تبلیغات
سی پی یو - سی پی یو
لینك به ما


لوگوی دوستان

نظرتان در مورد مطالب ارائه شده چیست؟





هر گونه استفاده از محتوای این قالب در جهت ترویج فرهنگ غنی شیعه و عاشورا با ذکر منبع مجاز و بلامانع می باشد
با تشکر محمد جمال دهقان پور


ریجستر Instruction و Instruction Decoder مسئولیت کنترل سایر عناصر را برعهده خواهند داشت. بدین منظور از خطوط کنترلی متفاوتی استفاده می گردد. خطوط فوق در شکل فوق نشان داده نشده اند ولی مثلا می بایست قادر به انجام عملیات زیر باشند:
-
به ریجستر A اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاه دارد. (Latch )
-
به ریجستر B اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاه دارد.
به ریجستر C اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاه دارد. (Latch )
-
به " شمارنده برنامه " اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه آدرس را در خود نگاه دارد. (Latch )
-
به ریجستر Address اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه آدرس را در خود نگاه دارد. (Latch )
-
به ریجستر Instruction اعلام نماید که مقدار موجود بر روی گذرگاه داده را در خود نگاه دارد. (Latch )
-
به " شمارنده برنامه " اعلام نماید که مقدار خود را افزایش دهد.
-
به " شمارنده برنامه " اعلام نماید که مقدار خود را صفر (Reset ) نماید.
-
به واحد منطق و حساب نوع عملیاتی را که می بایست انجام گیرد، اعلام نماید.
-
به ریجستر Test اعلام نماید که بیت های ماحصل عملیات ALU را در خود نگاه دارد.

فعال نمودن خط RD خواندن 
فعال نمودن خط WR نوشتن

کمک پردازنده چیست؟

اصطلاح کمک پردازنده یا پردازنده کمکی (Coprocessor)، یک عنوان کلی است و در حالت کلی به پردازنده ای (ریزپردازنده ای) اطلاق می شود که جهت کمک به پردازنده اصلی کنار آن قرار می گیرد. بدین ترتیب بدیهی است که همچنان کار اصلی پردازش بر عهده ریزپردازنده اصلی است و ریزپردازنده کمکی صرفا برای انجام برخی عملیات خاص و به منظور کمک به آن (مثلا در جهت بالا بردن سرعت کلی پردازش) در کنار آن قرارگرفته است.
جهت توضیح مفهوم کلی آن فرض کنید شما یک کار تخصصی و کاملا خاصی را انجام می دهید و مثلا در حین برنامه نویسی در موارد زیادی نیاز به رسم یک شکل مشخصی (مثلا شکل یک صندلی) دارید. در این صورت می توانید به شرکت سازنده ریزپردازنده سفارش کنید تا برای شما ریزپردازنده ای بسازد که عمل رسم صندلی را (که قبلا برای آن برنامه می نوشتید و با با دستورات زیادی آن را انجام می دادید) بصورت سخت افزاری (و با یک دستور خاص) انجام دهد. بنابراین ریزپردازنده اصلی در همان موقعیت و جایگاه خودش باقی خواهد بود و شما صرفا در مواقع خاصی از ریزپردازنده سفارشی خود استفاده خواهید کرد. بدیهی است وجود ریزپردازنده کمکی مذکور، وقتی مفید خواهد بود که شما در برنامه نویسی به تعداد زیادی از دستورات رسم شکل صندلی نیز استفاده کرده باشید.

البته عملا نه شرکت تولید کننده ریزپردازنده، کار طراحی و ساخت یک ریزپردازنده خاصی را برای شما انجام می دهد و نه شما قادر به پرداخت هزینه های سنگین تولید و ساخت اینچنین ریزپردازنده ای هستید ولی ذکر مثال فوق جایگاه واقعی ریزپردازنده های کمکی را کاملا مشخص می سازد. برای توضیح بیشتر به سایر مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید.
البته موارد زیادی در برنامه نویسی و اجرا وجود دارد که می توان برای آنها ریزپردازنده کمکی ساخت. مثل اعمال محاسباتی و ریاضی. مثلا کاربرد اعمال محاسباتی نظیر توابعی مثل sin در محاسبات مهندسی زیاد است و اگر شرکت سازنده ریزپردازنده برای توابع مثلثاتی، ریزپردازنده خاصی بسازد می توان امیدوار بود که تعداد قابل توجهی از آنها به فروش رسد.
واقعیت هم همین است که برای اولین بار شرکت اینتل اقدام به تولید ریزپردازنده محاسباتی بدین منظور نمود و مثلا ریزپردازنده ای به شماره 8087 تولید کرد که به عنوان کمکی در کنار ریزپردازنده اصلی (8086) قرار می گرفت و البته صرفا دستورات خاصی را می توانست انجام دهد (مثل توابع مثلثاتی) و شرکت اینتل این نوع ریزپردازندهای کمکی را تا نسل ریزپردازنده 80386 تولید کرد که به آنها Numeric Processor Unit یا به اختصارNUP گفته می شد. یا پردازنده های کمکی که برای تسریع عملیات I/O ساخته شد .
همانطوری که ذکر شد هدف از بکاربردن آنها، بالا بردن سرعت محاسبات عددی در داخل کامپیوتر به همراه CPU بود. برای تعیین نوع کمک پردازنده ها از همان روش شماره گذاری عددی به کار رفته در CPU اصلی استفاده شد و فقط به جای رقم آخر یک عدد 7 در انتهای شماره ریزپردازنده اضافه گردید. بنابراین برای ریزپردازنده 80286 باید از یک NPU به شماره 80287 و یا برای ریزپردازنده 80386 از کمک پردازنده 80387 استفاده شود. ولی از ریزپردازنده 80486 به بعد شرکت اینتل تصمیم گرفت که خود ریزپردازنده کمکی محاسباتی را هم در داخل ریزپردازنده اصلی تولید کرده و به بازار ارائه نماید.
بنابراین اگر سیستم شما از یک پردازنده 80486DX یا پردازنده پنتیوم استفاده می کند نیاز به کمک پردازنده نخواهید داشت، چون خود این تراشه در داخل پردازنده تعبیه شده است.
نکته 1: در پردازنده های 80486DX-33 تا جدیدترین پردازنده ها (سری های پنتیوم و بعد از آن)، کمک پردازنده در داخل خود CPU طراحی شده است.
نکته 2: در صورتی که پردازنده شما به رده 80486 نمی رسد، شما می توانید از یک NPU که سرعتش بیشتر از پردازنده سیستم شما است استفاده کنید و هیچ مشکلی پیش نخواهد آمد. اما اگر سرعت NPU کمتر از سرعت CPU باشد عملا به سرعت سیستم شما چیزی اضافه نخواهد شد .
یکی از اصطلاحاتی که در مدارات مبتنی بر ریزپردازنده زیاد کاربرد دارد، اصطلاح تراشه های واسط یا مدارات واسط و یا حتی پردازنده های واسط یا پشتیبان است. در بحث های مربوط به اجزاء و ساختمان داخلی کامپیوتر معمولا گفته می شود که ساختمان داخلی یک کامپیوتر را می توان به سه بخش اصلی تقسیم کرد: CPU ، حافظه و I/O.
اگر بخواهیم کمی دقیق تر به این تقسیم بندی توجه کنیم، معلوم خواهد شد که این اجزاء در واقع بلوک های اصلی یک کامپیوتر را تشکیل می دهند (برای توضیح بیشتر به سایر مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید) ولی مشخص کننده همه اجزاء آن نیستند. زیرا مثلا برای ارتباط با حافظه نیاز به مدارات رمزگشا (decoder) و یا برای کنترل حافظه های پویا (Dynamic) نیاز به تراشه های کنترل کننده حافظه است. یا مثلا در ارتباط با دستگاههای ورودی - خروجی نیاز به تراشه های کنترل کننده وجود دارد.
این گونه تراشه ها را که نقش واسط بین ریزپردازنده و حافظه یا I/O را برعهده دارند و اغلب به عنوان کنترل کننده ی بخشی از این ارتباط، مورد استفاده قرار می گیرند، بنام تراشه های واسط یا پشتیبان نام گذاری می کنند و مداراتی که با استفاده از این واسط ها ساخته می شوند نیز مدارات واسط می نامند.
بعضی از این نوع تراشه ها به شرح زیر است:
كنترلر 8237 اینتل، انتقال داده ها بین دستگاههای خارجی و RAM را بدون نیاز به انجام كاری از طرف CPU انجام می دهد ( كنترلر دستیابی حافظه مستقیم =   DMA ) .


8259A
اینتل، تقاضای سخت افزاری برای ارسال وقفه به CPU را كنترل می كنند ( كنترلر وقفه. 8254 ، ساعت سیستم را تولید و کنترل می كند. تایمر بازسازی (Refresh) حافظه و ساعت روزانه را نیز كنترل می كند ( شمارنده زمان.(
كنترلر ماوس و صفحه كلید ( 8042 اینتل) .

                          مودهای عملكرد در ریزپردازنده های اینتل
یكی دیگر از تحولات مهمی كه در خانواده ریزپردازنده های اینتل بوجود آمد، استفاده از مودهای عملكرد جدید بود که در اینجا اشاره ای به این مودها خواهیم داشت.
اولین باراین مود عملکرد جدیددر 80286 ظاهر شد. ریزپردازنده 80286 دارای یك مود حفاظت شده بود. هر چند که این ریزپردازنده مشکلی هم داشت و آن مشکل این بود كه مود حفاظت شده قابل بازگشت به مود حقیقی (Real) که در 8086 مورد استفاده قرار می گرفت نبود و در نتیجه تا حدودی از نظر سازگاری با 8086 مشكل داشت.
ریزپردازنده 80386 ضمن فراهم كردن مدیریت حافظه، امكانی نیز برای بازگشت از مود Protected به مود Real فراهم كرد. در نتیجه هر چند 80386 از نظر كارائی تفاوت چشمگیری با 80286 نداشت ولی از این نظر كه امكانی برای بازگشت به مود Real فراهم می كرد، یك تحول شگرفی به حساب آمد.
برای درك بهتر تفاوت های بین نسل های مختلف ریزپردازنده های خانواده های X86 از نظر مدهای عملكرد این مودها را که شامل Real (واقعی)، Virtual Real (واقعی مجازی)، Protected (محافظت شده) و Priviledged هستند، بررسی می كنیم. (برای توضیح بیشتر به سایر مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید.(


Real Mode                                    
در این مود عملیاتی كه در
تمام ریزپردازنده های خانواده 80X86 وجود دارد، ریزپردازنده در هر لحظه تنها قادر به اجرای یك برنامه است. در این مود، ریزپردازنده نمی تواند به بیش از 1MB حافظه RAM دسترسی داشته باشد.

 البته این مود عملیاتی، تنها مود موجود در پردازنده 8086 بود. در این مود، برخلاف مودهای دیگر تنها از سگمنت برای آدرس دهی حافظه استفاده شده و از offset استفاده نمی شود. در واقع از آنجا كه پردازنده 8086 تنها دارای 20 خط آدرس مجزا بود حداكثر حافظه قابل آدرس دهی به همین مقدار 1MB محدود می شد.
Protected Mode                           
همانطور كه اشاره شد در مورد Real فقط یك مگا بایت حافظه قابل آدرس دهی وجود دارد كه برای بسیاری از كاربرد ها كافی نبود. لذا از پردازنده های 80286 به بعد یك مود حفاظت شده (Protected) نیز به ریزپردازنده ها اضافه شد كه از فضاهای آدرس دهی بزرگ تر و ویژگیهای پیشرفته تری سود می برد. این مود از چند وظیفه ای (MultiTasking) و حافظه مجازی(دیسک سخت)، بطور سخت افزاری پشتیبانی می كند.

Privileged Mode      
این مود عملیاتی در واقع یك مود اجرائی در همان مود Protected ریزپردازنده های 80286 و بالاتر اینتل می باشد كه نرم افزارهای اجرا شده در این مود می توانند عملیات مدیریت حافظه و پورت های ورودی و خروجی را بطور محدودی انجام دهند. برنامه های كاربردی را نمی توان در این مود اجرا نمود. فقط برخی از نرم افزارهای درایور ادوات جانبی سیستم و Kernel سیستم های عامل را می توان در این مود اجرا كرد.
Virtual Real Mode
این مود عملیاتی در ریزپردازنده های 80386 و بالاتر در نظر گرفته شده است. در این مود امكان ایجاد همزمان چندین محیط 8086 (محیط Real) وجود دارد. بدین ترتیب كه ریزپردازنده مجموعه ای از ثبات های های مجازی و فضای حافظه مجازی را برای هر یك از محیط های Real مجازی فراهم می كند
در این حالت برنامه ای كه در یك محیط مجازی اجرا می شود، كاملا در محیط های مجازی دیگر حافظت می شود و به گونه ای رفتار می كند كه گوئی كنترل سیستم در دست آن است

ولتاژ ریزپردازنده
یكی از مسائل مهمی كه همواره در طراحی ریزپردازنده های مختلف، بخصوص ریزپردازنده های جدید مورد توجه بوده، كاهش ولتاژ ریزپردازنده است. و به همین دلیل یكی از تغییرات اساسی كه در ریزپردازنده های پنتیوم و ریزپردازنده های بعد از آن بوجود آمد، كاهش ولتاژ Cpu بود. تغییر ولتاژ Cpu، تأثیر بسیار زیادی بر كارآئی كلی ریزپردازنده دارد زیرا هم باعث می شود ریزپردازنده بیش از حد گرم نشود و خنك كردن آن ساده تر باشد و هم اینكه استفاده از این ریزپردازنده ها در كامپیوتر های همراه راحت تر خواهد بود.
در واقع یكی از مسائل بسیار مهم در طراحی كامپیوتر های همراه، كاهش توان مصرفی كل سیستم است، تا هم بتوان از باتری های كوچك تری استفاده كرد و هم اینكه عمر مفید باتری ها افزایش یابند. ضمن اینكه بدلیل حجم كوچك كامپیوترهای همراه، خنك كردن آنها دشوار تر است و لذا توان مصرفی پائین تر، برای این نوع کامپیوترها بسیار عالی خواهد بود. در ریزپردازنده های جدید، ضمن كاهش ولتاژ مصرفی، سعی می شود میزان جریان مصرفی تغییری نکند و در نتیجه توان مصرفی كه برابر حاصل ضرب ولتاژ در جریان است كاهش می یابد. برای توضیح بیشتر به سایر مقالات سایت میکرورایانه مراجعه کنید.
بعنوان مثال از اهمیت كاهش ولتاژ در ریزپردازنده های جدید باید گفت كه ریزپردازنده های 60 و 66 مگاهرتزی پنتیوم ابتدا با ولتاژ 5 ولت كار می كردند لذا به كرات اتفاق می افتاد كه علیرغم استفاده از فن اختصاصی برای Cpu، پس از مدتی Cpu بیش از حد داغ شده و از كار می افتاد. این مسأله باعث شده بود كه اعتماد كاربران به ریزپردازنده های پنتیوم كاهش یابد بخصوص كامپیوترهای همراهی كه از این Cpu ها استفاده می کردند، بیشتر دچار اشكال می شدند. لذا این سری ریزپردازنده های پنتیوم، نوعی شكست تجاری برای اینتل محسوب می شد که عملا آنها را از بازار خارج كرد.
در ریزپردازنده های پنتیوم 90 و 100 مگاهرتزی، اینتل توانست ولتاژ مصرفی را به 3/3 ولت كاهش دهد، در نتیجه این کاهش، Cpuهای جدید گرمای كمتری تولید می كردند و مشكل بیش از حد داغ شدن Cpu، تقریباً مرتفع شد.

مدیریت انرژی در ریزپردازنده های جدید

یكی از تكنیك هایی كه برای كاهش توان مصرفی
ریزپردازنده ها به كار برده می شود، استفاده از مودهای عملكرد كم توان است
.
از نظر میزان توان مصرفی، پردازنده ها کلا" دارای 4 مود عملكرد می باشند:
1- حالت تمام روشن یا Full ON:
در این مود، سیستم با تمام سرعت ریزپردازنده كار می كند.
2- حالت بیداری و خواب سیستم یا Doze:
در این مود با نسبت معین سیستم سرعت ریزپردازنده را كم می كند و بدین ترتیب با كاهش سرعت كلاك CPU توان مصرفی آن نیز كاهش می یابد .
3- حالت ایستا یا Standby:
در این مود سیستم علاوه بر كاهش سرعت كلاك CPU صفحه نمایش و موتور چرخان هارددیسك را خاموش می كند
 4-  معوق یا Suspend:
در این مود ریزپردازنده به طور كامل متوقف می شود.

البته باید توجه داشته باشیم كه این مودهای ذکر شده مودهای عملكرد كم توان CPU است. توضیحات بیشتر این اصطلاحات در سایر مقالات سایت میکرورایانه آمده است. اما برای استفاده از این مودها، BIOS و سیستم عامل و نیز برخی نرم افزار ها، تدابیر خاصی می اندیشند. به عنوان مثال بسیاری از BIOS های جدید دارای یك گزینه Power Management Setup هستند كه توسط آن می توان در مودهای عملكرد مختلف سیستم و یا پس از مدت زمان قابل تنظیم؛ كه سیستم بیكار باشد؛ برخی از ادوات جانبی را خاموش و یا روشن كرد. در این قسمت كاربر هم می تواند خودش مدیریت توان سیستم را بر عهده بگیرد و هم می تواند از مودهای پیش فرض Min Saving و Max Saving استفاده كند.
انتخاب مود Min Saving، بدین معناست كه كاهش توان مصرفی از نظر كاربر خیلی مهم نیست و بالعكس انتخاب مود Max Saving، بدین معناست كه كاهش توان مصرفی برای كاربر خیلی اهمیت دارد.
معمولاً در این بخش می توان زمان خاموش كردن ادواتی مانند صفحه نمایش، فن CPU، هارد دیسك، پورتهای I/O و برخی ادوات دیگر را تعیین كرد. همچنین زمان پیش فرض ورود به مود Suspend را نیز می توان در این نوع BIOS ها مشخص كرد. به این BIOS ها اصطلاحاً BIOS های سبز ( GREEN ) گفته می شود كه نشان دهنده خاموشی المان های بیكار در این سیستم ها به شمار می رود.
علاوه بر BIOS خود سیستم عامل نیز امكان مدیریت توان سیستم را برای كاربر فراهم می آورد. به عنوان مثال می توان زمان خاموش شدن مانیتور و هارد دیسك، پس از بیكاری سیستم را تعیین كرد.
در نسخه های جدید تر امكان استفاده از مود جدید Hibernate نیز برای كاربر فراهم آمده است. در این مود، سیستم عامل ویندوز، داده های موجود در حافظه RAM را بر روی هارد دیسك ذخیره كرده و سیستم را خاموش می كند. هنگام خروج از این حالت دوباره محتویات هارد دیسك به حافظه RAM منتقل می شود و سیستم به وضعیت قبلی باز می گردد.




 

 





 لینك مطلب  نظرات []     نوشته:مرتضی علیقلیزاده    معرفی به دوستان
بنر ما


آمار بازدیدها
امروز: نفر
دیروز: نفر
این ماه: نفر
ماه گذشته: نفر
آخرین بازدید:
كل بازدیدها: نفر
افراد آنلاین:

نفر

اطلاعات پست ها
آخرین به روز رسانی:
تعداد پست ها : عدد
ایجاد صفحه: 105 ثانیه
پشتیبانی آنلاین

CopyRight All Rights Reserved by KHAFAN 30TI.MIHANBLOG.COM
تمامی حقوق مادی و معنوی این سایت متعلق به سی پی یو است . هر گونه كپی برداری ازمطالب یا تصاویر این سایت تنها با ذكر منبع مجاز می باشد .