کامپیوتر و شبکه
 
 
یک شنبه 19 تير 1390برچسب:, :: 18:39 ::  نويسنده : تورج

CPU

 

مقدمه :

واژه لاتین: CPu

شويا معمولآ نتايج  حاسبات را    (Accumulator)يك   قطعه دادهاي را در حافظه دنبال مي كند وثبات انباشتگرجمع آوري مي نمايد.


 واحد كنترل - (CU):

اين بخش تمام سيستم كامپيوتر را به نحوي هدايت مي كند كه دستورات بر نامه هاي ذخيره شده را انجام دهند اين بخش بايد  بتواند با دو  بخش واحد  محاسبه ومنطق وحافظه ارتباط   برقرار كند.
واحد محاسبه ومنطق-  :(Alu)
كار اين بخش انجام توابع حسابي مقايسه اي ومنطقي است توابع حسابي شامل جمع، تفريق ، ضرب  وتقسيم  مي شوند عمليات منطقي به  مقايسهء  اعداد ، حروف و خصوصيات ويژه مي پردازد اين عمليات سه نوع شرايط را مورد آزمايش قرار مي دهد.

شرايط مساوي : در اين شرايط دو مقداربا هم برابر هستند
شرايط كوچكتر: در اين شرايط يك مقداراز مقدار ديگر كمتر است
شرايط بزرگتر : در اين شرايط يك مقدار از يك مقدار ديگر بيشتر است.

وقتي از يك ريز پردازنده براي كنترل وسايل بخصوصي مانند: سيستم هاي سوختي موجود در يك   Intel 8096 ماشين استفاده مي شود به آن تراشهء منطقي ويا ميكرو كنترلر گويند. توانايي معماري پردازنده هاي پنتيوم شركت اينتل را بهبود بخشيده   MMXو عملكرد بر نامه هاي كاربردي چند رسانه اي و مخابراتي كه داراي ويژگيهاي گرافيكي ، تصويري وصوتي را افزايش ميدهد.

آشنايي با CPU (ريزپردازنده يا ميكرو پروسسور)

به مدارهاي مجتمعي كه وظيفه پردازش اطلاعات و انجام محاسبات مورد نياز يك كامپيوتر را بر عهده دارد واحد پردازش مركزي (CPU)  مي گويند و يك كامپيوتر مي تواند از يك يا چند پردازنده تشكيل شده باشد.CPU مغز هر كامپيوتر محسوب مي شود و عمده وظايف محاسباتي و پردازشي را بر عهده دارد. ريزپردازنده واحد پردازش مركزي يا مغز رايانه مي باشد. اين بخش مدار الكترونيكي بسيار گسترده و پيچيده اي مي باشد كه دستورات برنامه هاي ذخيره شده را انجام مي دهد. جنس اين قطعه كوچك (تراشه) نيمه رسانا است.

 CPU شامل مدارهاي فشرده مي باشد و تمامي عمليات يك میکرو رایانه را کنترل می کند.  تمام رايانه ها  (شخصي، دستي و...) داراي ريزپردازنده مي باشند. نوع ريزپردازنده در يك رايانه مي تواند متفاوت باشد اما تمام آنها عمليات يكساني انجام مي دهند.

 

                 

   

 

تاريخچه پردازنده ها:

اولين پردازنده در سال 1970 با نام 4004 توسط شركت اينتل عرضه گرديد و تا امروز نيز اين شركت عمده ترين سهم بازار پردازنده را در دست دارد ، هرچند كه با ورود شركتهاي همچون موتورلا ، AMD ، سايريكس و غيره به اين بازار ، ديگر اينتل يكه تاز اين عرصه نيست و بازار بين رقبا تقسيم شده است.

    CPU هاي شركت موتورلا داراي ساختاري ويژه و انحصاري هستند و در نتيجه با پردازنده اينتل سازگار نيستند ، در حالي كه CPU هاي عرضه شده از سوي دو شركت AMD و سايريكس كاملا با CPU هاي اينتل سازگار مي باشند و تمام نرم افزارهايي كه CPU هاي اينتل قابل اجرا مي باشند ، با CPU هاي AMD و سايريكس نيز اجرا مي گردند. CPU هاي سايريكس از كيفيت و عملكرد چندان مطلوبي برخوردار نيستند و در ميان انواع CPU ها از قيمت پايين تري نيز برخوردارند در حالي كه CPU هاي ساخت AMD در عين برخورداري از قيمت پايين تري ، در بسياري از موارد حتي از CPU هاي گران اينتل ، خود را برتر نشان داده اند. CPU ها براي انجام وظايف خود مرتبا مجبورند با حافظه تبادل اطلاعات نمايند ، اين در حالي است كه از يك سو هميشه ، سرعت پردازنده هاي مركزي بيشتر از سرعت انتقال اطلاعات روي مادربرد بوده است و از سوي ديگر حافظه رم روي مادربرد قرار دارد و نه درون پردازنده و در نتيجه سرعت حافظه RAM نيز از سرعت انتقال اطلاعات روي مادربرد پيروي مي كنند ، علاوه بر اين حافظه RAM حافظه اي عمومي است كه توسط ساير اجزا ، سيستم نيز مورد استفاده قرار مي گيرد .براي رفع اين مشكل و افزايش سرعت پردازش اطلاعات نوعي حافظه به نام حافظه Cache لايه اول و دوم (L1 , L2) در درون CPU ها تعبيه شد كه سرعت آن با سرعت CPU برابر است . حافظه Cache تنها در اختيار پردازنده مركزي قرار دارد و ساير تجهيزات حق استفاده از آن را ندارند. تا پيش از ظهور CPU مدل DX80486 تمام پردازنده ها بدون حافظه Cache عرضه مي شدند و براي اولين بار اين پردازنده بود كه از حافظه Cache لايه 1 L1)) به صورت داخلي بهره گرفت.براي جلوگيري از افزايش قيمت ، در آن زمان به همين يك Cache داخلي بسنده شد و Cache لايه 2 (L2 ) بر روي مادربرد نصب گرديد .قرار گرفتن Cache لايه 2 بر روي مادربرد از سرعت آن در مقايسه با Cache لايه 1 بسيار بيجاست ولي باز هم وجود آن در سيستم بي تاثير نبود.

    با ظهور پردازنده هاي پنتيوم پرو و پنتيوم 2 ، تكنولوژي آنقدر پيشرفت نموده كه بتوان Cache لايه دوم را نيز بدون افزايش قابل ملاحظه قيمت ، درون پردازنده جاي داد و از آن پس تمام پردازنده ها ، هر دو سطح حافظه Cache را درون خود جاي دادند.. با شدت گرفتن بازار ، رقابت بين توليد كنندگان پردازنده ها افزايش يافت، شركت اينتل كه مي ديد قيمت پايين تر پردازنده هاي AMD مي رود مشتريان را به سوي خود جلب نمايد ، پردازنده هاي سلرون را عرضه نمود كه در عين برخورداري از سرعت ساعت پردازنده هاي پنتيوم قيمت پايين تري داشتند .

    شركت AMD نيز براي عقب نماندن از قافله ، اقدام به توليد پردازنده هاي Duran كرد. تفاوت عمده پردازنده هاي سلرون و Duran با پردازنده هاي اصلي خود ، در شكل بسته بندي ميزان حافظه Cache  لايه دوم و سرعت تبادل اطلاعات بين Cache و پردازنده مي باشد كه البته اين خود تفاوت كوچكي نيست و در سرعت واقعي و عملكرد كامپيوتر نقش مؤثري دارد .پيش فرض ويندوز (و به صورت كلي هر سيستم عاملي ) براي انجام عمليات بوت از فرامين دسترسي به HAL يا Hardware Abstraction Layer (دسترسي به لايه هاي مجرد هاردديسك) استفاده مي نمايد. اين عمل باعث بازيابي حافظه L2 مي شود ، اگر اين عمليات با شكست مواجه شود ، يعني به هر دليلي امكان دسترسي به لايه هاي هاردديسك وجود نداشته باشد، و نيز براي انجام عمليات بوت از حافظه L2 كمك مي گيرد . در همين جا است كه نكته اصلي و پنهاني ماجرا آشكار مي شود ! ويندوز براي اين منظور تنها از 256 KB از حافظه L2 استفاده مي كند ، در صورتي كه ممكن است CPU شما حافظه L2  اي بيش از اين داشته باشد ، متاسفانه اين مشكل از اينجا ناشي مي شود كه تنظيمات شركتي براي CPU تعريف شده هستند ، و به صورت پيش فرض در حالت غير فعال قرار داد .

توجه : با توجه كه اين تغييرات باعث اعمال فرامين خاصي توسط ويندوز در CPU خواهد شد و ممكن است باعث افزايش نسبي دماي CPU به علت دسترسي بيشتر سيستم به آن گردد ، لذا توصيه مي شود قبل از هر گونه اعمال تغييري ، جوانب احتياط را رعايت نماييد و حتما از رجيستري ويندوز خود نسخه پشتيبان تهيه نماييد . توجه داشته باشيد كه اين ترفندها تماما در گروه OverClocking قرار خواهند گرفت ، و لذا شما بايستي كليه توصيه هاي مربوط به اين قبيل ترفندها را رعايت نماييد در غير اينصورت مسئوليت هر گونه مشكلي در استفاده از آنها تنها با خود شما مي باشد .

    براي شروع ابتدا از طريق منوي Start و ابزار Run وارد Regedit شويد و مسير زير را در آن بيابيد :

Start/Run/Regedit/Hkey-Local-Machine/System/CurrentControl Set/Control/SessionManager/Memory Management

و در صفحه سمت راست به دنبال كليدي با نام  Second Level DataCache بگرديد ، روي آن دو بار كليك نماييد تا صفحه مقداردهي به آن ظاهر گردد :

همانطور كه مشاهده مي كنيد مقدار اوليه اين كليد برابر صفر مي باشد ، اين مقدار به اين معنا مي باشد كه CPU از تنظيمات شركتي خود براي حافظه L2 استفاده مي نمايد ، در اين حالت ميزان استفاده از حافظه L2 تنها 256 كيلوبايت مي باشد . در قسمت Base حالت كددهي را از HexaDecimal به Decimal تغيير دهيد و سپس عدد مورد نظر خود را براي ميزان استفاده از حافظه L2 (بر حسب كيلوبايت) در قسمت Value Data وارد نماييد (براي مثال : وارد نمودن عدد 512 بدين معنا مي باشد كه سيستم از اين پس از 512 كيلو بايت از حافظه ي L2 در مواقع نياز استفاده خواهد كرد.) هرگز عددي بيش از عددي كه براي حافظه L2 در CPU شما تعيين شده است در اين قسمت وارد ننمائيد ، زيرا باعث بروز مشكلات بسيار جدي در سيستم شما خواهد شد :

پس از وارد نمودن عدد مورد نظر بر روي Ok كليك نماييد و سپس از رجيستري خارج شده و براي اعمال تغييرات سيستم خود را Restart نماييد.در CPU هاي امروزي بسيار مدرن ممكن است اثر اين تغييرات زياد محسوس نباشد، زيرا معمولا با توجه به اين نوع CPU و نيز مدل آن ، تنظيمات شركتي متفاوتي براي CPU ها اعمال مي شود ، اما در اكثر مواقع هيچ گاه نهايت استفاده از قابليت (حافظه L2 ) در آنها به عمل نمي آيد ، مسئوليت اين قسمت به عهده هاردديسك سپرده مي شود. اما در CPU هاي قديمي تر مدل Pentium براي مثال III و يا Pentium II ، اين تغيير مي تواند افزايش سرعت محسوسي را در فرايندهاي آني ويندوز سبب گردد(فرايندهاي نظير بوت ويندوز).

 

تاريخچه ريزپردازنده ها
ريزپردازنده پتانسيل هاي لازم براي انجام محاسبات و عمليات مورد نظر يك رايانه را فراهم مي سازد. در واقع ريزپردازنده از لحاظ فيزيكي يك تراشه است. اولين ريزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام
Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. اين ريزپردازنده قدرت زيادي نداشت و تنها قادر به انجام عمليات جمع و تفريق ۴ بيتي بود. تنها نكته مثبت اين پردازنده استفاده از يك تراشه بود، زيرا تا قبل از آن از چندين تراشه براي توليد رايانه استفاده مي شد. اولين نوع ريزپردازنده كه بر روي كامپيوتر خانگي نصب شد. ۸۰۸۰ بود. اين پردازنده ۸ بيتي بود و بر روي يك تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گرديد. پس از آن پردازنده اي كه تحول عظيمي در دنياي رايانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. اين پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شركت IBM طراحي و در سال ۱۹۸۲ عرضه گرديد. بدين صورت توليد ريزپردازنده ها توسط شركت هاي توليدكننده به سرعت رشد يافت و به مدل هاي ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتيوم ۲، پنتيوم ۳، پنتيوم ۴ منتهي شد.
اين پردازنده ها توسط شركت
Intel و ساير شركت ها طراحي و به بازار عرضه شد. طبيعتاً پنتيوم هاي ۴ جديد در مقايسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسيار قوي تر مي باشند زيرا كه از نظر سرعت به ميزان ۵۰۰۰ بار عمليات را سريعتر انجام مي دهند. جديدترين پردازنده ها اگر چه سريعتر هستند گران تر هم مي باشند. كارآيي رايانه ها بوسيله پردازنده آن شناخته مي شود. ولي اين كيفيت فقط سرعت پروسسور را نشان مي دهد نه كارآيي كل رايانه را. به طور مثال اگر يك رايانه در حال اجراي چند نرم افزار حجيم و سنگين است و پروسسور پنتيوم ۴ آن ۲۴۰۰ كيگاهرتز است، ممكن است اطلاعات را خيلي سريع پردازش كند. اما اين سرعت بستگي به هاردديسك نيز دارد. يعني اين كه پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زيادي را در انتظار مي گذراند.
  پروسسورهاي امروزي ساخت شركت
Intel، پنتيوم ۴ و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت هاي مختلفي برحسب گيگاهرتز (معادل يك ميليارد هرتز با يك ميليارد سيكل در ثانيه است) براي پنتيوم ۴ از ۴/۱ گيگاهرتز تا ۵۳/۲ متغير است و براي پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گيگاهرتز تا ۸/۱ گيگاهرتز است. يك سلرون همه كارهايي را كه يك پنتيوم ۴ انجام مي دهد را

مي تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.
پردازنده دو عمل مهم انجام مي دهد:
۱- كنترل تمام محاسبات و عمليات
۲- كنترل قسمت هاي مختلف
پردازنده در رايانه هاي شخصي به شكل يك قطعه نسبتاً تخت و كوچك به اندازه ۸ يا ۱۰ سانتي متر مربع كه نوعي ماده، مانند پلاستيك يا سراميك روي آن را پوشانده است تشكيل شده در واقع فرآيند بوجود آمدن اين مغز الكترونيكي به اين گونه مي باشد كه از سيليكان به علت خصوصيات خاصي كه دارد جهت ايجاد تراشه استفاده مي شود. بدين گونه كه آن را به صورت ورقه هاي بسيار نازك و ظريف برش مي دهند و اين تراشه ها را در درون مخلوطي از گاز حرارت مي دهند تا گازها با آنها تركيب شوند و بدين صورت طبق اين فرآيند شيميايي سيليكان كه از جنس ماسه مي باشد به فلز و بلور تبديل مي شود كه امكان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. اين قطعه كار ميليونها ترانزيستور را انجام مي دهد. پردازنده وظايف اصلي زير را براي رايانه انجام مي دهد:
۱- دريافت داده ها از دستگاه هاي ورودي
۲- انجام عمليات و محاسبات و كنترل و نظارت بر آنها
۳- ارسال نتايج عمليات با دستگاه هاي خروجي پردازنده مانند قلب رايانه است و از طريق كابلهاي موجود با واحدهاي ديگر مرتبط مي شوند.




صفحه قبل 1 صفحه بعد

درباره وبلاگ

به وبلاگ من خوش آمدید
موضوعات
آخرین مطالب
پيوندها

تبادل لینک هوشمند
برای تبادل لینک  ابتدا ما را با عنوان کامپیوتر و شبکه و آدرس officenet.LoxBlog.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.





نويسندگان


ورود اعضا:


نام :
وب :
پیام :
2+2=:
(Refresh)

<-PollName->

<-PollItems->

آمار وب سایت:
 

بازدید امروز : 3
بازدید دیروز : 25
بازدید هفته : 30
بازدید ماه : 629
بازدید کل : 10944
تعداد مطالب : 74
تعداد نظرات : 3
تعداد آنلاین : 1