تبليغاتX
دانستنیهای کامپیوتر و موبایل
اجزای اصلی کامپیوتر
برد اصلی
پردازنده
حافظه های RAM و ROM
انواع حافظه
حافظه RAM
مبانی حافظه های RAM
ما ژول های حافظه
انواح حافظه RAM-ROM
مبانی حافظه های ROM
حافظه PROM
حافظه های EEPROM و Flash Memory
کابل
و.......
برد اصلی
برد اصلی (MotherBoard) يکی ازاجزای اساسی و مهم
کامپيوترهای شخصی محسوب می گردد.در سال 1982 همزمان با ارائه اولين کامپيوترهای شخصی از برد اصلی استفاده گرديد. اولين برد اصلی از لحاظ اندازه نسبتا" بزرگ و بر روی آن ريزپردازنده 8080 نصب گرديد. اين برد شامل BIOS ، سوکت هائی برای حافظه مربوط به CPU و مجموعه ای از اسلات ها بود که کارت هائی از طريق آنها به برد اصلی متصل می گرديدند. در صورتيکه قصد استفاده از فلاپی درايو و يا يک پورت موازی و ... وجود داشت، می بايست يک برد جداگانه تهيه و آن را از طريق يکی از اسلات های موجود، به برد اصلی متصل کرد. وضعيت فوق سرگذشت اولين بردهای اصلی استفاده شده در کامپيوترهای شخصی بود. شرکت های آی . بی .ام و اپل با ايجاد تغييرات اساسی، بردهائی را طراحی نمودند که امکان اضافه کردن پتانسيل های دلخواه و جديد در هر زمان ميسر بوده و توليد کنندگان متعدد بتوانند محصولات خود را بر اساس استانداردهای فوق طراحی و به بازار عرضه نمايند.
برداصلی يک مدار چاپی چند لايه است . مسيرهای مسی که Traces ناميده می گردند، امکان حرکت سيگنال و ولتاژ را بر روی برد اصلی فراهم می نمايند. ازتکنولوژی چند لايه استفاده شده تا بدين طريق برخی از لايه های برد ، قادر به حمل داده برای BIOS ، پردازنده و
حافظه بوده در حاليکه لايه های ديگر ولتاژ و Ground را بدون نگرانی از اتصال کوتاه جابجا نمايند.
اندازه گذرگاه داده (Data Bus)
برد های اصلی جديد دارای يک گذرگاه داده ئی شصت و چهار
بيتی می باشند. گذرگاه فوق عرض بزرگراهی را نشان می دهد که داده ها در طول آن حرکت و در احتيار پردازنده گذاشته شده و يا پردازنده نتايج عمليات خود را از طريق آنها ارسال می نمايد. سرعت و عرض گذرگاه داده ، تاثير مستقيم بر عملکرد پردازنده دارد
ChipSets
Chipsets ، امکانات و پتانسيل های خاصی را برای تراشه
پردازنده بر روی برد اصلی فراهم می نمايند. Chipset بمنزله قلب کامپيوتر بوده و مسئوليت کنترل و مشخص نمودن سرعت ، نوع پردازنده ، حافظه و اسلات های استفاده شده را برعهده دارد. يکی از تراشه های موجود بر روی برد اصلی Super I/o Controller ناميده شده و مهمترين وظيفه آن کنترل فلاپی ديسک درايو ، صفحه کليد، موس و پورت های سريال و موازی است . بردهای اصلی جديد دارای تراشه هائی بمنظور حمايت USB ، کارت صدا ، کارت شبکه و ... می باشند
پردازنده
کامپيوتری که هم اکنون بکمک آن در حال مشاهده و مطالعه اين صفحه هستيد ، دارای يک ريزپردازنده است . ريزپردازنده بمنزله مغز در کامپيوتر است. تمام کامپيوترها اعم از کامپيوترهای شخصی ، کامپيوترهای دستی و ... دارای ريزپردازنده می باشند. نوع ريزپردازنده استفاده شده در يک کامپيوتر می تواند متفاوت باشد ولی تمام آنها عمليات يکسانی را انجام خواهند داد.
حافظه های RAM و ROM
در بخش قبل گذرگاه های آدرس و داده نظيرخطوط RD,WR بررسی گرديدند. گذرگاه های فوق به حافظه های
RAM ،ROM و يا هر دو متصل خواهند بود. در ريزپردازنده ساده فرضی فوق، از گذرگاه های آدرس و داده هشت بيتی استفاده می گردد. بدين ترتيب پردازنده قادر به آدرس دهی 256 بايت حافظه و خواندن و يا نوشتن هشت بيت از حافظه در هر لحظه خواهد بود. فرض کنيد پردازنده فوق دارای 128 بايت حافظه ROM بوده که از آدرس صفر شروع شده و 128 بايت حافظه RAM که از آدرس 128 آغاز می گردد ، است . حافظه ROM تراشه ای است که اطلاعاتی را از قبل و بصورت دائم در خود نگهداری می نمايد. گذرگاه های آدرس به تراشه ROM اعلام خواهند کرد که کدام بايت را خواسته و آن را بر روی گذرگاه قرار خواهد داد. زمانيکه وضعيت خط RD تغيير نمايد تراشه ROM بايت مورد نظر و انتخابی را بر روی گذرگاه داده قرار خواهد داد. RAM شامل بايت هائی از اطلاعات است . ريزپردازنده قادر به خواندن و نوشتن در حافظه فوق بر اساس سيگنال های دريافتی از خطوط RD و RW است . در رابطه با حافظه RAM می بايست به اين نکته نيز اشاره گردد که اين نوع از حافظه ها با از دست منبع انرژی ( برق ) اطلاعات خود را از دست خواهند داد.
تمامی کامپيوترها دارای حافظه ROM به ميزان مشخص می باشند. ( برخی از کامپيوترها ممکن است دارای حافظه RAM نبوده نظير ميکرو کنترل ها ، ولی وجود و ضرورت حافظه ROM را در هيچ کامپيوتری نمی توان انکار نمود).بر روی
کامپيوترهای شخصی حافظه ROM را BIOS نيز می نامند. زمانيکه ريزپردازنده فعاليت خود را آغاز می نمايد ، در ابتدا دستورالعمل هائی را اجراء خواهد کرد که در BIOS می باشند. دستورالعمل های موجود در BIOS عمليانی نظير تست سخت افزار و سيستم را انجام و در ادامه فرآيندی آغاز خواهد شد که نتيجه آن استقرار سيستم عامل در حافظه خواهد بود. (Booting) . در آغاز فرآيند فوق ، بوت سکتور هارد ديسک ( می تواند آغاز عمليات فوق از هارد شروع نشده و از فلاپی ديسک انجام گردد ، اتخاذ تصميم در رابطه با وضعيت فوق بر اساس پارامترهای ذخيره شده در حافظه CMOS خواهند بود ) را بررسی خواهد کرد . بوت سکتور فوق حاوی برنامه ای کوچک است که در ادامه BIOS آن را خوانده و در حافظه RAM مستقر خواهد کرد. ريزپردازنده در ادامه دستورالعمل های مربوط به برنامه بوت سکتور را که در حافظه RAM مستقر شده اند ،اجراء خواهد کرد. برنامه فوق به ريزپردازنده اعلام خواهد کرد که اطلاعات ديگری را از هارد ديسک به درون حافظه RAM انتقال و آنها را اجراء نمايد. با ادامه وتکميل فرآيند فوق سيستم عامل در حافظه مستقر ومديريت خود را آغاز می نمايد.
انواع حافظه
حافظه ها را می توان بر اساس شاخص های متفاوتی تقسيم بندی کرد . Volatile و Nonvolatile نمونه ای از اين تقسيم بندی ها است . حافظه های volatile بلافاصله پس از خاموش شدن سيستم اطلاعات خود را از دست می دهند. و همواره برای نگهداری اطلاعات خود به منبع تامين انرژی نياز خواهند داشت . اغلب حافظه های RAM در اين گروه قرار می گيرند. حافظه های Nonvolatile داده های خود را همچنان پس از خاموش شدن سيستم حفظ خواهند کرد. حافظه ROM نمونه ای از اين نوع حافظه ها است .

حافظه RAM
حافظه (RAM(Random Access Memory شناخته ترين نوع حافظه در دنيای کامپيوتر است . روش دستيابی به اين نوع از حافظه ها تصادفی است . چون می توان به هر سلول حافظه مستقيما" دستيابی پيدا کرد . در مقابل حافظه های RAM ، حافظه های(SAM(Serial Access Memory وجود دارند. حافظه های SAM اطلاعات را در مجموعه ای از سلول های حافظه ذخيره و صرفا" امکان دستيابی به آنها بصورت ترتيبی وجود خواهد داشت. ( نظير نوار کاست ) در صورتيکه داده مورد نظر در محل جاری نباشد هر يک از سلول های حافظه به ترتيب بررسی شده تا داده مورد نظر پيدا گردد. حافظه های SAM در موارديکه پردازش داده ها الزاما" بصورت ترتيبی خواهد بود مفيد می باشند ( نظير حافظه موجود بر روی
کارت های گرافيک ). داده های ذخيره شده در حافظه RAM با هر اولويت دلخواه قابل دستيابی خواهند بود.
مبانی حافظه های RAM
حافظه RAM ، يک تراشه مدار مجتمع (IC) بوده که از ميليون ها ترانزيستور و خازن تشکيل شده است .در اغلب حافظه ها با استفاده و بکارگيری يک خازن و يک ترانزيستور می توان يک سلول را ايجاد کرد. سلول فوق قادر به نگهداری يک
بيت داده خواهد بود. خازن اطلاعات مربوط به بيت را که يک و يا صفر است ، در خود نگهداری خواهد کرد.عملکرد ترانزيستور مشابه يک سوييچ بوده که امکان کنترل مدارات موجود بر روی تراشه حافظه را بمنظور خواندن مقدار ذخيره شده در خازن و يا تغيير وضعيت مربوط به آن ، فراهم می نمايد.خازن مشابه يک ظرف ( سطل) بوده که قادر به نگهداری الکترون ها است . بمنظور ذخيره سازی مقدار" يک" در حافظه، ظرف فوق می بايست از الکترونها پر گردد. برای ذخيره سازی مقدار صفر، می بايست ظرف فوق خالی گردد.مسئله مهم در رابطه با خازن، نشت اطلاعات است ( وجود سوراخ در ظرف ) بدين ترتيب پس از گذشت چندين ميلی ثانيه يک ظرف مملو از الکترون تخليه می گردد. بنابراين بمنظور اينکه حافظه بصورت پويا اطلاعات خود را نگهداری نمايد ، می بايست پردازنده و يا " کنترل کننده حافظه " قبل از تخليه شدن خازن، مکلف به شارژ مجدد آن بمنظور نگهداری مقدار "يک" باشند.بدين منظور کنترل کننده حافظه اطلاعات حافظه را خوانده و مجددا" اطلاعات را بازنويسی می نمايد.عمليات فوق (*******)، هزاران مرتبه در يک ثانيه تکرار خواهد شد.علت نامگذاری DRAM بدين دليل است که اين نوع حافظه ها مجبور به بازخوانی اطلاعات بصورت پويا خواهند بود. فرآيند تکراری " بازخوانی / بازنويسی اطلاعات" در اين نوع حافظه ها باعث می شود که زمان تلف و سرعت حافظه کند گردد.
سلول های حافظه بر روی يک تراشه سيليکون و بصورت آرائه ای مشتمل از ستون ها ( خطوط بيت ) و سطرها ( خطوط کلمات) تشکيل می گردند. نقطه تلاقی يک سطر و ستون بيانگر آدرس سلول حافظه است .
حافظه های DRAM با ارسال يک شارژ به ستون مورد نظر باعث فعال شدن ترانزيستور در هر بيت ستون، خواهند شد.در زمان نوشتن خطوط سطر شامل وضعيتی خواهند شد که خازن می بايست به آن وضغيت تبديل گردد. در زمان خواندن Sense-amplifier ، سطح شارژ موجود در خازن را اندازه گيری می نمايد. در صورتيکه سطح فوق بيش از پنجاه درصد باشد مقدار "يک" خوانده شده و در غيراينصورت مقدار "صفر" خوانده خواهد شد. مدت زمان انجام عمليات فوق بسيار کوتاه بوده و بر حسب نانوثانيه ( يک ميلياردم ثانيه ) اندازه گيری می گردد. تراشه حافظه ای که دارای سرعت 70 نانوثانيه است ، 70 نانو ثانيه طول خواهد کشيد تا عمليات خواندن و بازنويسی هر سلول را انجام دهد.
سلول های حافظه در صورتيکه از روش هائی بمنظور اخذ اطلاعات موجود در سلول ها استفاده ننمايند، بتنهائی فاقد ارزش خواهند بود. بنابراين لازم است سلول های حافظه دارای يک زيرساخت کامل حمايتی از مدارات خاص ديگر باشند.مدارات فوق عمليات زير را انجام خواهند داد :
  • § مشخص نمودن هر سطر و ستون (انتخاب آدرس سطر و انتخاب آدرس ستون )
  • § نگهداری وضعيت بازخوانی و باز نويسی داده ها ( شمارنده )
  • § خواندن و برگرداندن سيگنال از يک سلول ( Sense amplifier)
  • § اعلام خبر به يک سلول که می بايست شارژ گردد و يا ضرورتی به شارژ وجود ندارد ( Write enable)
ساير عمليات مربوط به "کنترل کننده حافظه" شامل مواردی نظير : مشخص نمودن نوع سرعت ، ميزان حافظه و بررسی خطاء است .
حافظه های SRAM دارای يک تکنولوژی کاملا" متفاوت می باشند. در اين نوع از حافظه ها از فليپ فلاپ برای ذخيره سازی هر
بيت حافظه استفاده می گردد. يک فليپ فلاپ برای يک سلول حافظه، از چهار تا شش ترانزيستور استفاده می کند . حافظه های SRAM نيازمند بازخوانی / بازنويسی اطلاعات نخواهند بود، بنابراين سرعت اين نوع از حافظه ها بمراتب از حافظه های DRAM بيشتر است .با توجه به اينکه حافظه های SRAM از بخش های متعددی تشکيل می گردد، فضای استفاده شده آنها بر روی يک تراشه بمراتب بيشتر از يک سلول حافظه از نوع DRAM خواهد بود. در چنين مواردی ميزان حافظه بر روی يک تراشه کاهش پيدا کرده و همين امر می تواند باعث افزايش قيمت اين نوع از حافظه ها گردد. بنابراين حافظه های SRAM سريع و گران و حافظه های DRAM ارزان و کند می باشند . با توجه به موضوع فوق ، از حافظه های SRAM بمنظور افزايش سرعت پردازنده ( استفاده از Cache) و از حافظه های DRAM برای فضای حافظه RAM در کامپيوتر استفاده می گردد.
ما ژول های حافظه
تراشه های حافظه در
کامييوترهای شخصی در آغاز از يک پيکربندی مبتنی بر Pin با نام (DIP(Dual line Package استفاده می کردند. اين پيکربندی مبتنی بر پين، می توانست لحيم کاری درون حفره هائی برروی برداصلی کامپيوتر و يا اتصال به يک سوکت بوده که خود به برد اصلی لحيم شده است .همزمان با افزايش حافظه ، تعداد تراشه های مورد نياز، فضای زيادی از برد اصلی را اشغال می کردند.از روش فوق تا زمانيکه ميزان حافظه حداکثر دو مگابايت بود ، استقاده می گرديد.
راه حل مشکل فوق، استقرار تراشه های حافظه بهمراه تمام عناصر و اجزای حمايتی در يک برد مدار چاپی مجزا (Printed circut Board) بود. برد فوق در ادامه با استفاده از يک نوع خاص از کانکنور ( بانک حافظه ) به برد اصلی متصل می گرديد. اين نوع تراشه ها اغلب از يک پيکربندی pin با نام Small Outline J-lead ) soj ) استفاده می کردند . برخی از توليدکنندگان ديگر که تعداد آنها اندک است از پيکربندی ديگری با نام Thin Small Outline Package )tsop) استفاده می نمايند. تفاوت اساسی بين اين نوع پين های جديد و پيکربندی DIP اوليه در اين است که تراشه های SOJ و TSOR بصورت surface-mounted در PCB هستند. به عبارت ديگر پين ها مستقيما" به سطح برد لحيم خواهند شد . ( نه داخل حفره ها و يا سوکت ) .
تراشه ها ی حافظه از طريق کارت هائی که " ماژول " ناميده می شوند قابل دستيابی و استفاده می باشند.. شايد تاکنون با مشخصات يک سيستم که ميزان حافظه خود را بصورت 32 * 8 , يا 16 * 4 اعلام می نمايد ، برخورده کرده باشيد.اعداد فوق تعداد تراشه ها ضربدر ظرفيت هر يک از تراشه ها را که بر حسب
مگابيت اندازه گيری می گردند، نشان می دهد. بمنظور محاسبه ظرفيت ، می توان با تقسيم نمودن آن بر هشت ميزان مگابايت را بر روی هر ماژول مشخص کرد.مثلا" يک ماژول 32 * 4 ، بدين معنی است که ماژول دارای چهار تراشه 32 مگابيتی است .با ضرب 4 در 32 عدد 128 ( مگابيت) بدست می آيد . اگر عدد فوق را بر هشت تقسيم نمائيم به ظرفيت 16 مگابايت خواهيم رسيد.
نوع برد و کانکتور استفاده شده در حافظه های RAM ، طی پنج سال اخير تفاوت کرده است . نمونه های اوليه اغلب بصورت اختصاصی توليد می گرديدند . توليد کنندگان متفاوت کامپيوتر بردهای حافظه را بگونه ای طراحی می کردند که صرفا" امکان استفاده از آنان در سيستم های خاصی وجود داشت . در ادامه (SIMM (Single in-line memory مطرح گرديد. اين نوع از بردهای حافظه از 30 پين کانکتور استفاده کرده و طول آن حدود 3/5 اينچ و عرض آن يک اينچ بود ( يازده سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) .در اغلب کامپيوترها می بايست بردهای SIMM بصورت زوج هائی که دارای ظرفيت و سرعت يکسان باشند، استفاده گردد. علت اين است که پهنای گذرگاه داده بيشتر از يک SIMM است . مثلا" از دو SIMM هشت مگابايتی برای داشتن 16 مگابايت حافظه بر روی سيستم استفاده می گردد. هر SIMM قادر به ارسال هشت بيت داده در هر لحظه خواهد بود با توجه به اين موضوع که گذرگاه داده شانزده بيتی است از نصف پهنای باند استفاده شده و اين امر منطقی بنظر نمی آيد.در ادامه بردهای SIMM بزرگتر شده و دارای ابعاد 25 / 4 * 1 شدند( 11 سانتيمتر در 2/5 سانتيمتر ) و از 72 پين برای افزايش پهنای باند و امکان افزايش حافظه تا ميزان 256 مگابايت بدست آمد
بررسی خطاء
اکثر حافظه هائی که امروزه در کامپيوتر استفاده می گردند دارای ضريب اعتماد بالائی می باشند.در اکثر سيستم ها ،" کنترل کننده حافظه " درزمان روشن کردن سيستم عمليات بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام می دهد. تراشه های حافظه با استفاده از روشی با نام Parity ، عمليات بررسی خطاء را انحام می دهند. تراشه های Parity دارای يک بيت اضافه برای هشت بيت داده می باشند.روشی که Parity بر اساس آن کار می کند بسيار ساده است . در ابتداParity زوج بررسی می گردد. زمانيکه هشت بيت ( يک بايت) داده ئی را دريافت می دارند، تراشه تعداد يک های موجود در آن را محاسبه می نمايد.در صورتيکه تعداد يک های موجود فرد باشد مقدار بيت Parity يک خواهد شد. در صورتيکه تعداد يک های موجود زوج باشد مقدار بيت parity صفر خواهد شد. زمانيکه داده از بيت های مورد نظر خوانده می شود ، مجددا" تعداد يک های موجود محاسبه و با بيت parity مقايسه می گردد.درصورتيکه مجموع فرد و بيت Parity مقدار يک باشد داده مورد نظر درست بوده و برای پردازنده ارسال می گردد. اما در صورتيکه مجموع فرد بوده و بيت parity صفر باشد تراشه متوجه بروز يک خطاء در بيت ها شده و داده مورد نظر کنار گذاشته می شود. parity فرد نيز به همين روش کار می کند در روش فوق زمانی بيت parity يک خواهد شد که تعداد يک های موجود در بايت زوج باشد.
مسئله مهم در رابطه با Parity عدم تصحيح خطاء پس از تشخيص است . در صورتيکه يک بايت از داده ها با بيت Parity خود مطابقت ننمايد داده دور انداخته شده سيستم مجددا" سعی خود را انجام خواهد داد. کامپيوترها نيازمند يک سطح بالاتربرای برخورد با خطاء می باشند.برخی از سيستم ها از روشی با نام به error correction code)ECC) استفاده می نمايند. در روش فوق از بيت های اضافه برای کنترل داده در هر يک از بايت ها استفاده می گردد. اختلاف روش فوق با روش Parity در اين است که از چندين بيت برای بررسی خطاء استفاده می گردد. ( تعداد بيت های استفاده شده بستگی به پهنای گذرگاه دارد ) حافظه های مبتنی بر روش فوق با استفاده از الگوريتم مورد نظر نه تنها قادر به تشخيص خطا بوده بلکه امکان تصحيح خطاهای بوجود آمده نيز فراهم می گردد. ECCهمچنين قادر به تشخيص خطاها در مواردي است که يک يا چندين بيت در يک بايت با مشکل مواجه گردند .
انواح حافظه RAM
Static random access memory)SRAM) . اين نوع حافظه ها از چندين ترانزيستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمايند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. اين نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.
Dynamic random access memory)DRAM) . در اين نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از يک زوج ترانزيستورو خازن استفاده می گردد .
Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اوليه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکميل فرآيند استقرار يک بيت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بايست منتظر و در ادامه بيت خوانده خواهد شد.( قبل از اينکه عمليات مربوط به بيت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .
Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . اين نوع حافظه ها در انتظار تکميل و اتمام پردازش های لازم برای اولين بيت نشده و عمليات مورد نظر خود را در رابطه با بيت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اينکه آدرس اولين بيت مشخص گرديد EDO DRAM عمليات مربوط به جستجو برای بيت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عمليات فوق پنج برابر سريعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابايت در هر ثانيه است .
Synchronous dynamic random access memory)SDRM) از ويژگی "حالت پيوسته " بمنظور افزايش و بهبود کارائی استفاده می نمايد .بدين منظور زمانيکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بين ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامين داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپيوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابايت در ثانيه است .
Rambus dynamic random access memory )RDRAM) يک رويکرد کاملا" جديد نسبت به معماری قبلی DRAM است. اين نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پيکربندی مشابه يک DIMM استاندارد است. وجه تمايز اين نوع حافظه ها استفاده از يک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پيدا نمايند.
Credit card memory يک نمونه کاملا" اختصاصی از توليدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دريک نوع خاص اسلات ، در کامپيوترهای noteBook استفاده می گردد .
PCMCIA memory card .نوع ديگر از حافظه شامل ماژول های DRAM بوده که در notebook استفاده می شود.
FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفيت کم برای استفاده در دستگاههائی نظير تلويزيون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانيکه اين نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به ميزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپيوتر نيز از اين نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظيمات هارد ديسک و ... استفاده می گردد.
VideoRam)VRAM) يک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظير : آداپتورهای ويدئو و يا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به اين نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نيز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدين دليل است که اين نوع از حافظه ها دارای امکان دستيابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سريال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافيک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. ميزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظير : " وضوح تصوير " و " وضعيت رنگ ها " بستگی دارد.
ROM
حافظه ROM يک نوع مدار مجتمع (IC) است که در زمان ساخت داده هائی در آن ذخيره می گردد. اين نوع از حافظه ها علاوه بر استفاده در کامپيوترهای شخصی در ساير دستگاههای الکترونيکی نيز بخدمت گرفته می شوند. حافظه های ROM از لحاظ تکنولوژی استفاده شده، دارای انواع زير می باشند:
  • § ROM
  • § PROM
  • § EPROM
  • § EEPROM
  • § Flash Memory
هر يک از مدل های فوق دارای ويژگی های منحصربفرد خود می باشند . حافظه های فوق در موارد زيردارای ويژگی مشابه می باشند:
  • § داد های ذخيره شده در اين نوع تراشته ها " غير فرار " بوده و پس از خاموش شدن منبع تامين انرژی اطلاعات خود را از دست نمی دهدند.
  • § داده های ذخيره شده در اين نوع از حافظه ها غير قابل تغيير بوده و يا اعمال تغييرات در آنها مستلزم انجام عمليات خاصی است.
مبانی حافظه های ROM
حافظه ROM از تراشه هائی شامل شبکه ای از سطر و ستون تشکيل شده است ( نظير حافظه
RAM) . هر سطر وستون در يک نقظه يکديگر را قطع می نمايند. تراشه های ROM دارای تفاوت اساسی با تراشه های RAM می باشند. حافظه RAM از " ترانزيستور " بمنظور فعال و يا غيرفعال نمودن دستيابی به يک " خازن " در نقاط برخورد سطر و ستون ، استفاده می نمايند.در صورتيکه تراشه های ROM از يک " ديود" (Diode) استفاده می نمايد. در صورتيکه خطوط مربوطه "يک" باشند برای اتصال از ديود استفاده شده و اگر مقدار "صفر" باشد خطوط به يکديگر متصل نخواهند شد. ديود، صرفا" امکان حرکت " جريان " را در يک جهت ايجاد کرده و دارای يک نفطه آستانه خاص است . اين نقطه اصطلاحا" (Forward breakover) ناميده می شود. نقطه فوق ميزان جريان مورد نياز برای عبور توسط ديود را مشخص می کند. در تراشه ای مبتنی بر سيليکون نظير پردازنده ها و حافظه ، ولتاژ Forward breakover تقريبا" معادل شش دهم ولت است .با بهره گيری از ويژگی منحصر بفرد ديود، يک تراشه ROM قادر به ارسال يک شارژ بالاتر از Forward breakover و پايين تر از ستون متناسب با سطر انتخابی ground شده در يک سلول خاص است .در صورتيکه ديود در سلول مورد نظر ارائه گردد، شارژ هدايت شده (از طريق Ground ) و با توجه به سيستم باينری ( صفر و يک )، سلول يک خوانده می شود ( مقدار آن 1 خواهد بود) در صورتيکه مقدار سلول صفر باشد در محل برخورد سطر و ستون ديودی وجود نداشته و شارژ در ستون ، به سطر مورد نظر منتقل نخواهد شد.
همانطور که اشاره گرديد، تراشه ROM ، مستلزم برنامه نويسی وذخيره داده در زمان ساخت است . يک تراشه استاندارد ROM را نمی توان برنامه ريزی مجدد و اطلاعات جديدی را در آن نوشت . در صورتيکه داده ها درست نبوده و يا مستلزم تغيير و يا ويرايش باشند، می بايست تراشه را دور انداخت و مجددا" از ابتدا عمليات برنامه ريزی يک تراشه جديد را انجام داد.فرآيند ايجاد تمپليت اوليه برای تراشه های ROM دشوار است .اما مزيت حافظه ROM بر برخی معايب آن غلبه می نمايد. زمانيکه تمپليت تکميل گرديد تراشه آماده شده، می تواند بصورت انبوه و با قيمت ارزان به فروش رسد.اين نوع از حافظه ها از برق ناچيزی استفاده کرده ، قابل اعتماد بوده و در رابطه با اغلب دستگاههای الکترونيکی کوچک، شامل تمامی دستورالعمل های لازم بمنظور کنترل دستگاه مورد نظر خواهند بود.استفاده از اين نوع تراشه ها در برخی از اسباب بازيها برای نواختن موسيقی، آواز و ... متداول است .
حافظه PROM
توليد تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزينه بالائی است .بدين منظور اغلب توليد کنندگان ، نوع خاصی از اين نوع حافظه ها را که PROM )Programmable Read-Only Memory) ناميده می شوند ، توليد می کنند.اين نوع از تراشه ها با محتويات خالی با قيمت مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer ناميده می شوند ، برنامه ريزی گردند. ساختار اين نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با اين تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از يک فيوز( برای اتصال به يکديگر) استفاده می گردد. يک شارژ که از طريق يک ستون ارسال می گردد از طريق فيوز به يک سلول پاس داده شده و بدين ترتيب به يک سطر Grounded که نماينگر مقدار "يک" است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اينکه تمام سلول ها دارای يک فيوز می باشند، درحالت اوليه ( خالی )، يک تراشه PROM دارای مقدار اوليه " يک" است . بمنظور تغيير مقدار يک سلول به صفر، از يک Programmer برای ارسال يک جريان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع اتصال بين سطر و ستون (سوختن فيوز) خواهد کرد. فرآيند فوق را " Burning the PROM " می گويند. حافظه های PROM صرفا" يک بار قابل برنامه ريزی هستند. حافظه های فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده و يک جريان حاصل از الکتريسيته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فيور در تراشه شده و مقدار يک را به صفر تغيير نمايد. از طرف ديگر ( مزايا ) حافظه ای PROM دارای قيمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای يک ROM ، قبل از برنامه ريزی نهائی کارآئی مطلوبی دارند.
حافظه EPROM
استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM با توجه به نياز به اعمال تغييرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغييرات و اصلاحات در اين نوع حافظه ها می تواند به صرف هزينه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasable programmableread-only memory) پاسخی مناسب به نياز های مطح شده است ( نياز به اعمال تغييرات ) تراشه های EPROM را می توان چندين مرتبه باز نويسی کرد. پاک نمودن محتويات يک تراشه EPROM مشتلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن يک فرکانس خاص ماوراء بنفش باشد.. پيکربندی اين نوع از حافظه ها مستلزم استفاده از يک Programmer از نوع EPROM است که يک ولتاژ را در يک سطح خاص ارائه نمايند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) اين نوع حافظه ها ، نيز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و ستون می باشند. در يک EPROM سلول موجود در نقظه برخورد سطر و ستون دارای دو ترانزيستور است .ترانزيستورهای فوق توسط يک لايه نازک اکسيد از يکديگر جدا شده اند. يکی از ترانزيستورها Floating Gate و ديگری Control Gate ناميده می شود. Floating gate صرفا" از طريق Control gate به سطر مرتبط است. ماداميکه لينک برقرارباشد سلول دارای مقدار يک خواهد بود. بمنظور تغيير مقدار فوق به صفر به فرآيندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نياز خواهد بود .Tunneling بمنظور تغيير محل الکترون های Floating gate استفاده می گردد.يک شارژ الکتريکی بين 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به floating gate در ground تخليه خواهد گرديد. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزيستور floating gate مشابه يک "پخش کننده الکترون " رفتار نمايد . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت ديگر لايه اکسيد به دام افتاد و يک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان يک صفحه عايق بين control gate و floating gate رفتار می نمايند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floating gate را مونيتور خواهد کرد. در صورتيکه جريان گيت بيشتر از 50 درصد شارژ باشد در اينصورت مقدار "يک" را دارا خواهد بود.زمانيکه شارژ پاس داده شده از 50 درصد آستانه عدول نموده مقدار به "صفر" تغيير پيدا خواهد کرد.يک تراشه EPROM دارای گيت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار يک را دارا است.
بمنظور باز نويسی يک EPROM می بايست در ابتدا محتويات آن پاک گردد. برای پاک نمودن می بايست يک سطح از انرژی زياد را بمنظور شکستن الکترون های منفی Floating gate استفاده کرد.در يک EPROM استاندارد ،عمليات فوق از طريق اشعه ماوراء بنفش با فرکانس 253/7 انحام می گردد.فرآيند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتويات آن حذف خواهد شد. برای حذف يک EPROM می بايست آن را از محلی که نصب شده است جدا کرده و به مدت چند دقيقه زير اشعه ماوراء بنفش دستگاه پاک کننده EPROM قرار داد.
حافظه های EEPROM و Flash Memory
با اينکه حافظه ای EPROM يک موفقيت مناسب نسبت به حافظه های PROM از بعد استفاده مجدد می باشند ولی کماکن نيازمند بکارگيری تجهيزات خاص و دنبال نمودن فرآيندهای خسته کننده بمنظور حذف و نصب مجدد آنان در هر زمانی است که به يک شارژ نياز باشد. در ضمن، فرآيند اعمال تغييرات در يک حافظه EPROM نمی تواند همزمان با نياز و بصورت تصاعدی صورت پذيرد و در ابتدا می بايست تمام محتويات را پاک نمود.حافظه های Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)EEOPROM) پاسخی مناسب به نيازهای موجود است . در حافظه های EEPROM تسهيلات زير ارائه می گردد:
  • § برای بازنويسی تراشه نياز به جدا نمودن تراشه از محل نصب شده نخواهد بود.
  • § برای تغيير بخشی از تراشه نياز به پاک نمودن تمام محتويات نخواهد بود.
  • § اعمال تغييرات در اين نوع تراشه ها مستلزم بکارگيری يک دستگاه اختصاصی نخواهد بود.
در عوض استفاده از اشعه ماوراء بنفش، می توان الکترون های هر سلول را با استفاده از يک برنامه محلی و بکمک يک ميدان الکتريکی به وضعيت طبيعی برگرداند. عمليات فوق باعث حذف سلول های مورد نظر شده و می توان مجددا" آنها را بازنويسی نمود.تراشه های فوق در هر لحظه يک بايت را تغيير خواهند داد.فرآيند اعمال تغييرات در تراشه های فوق کند بوده و در مواردی که می بايست اطلاعات با سرعت تغيير يابند ، سرعت لازم را نداشته و دارای چالش های خاص خود می باشند.
توليدکنندگان با ارائه Flash Memory که يک نوع خاص از حافظه های EEPROM می باشد به محدوديت اشاره شده پاسخ لازم را داده اند.در حافظه Falsh از مدارات از قبل پيش بينی شده در زمان طراحی ، بمنظور حذف استفاده می گردد ( بکمک ايجاد يک ميدان الکتريکی). در اين حالت می توان تمام و يا بخش های خاصی از تراشه را که " بلاک " ناميده می شوند، را حذف کرد.اين نوع حافظه نسبت به حافظه های EEPROM سريعتر است ، چون داده ها از طريق بلاک هائی که معمولا" 512 بايت می باشند ( به جای يک بايت در هر لحظه ) نوشته می گردند
خدمات ارائه شده توسط BIOS
نرم افزار BIOS دارای وطايف متعددی است . ولی بدون شک مهمترين وظيفه آن استقرار
سيستم عامل در حافظه است . زمانيکه کامپيوتر روشن و ريزپردازنده سعی در اجرای اولين دستورالعمل های خود را داشته باشد ، می بايست دستورالعمل های اوليه از مکان ديگر در اختيار آن گذاشته شوند ( در حافظه اصلی کامپيوتر هنوز اطلاعاتی قرار نگرفته است ) دستورالعمل های مورد نظر را نمی توان از طريق سيستم عامل در اختيار پردازنده قرار داد چراکه هنوز سيستم عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان بر روی هارد ديسک است . مشکل اينجاست که می بايست با استفاده از روشهائی به پردازنده اعلام گردد که سيستم عامل را به درون حافظه مستقر تا در ادامه زمينه استفاده از خدمات سيستم عامل فراهم گردد. BIOS دستورالعمل های لازم را در اين خصوص ارائه خواهد کرد. برخی از خدمات متداول که BIOS ارائه می دهد ، بشرح زير می باشد:
- يک برنامه تست با نام POST بمنظور بررسی صحت عملکرد عناصر سخت افراری
- فعال کردن تراشه های BIOS مربوط به ساير کارت های نصب شده در سيستم نظير :
کارت گرافيک و يا کنترل کننده SCSI
- مديريت مجموعه ای از تنظيمات در رابطه با هارد ديسک،Clock و ...
BIOS ، يک نرم افزار خاص است که بعنوان اينترفيس ( ميانجی ) بين عناصر اصلی سخت افزارهای نصب شده بر روی سيستم و سيستم عامل ايفای وظيفه می نمايد. نرم افزار فوق اغلب در
حافظه هائی از نوع Flash و بصورت يک تراشه بر روی برد اصلی نصب می گردد. در برخی حالات تراشه فوق يک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود.
زمانيکه کامپيوتر روشن می گردد BIOS عمليات متفاوتی را انجام خواهد داد:
- بررسی محتويات CMOS برای آگاهی از تنظيمات خاص انجام شده
- لود کردن درايورهای استاندارد و Interrupt handlers
- مقدار دهی اوليه ريجسترها و مديريت Power
- اجرای برنامه POST بمنظور اطمينان از صحت عملکرد عناصر سخت افزاری
- تشخيص درايوی که سيستم می بايست از طريق آن راه اندازی (Booting) گردد.
- مقدار دهی اوليه برنامه مربوط به استقرار سيستم عامل در حافظه (Bootstrap)
اولين موردی را که BIOS بررسی خواهد کرد، اطلاعات ذخيره شده در يک نوع حافظه RAM با ظرفيت 64 بايت است . اطلاعات فوق بر روی تراشه ای با نام CMOS)Complementry metal oxid semiconductor) ذخيره می گردند. CMOS شامل اطلاعات جزئی در رابطه با سيستم بوده و درصورت بروز هر گونه تغييردر سيستم، اطلاعات فوق نيز تغيير خواهند کرد. BIOS از اطلاعات فوق بمنظور تغيير و جايگزينی مقادير پيش فرض خود استفاده می نمايد.
Interrupt handlers نوع خاصی از نرم افزار بوده که بعنوان يک مترجم بين عناصر سخت افزاری و سيستم عامل ايفای وظيفه می نمايد.مثلا" زمانيکه شما کليدی را برروی صفحه کليد فعال می نمائيد، سيگنال مربوطه، برای Interrupt handler صفحه کليد ارسال شده تا از اين طريق به پردازنده اعلام گردد که کداميک از کليدهای صفحه کليد فعال شده اند.
درايورها يک نوع خاص ديگر از نرم افزارها بوده که مجموعه عمليات مجاز بر روی يک دستگاه را تبين و راهکارهای ( توابع ) مربوطه را ارائه خواهند. اغلب دستگاه های سخت افزاری نظير:
صفحه کليد، موس ، هارد و فلاپی درايو دارای درايورهای اختصاصی خود می باشند. با توجه به اينکه BIOS بصورت دائم با سيگنال های ارسالی توسط عناصر سخت افزاری مواجه است ، معمولا" يک نسخه از آن در حافظه RAM تکثير خواهد شد.
 
نوشته شده توسط فلاحتي   | لینک ثابت |

راه اندازی ( بوتينگ،Booting) کامپيوتر
پس از روشن کردن کامپيوتر، BIOS بلافاصله عمليات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سيستم ها ، BIOS در زمان انجام عمليات مربوطه پيام هائی را نيز نمايش می دهد ( ميزان حافظه، نوع هارد ديسک و ...) بمنظور آماده سازی کامپيوتر برای ارائه خدمات به کاربران، BIOS مجموعه ای از عمليات را انجام می دهد. پس از بررسی و آگاهی از تنظيمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM ، کارت گرافيک بررسی می گردد. اغلب کارت های گرافيک ، دارای BIOS اختصاصی بوده که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافيک را مقدار دهی اوليه می نمايد. در صورتيکه BIOS اختصاصی برای کارت گرافيک وجود نداشته باشد از درايور استانداری که در ROM ذخيره شده است ، استفاده و درايو مربوطه فعال خواهد شد ( درايور استاندارد کارت گرافيک ) در ادامه BIOS نوع راه اندازی ( راه اندازی مجدد (Rebbot) و يا راه اندازی اوليه (Cold Boot ) را تشخيص خواهد داد .برای تشخيص موضوع فوق، از محتويات آدرس 0000:0472 حافظه استفاده می گردد. در صورتيکه در آدررس فوق مقدار 123h موجود باشد ، بمنزله "راه اندازی مجدد" بوده و برنامه BOIS بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام نخواهد داد. در غير اينصورت ( در صورت وجود هر مقدار ديگر در آدرس فوق ) يک "راه اندازی اوليه " تلقی می گردد. در اين حالت بررسی صحت عملکرد و سالم بودن حافظه انجام خواهد شد. در ادامه پورت های سريال و USB برای اتصال صفحه کليد وموس بررسی خواهند شد. در مرحله بعد کارت های PCI نصب شده بر روی سيستم بررسی می گردند. در صورتيکه در هر يک از مراحل فوق BIOS با اشکالی برخورد نمايد با نواختن چند Beep معنی دار، مورد خطاء را اعلام خواهد کرد. خطاهای اعلام شده اغلب به موارد سخت افزار سيستم مربوط می گردد.
برنامه BIOS اطلاعاتی در رابطه با نوع
پردازنده ، فلاپی درايو ، هارد ديسک ، حافظه تاريخ و شماره ( ورژن ) برنامه BIOS ، نوع صفحه نمايشگر را نمايش خواهد داد. در صورتيکه بر روی سيستم از آداپتورهای SCSI استفاده شده باشد ، BIOS درايور مربوطه آن رااز BIOS اختصاصی آداپتور فعال و BIOS اختصاصی اطلاعاتی را در رابطه با آداپتور SCSI نمايش خواهد داد. در ادامه برنامه BIOS نوع درايوی را که می بايست فرآيند انتقال سيستم عامل از آن آغاز گردد را تشخيص خواهد داد. برای نيل به هدف فوق از تنظيمات موجود در CMOS استفاده می گردد. اولويت درايو مربوطه برای بوت سيستم متغير و به نوع سيستم بستگی دارد. اولويت فوق می تواند شامل مواردی نظير : A,C,CD و يا C,A,CD و ... باشد.(A نشاندهنده فلاپی درايو C نشاندهنده هاردديسک و CD نشاندهنده درايو CD-ROM است ) در صورتيکه درايو مشخص شده شامل برنامه های سيستم عامل نباشد پيام خطائی نمايش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error )
پيکربندی BIOS
در بخش قبل اشاره گرديد که BIOS در موارد ضروری از تنظيمات ذخيره شده در CMOS استفاده می نمايد. برای تغيير دادن تنظيمات مربوطه می بايست برنامه پيکربندی CMOS فعال گردد. برای فعال کردن برنامه فوق می بايست در زمان راه اندازی سيستم کليدهای خاصی را فعال تا زمينه استفاده از برنامه فوق فراهم گردد. در اغلب سيستم ها بمنظور فعال شدن برنامه پيکربندی کليد Esc يا Del يا F1 يا F2 يا Ctrl-Esc يا Ctrl-Alt-Esc را می بايست فعال کرد.( معمولا" در زمان راه اندازی سيستم نوع کليدی که فشردن آن باعث فعال شدن برنامه پيکربندی می گردد، بصورت يک پيام بر روی صفحه نمايشگر نشان داده خواهد شد ) پس از فعال شدن برنامه پيکربندی با استفاده از مجموعه ای از گزينه های می توان اقدام به تغيير پارامترهای مورد نظر کرد. تنظيم تاريخ و زمان سيستم ، مشخص نمودن اولويت درايو بوت، تعريف يک رمز عبور برای سيستم ، پيکربندی درايوها ( هارد، فلاپی ، CD) و ... نمونه هائی از گزينه های موجود در اين زمينه می باشند. در زمان تغيير هر يک از تنظيمات مربوطه در CMOS می بايست دقت لازم را بعمل آورد چراکه در صورتيکه عمليات فوق بدرستی انجام نگيرد اثرات منفی بر روی سيستم گذاشته و حتی در مواردی باعث اختلال در راه اندازی سيستم خواهد شد.
ارتقاء برنامه BIOS
تغيير برنامه BIOS بندرت انجام می گيرد. ولی در موارديکه سيستم قديمی باشد، ارتقاء BIOS ضروری خواهد بود.با توجه به اينکه BIOS در نوع خاصی از
حافظه ROM ذخيره می گردد، تغيير و ارتقاء آن مشابه ساير نرم افزارها نخواهد بود. بدين منظور به يک برنامه خاص نياز است . برنامه های فوق از طريق توليد کنندگان کامپيوتر و يا BIOS عرضه می گردند. در زمان راه اندازی سيستم می توان تاريخ ، شماره و نام توليد کننده BIOS را مشاهده نمود. پس از مشخص شدن نام سازنده BIOS ، با مراجعه به وب سايت سازنده ، اطمينان حاصل گردد که برنامه ارتقاء BIOS از طرف شرکت مربوطه عرضه شده است . در صورتيکه برنامه موجود باشد می بايست آن را Download نمود. پس از اخذ فايل( برنامه) مربوطه آن را بر روی ديسکت قرار داده و سيستم را از طريق درايو A ( فلاپی درايو) راه اندازی کرد. در اين حالت برنامه موجود بر روی ديسکت، BIOS قديمی را پاک و اطلاعات جديد را در BIOS می نويسد. در زمان ارتقاء BIOS حتما" می بايست به اين نکته توجه گردد که از نسخه ای که کاملا" با سيستم سازگاری دارد، استفاده گردد در غير اينصورت BIOS با اشکال مواجه شده و امکان راه اندازی سيستم وجود نخواهد داشت .!
منبع تغذیه
منبع تغذيه يکی از عناصر حياتی درکامپيوتراست. فعاليت ساير عناصر به عملکرد منبع تغذيه بستگی دارد. منبع فوق تامين کننده جريان الکتريسيته مورد نياز هر يک از عناصر سخت افزازی است . بدون وجود منبع تغذيه ، کامپيوتر مشابه جعبه ای مملو از فلز و پلاستيک خواهد بود. منبع تغذيه جريان ( AC ( Alternating Current را به جريان ( DC ( Direct Current تبديل می کند.
در
کامپيوترهای شخصی ، منبع تغذيه يک جعبه فلزی است که در گوشه Case قرار می گيرد. در اغلب سيستم ها در صورتيکه در پشت سيستم قرار گرفته باشيد ، می توان منبع تغذيه را مشاهده کرد
منبع تغذيه را Switching power supplies نيز می گويند. با استفاده از نکنولوژی سوئيچينگ می توان ورودی AC را به ولتاژهای پايين تر DC تبديل کرد. ولتاژهای 3/3 ، 5 و 12 ولتاژهای رايج می باشند. ولتاژهای 3/3 و پنج ولت عمدتا" توسط مدارات ديجيتال استفاده شده و ولتاژ دوازده ولت برای حرکت موتورهائی نظير درايو ديسک ها و يا خنک کننده ها استفاده می گردد. شاخص اصلی يک منبع تغذيه " وات " است. وات معادل حاضلرب ولتاژ ( بر حسب ولت ) در جريان ( بر حسب آمپر ) است .
تکنولوژی سوئيچ کننده
تا قبل از سال 1980 منبع تغذيه ها سنگين و در انها از ترانزيستور و خازن های بزرگ و سنگين استفاده می گرديد. اين نوع از منبع تغذيه ها ولتاژ ورودی 120 ولت و 60 هرتز را به جريان DC با 12 و 5 ولت تبديل می کردند. امروزه از تکنولوژی سوئيچ کننده ها استفاده می گردد. بکمک تکنولوژی فوق ، جريان با فرکانس 60 هرتز ( هرتز معادل تعداد سيکل در ثانيه است) به يک جريان با فرکانس بالاتر تبديل می گردد. با استفاده از تبديل فوق اين امکان بوجود خواهد آمد که يک ترانسفورمر کوچک قادر به کاهش ولتاژ ورودی از 220 ( برخی کشورها 110 ) ولت به ولتاژ مورد نيار در يک عنصر خاص در کامپيوتر باشد.
استاندارد منبع تغذيه ها
تاکنون شش استاندارد متفاوت برای منبع تغذيه های استفاده شده در کامپيوتر مطرح شده است . اخيرا" استاندارد ATX مطرح شده است .ATX يک استاندارد صنعتی است که مشخص می کند منبع تغذيه دارای خصايص فيزيکی بمنظور مطابقت و استفاده در يک Case استاندارد ATX و همچنين دارای خصايص الکتريکی لازم برای کار و استفاده توسط يک
برد اصلی ATX است .
کابل های منبع تغذيه ها استاندارد بوده و بگونه ای طراحی می گردنند که احتمال نصب اشتباه آنان کاهش يابد. اغلب توليدکنندگان نيز از کا نکتورهای مشابه برای محصولات توليدی خود نظير ديسک درايوها ، خنک کننده ها ( تامين 12 ولت ) استفاده می نمايند
مشکلات منبع تغذيه
منبع تغذيه بيشترين ميزان خرابی ( نسبت به ساير عناصر ) در کامييوتر را دارد زمانيک کامپيوتر روشن می گردد، عمليات منبع تغذيه آغاز( گرم شدن ) و زمانيکه سيستم خاموش می گردد ، وظايف منبع تغذيه به اتمام می رسد ( خنک می گردد) با توجه به تکرار عمليات فوق و نوسانات برق همواره منبع تغذيه می تواند عامل اوليه برای بروز اشکال در سيستم باشد. حساس بودن نسبت به بوی سوختگی و اطمينان از عملکرد صحيح خنک کننده منبع تغذيه ساده ترين روش برای پيشگيری از بروز اشکال در منبع تغذيه است . توليدکنندگان برد اصلی اخيرا" امکاناتی را ارائه داده اند که با استفاده از آنها می توان در هر لحظه عملکرد خنک کننده منبع تغذيه و يا پردازنده را مشاهده و در صورت عدول از استانداردهای موجود ( تعداد دور در دقيقه خنک کننده ) سريعا" به کاربر اعلام ( پيام های هشداردهنده صوتی ) تا در اسرع وقت اشکال بوجود آمده برطرف گردد.

کنترل کنندهIDE
رسانه های ذخيره سازی يکی از بخش های مهم در کامپيوتر محسوب می گردند. اهميت موضوع فوق به نوع استفاده از کامپيوتر بستگی نداشته و همواره رسانه های ذخيره سازی اطلاعات ، دارای جايگاه خاص خود در کامپيوتر بوده و خواهند بود. در اغلب
کامپيوترهای شخصی از يکی از دستگاه های ذخيره سازی اطلاعات زير استفاده می گردد.( معمولا" در يک سيستم بيش از يک مورد استفاده گردد ) معمولا" هر يک از دستگاه های فوق از طريق يک واسط ( اينترفيس ) با نا م IDE ) Integrated Drive Electronics) به کامپيوتر متصل می گردند.اينترفيس IDE يک روش استاندارد برای اتصال ( ارتباط) يک دستگاه ذخيره سازی به کامپيوتر است
نحوه شکل گيری IDE
IDE با هدف استاندارد کردن استفاده از هارد ( هارد درايو ) در کامپيوترها ايجاد شده است . نکته مهم در رابطه با IDE تلفيق( در کنار هم قرار دادن ) هارد ( هارد ، درايو ) و کنترل کننده با يکديگر است . کنترل کننده يک برد الکترونيکی بهمراه مجموعه ای از تراشه ها است که نحوه ذخيره و بازيابی اطلاعات بر روی هارد ديسک را مشخص می نمايد. اغلب کنترل کننده ها دارای حافظه اختصاصی خود بوده که از آن بعنوان يک بافر و در جهت افزايش کارآئی عملکرد هارد ديسک استفاده می گردد.
قبل از مطرح شدن IDE ، کنترل کننده ها و هارد ديسک ها از يکديگر جدا بودند. در چنين مواردی همواره اين احتمال وجود داشت که کنترل کننده توليده شده توسط يک شرکت با هارد ديسک توليده شده توسط شرکت ديگر، با يکديگر مطابقت نداشته و قادر به کار در کنار يکديگر نباشند! وجود فاصله بين کنترل کننده و هارد خود عاملی برای کاهش کيفيت سيگنال مربوطه بوده که اثرات مستقيمی را در رابطه با کارآئی هارد ديسک بدنبال داشت .
شرکت IBM در سال 1984 کامپيوترهای شخصی AT را با ويژگی های منحصر بفرد در معماری بکار گرفته شده عرضه نمود. در معماری فوق از مجموعه ای اسلات برای افزايش کارت های سخت افزاری از نوع ISA)Industry Standard Architecture) استفاده بعمل آمد. گذرگاه (BUS) جديد قادر به ارسال داده بصورت شانزده
بيت در هر لحظه بود.( گذرگاه های اوليه ISA قادر به ارسال داده بصورت هشت بيت در هر لحظه بودند) در معماری ارائه شده توسط شرکت IBM برای اولين بار از ترکيب درايو / کنترل کننده استفاده گرديد. يک کابل، درايو/ کنترل کننده را به يک کارت ISA که به کامپيوتر متصل بود ، ارتباط می داد. تکنولوژی فوق را می توان نقطه شروع اينترفيس های ATA )AT Attachment ) در نظر گرفت .
در سال 1986 ، شرکت کامپک درايوهای IDE را معرفی نمود. ايده درايوهای فوق از استاندارد ATA شرکت IBM بود. پس از مدت زمان کوتاهی ساير شرکت های توليد کننده تجهيزات کامپيوتری نيز درايوهای IDE را عرضه کردند. بتدريج تکتولوژی IDE رايج و اغلب توليدکنندگان برای توليد درايو / کنترل کننده از استاندارد فوق تبعيت کردند.
کنترل کننده ها، درايوها ، آداپتورهای ميزبان
اغلب
بردهای اصلی (MotherBoard) بهمراه يک اينترفيس IDE عرضه می شوند. اينترفيس فوق را کنترل کننده IDE نيز می نامند.اينترفيس در خقيقت يک آداپتور ميزبان ( Host Adapter) است . اين بدان معنی است که آداپتور فوق شرايطی را فراهم می نمايد که يک دستگاه به يک کامپيوتر ( ميزبان ) متصل گردد. کنترل کننده بر روی بردی قرار دارد که به هارد متصل است .
در ابتدا هدف از طراحی اينترفيس IDE ، اتصال يک هارد به کامپيوتر بود ولی بتدريج بعنوان يک اينرفيس جامع و کامل برای اتصال دستگاه های ديگر نظير :
فلاپی و CD-ROM نيز مورد توجه و استفاده قرار گرفت .
کابل
دستگاه های IDE از يک کابل ريبونی برای ارتباط با يکديکر استفاده می نمايند. در اين نوع کابل نمام سيم های مورد نظر بصورت تخت و در کنار يکديگر قرار می گيرند. اين نوع ريبون ها دارای 40 و يا 80 سيم می باشند. ابتدا و انتهای کابل های فوق از يک کانکتور خاص استفاده می گردد. در فسمت ميانی کابل فوق از يک کانکتور ديگر نيز استفاده می گردد . مجموع طول کابل فوق نمی تواند از 18 اينچ ( 46 سانتيمتر) بيشتر باشد.فاصله بين اولين کانکتور ( يک سر کابل ) و کانکتور دوم ( ميانی ) حداکثر 12 اينج و فاصله دومين کانکتور تا کانکتور سوم ( سر ديگر کابل ) حداکثر 6 اينچ است . رعايت فواصل فوق ، پيوستگی سيگنال را بدنبال خواهد داشت . سه کانکتور فوق دارای رنگ های متمايزی بوده و به دستگاه های خاصی متصل خواهند شد.
  • § کانکتور آبی برای اتصال به برد اصلی
  • § کانکتور مشکی برای اتصال به درايو اوليه (Master)
  • § کانکتور خاکستری برای اتصال به درايو ثانويه (Slave)
يک اينترفيس IDE ، قادر به حمايت از دو دستگاه است . اکثر بردهای اصلی دارای دو اينترفيس می باشند ( اوليه و ثانويه ) در اين حالت می توان حداکثر چهار دستگاه IDE را استفاده کرد.با توجه به اينکه کنترل کننده و درايو از يکديکر متمايز ( جدا ) می باشند، عمليات کنترلی اضافه ای بمنظور تشخيص دستگاه ارسال کننده اطلاعات وجود نخواهد داشت
بمنظور اتصال دو درايو به يک کابل IDE ، از يک نوع پيکربندی خاص با نام " Master " و " Slave " استفاده می کند.با استفاده از پيکربندی فوق يک کنترل کننده درايو قادر به اعلام زمان ارسال اطلاعات توسط درايو ديگر برای کامپيوتر است . در چنين حالتی درايو Slave درخواستی را برای درايو Master ارسال تا اطمينان حاصل نمايد که آيا Master در حال ارسال اطلاعات است يا خير؟ در صورتيکه Master بيکار باشد به Slave اعلام تا عمليات ارسال داده توسط وی آغاز گردد. در صورتيکه درايو Master در حال ارسال اطلاعات باشد به Slave اعلام می گردد که می بايست در انتظار بوده تا زمانيکه عمليات ارسال داده توسط Master به اتمام رسيده و به Slave اعلام گردد.
از پين شماره 39 کانکتور برای تشخيص اتصال درايو Slave استفاده بعمل می آيد. پين فوق حامل يک سيگنال خاص بمنظور تشخيص حضور درايو Slave است . سيگنال فوق Drive Active/Slave Present )DASP) ناميده می شود. توصيه می گردد درايوMaster به کانکتور انتهائی کابل متصل و Jumper مربوطه به هارد در وضعيت Master قرار گيرد. Jumper مربوط به درايو دوم را در حالت Slave قرار داده و آن را به کانکنور ميانی کابل متصل نمائيد. کنترل کننده ها بمنظور تشخيص Master و يا Slave بودن يک درايو از Jumper های تنظيم شده استفاده خواهند کرد. هر درايو قابليت Master شدن و يا Slave بودن را دارا است .در صورتيکه صرفا" يک درايونصب شده باشد می بايست درايو فوق بصورت Master باشد.
پورتUSB
کامپيوترهای جديد دارای يک و يا بيش از يک کانکتور Universal Serial Bus)USB) می باشند. کانکتورهای فوق امکان اتصال تجهيزات جانبی متفاوتی نظير :
چاپگر، اسکنر ، دوربين های وب و ... را فراهم می نمايند.سيستم های عامل پورت های USB را حمايت کرده و بدين ترتيب نصب درايور مربوطه بسرعت و بسادگی انجام خواهد يافت .
USB چيست ؟
همواره اتصال يک دستگاه به کامپيوتر و پيکربندی مناسب آن برای استفاده ، يکی از چالش های اصلی در رابطه با بخدمت گرفتن تجهيزات جانبی در کامپيوتر بوده است :
- چاپگرها به
پورت موازی متصل شده و اغلب کامپيوترها دارای يک پورت هستند . فرض نمائيد که دارای يک Zip drive باشيم . درايوهای فوق نيازمند يک اتصال با سرعت بالا با کامپيوتر می باشند. در صورت استفاده از پورت موازی، از لحاظ سرعت خواسته يک Zip Drive تامين نخواهد گرديد
-
مودم ها از پورت های سريال استفاده می نمايند. اغلب کامپيوترها دارای دو پورت سريال بوده و در اکثر موارد سرعت مناسبی را دارا نمی باشند.
- دستگاههائی که به سرعت بالائی نياز دارند بهمراه کارت های خود عرضه می گردند.اين نوع کارت ها می بايست در يکی از اسلات های
برد اصلی نصب گردند.متاسفانه تعداد اسلات های موجود محدود بوده و در برخی حالات نصب نرم افزار مربوط به کارت دردسرآفرين نيز است .
هدف USB خاتمه بخشيدن به تمام موارد و مشکلات موجود در زمينه بخدمت گرفتن تجهيزات جانبی در کامپيوتر است .USB يک روش آسان و استاندارد را برای اتصال 127 دستگاه به کامپيوتر، فراهم می کند. هر دستگاه می تواند شش مگابيت در ثانيه پهنای باند داشته باشد. پهنای باند فوق برای اکثر دستگاههائی که می خواهيم به کامپيوتر متصل نمائيم ، مناسب خواهد بود.
اکثر تجهيزات جانبی که جديدا" توليد می گردند، دارای يک پورت USB می باشند. چاپگر، اسکنر، موس، دوربين های ديجيتال، دوربين های وب ،مودم، بلندگو، تلفن، رسانه های ذخيره سازی، اتصالات شبکه و ... نمونه هائی از اين نوع دستگاهها می باشند.
اتصال يک دستگاه USB به کامپيوتر ساده است . کانکنورهای USB را می توان در پشت سيستم مشاهده و در ادامه کانکنور USB را به آنها متصل کرد.
در صورتيکه دستگاهی برای اولين مرتبه ( بار اول ) نصب گردد،
سيستم عامل مربوطه آن را تشخيص و با نصب درايور ، عملا" زمينه استفاده از دستگاه فراهم خواهد شد. دستگاههای USB را می توان بدفعات به سيستم متصل و يا آنها را از سيستم جدا کرد.اغلب دستگاههای USB بهمراه کابل اختصاصی خود ارائه می گردند .
ويژگی های USB
USB دارای ويژگی های زير است :
- حداکثر 127 دستگاه را می توان متصل نمود. ( مستقيما" و يا توسط هاب های USB)
- کابل های USBبتنهائی قادر به حمايت از طول 5 متر می باشند. در صورت استفاده از هاب حداکثر طول 30 متر خواهد بود.
- نرخ انتقال اطلاعات گذرگاه دوازده
مگابيت در ثانيه است .
- هر دستگاه قادر به درخواست شش مگابيت در ثانيه است . عملا" بيش از يک دستگاه در هر لحظه نمی تواند درخواست شش مگابيت در ثانيه را داشته باشد چراکه از پهنای باند گذرگاه تجاوز خواهد کرد.
- يک کابل USB دارای دو سيم برای برق ( 5+ ولت و Ground) و يک سيم بهم تابيده برای حمل داده است .
- بر روی سيم برق، کامپيوتر قادر به تامين برق با حداکثر پانصد ميلی آمپر و پنج ولت است .
- دستگاههای با مصرف برق پايين نظير موس می توانند برق مورد نياز خود را مستقيما" از طريق گذرگاه تامين نمايند.
- دستگاههای USB را می توان هر زمان متصل و مجددا" از سيستم جدا کرد.
- اکثر دستگاههای USB می توانند توسط کامپيوتر و در زمان حالت Power-saving ، به خواب ( غيره استفاده گردند) روند.
دستگاههائی که به پورت USB متصل می گردند از يک کابل USB که حامل برق و داده است استفاده می نمايند. دو سيم حامل برق ( قرمز - پنج ولت و قهوه ای ( زمين ) يک زوج کابل بهم تابيده برای حمل داده ( زرد و آبی )
زمانيکه کامپيوتر روشن می گردد ، عمليات پرس و جو در رابطه با دستگاههای متصل به گذرگاه انجام شده و به هر يک از آنها يک آدرس خاص ، نسبت خواهد شد . فرآيند فوق "سرشماری" ناميده می شود. دستگاهها نيز زمانيکه به گذرگاه متصل می گردند شمارش می گردند. کامپيوتر از نحوه انتقال اطلاعات توسط دستگاهها با استناد بر يکی از روشهای زير ، آگاهی می يابد.
- وقفه : دستگاهی نظير
موس يا صفحه کليد که داده های کمی را ارسال می دارند از روش " وقفه " استفاده می نمايند.
- Bulk ( توده ای ) . يک دستگاه نظير
چاپگر که حجم بالائی از اطلاعات را در يک بسته دريافت می دارد، از روش فوق استفاده می نمايد. يک بلاک از داده ها برای چاپگر ارسال و صحت آنها نيز بررسی می گردد.
- Isochronous ( همزمان ) . دستگاههای نظير بلندگو از روش فوق استفاده می نمايند. جريان پيوسته ای از داده ها بين دستگاه و کامپيوتر برقرار می گردد.
USB پهنای باند موجود را به مجموعه ای از فريم ها تقسيم و کامپيوتر فريم ها را کنترل خواهد کرد. فريم ها شامل 1500 بايت بوده و هر ميلی ثانيه يک فريم جديد، بوجود می آيد
اخيرا" استاندارد USB نسخه دو، مطرح شده است . بر اساس استاندارد فوق ، سرعت ده تا بيست برابر افزايش خواهد يافت . با رسيدن به سرعت های فوق می توان تقريبا" هر نوع دستگاهی را از طريق USB به کامپيوتر متصل کرد. هارد ديسک های خارجی و دوربين های فيلم برداری نمونه هائی در اين زمينه می باشند.
مبانی پورت های سريال
تمام
سيستم های عامل از پورت های سريال حمايت می نمايند.پورت های موازی در مقايسه با پورت های سريال دارای سرعت کمتری می باشند.پورت های USB طی چند سال اخير رايج و طی ساليان آينده جايگزينی مناسب برای پورت های سريال و موازی خواهند بود.
پورت سريال، داده ها را بصورت سريال ( دنبال هم ) ارسال و يا دريافت می دارند.در چنين حالتی يک
بايت از اطلاعات بصورت هشت بيت يکی پس از ديگری ارسال خواهند گرديد. مزيت عمده روش فوق استفاده از يک سيم(کابل) برای ارسال و دريافت داده است . ايراد روش فوق سرعت پايين ارسال اطلاعات با توجه به ماهيت ارسال داده ها است .
قبل از ارسال هر بايت داده، پورت سريال يک بيت "شروع " را ارسال می دارد. بيت فوق صرفا" شامل يک بيت با مقدار صفر است .پس از ارسال هر بايت، يک بيت " پايان " ارسال می گردد. ارسال بيت فوق بمنزله خاتمه ارسال يک بايت خواهد بود. برای کنترل خطاء ممکن است ازيک بيت اضافه با نام Parity نيز استفاده گردد.
پورت های سريال Communication(COM) port نيز ناميده شده و بصورت دوطرفه می باشند. ويژگی فوق اين امکان را برای هر دستگاه فراهم کرده تا قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند. دستگاههای سريال از پين های متفاوت برای ارسال و دريافت داده استفاده می نمايند. استفاده از پين های يکسان باعث ارتباطات از نوع half-dublex خواهد شد و اين بدان معنی است که اطلاعات قادر به حرکت صرفا" در يک جهت می باشند. با استفاده از پين های متفاوت امکان ارتباطات Full-duplex فراهم شده و امکان حرکت اطلاعات در دو جهت فراهم خواهد گرديد.
عملکرد صحيح پورت های سريال وابسته به يک کنترل کننده خاص با نام Universal Asynchronous Receiver/Transmitte)UART) است .تراشه فوق خروجی موازی گذرگاه سيستم کامپيوتر را اخذ و آن را بصورت سريال از طريق پورت سريال انتقال خواهد داد. بمنظور افزايش سرعت ، اغلب تراشه های UART دارای يک بافر با ظرفيت شانزده تا شصت و چهار کيلو بايت می باشند. بافر فوق امکان Cache نمودن داده های واصله از گذرگاه سيستم را زمانيکه تراشه مشغول پردازش داده ها و ارسال آنها برای پورت سريال است را فراهم می نمايد. اغلب پورت های سريال دارای نرخ انتقال اطلاعاتی به ميزان 115 کيلو بيت در هر ثانيه می باشند.پورت های سريال با سرعت بالا نظير : Enhanced Serial port)ESP) و Super Enhanced Serial port)Super ESP) دارای نرخ انتقال اطلاعات 460 کيلو بيت در ثانيه می باشند.
اتصال سريال
کانکنور خارجی برای يک پورت سريال، نه پين و يا بيست و پنج پين است . با توجه به اينکه موارد استفاده اوليه از پورت های سريال مودم بوده است ، وضعيت عملکرد هر پين نيز متاثر از واقعيت فوق بود
ولتاژهای ارسالی برای هريک از پين ها می تواند دو حالت متفاوت را داشته باشد : On و Off . در صورتيکه مقدار On(يک ) باشد پين مربوطه سيگنالی با ولتاژ بين 3 - تا 25 - را ارسال و در صورتيکه مقدار off ( صفر ) باشد سيگنال ارسالی پين مربوطه بين 3 تا 25 ولت ( مثبت ) خواهد بود.
يکی از مهمترين مسائل در ارتباط با مبادله اطلاعات بصورت سريال، مفهوم flow control است . با استفاده از قابليت فوق يک دستگاه قادر به اعلام ( درخواست ) توقف ارسال داده به يک دستگاه خاص ديگر در يک مقطع خاص زمانی است .دستورات زير در اين رابطه مورد استفاده قرار خواهند گرفت :
  • § دستور Request to Send)RTS)
  • § دستور Clear to Send)CTS)
  • § دستور Data Terminal Ready)DTR)
  • § دستور Data Set Ready)DSR)
مبانی پورت های موازی
پورت موازی ، توسط شرکت IBM و بمنظور اتصال يک چاپگر به کامپيوتر طراحی گرديد. زمانيکه شرکت IBM در انديشه طراحی و ارائه
کامپيوترهای شخصی بود، ضرورت استفاده از چاپگرهای شرکت " سنترونيکس" نيز احساس گرديد.شرکت IBM تصميم نداشت که از همان پورتی که توسط چاپگرهای سنترونيک استفاده می گرديد، در طراحی خود استفاده نمايد.

مهندسين شرکت IBM از يک کانکتور 25 پين (DB-25) بهمراه يک کانکتور 36 پين برای ايجاد يک کابل خاص بمنظور اتصال چاپگر به کامپيوتر استفاده کردند. ساير توليد کنندگان چاپگر نيز در ادامه از استاندارد سنترونيک تبعيت و به مرور زمان استاندارد فوق در سطح جهان مطرح و مورد استفاده قرار گرفت .
زمانيکه
کامپيوترهای شخصی اطلاعاتی را برای چاپگر و يا هر وسيله ديگری که به پورت موازی متصل است، ارسال می نمايند ، در هر لحظه هشت بيت ارسال خواهد شد.. هشت بيت فوق بصورت موازی برای دستگاه ارسال خواهند شد. پورت موازی استاندارد، قادر به ارسال 50 تا 100 کيلوبايت در هر ثانيه است .نحوه عملکرد چاپگر به شرح زير است :
- پين يک، حامل سيگنال Strobe بوده و دارای ولتاژی بين 2/8 و پنج است . زمانيکه کامپيوتر اطلاعاتی ( يک بايت داده ) ارسال می دارد ولتاژ به نيم ولت افت پيدا خواهد کرد.افت ولتاژ فوق به چاپگر اعلام می نمايد که داده هائی ارسال شده است .
- پين دوتا نه حامل داده است .بمنظور مشخص نمودن اينکه يک بيت دارای مقدار يک است ولتاژ پنج ارسال از طريق پين مربوطه ارسال ( شارژ) خواهد شد.بر روی پينی که شامل مقدار ( داده ) صفر است شارژی ( ولتاژ) قرار نخواهد گرفت .
- پين ده ، اطلاعات لازم در خصوص نحوه عملکرد چاپگر را برای کامپيوتر، ارسال می نمايد . نحوه پياده سازی پين فوق نظير پين "يک" است .زمانيکه ولتاژ موجود بر روی پين فوق به نيم ولت تنزل پيدا نمايد، کامپيوتر اطلاعات لازم در خحصوص فرآيند چاپ را از چاپگر اخذ خواهد کرد .( کامپيوتر به اين اطمينان خواهد رسيد که چاپگر اطلاعات را دريافت نموده است )
- در صورتيکه چاپگر مشغول باشد، پين شماره يازده شارژ می گردد. زمانيکه ولتاژ نيم ولت بر روی پين فوق قرار بگيرد به کامپيوتر اغلام خواهد شد که چاپگر آماده دريافت اطلاعات است .
- در صورتيکه چاپگر دارای کاغذ نباشد ، از طريق پين شماره دوازده به کامپيوتر آگاهی لازم داده خواهد شد.
- زمانيکه بر روی پين شماره سيزده شارژی وجود داشته باشد، آماده بودن چاپگر به کامپيوتر اعلام می گردد.


- کامپيوتر از طريق پين شماره چهارده و با استفاده از يک ولتاژ پنچ ولت سيگنال Auto Feed را برای چاپگر ارسال می دارد.
- در صورتيکه چاپگر دارای مشکلی باشد ولتاژ پين شماره پانزده به نيم ولت کاهش و کامپيوتر از بروز اشکال در چاپگر آگاهی پيدا می نمايد.
- زمانيکه يک کار آماده چاپ باشد، کامپيوتر از پين شماره شانزده برای مقداردهی اوليه چاپگر ( کاهش ولتاژ) استفاده می نمايد.
- کامپيوتر از پين شماره هيفده برای Offline نمودن از راه دور چاپگر استفاده می نمايد، بدين منظور برای چاپگر يک شارژ ارسال خواهد شد.
- پين های شماره هيجده تا بيست و پنج Ground بوده و از آنها بعنوان يک سيگنال مرجع برای شارژ های پايين تر از نيم ولت استفاده می گردد.
SPP/EPP/ECP
در چاپگرهای اوليه پورت موازی بصورت يکطرفه بود. در اين حالت داده ها صرفا" در يک جهت قادر به حرکت برای هر يک از پين ها بوند. همزمان با معرفی کامپيوترهای PS/2 توسط شرکت IBM ، يک نوع جديد از پورت های موازی دو طرفه طراحی گرديد. اين طراحی با نام Standard Parallel Port)SPP) مطرح و بسرعت جايگزين استاندارد اوليه گرديد.ارتباط دو طرفه باعث گرديد که هر يک از دستگاهها قادر به ارسال و دريافت اطلاعات باشند.دستگاههای زيادی از پين های دو الی نه ، برای داده استفاده می کردند. استفاده از هشت پين باعث می شد که روش ارسال اطلاعات بصورت half-duplex باشد . در اين حالت اطلاعات در هر لحظه در يک جهت حرکت می کردند.به منظور ارسال و دريافت اطلاعات ( دو طرفه ) از پين های شماره هيجده تا بيست و پنج برای دريافت اطلاعات استفاده گرديد پين های فوق در ابتدا برای Ground در نظر گرفته شده بودند.بدين ترتيب امکان ارتباطلات دو طرفه در هر لحظه فراهم می گردد (Full-duplex) .
مبانی گذرگاه ها
معماری بکار گرفته شده در گذرگاه ها(Bus) طی ساليان اخير بسرعت تغيير نموده است ..هدف از اعمال تغييرات ، افزايش کارآئی کامپيوتر است . اغلب کامپيوترهائی که امروزه بفروش می رسند ، هنوز دارای يک گذرگاه از نوع ISA)Industry Standard Architecture) می باشند. در طراحی گذرگاه ها همواره می بايست سازگاری بين سخت افزارها ی توليد شده توسط توليد کنندگان، لحاظ گردد.قبل از مطرح شدن امکانات چند رسانه ای ، تجهيزات جانبی تاکيد قابل ملاحظه ای در زابطه با سرعت گذرگاه ها نداشتند.
يک
کامپيوتر شخصی دارای دو نوع گذرگاه است : نوع اول را " گذرگاه سيستم " و يا " گذرگاه محلی " می گويند. گذرگاه فوق پردازنده و حافظه را به يکديگر مرتبط می نمايد. ساير گذرگاه ها نظير گذرگاه های PCI و ISA از طريق يک پل( گذرگاه) ارتباطی به " گذرگاه سيستم " مرتبط می گردند.
همزمان با افزايش سرعت پردازند ه و حافظه ، ضرورت ايزوله کردن سرعت بين پردازنده و حافظه بيشتر احساس گرديد. بدين منظور گذرگاه DIB)Dual Independent Bus) بعنوان جايگزينی مطمين برای گذرگاه سيستم مطرح گرديد. تکنولوژی DIB ، " گذرگاه سيستم " را تغيير و آن را به دو گذرگاه ديگر FrontSide و BackSide تبديل کرد. هدف گذرگاه BackSide ارائه يک کانال مستقيم وسريع بين پردازنده و حافظه Level2 Cache است . گذرگاه FrontSide مسئول ارتباط حافظه ( از طريق کنترل کننده حافظه ) با پردازنده و ساير گذرگاه های مربوط به پردازنده و حافظه است .
نوع دوم "گذرگاه اشتراکی" ناميده می شود. از گذرگاه فوق برای ارتباط عناصر اضافی ديگر به کامپيوتر استفاده می گردد. گذرگاه فوق به علت فراهم نمودن امکان دستيابی چندين دستگاه از يک مسير يکسان به حافظه و پردازنده " اشتراکی " ناميده می شود. دستگاه هائی نظير :
مودم ، هارد، کارت صدا، کارت گرافيک ، کارت کنترل کننده و اسکنر نمونه هائی در اين زميه می باشند.
اولين گذرگاه کامپيوترهای شخصی هشت
بيتی و با سرعت 4077 مگاهرتز(ميليون سيکل در هر ثانيه ) بود. گذرگاه فوق قادر به ارسال هشت بيت داده در هر سيکل بود. در سال 1982 گذرگاه فوق تغيير وبصورت شانزده بيتی با سرعت 8 مگاهرتز مطرح گرديد. گذرگاه فوق ISA نامگذاری گرديد. طراحی گذرگاه فوق بگونه ای بود که امکان ارسال داده را با سرعت 16 مگا بايت در هر ثانيه فراهم می کرد. در ادامه استاندارهای ديگری در رابطه با گذرگاه ها مطرح گرديد . گذرگاه های EISA)Extendede Industry Standard Architecture ) (سی و دو بيتی و سرعت 8 مگا هرتز ) VL-BUS)Vesa Local Bus) نمونه هائی در اين زمينه می باشند.
گذرگاه PCI
در سال 1990 شرکت اينتل، استاندارد جديدی با نام PCI را معرفی کرد. در گذرگاه فوق دستگاهها قادر به دستيابی مستقيم به حافظه سيستم می باشند. . برای ارتباط با پردازنده از يک " پل ارتباطی " جهت ارتباط گذرگاه فوق، با گذرگاه FrontSide استفاده می گردد.
PCI قادر به اتصال حداکثر پنج عنصر خارجی است . هر يک از عناصر خارجی می توانند با دو دستگاه ثابت بر روی برد اصلی جايگزين گردند. تراشه " پل ارتباطی " PCI ، سرعت مناسب برای گذرگاه را مستقل از سرعت پردازنده تنظيم می نمايد. گذرگاه های PCI در ابتدا 32 بيتی و دارای سرعت 33 مگاهرتز بودند. درادامه با اعمال تغييرات سرعت آنها به 66 مگاهرتز و 64 بيتی شدند. اخيرا" نيز سرعت گذرگاه فوق تغيير و به 133 مگاهرتز رسيده است.( در چنين حالتی سرعت ارسال داده به يک گيگا بايت در ثانيه خواهد رسيد )
کارت های PCI دارای 47 پين می باشند. گذرگاه PCI قادر به انجام وظايف مربوطه با تعداد اندکی پين است( چون از ويژگی مالتی پلکسينگ استفاده می نمايد). در اين حالت دستگاه مورد نظر بيش از يک سيگنال را از طريق پين ارسال می دارد. PCI امکان استفاده دستگاههای 5 ولت و 3/3 را فراهم می نمايد..
نوشته شده توسط فلاحتي   | لینک ثابت |