***شبکه و کامپیوتر***
موشواره (موش) عملکرد موش طبیعی و قیمت آن بسیار ارزان بود تا اینکه سیستم های عامل نیز از موش حمایت کردند. اجزای اصلی موش - گوی کوچکی درون موش قرار دارد و سطح مورد نظر را لمس نموده، حرکت کرده و می چرخد. برد اصلی (Mother Board ) (بخش دوم) 2- گذرگاه حافظه 3-گذرگاه آدرس 4-گذرگاه ورودی- خروجی یک رایانه بدون رابط هایی که آن را برای تبادل اطلاعات به بیرون وصل می کند نمی تواند کار کند. بدین ترتیب درگاه ها و رابط های رایانه نقش بزرگی را برعهده دارند. 1- درگاه سریال: این درگاه درپشت رایانه قراردارد به درگاه های com نیز مشهورند و جزء اولین درگاه هایی هستند که در رایانه های اولیه به کار برده شدند. درگاه های سریال قدیمی 25 پایه ای و درگاه های سریال جدید 9 پایه ای هستند یعنی درگاه سریال رایانه را با 9 سیم به وسایل جانبی متصل می کند. 2- درگاه موازی: به این درگاه ها درگاه چاپگر نیز می گویند اما در حال حاضر برای اتصال اسکنر و موارد دیگر نیز به کار می رود، این درگاه بزرگ ترین درگاه در پشت رایانه است که 25 سیمی می باشد که 17 سیم آن برای سیگنال ها به کار می رود. سیگنال ها به سه گروه داده ها، کنترل و وضعیت تقسیم می شوند. 3- درگاه اسکازی: این درگاه می تواند اطلاعات را با سرعت بالایی جابه جا نماید. این درگاه برای بیشتر اسکنرها و CD و DVD نویس ها به کار می رود. 4- درگاهPS/2 : این درگاه دارای 6 پایه سوزن برای انتقال داده هاست. که بیشتر برای استفاده صفحه کلید و ماوس به کار می رود. 5- درگاه سریال Firewire :این درگاه برای اتصال دوربین های ویدیوئی، نمایشگرهای رقمی (دیجیتال)، سیستم های صوتی و یا سیستم ماهواره های رقمی به رایانه استفاده می شود. 6- رابط های DIDE: بر روی مادربرد چند رابط برای ذخیره سازی وجود دارد که عبارتند از رابط ایده (آی دی یو)، که در رایانه های قدیمی وجود داشت و از آن می توان برای اتصال دو وسیله مانند هارد دیسک و دیسک گردان CD به رایانه استفاده نمود ورابط ایده توسعه یافته که این رابط از رابط ایده سریعتر است و به وسیله آن می توان چهار مورد دیگر را به رایانه وصل نمود. برد اصلی (Mother Board) بزرگترین بردی که در داخل کیس رایانه مشاهده می شود، مادربرد است. این برد یکی از اجزای اساسی و مهم محسوب می شود. در سال 1982 همزمان با ارائه اولین کامپیوترهای شخصی از برد اصلی استفاده گردید. این برد دربرگیرنده پروسسور، رم، انواع درایوها (اعم از هارد دیسک، سی دی رام، فلاپی درایو) و سایر موارد می باشد. این قطعات بوسیله کابل به برد اصلی متصل هستند ، در زمان کار کردن رایانه، اطلاعات درایوها، پروسسور و رم در حال انتقال در این برد می باشد. مثلاً زمانی که برنامه ای را اجرا می کنیم یا فایلی را ذخیره می نماییم کارت های مودم، شبکه، صدا و گرافیک بوسیله اسلات های مادربرد به آن وصل می شوند و زمانی که در حال کار با اینترنت هستیم، موسیقی گوش می دهیم و یا برنامه ای را اجرا می کنیم اطلاعات بین کارت ها، برد و پروسسور در حال رد و بدل است. جهت اتصال قطعات برروی مادربرد، شکاف یا اسلات وجود دارد. اکثر کارت ها دارای یک لبه اتصال دهنده می باشند که از طریق این لبه برروی شکاف ها قرار دارند. - مادربرد سبک AT/Full size در سال 1984 به بازار عرضه شد. طول آن 35 و عرض آن 30 سانتی متر می باشد و تقریباً از دور خارج شدند و دیگر تولید نمی شوند، زیرا بسیار بزرگ بودند. - مادربرد سبک Baby AT or Mini AT تقریباً استاندارد مادربرد AT/Full size را دارد ولی از نظر اندازه کوچک تر از آن است. از آنجایی که این مادربرد در هر جعبه ای جای می گیرد، بیشتر مادربردهای کنونی بدین شکل تولید می شوند. - مادربرد LPX مانند نوع قبل دارای دو گونه کوچک و بزرگ بود. این مادربرد دارای این امکان است که بعد از نصب اتصالات مختلف در قسمت عقب قرار می گیرد و شکاف ها بر روی یک کارت جدا نصب می شود و اتصال گرها در کنار هم در عقب مادربرد قرار می گیرند. درضمن اینکه این نوع مادربردها دارای اتصال گرهای اضافی نیز می باشند. - مادربرد ATX در سال 1995 طراحی شدند که شباهتی به مادربردهای Baby AT or Mini AT دارند. با این تفاوت که 90 درجه تغییر شکل یافته اند، در این گونه مادربردها تهویه رایانه به خوبی انجام می شود و دارای یک نوع جامپر می باشد. در این نوع بردهای اصلی نمی توان از هر دو نوع حافظه استفاده نمود. این نوع بردها دارای امکاناتی می باشند که می توان بدون استفاده از کابل های بلند قطعات را بر روی آن وصل کرد زیرا دارای جایگاه های خاصی می باشند. درضمن اینکه می توان بر روی شکاف های آن هر کارتی با هر طولی را بر روی آن نصب کرد.- کار با مادربرد NLX بسیار ساده می باشد. تعمیرات، نگهداری و ارتقاء آنها نیز ساده تر است. آموزش CPU (ریزپردازنده یا میکرو پروسسور) (بخش دوم) مهم ترین عامل شناسایی پردازنده ها، نوع آنها می باشد که با شماره و یا نام اختصاصی مشخص می شود. از بین پردازنده های تولید شده نوع اینتل و موتورولا متداولتر از بقیه هستند. موتورولا پردازنده خود را به صورتxxx86 یا نام اختصاصی و اینتل به صورت x8680 یا نام اختصاصی خود به بازار معرفی نمودند. بدین صورت x می تواند یک عدد دلخواه یک رقمی باشد که هر چه مقدار آن بیشتر باشد در نتیجه رقم آن بزرگ تر بوده و پردازنده جدید تر، سریعتر و کاراتر می باشد. قبل از پردازنده پنتیوم پردازنده ها یک شماره 5 رقمی داشتند که دو رقم سمت چپ معمولاً نام پردازنده و سه رقم سمت راست نسل پردازنده رامشخص می کنند. هر کدام از نسل های مختلف پردازنده ها دارای انواع متفاوتی می باشند که برای کارهای خاصی ساخته شده اند. به عنوان مثال پردازنده های80486دارای انواع (SX- SLC- DX- DX2- DX3- DX4- DX5) می باشد که در آن DX اولین پردازنده با یک کمک پردازنده است که دارای 8 کیلوبایت حافظه زمان اولیه می باشد و سرعت آن50 برابر 8088 است، در صورتی که SX فاقد کمک پردازنده می باشد. نسل پنجم پردازنده اینتل دارای مدل های (کلاسیک، MMX) می باشد. نسل ششم پردازنده اینتل دارای مدل های (IIT,II ,PRO Celeron ) هستند. نسل هفتم پردازنده های اینتل دارای مدل های (ایتانیوم) 64 بیتی با سرعت یک گیگاهرتز) می باشد. سرعت پردازنده یکی از مواردی که مستقیاً روی کارآیی پردازنده اثر می گذارد سرعت آن است که معمولاً بر روی آن نوشته می شود. هر چه پردازنده سریعتر باشد اطلاعات را سریعتر پردازش می کند. سرعت پردازنده ها بر حسب مگاهرتز بیان می شود و یک مگاهرتز، معادل یک میلیون چرخه در ثانیه است. بعضی تولید کنندگان سرعتی که بر روی پردازنده می نویسند واقعی نیست، بلکه آنها توانمندی پردازنده در مقابل اینتل را می سنجند و به آن سرعت معادل پنتیوم می گویند. عوامل مؤثر در کارآیی پردازنده فرکانس ساعت یا سرعت ساعت است که معمولاً به دو صورت می باشد: 1-سرعت ساعت داخلی: در این حالت پردازنده عملیات داخلی خود را براساس این ساعت انجام می دهد، این سرعت برابر سرعتی است که بر روی پردازنده ذکر شده است. در هنگام فروش نیز این سرعت را معرفی می کنند. مانند:P4/2.2Ghz ولتاژ پردازنده در ابتدای ساخت پردازنده ها از ولتاژ 5 ولتی به صورت استاندارد استفاده می شد، اما پس از ورود پردازنده های «486 دی ایکس 4» و «پنتیوم» از ولتاژهای پایین تر مانند 8/2 و 3/3 نیز استفاده می شود. آشنایی با CPU (ریزپردازنده یا میکرو پروسسور) (بخش اول)
امروزه موش دارای جایگاه خاصی می باشد. موش قادر به تشخیص حرکت و کلیک بوده و پس از تشخیص لازم، اطلاعات مورد نیاز را به رایانه ارسال می کند تا عملیات مورد نیاز انجام شود. در سیستم های اولیه موشی وجود نداشته زیرا رایانه ها در آن زمان دارای اینترفیسی مشابه ماشین های تایپ یا کارت پانچ بودند. بعداز چندین سال کلید های پیکانی در اغلب ترمینال ها مورد استفاده قرار گرفتند، (حدوداً اواخر سال 1960 و اوایل 1970) سپس مدادهای نوری و Joy Stickها به بازار عرضه شدند، تا اینکه موش به همراه رایانه های مکینتاش ارائه گردید و این یک موفقیت بزرگ بود.
مهم ترین عملی که موش انجام می دهد تبدیل حرکت دست به سیگنال هایی است که رایانه قادر به استفاده از آن می باشد.
- دو غلتکی که گوی را لمس می کنند (که یکی حرکت x را تشخیص می دهد و دیگری حرکت y را.)
- هر غلتک به یک میله متصل می باشد و میله باعث چرخش دیسک می گردد.
- در دو طرف دیسک دو قطعه اصلی وجود دارد که یکی LED مادون قرمز و دیگری سنسور مادون قرمز می باشد. دیسک دارای سوراخ هایی می باشد که باعث شکست نور می شود، این نور توسط LED ایجاد می شود بدین ترتیب سنسور مادون قرمز پالس های نور را مشاهده می کند. تعداد پالس ها با سرعت موش و مسافتی که موش حرکت می کند ارتباط مستقیم دارد.
- پردازنده ای که بر روی برد قرار دارد ، پالس ها را خوانده و تبدیل به باینری می کند و به رایانه ارسال می نماید.
نکته: قطر گوی موش تقریبا 21 میلیمتر، قطر غلتک 7 میلیمتر و تعداد سوراخ های دیسک 36عدد می باشد.
موش های نوری
این موش ها در اواخر سال 1999 به بازار ارائه گردیدند و در هر ثانیه توسط دوربین کوچک خود 1500 تصویر می گیرند. این موش ها در محل مسطحی قابل استفاده می باشند.
موش های نوری دارای یک LED قرمزرنگ می باشند که باعث تشعشع نور درون یک سنسور CMOS می باشد. این سنسور هر تصویر را برای تجزیه و تحلیل در اختیار پردازنده سیگنال های دیجیتال (DSP) قرار می دهد.
DSP با سرعت 18 میلیون دستور العمل در ثانیه عملیات خود را انجام می دهد و قادر به تشخیص الگوهای موجود در تصاویر و نحوه تغییر آنها با تصویر قبلی می باشد. DSP قادر به تشخیص میزان حرکت موش بوده و پس از آن مختصات مربوطه را برای رایانه ارسال می کند. رایانه نیز مکان نما را در مختصات تعیین شده بر روی مانیتور قرار خواهد داد.
کانکتورهای موش
اغلب موش ها امروزه از یک کانکتوراستاندارد PS /2 استفاده می نمایند. این کانکتورها دارای6 پین می باشند.
هر یک از این پین ها عملکرد مخصوصی دارند. زمانی که موش حرکت می کند و یا کاربری دکمه آن را کلیک می نماید، موش 3 بایت اطلاعات را برای رایانه ارسال می نماید.
بایت اول شامل وضعیت دکمه سمت چپ، وضعیت دکمه سمت راست، صفر، یک، جهت x، جهت y و موارد دیگر می باشد. دو بایت بعدی شامل مقادیر x و y و تعداد پالس های تشخیص داده شده در جهت x و y نسبت به آخرین اطلاعات ارسال شده می باشند.
کلید ها
بیشتر موش ها دارای دو کلید می باشند، بعضی از موش ها سه یا چهار کلید دارند. کلید سمت چپ برای ضربه زدن روی نمادها یا گزینه های پنجره های برنامه استفاده می شود.
کلید سمت راست نیز برای فراخوانی از فرمان یا میانبرها به کار می رود. کلیدی که بین کلید های چپ و راست، پایین آن و یا در کناره قاب موش قراردارد برای پیمایش صفحه (Scroll) استفاده می شود.
موش های بی سیم
این موش ها اطلاعات خود را از طریق موج های رادیویی و یا نور مادون قرمز به رایانه ارسال می کنند در نتیجه سیمی به کار نمی رود. موش های بی سیم دارای فرستنده، باتری و گیرنده متصل به کارت اصلی می باشند.
مادربرد آن برد (On Board)
بعضی مواقع مادربردها کارت صدا، گرافیک، مودم و شبکه را به صورت مجتمع دربردارد و دیگر نیازی نیست تا آنها را به صورت جداگانه خریداری نمود و بر روی آن نصب کرد. به اینگونه بردهای اصلی آن برد می گویند، و معمولا دارای قیمت کمتری می باشند. به این دلیل که عموماً قابل ارتقا، تغییر و تعمیر نمی باشند .
مادربردهای آن برد معمولاً دربرگیرنده یک یا چند مورد از قطعات گفته شده می باشند که می توان بعضی از آنها را غیرفعال نمود و کارت موردنظر خود را بر روی آن نصب کرد با توجه به اینکه اینگونه مادربردها اسلات های کمتری دارند، بنابراین انعطاف پذیری کمتری نیز دارند .
گذرگاه های توسعه
گذرگاه یا خط حامل، یک مسیر عمومی است که داده ها از روی آن نقل و انتقال می کنند. این مسیر به وسیله مدارهای الکتریکی بین قسمت های دیگر یک رایانه ارتباط برقرار می کنند. این مقدار داده ها می توانند به صورت همزمان از گذرگاه ها عبور کنند و مقدار آنها بر حسب بیت می باشد. به طور معمول 4 گذرگاه اصلی در رایانه ها وجود دارد :
1-گذرگاه پردازنده
گذرگاه پردازنده مسیر ارتباط پردازنده و تراشه های مجتمع یا چیپ ست هاست.
این گذرگاه ،داده ها را به سرعت به پردازنده منتقل می کند و از آن به بیرون می فرستد و سرعت آن نسبت به سایر گذرگاه ها بسیار سریعتر می باشد، گذرگاه حافظه ،داده ها را بین پردازنده، رم و حافظه رم انتقال می دهد.
مهم ترین گذرگاه های توسعه عبارتند از:
گذرگاه ISA: همان طور که می دانید در رایانه قطعات مختلف از طریق یک سری خطوط با یکدیگر ارتباط دارند که به آن ها خط حامل می گویند. درواقع قطعات موردنیاز بر روی این خط قرار می گیرند.
این گذرگاه های 8 بیتی ISA نام داشتند، سپس در چند سال بعد گذرگاه های 16 بیتی به بازار عرضه شدند، این گذرگاه ها به علت ضریب اطمینان بالا، کارابودن و سازگاری هنوز به کار می روند.
گذرگاه ESA :پس از تولید رایانه 386 گذرگاه های عریض 32 بیتی به کار گرفته شد. این گذرگاه ها دارای شکاف های 32 بیتی می باشند به همین دلیل نمی توان در آنها از کارت های 8 یا 16 بیتی استفاده کرد.
نکته: نوعی از گذرگاه ISA به نام MCK بوجود آمد، که معماری گذرگاه 16 بیتی و 32 بیتی را با هم داشت این سیستم از سیستم های ISA سریعتر و با آن ها ناسازگارتر بود. گذرگاه های دیگری مانند گذرگاه VESA، Local Buss، PCT، USP، AGP و موارد دیگر نیز وجود دارند که به علت محدودیت آموزشی به توضیح آن ها نمی پردازیم.
نصب و تعویض کارت ها
همان طور که می دانید مدارهای گرافیک، صدا، تصویر، مودم و سایر موارد که بر روی یک صفحه قرار گرفته اند را کارت می گویند. جهت تعویض یا نصب آنها در رایانه اعمال زیر را انجام دهید:
* با پیچ گوشتی پیچ های نگهدارنده کارت را باز کنید. بدون اینکه کارت هیچ گونه مقاومتی از خود نشان دهد آن را با احتیاط و با حرکت دادن به سمت جلو و عقب با کشیدن تدریجی به سمت بالا از محل خود جدا کنید.
فراموش نکنید که بهتر است در هنگام نصب کارت ها جهت تغییر کلیدهای اتصال گر و جامپرها به دفترچه یا ورقه راهنمای کارت مراجعه نمایید.
درگاه خارجی
کنترل گر
ابزارهای جانبی در رایانه با ابزاری به نام کنترل گر با پردازنده و دیگر اجزا ارتباط برقرار می کنند که نام های دیگر آن رابط و آداپتر می باشد. به طور مثال هارد دیسک و صفحه کلید با کنترل گر کار می کند و کارت گرافیکی با آداپتر. کنترل گرها یا بر روی یک کارت جدا قرار دارند و یا بر روی مادربرد.
(بخش اول)
برد اصلی شامل چند چیپ ست می باشد و این چیپ ها نقل و انتقال اطلاعات بین پروسسور و دیگر اجزا را میسر می سازند. مادربردها در انواع مختلفی از نظر شکل و اندازه تولید می شوند. شکل و اندازه آن ها متناسب با کیس های موجود در بازار می باشد. اگر مادربرد خراب باشد رایانه از کار می افتد. توجه داشته باشید که مادربردها دارای امکانات مشابهی نمی باشند و اگر مادربردی کارت خاصی را پشتیبانی نکند نمی توان از آن کارت استفاده کرد. در ضمن اینکه همه مادربردها نمی توانند با همه پردازنده ها کار کنند.
اجزای اصلی مادربرد
وجود تمام قطعاتی که برروی مادربرد قرار دارند الزامی می باشد. این قطعات عبارتند از:
-1 تراشه های حافظه اصلی(رم) و جایگاه آن
-2پردازنده و تراشه گیر پردازنده
-3تراشه های حافظه BIOS
-4کمک پردازنده و جایگاه آن
5- کلیدهای قطع و وصل و اتصال گرهای تنظیم (جامپرها)
-6محل اتصال کابل های برق
-7محل اتصال صفحه کلید
- 8محل اتصال بلندگو
-9محل قرارگیری شکاف ها یا اسلات ها
-10باتری و محل اتصال آن
-11چندین قطعه الکترونیکی دیگر مانند خازن ها، کریستال، مقاومت ها، چیپ ست ها و سایر موارد
خازن ها انرژی را ذخیره می کنند و معمولاً برای تنظیم امواج، به عنوان یکسو کننده، جهت تبدیل جریان متناوب به مستقیم به کار می رود. کریستال ها ضربان های ساعت را در فاصله های زمانی ثابت تولید می کنند و مقاومت ها نیز ولتاژ امواج را تغییر می دهند.
انواع مادربردها از نظر شکل
همان طور که می دانید اندازه مادربردها باید با منبع تغذیه و جعبه رایانه متناسب باشد. انواع مادربردها از نظر شکل عموماً به موارد زیر تقسیم می شود:
-1 مادربرد سبک PC/XT
-2 مادربرد سبک AT/Full size
-3 مادربرد سبک Baby AT or Mini AT
-4 مادربرد سبک LPX
-5 مادربرد سبک ATX
-6 مادربرد سبک NLX
- مادربرد سبک PC/XT در سال 1981 به بازار عرضه شد و هم اکنون مورد استفاده قرار نمی گیرد. طول آن در حدود 30 و عرض آن در حدود 20 سانتی متر و دارای 5 شکاف برای کارت ها بود.
شرکت های تولید کننده پردازنده
با توجه به این که پردازنده ها دستورهای خاصی را می پذیرند و برنامه های خاصی را اجرا می کنند، طبیعتاً پردازنده های گوناگونی وجود دارند. این پردازنده ها توسط شرکت های مختلفی تولید می شوند. بعضی از آن ها مشابه و سازگارند و برخی دیگر ناسازگار. معروف ترین این شرکت ها عبارتنداز: Intel- IBM- AMD- Cyrix- Motorola- IDT- IIT- NEC- Nexgen- Rise- Metaflow- Chips & Technology معمولاً بر روی هر CPU نام شرکت تولید کننده نوشته می شود، ممکن است شماره آن نیز همراه با حرف اول و یا دو حرف اول تولید کننده نوشته شود.
نسل های پردازنده ها
برخی سازندگان دیگر به جای شماره از نام های اختصاصی مانند K5 و K6 استفاده می نمودند.
مدل پردازنده
2- سرعت ساعت خارجی (سرعت گذرگاه سیستم): این سرعت درواقع مدار الکترونیکی است که خارج از تراشه قرار دارد و به پایه های مربوط به ساعت وصل می شود. اطلاعات خارج از پردازنده مانند اطلاعات حافظه اصلی رایانه بر این اساس سنجیده می شود.
جایگاه پردازنده
پردازنده معمولاً بر روی شبکه ای از سوراخ های کوچک بر روی مادربرد قرار می گیرد. به طور کلی تراشه گیر، محلی برای نصب پردازنده یا هر نوع آی سی است.
پردازنده معمولاً روی مادربرد لحیم نمی شود تا بتوان آن را ارتقا یا تعویض نمود.
گرماگیر پردازنده
پردازنده ها در زمان کار کردن گرمای زیادی تولید می کنند و اگر این گرما دفع نشود ممکن است پردازنده بسوزد. برای خنک نگه داشتن پردازنده از چند روش استفاده می کنند:
1- استفاده ازFan : قرارگیری یک پنکه کوچک بر روی پردازنده باعث حرکت هوا و هدایت گرما به بیرون می شود. معمولاً در جعبه اصلی رایانه پنکه ای برای بیرون بردن گرما وجود دارد. با این حال قرار دادن یک پنکه کوچک پردازنده را بهتر خنک می کند و کارآیی رایانه بالا می رود. بعضی از پنکه ها برای اتصال به پردازنده دارای یک گیره می باشد که باید توجه نمود در هنگام نصب نباید به مادربرد برخورد کند.
2- استفاده از گرماگیر: گرماگیر وسیله ای فلزی است که حرارت تولید شده را به وسیله یک قطعه الکتریکی جذب و به بیرون می فرستد. گرماگیر دارای پره های فلزی یا سرامیکی است.
3- استفاده از مواد پرکننده: این مواد بین پردازنده و پنکه قرار می گیرد و باعث خنک شدن پردازنده می شود. این ماده با نام چسب نیز شناخته می شود.
پردازنده های تقلبی
جهت تشخیص پردازنده های تقلبی از اصل می توان از روش های زیر استفاده نمود:
1- روش چشمی: کج بودن نوشته های روی پردازنده - کم رنگ بودن نوشته ها - وجود خراش - وجود رنگ پریدگی چاپ قبلی - کوچک و بزرگ بودن حروف و عددها
2- شماره سریال: جهت دریافت شماره سریال های واقعی می توانید از برنامه ID CPUاستفاده نمایید و یا به سایت پردازنده مربوطه متصل شوید.
3- اطلاعات بایوس.
4- اطلاعات برنامه های عیب یاب.
خرابی پردازنده ها
یکی از علت های خوب کار نکردن رایانه می تواند خرابی پردازنده باشد که البته در اولویت قرار ندارد یعنی درصد خراب شدن آن بسیار کم می باشد. برنامه ای به نام پست خطای پردازنده را اعلام می کند که آن را با زدن بوق های پشت سر هم بیان می کند.
برنامه دیگر در این رابطه Ndiags نورتن می باشد که پردازنده را تست و کنترل می کند.
ریزپردازنده واحد پردازش مرکزی یا مغز رایانه می باشد. این بخش مدار الکترونیکی بسیار گسترده و پیچیده ای می باشد که دستورات برنامه های ذخیره شده را انجام می دهد. جنس این قطعه کوچک (تراشه) نیمه رسانا است. CPU شامل مدارهای فشرده می باشد و تمامی عملیات یک میکرو رایانه را کنترل می کند. تمام رایانه ها (شخصی، دستی و...) دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده در یک رایانه می تواند متفاوت باشد اما تمام آنها عملیات یکسانی انجام می دهند.
تاریخچه ریزپردازنده
ریزپردازنده پتانسیل های لازم برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر یک رایانه را فراهم می سازد. در واقع ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است. اولین ریزپردازنده در سال 1971 با نام 4004 intel به بازار عرضه شد. این ریزپردازنده قدرت زیادی نداشت و تنها قادر به انجام عملیات جمع و تفریق 4 بیتی بود. تنها نکته مثبت این پردازنده استفاده از یک تراشه بود، زیرا تا قبل از آن از چندین تراشه برای تولید رایانه استفاده می شد. اولین نوع ریزپردازنده که بر روی کامپیوتر خانگی نصب شد.8088بود. این پردازنده 8 بیتی بود و بر روی یک تراشه قرار داشت و در سال 1974 به بازار عرضه گردید. پس از آن پردازنده ای که تحول عظیمی در دنیای رایانه بوجود آورد 8088 بود. این پردازنده در سال 1979 توسط شرکت IBM طراحی و در سال 1982 عرضه گردید. بدین صورت تولید ریزپردازنده ها توسط شرکت های تولیدکننده به سرعت رشد یافت و به مدل های 80286,80386,80486 پنتیوم 2، پنتیوم 3، پنتیوم 4 منتهی شد.
این پردازنده ها توسط شرکت Intel و سایر شرکت ها طراحی و به بازار عرضه شد. طبیعتاً پنتیوم های 4 جدید در مقایسه با پردازنده 8088 بسیار قوی تر می باشند زیرا که از نظر سرعت به میزان 5000 بار عملیات را سریعتر انجام می دهند. جدیدترین پردازنده ها اگر چه سریعتر هستند گران تر هم می باشند. کارآیی رایانه ها بوسیله پردازنده آن شناخته می شود. ولی این کیفیت فقط سرعت پروسسور را نشان می دهد نه کارآیی کل رایانه را. به طور مثال اگر یک رایانه در حال اجرای چند نرم افزار حجیم و سنگین است و پروسسور پنتیوم 4 آن 2400 کیگاهرتز است، ممکن است اطلاعات را خیلی سریع پردازش کند. اما این سرعت بستگی به هارددیسک نیز دارد. یعنی این که پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زیادی را در انتظار می گذراند.
پروسسورهای امروزی ساخت شرکت Intel، پنتیوم 4 و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت های مختلفی برحسب گیگاهرتز (معادل یک میلیارد هرتز با یک میلیارد سیکل در ثانیه است) برای پنتیوم 4 از 4/1 گیگاهرتز تا 53/2 متغیر است و برای پروسسور سرعت از8/1گیگاهرتز تا 85 گیگاهرتز است. یک سلرون همه کارهایی را که یک پنتیوم 4 انجام می دهد را می تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.
پردازنده دو عمل مهم انجام می دهد:
1- کنترل تمام محاسبات و عملیات
2- کنترل قسمت های مختلف
پردازنده در رایانه های شخصی به شکل یک قطعه نسبتاً تخت و کوچک به اندازه 8 یا 10 سانتی متر مربع که نوعی ماده، مانند پلاستیک یا سرامیک روی آن را پوشانده است تشکیل شده در واقع فرآیند بوجود آمدن این مغز الکترونیکی به این گونه می باشد که از سیلیکان به علت خصوصیات خاصی که دارد جهت ایجاد تراشه استفاده می شود. بدین گونه که آن را به صورت ورقه های بسیار نازک و ظریف برش می دهند و این تراشه ها را در درون مخلوطی از گاز حرارت می دهند تا گازها با آنها ترکیب شوند و بدین صورت طبق این فرآیند شیمیایی سیلیکان که از جنس ماسه می باشد به فلز و بلور تبدیل می شود که امکان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. این قطعه کار میلیونها ترانزیستور را انجام می دهد.
پردازنده وظایف اصلی زیر را برای رایانه انجام می دهد:
1- دریافت داده ها از دستگاه های ورودی
2- انجام عملیات و محاسبات و کنترل و نظارت بر آنها
3- ارسال نتایج عملیات با دستگاه های خروجی
پردازنده مانند قلب رایانه است و از طریق کابلهای موجود با واحدهای دیگر مرتبط می شوند.
در واقع از نظر فنی عملکرد پردازنده با دو ویژگی تعیین می شود:
1- طول کلید- تعداد بیت هایی که یک پردازنده در هر لحظه پردازش می کند و طول این کلمات معمولاً 4 و 8 و 16 و 32 و یا 64 بیتی می باشد.
2- تعداد ضربان الکترونیکی که در یک ثانیه تولید شده است و با واحد مگاهرتز سنجیده می شود.
محل قرارگیری پردازنده ها بر روی مادربرد می باشد. بنابراین بایستی هماهنگی لازم بین مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. این هماهنگی باعث بالا رفتن عملیات رایانه می شود. در غیر این صورت نتیجه خوبی بدست نمی آید.
نکته: بر روی پردازنده حروف و ارقامی دیده می شود که در واقع نشان دهنده شماره سریال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن می باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی مانند جمع و تفریق و ضرب و تقسیم است. البته پردازنده های جدید اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری نیز می باشند. ریزپردازنده قادر به انتقال داده ها از یک محل حافظه به محل دیگر می باشند و می توانند تصمیم گیری نمایند و از یک محل به محل دیگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل های مربوط به تصمیم اتخاذ شده را انجام دهد.
