جلسه سوم

 CPU( پردازنده، ريزپردازنده، ميكرو پروسسور، پردازشگر مركزي ) ◦ مانند قلب و مغز انسان عمل مي كند و در مركز محاسبات و كنترل يك سيستم كامپيوتري قرار دارد.  دسته بندي پردازنده ها بر اساس عملكرد (General Vs. Special) ◦ خاص منظوره : براي دستورات خاص متناسب با عملكردي كه براي آن استفاده شده.  سرعت اجراي بالا ◦ همه منظوره : اجراي دستورات متنوع تعريف شده براي كاربردهاي مختلف  سرعت اجراي كمتر به نسبت قبلي

 پردازنده ‌ هاي خانواده اينتل ◦ پردازنده هاي اينتل  XT     پنتيوم  پنتيوم II  پنتيوم III  پنتيوم IV (P4) ◦ پردازنده هاي خانواده AMD و سايريكس  پردازنده هاي مبتني بر موتورولا

 مروري بر تحولات پردازنده ها از 4004 تا P4   سرعت كلاك پردازنده ها  ولتاژ استفاده شده  اندازه رجيسترهاي داخلي  پهناي باند گذرگاه  حداكثر حافظه قابل پشتيباني  كش سطح 2 و سطح ا  ويژگيهاي كمكي (FPU, MMX,SSE,3Dnow)

 اولين پردازنده هاي كه به طور وسيع مورد استفاده در كامپيوترهاي IBM بودند. به شكل DIP(Dull in line Package)  داراي دو مد كاري Max و Min ( همه كارها با پردازنده )  8088 : گذرگاه داخلي 16 بيت ولي خارجي 8 بيت. داراي 40 پايه – 20 خط براي آدرس و داده -( ويژگي مالتي پلكس ) حداكثر حافظه قابل حمايت 1 مگابايت – به كمك ALE كنترل آدرس و يا داده بودن خطوط مشخص مي شود.  8086 : گذرگاه داخلي و خارجي 16 بيت ◦ داراي خطوط زير است :  اطلاعات : با 16 خط داده با حافظه در ارتباط است.  آدرس : 16 خط  كلاك  ماكس و مين : در مد مين خطوط عملكرد آنها تغييير خواهد كرد. در مد ماكس با كنترلر گذرگاه كنترل مي شوند.  آماده  راه اندازي مجدد  تست و.....

 Small Outline Transistor (SOT) n Small Outline Package (SOP) n Dual-In-Line Package (DIP) n Plastic/Ceramic Pin Grid Array (PPGA/CPGA) n Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC)

 باس كنترل : كنترل پايه هاي كه بصورت ورودي و خروجي عمل مي كنند را بر عهده دارد. مثلا BHE (Bus High Enable) براي مشخص كردن بخش بالايي 16 خط آدرس - كه به عنوان خط داده استفاده مي شود - مورد استفاده قرار مي كيرد.  بخش Reset : براي مشخص كردن مقدار ثباتها، شمارنده ها و.. ◦ به صورت دگمه بر روي كيس ◦ - در ابتداي راه اندازي سيستم ◦ به Ctrl + Alt – Delete  Ready: براي مشخص كردن زمان آماده براي دريافت نتايج يك دستگاه جانبي كه سرعت كمي دارد. توسط دستگاه ديگر 1 يا 0 مي شود  Test: براي ايجاد هماهنگي پردازنده و كمك پردازنده  INT: براي وقفه استفاده مي شود. از اولويت اسفاده مي شود.  NMI(Non Maskable Int.)  Lock: براي جلوگيري از كنترل باس توسط پردازنده يا دستگاههاي ديگر بايد صفر شود

 از دو بخش تشكيل شده است. ◦ BIU واحد رابط گذرگاه  ثباتهاي سگمنت  صف مربوط به دستورالعملها (instruction set)  كنترلر باس اطلاعات و آدرس  توليد كننده آدرس فيزيكي (20 خط ) از آدرس منطقي در ثباتهاي 16 بيتي ◦ واحد اجرا (EU)  ثباتهاي مربوط به اطلاعات ( ثباتهاي عمومي )  واحد محاسبه و منطق  واحد كنترل براي اجراي دستورالعمل

8088 Rom/Ram Memory I/O Control Bus Data Bus Address Bus

 ثباتهاي اطلاعات (AX,BX,CX,DX) براي نگهداري داده ها  ثباتهاي اشاره گر و شاخص (IP,SI,DI,BP,SP) محل دستورالعملها  ثباتهاي قطعه يا سگمنت (CS,DS,SS,ES)  ثباتهاي حالت يا پرچم

 اولين پردازنده 16 بيتي اينتل  خط آدرس 24 بيتي (16 مگابايت )  تغييرات به نسبت XT ◦ داراي دو مد كاري  واقعي : در فضاي 1 مگابايت كار مي كند. براي برنامه هايي كه براي پردازنده قبلي نوشته شده  محافظت شده : در فضاي 16 مگابايت كار مي كند. ◦ اجراي برنامه ها بصورت همزمان : استفاده از ثبات Task Stack Segment. نگهداري وظايف ناتمام ◦ گذرگاه آدرس :24 خط ◦ گذرگاه اطلاعات : 16 خط  بخاطر تغيير در گذرگاه اطلاعات و تبديل 8 به 16 به Advance Tech. يا AT مشهور شدند. ◦ سرعت كاري بالاتر : سرعتهاي پالس 8 ، 10 ، 12 و 16 مگا هرتز ◦ به صورت DIP و يا بصورت SMD(Surface Mounted Device) ◦ داراي كمك پردازنده رياضي MPU or FPU است. ◦ گذرگاه اطلاعات داخلي و خارجي 16 و ثباتها هم 16 بيتي هستند.

 تحول بزرگي ايجاد كرد زيرا محدوديت حافظه را شكست و با 32 خط آدرس 4 گيگا را حمايت ميكرد.  يك مد جديد با نام Virtual اضافه كردند كه باعث دادن قابليتهاي بيشتر به پردازنده مي شود.  قابليت اجراي تمام برنامه هاي قبلي  داشتن سه مد كاري و سوييچ مابين آنها ( واقعي – حفاظت شده – مجازي )  پشتيباني از سيستم عاملهاي چند كاربره و چند وظيفه اي  پشتيباني از كش خارجي بر روي مادربورد سطح 2 و گاهي 1  خاصيت خط لولگي در پردازنده

 بخشهاي مهم پردازنده : ◦ واحد رابط گذرگاه : دستورالعملها را از رم مي خواند ◦ واحد خواندن دستورالعمل ◦ واحد رمزگشايي دستورالعملها ◦ واحد اجراي دستورالعملها ◦ واحد قسمت بندي يا سگمنت : براي تبديل آدرس منطقي به فيزيكي ◦ واحد صفحه يا صفحه بندي : براي تبديل آدرس منطقي به فيزيكي

 قسمتهاي مهم پردازنده ◦ واحد رابط گذرگاه (Bus Interface unit ) ◦ واحد خواندن دستورالعمل (Code Fetch unit ) ◦ واحد رمزگشايي دستورالعملها (Instruction Decode Unit) ◦ واحد اجراي دستورالعملها (Instruction Execution Unit ) ◦ واحد قسمت بندي يا سگمنت (Segmentation of Segment Unit) ◦ واحد صفحه يا صفحه بندي (Paging page unit)  مدلهاي پردازنده ◦ SX: داراي 24 خط آدرس و پكيج PLCC ◦ DX: داراي 32 خط آدرس و پكيج PGA از نوع فشاري يا ZIF

80386 Motherboard

 مانند است با قابليتهاي بيشتر و سرعت بالاتر  داراي كش استاتيكي سرخود سطح 1 و سطح 2 است.  داراي كمك پردازنده سرخود است.  پكيجهاي آن PLCC و PGA  فركانس كاري بالاتر پردازنده نسبت به پالس سيستم  ولتاژ كاري كمتر از 5 ولت (3/3 تا 3/45)  باس آدرس و اطلاعات 32 بيتي

بحث از سرعت 66 تا 233 مگاهرتز است. داراي 3/1 ميليون ترانزيستور است. سازگار با خانواده هاي قبلي و واحدهاي عملياتي بيشتر. داراي دوكانال U و V براي اجراي همزمان دو دستورالعمل داراي واحد محاسبات اعشاري و سبك مديريتي خاص براي كم مصرف شدن سيستم دو نوع هستند : پنتيوم هاي معمولي و پنتيومهاي MMX  Pentium Pro: نسبت به مدلهاي قبلي پيشرفته تر و سرعت بالاتر  Pentium II : 97 عرضه شد و 7/5 ميليون ترانزيستور دارد. سرعت تا 1GHz ◦ كلاس سلرون A: 128 كيلوبايت كش سطح 2 ◦ كلاس سلرون B: داراي كش سطح 2 نيست ◦ سلرون III: ماندد نوع A با اين تفاوت كه به جاي MMX داراي SSE است.  Pentium III: سرعت كاري بالاتر. مدلهاي سلرون (128) نيم كش (256) و فول 512  Pentium IV: سرعت پردازنده بالاتر تا 3/2 گيگا و كش بالا تا 12 مگابايت

 رقيب سرسخت شركت اينتل  در سرعت، قيمت و قابليتهاي اجراي برنامه ها با هم تفاوت دارند.  AMD-k5 مانند پنتيوم  AMD-k6  AMD-k6/2,3  AMD-ATHLON  AMD-DURON