جزوه رنگی و تایپ شده دینامیک ماشین
مارتین دکتر پازوکی دانشگاه پیام نور پارسه علمی کاربردی دانشگاه فردوسی دانشگاه آزاد وال خلاصه ون کاردانی نورتون دانشگاه سراسری مدرسان
() () :
که معادل دهدهی آن 75 است. با این وجود همین گروه هفت بیتی وقتی بعنوان کد دودویی حروف الفبا در نظر گرفته شود نمایشگر حرف k است. این گروه می تواند یک کد کنترلی را هم برای مشخص کردن برخی تصمیمات منطقی در کامپیوترهای دیجیتال نمایش دهد. به بیان دیگر، گروه بیت ها در یک کامپیوتر دیجیتال برای نمایش بسیاری از چیزهاست.این مطلب شبیه به مفهوم استفاده از حروف الفبا یکسان در ساخت زبانهای مختلف مانند انگلیسی و فرانسه است.
گاهی اوقات یک سیستم کامپیوتر به دو بخش عملیاتی با جزوه دینامیک ماشین نرم افزاری و سخت افزاری تقسیم می گردد. سخت افزار کامپیوتر شامل تمام قطعات الکترونیکی و الکترومکانیک تشکیل دهنده ماهیت فیزیکی آن است. نرم افزار کامپیوتر از دستورالعمل ها و داده هایی تشکیل شده که کامپیوتر برای انجام کارهای مختلف داده پردازی از آنها استفاده می نماید. رشته ای از دستورات به برنامه خوانده دینامیک ماشین می شود. داده هایی که برنامه با آنها کار می کند پایگاه داده ها را تشکیل می دهد.
یک سیستم کامپیوتر از ترکیب سخت افزار و نرم افزار سیستم برای آن تشکیل شده است. نرم افزار سیستم یک کامپیوتر گزیده ای از برنامه هاست که هدف از کاربرد آن بهره گیری موثرتر از کامپیوتر می باشد. برنامه هایی که بصورت یک بسته نرم افزاری سیستم در آمده اند سیستم عامل خواننده می شوند. این برنامه ها از برنامه هایی که کاربر برای حل مسائل خاصی می نویسد متمایز است. بعنوان مثال، یک برنامه به زبان سطح بالا که توسط کاربر برای حل یک داده پردازی خاص نوشته شده است یک٫ برنامه کاربردی است ولی یک کامپایلر که برنامه زبان سطح بالا را به برنامه ای به زبان ماشین تبديل می کند یک برنامه سیستم است. خریداری که کامپیوتر را می خرد علاوه بر سخت افزار به انواع نرم افزارهای موجود برای بکارگیری موثرتر کامپیوتر هم نیاز دارد. نرم افزار سیستم بخش لاینفک یک سیستم کامپیوتری است. نقش آن جیران اختلافات موجود بین نیازهای کاربر و توانایی سخت افزار است.
سخت افزار کامپیوتر معمولا به سه بخش عمده مطابق شکل ۱-۱ تقسیم می شود. واحد پردازش مرکزی CPU حاوی یک واحد حساب و منطق ALL برای کار روی داده ها، تعدادی ثبات برای ذخیره کردن داده ها، واحدهای کنترل برای برداشت و اجرای دستورالعمل هاست. حافظه یک کامپیوتر محل نگهداری دستورالعمل ها و داده هاست. این حافظه حافظه با دستیابی تصادفی خوانده می شود زیرا CPU قادر است به هر مکانی دینامیک ماشین از حافظه بطور تصادفی دستیابی نموده و در یک فاصله زمانی ثابت اطلاعات دودویی را از آنجا بردارد. پردازنده ورودی و خروجی (IOP) حاوی مدارات الکترونیک برای کنترل تبادل و انتقال اطلاعات بین کامپیوتر و دنیای خارج است. وسایل ورودی – خروجی متصل به کامپیوتر عبارتند از صفحه کلیدها، چاپگرها، پایانه ها، راه انداز های دیسک مغناطیسی و سایر وسایل تبادل اطلاعات و ارتباطی دیگر است.
دانلود رایگان خلاصه کتاب جزوه دینامیک ماشین pdf
این کتاب دانش ابتدایی لازم را برای درک عملیات سخت افزاری یک سیستم کامپیوتر فراهم می سازد. گاهی اوقات موضوع، بسته به علاقه محقق، از سه دیدگاه مورد بررسی قرار میگیرد بهنگام بحث درباره سخت افزار کامپیوتر لازم است تا بین سازمان کامپیوتر ، طراحی کامپیوتر و معماری کامپیوتر تمایز قائل شویم.
سازمان کامپیوتر به نحوه عملکرد اجزاء قطعات سخت افزاری و چگونگی اتصالات آنها در تشکیل سیستم کامپیوتر اشاره دارد. فرض بر این است که قطعات مختلف در مکان های صحیح خود قرار دارند و آنچه لازم است انجام شود بررسی ساختار سازمانی است جهت جزوه دینامیک ماشین عملکرد کامپیوتر.
طراحی کامپیوتر به طراحی سخت افزاری کامپیوتر مربوط می شود. پس از تهیه مشخصات دینامیک ماشین ، طراح باید سخت افزار سیستم را بوجود آورد. طراحی کامپیوتر به تعیین نوع سخت افزار مربوط می شود و نیز اینکه چگونه آنهابهم متصل گردند. این جنبه از سخت افزار کامپیوتر را گاهی پیاده سازی کامپیوتر میخوانند.
معماری کامپیوتر به ساختار و رفتار کامپیوتر از دیدگاه کاربر مربوط می شود. این بحث شامل مطالبی درباره قالب اطلاعات، مجموعه دستورالعمل ها و تکنیک های آدرس دهی حافظه است.
طراحی معماری یک سیستم کامپیوتری درباره مشخصات انواع ماژول های عملیاتی، مانند پردازنده ها و حافظه ها و ساختاردهی آنها برای تشکیل یک سیستم کامپیوتر بحث می کند.
این کتاب درباره هر سه نوع موضوع مربوط به سخت افزار کامپیوتر بحث مینماید. در فصل های ۱ الی ۴ ما انواع قطعات دیجیتال را که در سازمان و طراحی کامپیوتر بکار رفته اند ارائه می نمائیم. فصل 1 تا ۷ مراحلی را که یک دینامیک ماشین طراح باید در طراحی یک کامپیوتر دیجیتال ساده طی کند پوشش می دهد. فصل های ۸ و ۹ درباره معماری واحد پردازش مرکزی است. در فصل های ۱۱ و ۱۲ سازمان و معماری پردازنده ورودی و خروجی و واحد حافظه ارائه شده است.
2-1 گیت های منطقی
اطلاعات دودویی در کامپیوترهای دیجیتال با کمیتهایی فیزیکی که سیگنال نامیده میشود نمایش داده میشود. سیگنال های الکتریکی همچون ولتاژهای موجود در سرتاسر کامپیوتر در یکی از دو حالت قابل تشخیص از هم قرار دارند. این در حالت نماینده یک منفير دودویی هستند که می تواند برابر 1 یا 0 تصور شود. مثلا یک کامپیوتر دیجیتال ممکن است از یک سیگنال 3 ولت برای نمایش 1 دو دویی و 0.5 ولت برای نشان دادن دینامیک ماشین دودویی استفاده نماید. پایانه های ورودی مدارهای دیجیتال سیگنال های 3 و 5 را پذیرفته و پایانه های خروجی هم با سیگنالهای 3 و 5 به ورودی ها پاسخ می دهند. ورودی ها و خروجی های 3 و 0.5 بترتیب متناظر با مقادیر دودویی 1 و 0 می باشند.
منطق دودویی با متغیرهای دودویی و نیز با اعمالی که مفهوم منطقی دارند سروکار دارد. از این منطق برای توصیف عمليات و یا پردازش اطلاعات دودویی بصورت عبارات جبری و یا جداول استفاده می شود. دستکاری اطلاعات دودویی توسط مدارهای منطقی بنام گیت انجام می شود. گیت ها بلاگ های سخت افزاری هستند که سیگنال های دودویی 1 یا 0 را در خروجی، بسته به شرایط ورودی هایشان تولید می کنند. امروزه انواع گیت های منطقی در سیستم های کامپیوتر دیجیتال بكار برده می شوند. هر گیت سمپل گرافیک خاص خود را داشته و عملکردش توسط یک عبارت جبری نمایش داده می شود. رابطه ورودی و خروجی برای متغیرهای دودویی برای هر گیت را می توان توسط یک جدول بنام جدول درستی نشان داد.
نام، سمبل گرافیکی، توابع جبری و جداول درستی هشت گیت منطقی در شکل ۲-۱ لیست شده اند.هرگیت دارای یک یا دو متغیر ورودی است که با A و B و یک خروجی که با مشخص شده است گیت AND تابع منطقي جزوه دینامیک ماشین را تولید می کند، یعنی خروجی آن دینامیک ماشین است اگر هر دو ورودی A و B برابر 1 باشد؛ در غیر اینصورت خروجی آن بالا است. این شرایط برای گیت AND بصورت جدولی مشخص شده است. جدول همچنین نشان می دهد که ۷ برابر 1 است اگر هر دو ورودی A و B برابر 1 باشند. سمبل جبری عملکرد تابع AND شبیه سعبل ضرب در حساب معمولی است. ما می توانیم برای نمایش عمل از یک نقطه در بین دو متغیر و یا بدون هر نوع علامتی در بین آنها استفاده کنیم، گیت های AND ممكن است بیش از دو ورودی داشته باشند و بنا به تعریف خروجی آنها هنگامی 1 است که تمام ورودی ها 1 باشند.
دانلود رایگان خلاصه کتاب دینامیک ماشین pdf
گیت OR تابع QR غیر انحصاری را تولید می کند، یعنی خروجی 1 است اگر ورودی A يا B یا هر در 1 باشند؛ در غیر اینصورت خروجی 0 است، سمبل جبری تابع OR علامت + است که شبیه علامت جمع حسابی است. گیت های OR ممكن است بیش از دو ورودی داشته باشند، و بنا به تعریف، خروجی هنگامی 1 است که هر یک از ورودی ها 1 باشند.
مدار معکوس کننده وضعیت منطقی دینامیک ماشین هر سیگنال دودویی را معکوس می کند. این مدار تابع NOT یا متمم را تولید می نماید، سمبل جبری مورد استفاده برای متميم منطقی، علامت پریم با خط برای سمبل متغیر مورد نظر است. در این کتاب ما از علامت پریم برای متهم منطقی یک متغیر دودویی استفاده می کنیم و خط روی حرف را برای مشخص کردن زیر عمل متمم که در فصل ۴ تعریف خواهد شد نگه میداریم. دایره کوچک در خروجی سمبل گرافیکی معکوس کننده، مشخص کننده متمم منطقی است.
یک سمبل مثلثی شکل، مربوط به یک بافر (ميانگير) است. یک بافر هیچگونه تابع منطقی با تولید نمی کند چون مقدار دودویی خروجی آن برابر با مقدار دودویی ورودی است، این مدار صرفا به منظور تقویت توان مورد استفاده قرار می گیرد. مثلاه بافری که ولتاژ 3 ولت را برای عدد دودویی اموره استفاده قرار می دهد. هرگاه در ورودی 3 ولت را دریافت کند خروجی 3 ولت را تولید خواهد کرد. با این وجود نمونه سوالات دینامیک رشته عمران توان الکتریکی لازم در ورودی بافر بسیار کمتر از توان تولید شده در خروجی آن است. هدف اصلی از بکارگیری بافر راه اندازی سایر گیت هاست که توان قابل ملاحظه ای را نیاز دارند.
1 های موجود در نقشه شکل ۱۱-۱ نشان دهنده تمام مینترم هایی است که 1 را جزوه دینامیک ماشین تایع تولید می کنند مربع هایی که با 0 مشخص شده اند نشان دهنده مینترم هایی هستند که در F وجود ندارند و بنابراین متمم F می باشند، ترکیب مربع های 1، فرم ساده شده تابع را بصورت مجموع حاصلضرب ها فراهم می کند
اگر مربع های 0 ترکیب شوند، طبق شکل، متمم ساده شده تابع بدست می آیند.
با متمم گیری از F فرم ساده شده دینامیک ماشین ضرب حاصل جمع ها بدست می آید
دیاگرام های منطقی دو عبارت ساده شده در شکل ۱۲-۱ نشان داده شده اند. عبارت جمع حاصلضرب با تعدادی گیت AND دو شکل ۱۲-۱ (الف) پیاده سازی شده است که هر عبارت مربوط به یک گیت AND می باشد. خروجی های گیت های AND به ورودی های یک گیت OR متصل است. همان تابع به کمک گیت های OR بصورت ضرب حاصل جمع ها در شکل 12-1 (ب) پیاده سازی شده است. خروجی های گیتهای OR به ورودی های گیت AND متصل شده اند و هر گیت OR نیز متناظر با یک جمله OR است. در هر یک از دو فرم فرض شده است که متغیرهای ورودی مستقیما بصورت متمم تیز دینامیک ماشین موجود باشد، بنابراین معکوس کننده ای در مدار بکار نرفته است. الگوی بکار رفته در شکل ۱۲-۱ فرم کلی پیاده سازی هر تابع بولی است که به یکی از شکل های استاندارد بیان شده باشد. در فرم جمع حاصلضرب ها تعدادی گیت AND به یک گیت جزوه دینامیک ماشین متصل می شوند. در نوع ضرب حاصلجمع ها تعدادی گیت OR به یک گیت AND وصل می گردند.
همانطور که در شکل 13-1 (الف) نشان داده شده است جمع حاصلضرب ها می تواند با گیت های NAND پیاده سازی شود. توجه کنید که دومین گیت NAND با استفاده از سمبل گرافیکی شکل 15-1 (ب) رسم شده است، دوایر کوچکی در دو انتهای سه خط از این دیاگرام دیده می شوند. دو دایره در یک خط به معنی دو بار متمم شدن می باشد، و چون (x^’ )^’=x می باشد در دایره را می توان حذف کرد و دیاگرام نتیجه معادل با مدار ۱۲-۱ (الف) خواهد بود. بطور مشابه عبارت ضرب حاصل جمع ها توسط گیت های NOR طبق شکل ۱۳- ۱ (ب) پیاده سازی می شود، گیت NOR دوم با استفاده از سمبل گرافیکی شکل 4-۱ (ب) رسم شده است، مجددأ دو دایره در دو انتهای هر خط حذف می شوند، و دیاگرام حاصله معادل شكل ۱۲-۱ (ب) خواهد بود.
() (+)=()
فهرست مطالب