايد در آن نوشته شود. كار باس هاي آدرس، داده و كنترل همين است. وقتي كه لازم مي شود CPU محتويات سلول خاصي از حافظه را بخواند ابتدا آدرس مناسب را روي باس آدرس قرار مي دهد. اين آدرس در واقع محتويات رجيستر شمارنده برنامه PC است.
به عنوان مثالي ديگر از ساختار سه باسه، بياييد فرض كنيم فرمان موجود در رجيستر دستور بگويد كه محتويات انباره بايد به چاپگر منتقل شود. اجراي اين فرمان مستلزم اين است كه CPU ، آدرس چاپگر را روي باس آدرس قرار دهد و بيتي اين آدرس را تست مي كند و اگر ديد كه براي چاپگر است آنگاه باس كنترل I/O را در وضعيت Write قرار مي دهد. داده اي كه بايد خارج شود اكنون مي تواند بر روي باس آدرس قرار گيرد و به چاپگر برود.
به طور خلاصه CPU هر سيكل فرمان را با آوردن يك دستور از واحد حافظه آغاز مي كند. سپس يك واح به شمارنده برنامه اضافه مي شود تا براي سيكل احضار بعدي آماده باشد. سرانجام در سيكل اجرا، آپ كد دستور كد گشايي و اجرا مي شود.
از ديدگاه ساختار سه باسه، تنها چهار نوع سيكل دستور امكان پذير است. اين سيكلها همراه با محتواي سه باس در هر حالت در جدول زير فهرست شده اند.

نوع دستور............باس آدرس...............باس كنترل.......................باس داده
خواندن حافظه .....آدرس سلول حافظه.....انتخاب حافظه و خواندن.....محتواي سلول حافظه انتخاببي
نوشن حافظه.....آدرس سلول حافظه.....انتخاب حافظه و خواندن.....داده اي كه بايد در حافظه نوشته شود
خواندن I/O.....آدرس وسيله I/O.....انتخاب I/O و خواندن.....داده وسيله I/O انتخابي
نوشتن I/O .....آدرس وسيله I/O.....انتخاب I/O و خواندن.....داده اي كه بايد در وسيله I/O نوشته شود