واضح است که هر رایانه ای باید شامل یک ورودی و یک واحد خروجی نیز باشد. اینها مکانیزم ارتباط کامپیوتر با جهان خارج را فراهم کنید. دنیای خارج ممکن است متشکل از شخصی باشد که در پایانه رایانه تایپ می کند و
تماشای پاسخ روی صفحه ، یا ممکن است برخی از تجهیزات ، به عنوان مثال شستشو باشد دستگاهی است که ورودی های داده ای مانند دمای آب ، سطح آب و طبل را فراهم می کند
سرعت چرخش ، و طبق برنامه داخل کامپیوتر کنترل می شود ، از طریق خروجی های رایانه که شیرهای آب و بخاری را روشن و خاموش می کنند و سیستم را تغییر می دهند
دور موتور رایانه باید دارای یک حافظه داخلی باشد که دو عملکرد را در اختیار شما قرار می دهد. اول ، فضای ذخیره سازی برای برنامه رایانه ای را فراهم می کند. دوم ، موقت را فراهم می کند ذخیره سازی برای داده هایی که ممکن است در برخی از مراحل اجرای برنامه توسط ALU ، اما تا حدودی بعد لازم نیست. چنین متغیرهای داده ای باید بتوانند باشند
توسط رایانه در واحد حافظه نوشته شده و سپس هنگام خواندن مجدداً خوانده می شود داده مورد نیاز است حافظه به صورت یک آرایه (یا لیست) تک بعدی از کلمات سازمان یافته است ،
و هر دستورالعمل یا متغیر داده یک یا چند کلمه را در حافظه اشغال می کند. هر یک word به طور موازی از چند بیت (رقم دودویی) ذخیره سازی تشکیل شده است.
واحد کنترل رایانه توالی عملکردهای همه را کنترل می کند با توجه به دستورالعمل های برنامه کامپیوتری ، اجزای ذکر شده در بالا.
هر دستورالعمل از حافظه دریافت می شود ، و سپس توسط واحد کنترل رمزگشایی می شود و به مجموعه ای از سیگنال های کنترل سطح پایین تبدیل می شود که باعث عملکرد مشخص شده توسط آن دستورالعمل اجرا شود. هنگامی که یک دستورالعمل به پایان رسید ، دستورالعمل بعدی واکشی می شود و مراحل رمزگشایی و اجرای دستورالعمل انجام می شود تکرار شد این فرایند برای هر دستورالعمل در برنامه تکرار می شود و فقط در موارد دیگر متفاوت است
با یک دستورالعمل شعبه روبرو می شود در این حالت ، دستورالعمل بعدی که باید از آن گرفته شود حافظه از بخشی از حافظه مشخص شده توسط دستورالعمل شاخه گرفته می شود ، به جای اینکه دستورالعمل بعدی به ترتیب باشد.
جز final نهایی رایانه ، ساعت یا نوسان ساز با فرکانس ثابت است که عملکرد تمام قسمتهای کامپیوتر را همزمان می کند و همه را تضمین می کند عملیات در توالی صحیح رخ می دهد. فرکانس ساعت دستورالعمل را تعریف می کند سرعت اجرای کامپیوتر و با سرعت کارکرد کامپیوتر محدود می شود مدارهای نیمه هادی که کامپیوتر را تشکیل می دهند.
در هر رایانه ای ، هر دو دستورالعمل و داده ها به صورت داخلی در حافظه ذخیره می شوند اعداد دودویی این به این دلیل است که کامپیوتر فقط می تواند درک کند و دستورالعمل های کدگذاری شده در کد زبان باینری ماشین را اجرا کنید به آن نوع خاص کامپیوتر. ممکن است برای کاربر به نظر برسد که رایانه یک برنامه نوشته شده به زبان برنامه نویسی دیگر را اجرا می کند ، مانند BASIC یا PASCAL. در واقع ، برای اجرای یک برنامه نوشته شده در به هر زبان دیگری ، برنامه ابتدا باید به رایانه تبدیل شود زبان ماشین خود این کار را می توان یکبار برای همیشه با استفاده از a کامپایلر یا همانطور که برنامه با استفاده از مترجم اجرا می شود.
هر دستورالعمل در مجموعه دستورالعمل های کد ماشین در کامپیوتر به طور معمول است با یک یا چند کلمه در حافظه کامپیوتر نمایش داده می شود. هر کلمه نشان داده شده است از نظر فیزیکی توسط تعدادی رقم دودویی (بیت) به طور موازی. همچنین داده ها به صورت کلمات ذخیره می شوند بنابراین در حافظه کامپیوتر و طول کلمه رایانه تعریف می شود تعداد ارقام باینری که کامپیوتر می تواند همزمان دستکاری کند ، از
دستکاری های حساب به طور کلی همزمان با یک کلمه حافظه انجام می شود. تعداد بیت ها در هر کلمه توسط طراح کامپیوتر انتخاب می شود و یکی از معیارهای اندازه گیری آن است قدرت پردازش رایانه. در حال حاضر ، ریزپردازنده ها معمولاً از 8 ، 16 یا 32 بیت در هر کلمه ، مینی کامپیوترها 16-32 بیت در هر کلمه و رایانه های اصلی استفاده کنید 32-64 بیت یا بیشتر در هر کلمه.
حافظه رایانه به روشهای مختلفی پیاده سازی می شود. نیمه هادی حافظه فناوری غالب در حال حاضر است. عناصر ذخیره سازی نیمه هادی بسیار کوچک هستند مدارهای یکپارچه. مدارهای ذخیره سازی و مدارهای شتیبانی مورد نیاز نوشتن و خواندن اطلاعات روی تراشه های سیلی بسته بندی شده است. چند وجود دارد
فن آوری های ذخیره سازی نیمه رسانا در حال استفاده است. لازم نیست در نظر بگیرید فیزیک از این رویکردهای مختلف در هر جزئیات. فقط ذکر آن کافی است تراشه های نیمه هادی دو قطبی سریع تر و گران تر ، اغلب در کشور استفاده می شوند حساب / منطق و سایر بخشهای پردازنده در حالی که کندتر و کمتر هستند تراشه های گران قیمت که از فناوری نیمه هادی اکسید ف (MOS) استفاده می کنند معمولاً هستند
در بخش ذخیره سازی اولیه استفاده می شود. این اجزای اصلی ذخیره سازی اغلب هستند به تراشه های حافظه دسترسی تصادفی (RAM) گفته می شود زیرا هر یک از مکان ها در تراشه را می توان به طور تصادفی انتخاب و برای ذخیره و بازیابی مستقیم داده ها و دستورالعمل ها
تراشه های RAM ممکن است به عنوان دینامیک و ایستا طبقه بندی شوند. مدارهای ذخیره سازی داخل می شوند
تراشه های RAM پویا حاوی (1) یک ترانزیستور هستند که تقریباً مانند یک عمل می کند
سوئیچ نور خاموش و مکانیکی و (2) خازنی که توانایی ذخیره برق را دارد
شارژ. بسته به عملکرد سوئیچینگ ترانزیستور ، خازن یا
شامل هیچ شارژ (0 بیت) است یا شارژ (1 بیت) را نگه می دارد. از آنجا که شارژ خازن است
تمایل به "نشت کردن" دارد ، تهیه "ایجاد مجدد" یا تازه سازی فضای ذخیره سازی به صورت دوره ای انجام می شود
شارژ. بنابراین یک تراشه RAM پویا ذخیره ناپایدار را فراهم می کند. یعنی داده های ذخیره شده هستند
در صورت قطع برق از دست داده است.
تراشه های RAM استاتیک نیز ذخیره سازی فرار هستند اما به شرطی که باشند
از طریق برق تأمین می شوند ، برای حفظ داده های ذخیره شده نیازی به هیچ مدار احیا کننده خاصی نیست.
از آنجا که کمی ترانزیستور و دستگاه های دیگر برای ذخیره کمی در یک رم استاتیک نیاز دارند ، این موارد است
تراشه ها از پیچیدگی بیشتری برخوردار هستند و فضای بیشتری را برای ظرفیت ذخیره داده شده بیشتر از آن اشغال می کنند
RAM های پویا را انجام دهید بنابراین RAM های استاتیک در برنامه های تخصصی و در عین حال پویا استفاده می شوند
RAM ها در بخشهای ذخیره سازی اصلی اکثر رایانه ها استفاده می شوند. به دلیل فرار بودن
ماهیت این عناصر ذخیره سازی ، یک سیستم پشتیبان برق اضطراری (UPS) است
اغلب در تاسیسات رایانه ای بزرگتر یافت می شود. کاربران رایانه های شخصی نیز می توانند سرمایه گذاری کنند
چند صد دلار و یک یو پی اس کوچک باتری دار تهیه کنید. این دستگاه جریان را برای یک منبع تغذیه می کند
مدت زمان کافی برای کاربران برای ذخیره داده ها بر روی دیسک و سپس خاموش کردن سیستم در یک
راه منظم
عناصر ذخیره سازی تخصصی در واحد پردازنده
شما می دانید که هر پردازنده دارای یک بخش ذخیره سازی اصلی است که فعال را در خود نگه می دارد
برنامه (ها) و داده های در حال پردازش. علاوه بر این بخش ذخیره سازی برای اهداف عمومی ،
با این حال ، بسیاری از پردازنده ها دارای عناصر ذخیره سازی داخلی داخلی نیز هستند که مورد استفاده قرار می گیرند
برای اهداف خاص پردازش و کنترل.
یکی از عناصر مورد استفاده در عملیات پردازش کره با سرعت بالا (یا حافظه پنهان) است
حافظه ای که سریعتر و گرانتر از هر شخصیت ذخیره شده نسبت به اولیه است
ذخیره سازی. این مدار پرسرعت به عنوان "پد خراش" برای ذخیره موقت داده ها و
دستورالعملهایی که احتمالاً بارها در حین پردازش بازیابی می شوند. سرعت پردازش
بنابراین می تواند بهبود یابد. داده ها ممکن است به طور خودکار بین بافر و
ذخیره سازی اولیه به طوری که برنامه نویسان برنامه از استفاده از آن بی اطلاع هستند. فقط یک بار پیدا شد
در سیستم های بزرگتر ، حافظه نهان اکنون در برخی از ریز پردازنده های کوچک موجود است
تراشه های مورد استفاده در رایانه های شخصی.
سایر عناصر ذخیره سازی تخصصی موجود در بسیاری از پردازنده ها برای کنترل استفاده می شوند
اهداف ابتدایی ترین عملکردهای رایانه توسط مدارهای سیمی انجام می شود.
سپس می توان از مدارهای اضافی برای ترکیب این موارد استفاده کرد
مجموعه ای از برنامه های ویژه به این برنامه ها میکرو برنامه می گویند زیرا آنها هستند
معامله با عملکرد سطح پایین ماشین - بنابراین اساساً جایگزین می شوند
سخت افزار اضافی
میکرو برنامه ها به طور معمول در واحد پردازنده در ذخیره سازی کنترل ویژه نگهداری می شوند
عناصری به نام تراشه های حافظه فقط خواندنی (ROM). برخلاف تراشه های RAM که هستند
فرار ، تراشه های ROM هنگام خاموش شدن ، داده های ذخیره شده را حفظ می کنند. کنترل میکرو برنامه
دستورالعمل هایی که باعث می شوند دستگاه عملیات خاصی را انجام دهد می تواند به طور مکرر خوانده شود
در صورت وم از یک تراشه ROM استفاده کنید ، اما تراشه داده یا دستورالعمل ورودی را نمی پذیرد
از کاربران رایانه.
ابتدایی ترین نوع تراشه ROM به عنوان بخشی توسط تولید کننده کامپیوتر تهیه می شود
سیستم رایانه ای است و توسط کاربران قابل تغییر یا تغییر نیست. چنین تراشه هایی دارند
برنامه گسترده ای را به عنوان یک ابزار ذخیره سازی برنامه در بازی های ویدیویی و شخصی پیدا کرد
رایانه البته ، این امکان برای کاربر وجود دارد که با انتخاب سیستم "سفارشی" کند
عملکردهای ماشین که توسط میکرو برنامه و سپس با استفاده از ثانیه انجام می شود
نوع تراشه ROM. به عنوان مثال ، عملیات حیاتی یا طولانی مدت که به آرامی انجام شده اند
انجام شده توسط نرم افزار می تواند به میکرو برنامه تبدیل شده و به یک برنامه قابل برنامه ریزی تبدیل شود
تراشه حافظه فقط خواندنی (PROM). هنگامی که به فرم سخت افزاری رسیدند ، این وظایف می توانند
معمولاً در کسری از زمان مورد نیاز قبلی اجرا می شود.
تراشه های PROM توسط سازندگان رایانه و فروشندگان ROM سفارشی تهیه می شوند. یک بار
عملیات در یک تراشه PROM نوشته شده است ، آنها دائمی هستند و نمی توانند
تغییر یافته انواع دیگری از تراشه های کنترل ROM نیز وجود دارد که البته می تواند باشد
پاک شده و دوباره برنامه ریزی شده است. از آنجا که یک نوع حافظه پاک شونده و فقط خواندنی قابل برنامه ریزی است
تراشه (EPROM) باید از پردازنده برداشته شود و برای مدتی در معرض خطر قرار گیرد
نور ماوراio بنفش قبل از اینکه بتواند مطالب جدید را بپذیرد ، به سختی قابل استفاده است
برنامه نویسان برنامه نوع دیگری از قابلیت پاک شدن الکتریکی فقط برای خواندن قابل برنامه ریزی
تراشه حافظه (EEPROM) نیز در دسترس است که می تواند با ویژه از نو برنامه ریزی شود
پالس های الکتریکی صرف نظر از نوع تراشه ROM مورد استفاده ، همه آنها در خدمت هستند
با کنترل عملکرد چند کار تخصصی ، بهره وری پردازنده را افزایش دهید
درباره این سایت