پاورپوینت معماری کامپیوتر

اسلاید ۱ :

مقدمه

    در تقریبا طی ۶۰ سال از زمانی که نسل اول کامپیوتر بوجود آمده تکنولوژی کامپیوتر پیشرفت چشمگیری داشته است.

    امروز یک کامپیوتر شخصی با عملکرد خوب را می توان کمتر از ۵۰۰ دلار خریداری کرد. کامپیوتری که دارای حافظه بالا و ذخیره دیسک بیشتری است در مقایسه با سال ۱۹۸۵چنین کامپیوتری یک میلیون دلار هزینه بر می داشت .با رشد سریع همراه با مزایا ی تولید انبوه ریزپردازنده ها منجر به کسر فزاینده تجارت کامپیوتر مبتنی بر ریزپردازنده ها گردید.علاوه بر این از موفقیت تجاری برخوردار گردید

اسلاید ۲ :

    که این موفقیت به دو دلیل است:

    اولا: حذف مجازی برنامه نویسی زبان اسمبلی نیاز به سازگاری کد- شئ  را کاهش داد.

    ثانیا: تولید استاندارد شده سیستم هایی مانند unix,linux هزینه ریسک برای ایجاد معماری جدید را کاهش داد. این تغییرات امکان توسعه موفقیت آمیز یک سری معماری ها با دستورات ساده تر را امکان پذیر ساخت که مجموعه دستورات کامپیوتری کاهش یافته (RISC) نامیده می شود. ماشینهای مبتنی بر RISC با توجه طراحان به دو تکنیک عملکردی ، حساس بود  یعنی از عملیات موازی و موازی سازی سطح دستورات استفاده کنیم و همچنین استفاده از حافظه پنهان cache .

اسلاید ۳ :

طبقه بندی کامپیوترها

    در دهه ۱۹۶۰ کامپیوتر مرکزی یا Mainframe   شکل رایج کامپیوتر  بود. که میلیونها دلار قیمت داشت . و در اتاق های کامپیوتری نگهداری می شد که با اپراتورهای جداگانه ای از آن حفاظت می کردند.

    دهه ۱۹۷۰ تولد کامپیوترهای کوچکتر بود که در آزمایشگاههای علمی کاربرد داشت. در این دهه همچنین ظهور ابر کامپیوترهایی با سرعت محاسبات علمی بالا بود. اگر چه تعداد آنها کم است ولی از نظر تاریخی اهمیت دارند زیرا این کامپیوترها در ابداعات که بعداً منجر به تولید کامپیوتر های ارزان تر شد پیشگام بودند.

     دهه ۱۹۸۰ افزایش کامپیوترهای رومیزی که مبتنی بر ریزپردازنده هایی به شکل کامپیوتر های شخصی و هم ایستگاه کاری بود.

اسلاید ۴ :

    کامپیوترهای شخصی منجر به کامپیوترهای اشتراکی گردید. و منجر به افزایش سرورها شد . دهه ۱۹۹۰ ظهور اینترنت و وب جهانی که اولین وسایل محاسباتی موفقیت آمیز (دستیاران دیجیتالی شخصی یا PDA)  بود. و ظهورابزارهای الکترونیکی دیجیتالی با عملکرد بالا شامل بازیهای ویدئویی و جعبه های نصب میباشد . برای این کاربرد ها اخیرا از کامپیوتر توکار استفاده می کنند . این تغییرات مرحله تغییر حساس در چگونگی دیدگاه ما از محاسبه و کاربردهای محاسباتی را ایجاد کرده است

اسلاید ۵ :

سرورها

    هنگامی که تغییری در محاسبه رومیزی رخ داد، نقش سرورها در تهیه فایلی با مقیاس بزرگ و معتبرتر و خدمات محاسباتی بهتر توسعه یافت . وب جهانی این تمایل را سرعت بخشید بدلیل رشد سریع در تقاضا و پیچیدگی خدمات مبتنی بر وب .

    برای سرورها ویژگی های متفاوتی اهمیت دارند:

    ویژگی اول وابستگی به انتقاد سرورهایی که گوگل را هدایت میکنند که دستور می گیرند برای Cisco یا نامگذاری واج در eBay  در گوگل.

    عدم موفقیت چنین سرورهای سیستمی خیلی بیشتر اهمیت دارد تا یک سرور تنها زیرا این سرورها باید ۷ روز هفته را ۲۴ ساعته کار کنند.

اسلاید ۶ :

تعریف معماری کامپیوتر

    وظیفه ای که یک کامپیوتر با آن مواجه می شود وظیفه ای پیچیده است ابتدا مشخص می کنید چه صفات و ویژگی هایی برای یک کامپیوتر جدید مهم است و سپس یک کامپیوتر را طراحی می کنید برای به حداکثر رساندن عملکرد آن ضمن حفظ قیمت، قدرت و قابلیت در دسترس بودن آن .

     این وظیفه جنبه های گوناگونی دارد شامل طراحی مجموعه دستورات ، ساختار عملکردی طراحی منطقی و پیاده سازی . در گذشته اصطلاح معماری کامپیوتر اغلب تنها به طراحی یک مجموعه دستورات محدود می شد و جنبه های دیگر طراحی کامپیوتر را پیاده سازی می نامیدند.

اسلاید ۷ :

روندها در تکنولوژی

چهار تکنولوژی پیاده سازی که با سرعت حیرت آوری تغییر می کند برای پیاده سازی های  مدرن و امروزی اهمیت دارند:

۱- تکنولوژی منطق مداری ترکیبی-فشردگی ترانزیستور افزایش می یابد تا حدود ۳۵% هر ساله وبالغ بر ۴ سال ۴برابر می شود.

۲- تکنولوژیDRAM  نیمه رسانا (حافظه دسترسی تصادفی پویا)

۳- تکنولوژی دیسک مغناطیس-قبل از سال۱۹۹۰ تراکم و فشردگی افزایش یافت تا حدود ۳۰% هر ساله و هر سال دو برابر می شودواین فشردگی به ۶۰%در هر سال افزایش یافت و در سال ۱۹۹۶ به ۱۰۰%در هر سال رسید.

۴- تکنولوژی شبکه-عملکرد شنکه بستگی دارد به عملکرد سوئیچها و سیستم انتقال .

اسلاید ۸ :

روندهای عملکرد یا اجرا:پهنای باند در نهفتگی یا زمان پاسخ

     در مقابل نهفتگی یا زمان پاسخ زمانی است بین شروع و تکمیل یک عمل مانند میلی ثانیه ها برای دسترسی به دیسک. یک قانون صریح این است که پهنای باند رشدی کند حداقل تا۴/۱بهبود در زمان پاسخ.

اسلاید ۹ :

روند جریان برق در مدارهای ترکیبی

جریان برق نیز به عنوان ابزارهایی برای مقیاس بندی واقع می شوند.در ابتدا برق باید فراهم شود ودر سرتاسر تراشه و ریز پردازنده های جدید که از مدها،پایه ولایه های چندگانه مرتبط به هم برای فقط برق و زمین استفاده می کنند توزیع شود . 

مصرف انرژی سنتی حاکم د رترانزیستورها تغییر پذیر بوده است که برق پویا نامیده می شده است.

 powerdynamic=تغییر فرکانس*ولتاژ*ظرفیت بارگذاری*۲/۱

energydybamic=ولتاژ*ظرفیت بارگذاری

ابزارهای موبایل در مورد طول عمر باطری دقت بیشتری دارند:

اسلاید ۱۰ :

روندها در هزینه

    اگر چه طرحهای کامپیوتری وجود دارند که از نظر هزینه اهمیت کمتری دارند.بخصوص سوپر کامپیوترها طرح های حساس از اهمیت رو به رشدی برخوردارند.در حقیقت در ۲۰ سال گذشته استفاده از پیشترفتهای تکنولوژی برای کاهش هزینه علاوه بر افزایش عملکرد یک موضوع اصلی در صنعت کامپیوتر بوده است.