دانلود تحقیق مسکن و طراحی مسکن مطلوب

فرمت ورد قابل ویرایش

شامل: 65 صفحه

منابع کامل

مسکن و طراحی مسکن مطلوب

مفاهیم و تعاریف مسکن

    مسکن بعنوان یک مکان فیزیکی، سرپناه اولیه و اساسی خانوار به حـساب مـی آیـد. در ایـن سـرپناه برخـی از نیازهای اولیه خانوار یا فرد همچون خواب، اسـتراحت، حفاظت در برابر شرایط جوی و خلاصه شرایط زیست در مقابل طبیعت تأمین مـی شـود (اهـری و دیگـران، 1367).

     مقوله مسکن علاوه بر ساخت فیزیکی که یک خانواده به عنوان سـر پنـاه مـورد اسـتفاده قـرار میدهد، کل محیط مسکونی را نیز در بر می گیرد کـه شامل کلیه خدمات و تأسیسات اجتماعی و تسهیلات عمومی ضروری مورد نیاز برای بهزیستی خـانواده و طرح های اشتغال، آمـوزش و بهداشتی افـراد اسـت. در واقع تعریف و مفهوم عام مسکن یک واحد مسکونی نیست بلکه کل محیط مسکونی را شامل می شود(مخبر،1363).        

     به عبارتی مسکن تنها یک ساختار نیست بلکه نهادی است که برای پاسخگویی به مجموعه ای پچیده از اهداف ایجاد می شود. از سوی دیگر مسکن پدیده ای اجتماعی است و انتظام و نوع فضاها و همچنین فرم ظاهری آن از عوامل فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی تأثیر می پذیرد. هدف اصلی مسکن به وجود آوردن محیطی سازگار و منطبق بر روش زندگی انسان است. علاوه بر تأمین نیازهای فردی، مسکن باید قادر به برآورده ساختن نیازهای اجتماعی انسان نیز باشد. (پوردیهیمی، 1382).    

     در دومین اجـلاس اسـکان بـشر (1996) که در استانبول برگزار شـد مـسکن مناسـب چنین تعریف شده است: سر پناه مناسب تنها به معنای وجود یـک سـقف بالای سر هر شخص نیـست، سـرپناه مناسـب یعنـی آســایش مناســب، امنیــت مالکیــت، پایــداری و دوام سازهای، روشنایی، تهویه و سیستم گرمـایی مناسـب، زیــر ســاختهــای اولیــه مناســب از قبیــل آبرســانی، بهداشت و آموزش، دفع زباله، کیفیت مناسب زیست محیطی، عوامل بهداشـتی مناسـب،  مکـان مناسـب و قابل دسترسی از نظر کار و تسهیلات اولیه است کـه همه این موارد باید با توجه به استطاعت مـالی مـردم تأمین شود. (دفتر اقتصاد مسکن، 1375) .

2-2-مسکن و انسان

زندگى خانوادگى که در گذشته به صورت گسترده در طى صدها سال در جوامع سنتى ادامه داشته تحت تاثیر ایجابات زندگى صنعتى شهرى دستخوش تغییر گردید. در این دوران خانواده اى پدید آمد مرکب از پدر، مادر و تعدادى فرزند، که اصطلاحاً خانواده هسته اى نامیده شده و از حیاتى متفاوت از خانواده گسترده گذشته برخوردار گشت (ممتاز، 1379) و الگوى مسکن او متاثر از شرایط جدید متفاوت گردید. (پوردیهیمى، 1382). بدین ترتیب انسان درحرکت از جامعه ییشا صنعتى به یک جامعه پیسا صنعتى به ناچار شکل جدیدی از خانواده را تجربه کرد که مسکن به عنوان نماد و آئینه تمام نماى این تغییرات ، باید توان پذیرش و سامان دهى تغییرات به وجود آمده را داشته باشد(پوردیهیمى، 1391).

در این دوران معماران تعاریف مختلفى از انسان و مسکن را مطرح کردند، و نیاز انسان ها در محیط زندگى را به سبب داشتن اندام یکسان و حرکات مشابه یکسان مى دانستند، هم چنین عقیده داشتند که رفتارهاى اجتماعى انسان ها با رشد آنها تکامل پیدا کرده و طبقات اجتماعى شان را مشخص مى نماید. در این دیدگاه عملکردها و نیازها، الگوى مشخصى را به، جود مى آورند که یک خانه را براى همه ملت ها و تمامى اقلیم ها پیشنهاد مى کند (همان، 1391).

(Lang,1994) در دهه 0 93 1 میلادى کشور تازه تاسیس اتحاد جماهیر شوروى مسکن را بر اساس تئورى ارائه شده توسط نظریه پردازان حزب کمونیست تعریف نمودند، و تعاریفى که از نیازهاى انسان ارائه دادند منجر به مسکن اشتراکى در اتحاد جماهیر شوروى گردید. باید اذعان داشت که مسکن مقوله ای پیچیده است، و انواع متعددى دارد و درغالب یک تعریف نمى گنجد، اما مى توان اظهار داشت که مسکن باید نیازهاى انسان را بر آورده نماید.

اما مسکن پیوستگى نزدیکى با کیفیت هاى زندگى او مانند امنیت، تعامل با انسان هاى دیگر یا گاهى جلوگیرى از نفوذ برخى افراد یا گروه های خاصى به درون زندگى خصوصى آن ها نیز پیدا مى کند، زیرا مسکن در مقایسه با دیگر محیط ها، محیط زندگى دائمى اوست، انسان بیشترین زمان زندگى خود را در آن سپرى مى کند، و بیشترین وابستگى را به آن پیدا مى کنده از سوی دیگر مفهوم مسکن علاوه بر محدوده فیزیکى واحد مسکونى کل محیط مسکونى را در بر مى گیرد که، شامل کلیه خدمات و تسهیلات ضرورى مورد نیاز برای خانواده مانند: اشتغال ، آموزش، خرید ، بهداشت و تفریح نیز مى گردد. در واقع تعریف و مفهوم عام مسکن یک واحد مسکونى نیست، بلکه کل محیط مسکونى را در بر مى گیرد (پور دیهیمی، 1391).

شرح کامل و مفصل از سخت افزار کامپیوتر و رفع عیوب مختلف یک کامپیوتر

فرمت : WORD                                            تعداد صفحه :475

پردازنده

یک کامپیوتر از قسمتهای مختلفی تشکیل شده است ولی هیچ کدام از آنها اهمیت پردازنده، (CPU) را ندارند. این واحد قطعه ای مربع شکل از جنس سیلسکون است که به عنوان روح هر کامپیوتر شناخته می شود. پردازنده نقش زیادی در کارآیی کامپیوتر دارد و تولیدکنندگان، قیمت کامپیوتر خود را باتوجه نوع به سرعت پردازنده آنها تعیین می کنند. اگر در صدد خرید کامپیوتر جدید و یا ارتقای کامپیوتر قدیمی خود هستید، لازم است طرز کار پردازنده را بشناسید تا بر این اساس، تصمیمات صحیح را اتخاذ نمائید.

امروزه برای خرید یا ارتقا یک سیستم کامپیوتری انتخابهای بسیاری وجود دارند. البته این جنبة مثبت قضیه است. جنبه منفی آن این است که تنوع زیاد پردازنده ها، باعث گیج شدن خریداران می شود. شرکت Intel به تنهایی بیش از 30 نوع پردازندة مختلف تولید کرده است. AMD و cyrix هم بیش از این مقدار، پردازنده وارد بازار نموده اند.

تکنوژی پردازنده ها به سرعت در حال پیشرفت است به طوری که حتی عمر مفید سیستمهای دارای پردازنده های سریع، حداکثر 5 سال می باشد. ممکن است این زمان طولانی به نظر برسد، ولی آن روی این قضیه، قانون Moor است که توسط مؤسس اینتل یعنی گوردن مورد مطرح شده است. این قانون می گوید که قدرت پردازنده ها ) که معیاری است از تعداد مداراتی که می توان در داخل یک فضای ثابت جای داد) هر ساله دو برابر می شود. این فصل به شما کمک می کنند تا طرز کار پردازنده های سازگار با X86 را بهتر درک نمائید.

در این قسمت، در مورد پردازنده های اینتل و پردازنده های سازگار با ردة X86 که توسط شرکتهای چون Cyrix, AMD و IBM عرضه شده اند، بحث خواهیم کرد. همچنین پردازنده های تقویت شده مانند پردازنده های OverDrive  از شرکت اینتل و محصولات مشابه از شرکتهای Evergreen و Kingstone و دیگران مورد بررسی قرار خواهند گرفت. با وجود این که این پردازنده ها از نظر سرعت و طرز کار با هم تفاوت دارند، ولی همگی از قابلیت اجرای سیستم عاملهای مختلف از جمله DOS، ویندوز 1/3، ویندوز و ویندوز NT و نیز برنامه های کاربردی سازگار با آنها برخوردارند.

کاوش در پردازنده ها

پردازنده ها کارهای خود را به کمک اعمالی ساده ولی با سرعت بالا انجام می دهند. تنوع در طراحی پردازنده ها ثابت می کند که برای انجام یک عمل، بیش از یک راه وجود دارد.

به طور مثال، پردازنده های Power PC که در کامپیوترهای Power Mac مورد استفاده قرار می گیرند، مجموعه ای از دستورالعمل های نسبتاً ساده، کوتاه و سریع را برای انجام محاسبات به کار می برند. برعکس، پردازنده های P5 و P6 اینتل از مجموعة دستورالعمل های پیچیده ای استفاده می کنند که نیاز به ترانزیستورهای بسیار زیادی دارند.

با وجود تمامی این تفاوتها، همه پردازنده ها از ترفندهای دیگری نیز برای انجام سریع عملیات استفاده می کنند و در یک زمان بیش از یک عمل را انجام می دهند. علاوه بر آن، همان عناصری که بر عملکرد دازنده تأثیر می گذارند برروی عملکرد تراشة تقویت شده آن پردازنده نظیر OverDrive شرکت Intel  تأثیر می گذارند.

نکته فنی: بهترین مشخصه عملکرد یک پردازنده، سرعت ساعت آن است که نشان می دهد پردازنده عملیات اصلی را چند میلیون بار در ثانیه می تواند انجام دهد. برای سالهای متمادی، یک قاعده کلی وجود داشت و آن این بود که هر چه سرعت ساعت پردازنده بیشتر باشد، پردازنده سریعتر خواهد بود. امروزه این مفاهیم کمی پیچیده تر شده اند.

سرعـت ساعت (Clock speed) تقریباًَ به سرعت انجام عملیات در داخل پردازنده اطلاق می گردد. اغلب پردازنده ها با 2/1 یا 3/1 سرعت داخلی خود با سایر اجزای سیستم ارتباط برقرار می کنند. پردازنده های پنتیوم 100، 133، 166 و 200 مگاهرتز همگی با سرعت 66 مگاهرتز با اجزای خارج از خود در ارتباط هستند و این بدین معنا است که حتی با وجود سرعت بسیار بالاتر در پردازنده های پنتیوم 200 مگاهرتزی، سرعت دستیابی به حافظه و حافظه ثانویه، تغییری نکرده است. مسئله مهمتر این است که بعضی از پردازنده ها می توانند در هر پالس ساعت، کارهای بیشتری را نسبت به سایر پردازنده ها انجام دهند. به همین دلیل است که یک پردازنده Cyrix 6X86 با سرعت 150 مگاهرتز می تواند از لحاظ کارآیی با یک پردازنده پنتیوم 200 مگاهرتز برابری نماید. عجیب تر اینکه کارآیی یک پنتیوم پرو 220 مگاهرتزی از کارآیی یک پنتیوم 200 مگاهرتزی MMX بیشتر است، اما تحت سیستم عامل ویندوز این موضوع برعکس می شود. (پنتیوم پرو یک پردازنده 32 بیتی است که کارآیی آن تحت ویندوز NT بیشتر است. به عبارت دیگر ارتباط عمیقی بین سرعت کامپیوتر و آنچه که کامپیوتر انجام می دهد وجود دارد).

باتوجه به این مسئله، رقبای اینتل، پردازنده های خود را با معیاری به نام Performance Rating P-rating که به اختصار گفته می شود با بازار معرفی می کنند. در این معیار، تولید- کنندگان پردازنده، با استفاده از روشهای متعارف، پردازنده های رده پنتیوم را با پردازنده خود مقایسه می کنند تا خریدار بتواند به سرعت، پردازنده های اینتل را با پردازنده های غیراینتل X86 مقایسه کند.

به طور مثال، شرکت Cyrix،پردازنده 150 مگاهرتزی 6X86 خود را 6X86P200+ نامگذاری کرده است آن هم به این دلیل که P-rating، کارآیی آن را تقریباً مساوی یا بیشتر از کارآیی پنتیوم 200 نشان می دهد. به همین ترتیب، پردازنده K5-PR166 از شرکت AMO با سرعت 117 مگاهرتز کار می کند، ولی آزمایش نشان داده که کارآیی آن نزدیک به کارآیی پنتیوم 166 مگاهرتزی اینتل می باشد.

وظیفة معیارهای Prating تعیین کارآیی پردازنده ها می باشد ولی ممکن است سرعت ساعت واقعی کامپیوتر را نشان بدهید. این موضوع زمانی مصداق می یابد که بخواهید کارآیی پردازنده های مجهز به تکنولوژی MMX[1] را مورد مقایسه قرار می دهد.

چون اینکه در حال حاضر محکی برای ارزیابی کارآیی پردازنده های MMX وجود ندارد، بنابراین در حال حاضر نمی توان گفت که سرعت داخلی ضعیف پردازنده های 6x86 شرکت Cyrix باعث می شود که این پردازنده ها، عملیات MMX را بسیار کندتر از پنتیوم اینتل انجام دهند.

ساختار کلی یک پردازنده

یک پردازندة معمولی شامل میلیونها ترانزیستور کوچک است که در داخل یک مدار به صورت مجتمع قرار گرفته اند. طول ضلع این مدار مربع یا مستطیل شکل کمتر از 2 اینچ است.

آنچه که شما می بینید یک قطعه از جنس سرامیک است که این ترانزیستورهای بسیار ریز را محافظت نموده و یک وسیلة دیگر به نام هیت سینک که برای خروج حرارت از داخل پردازنده بروی آن قرار گرفته است.

روی این جدار سرامیکی ممکن است یک لایة SILK Screen مشاهده کنید که برای مشخص نمودن مدل پردازنده و کارخانة سازنده آن مورد استفاده قرار می گیرد. شرکت اینتل اخیـراً بـرای جلوگیـری از تقلیـد برخی از شرکتها، شماره سریال پردازنده را روی آن حک می کند.

پردازنده های جدید، ساختمانی عجیب و پیچیده دارند که با عملکرد متقابل اجزای درون این ساختمان پیچیده، یک دستگاه کامپیوتر راه اندازی می شود. اجزای اصلی هر پردازنده عبارتند از:

گذرگاه داده ها (Data bus)گذرگاه آدرس (Address bus)حافظه اصلیمجاری ارتباطی دستورالعملها (Instruction pipelines)واحد محاسبات اعشاری (Floating point Linit)دستورالعمل های (MMX Instructions) MMX

گذرگاه داده ها (Data Bus)

گذرگاه داده ها مجموعه ای از سیم ها و مدارات است که وظیفة انتقال اطلاعات به داخل و یا خارج از پردازنده را به عهده دارند. همانند یک بزرگراه، هر چه این گذرگاه عریض تر باشد، عبور داده ها روانتر شده و انتقال بیشتری صورت می گیرد. امروزه پردازنده های پنتیوم و پنتیوم پرو دارای گذرگاه های خارجی 64 بیتی برای داده ها هستند که می توانند در یک زمان 8 بایت داده را منتقل کنند، در صورتی که پردازنده های قدیمی تر 486، از گذرگاه باریکتر 32 بیتی استفاده می کردند. با افزایش سرعت ساعت، پهنای گذرگاه به مسئله ای بسیار حساس تبدیل می شود به طوری که پردازنده ها در حالات خوب، قادر خواهند بود در یک زمان چندین کار مختلف را انجام دهند. در مادربردهایی که با سرعت 60 تا 66 مگاهرتز کار می کنند هر چه گذرگاه داده ها عریض تر باشد. مقدار بیشتری از داده ها می توانند از حافظه به پردازنده منتقل شوند. بنابراین پردازنده باتوجه به سرعت ساعت داخلی بسیار بالای خود بهتر می تواند با داده ها و فرامین کار کند. علاوه بر آن، پردازنده های پنتیوم پرو برای نقل و انتقال داده ها از روشی به نام bursting استفاده می کند تا در یک پالس، حجم زیادی از اطلاعات را وارد حافظة پنهان نماید. به طور کلی عرض گذرگاه داده ها، در خارج و داخل پردازنده یکسان است. با این حال، بعضی از پردازنده های قدیمی نظیر Intel 386SX و Cyrix 486 SLX برای کاهش هزینه از گذرگاه خارجی با عرض کمتری استفاده می کردند، به طوری که عرض گذرگاه داخلی آنها 32 و عرض گذرگاه خارجی آنها 16 بیت بود. نتیجة این کار، مانند این است که در یک بزرگراه بعضی از خطوط حرکت را مسدود نماییم که این کار باعث کندی ترافیک خواهد شد. برعکس، در پردازندة پنتیوم از یک جفت گذرگاه داخلی 32 بیتی استفاده می شود که می تواند زوج خوبی برای گذرگاه خارجی 64 بیتی باشد، چون گذرگاه 64 بیتی می تواند در یک عمل، هر دو مجرا را پر کند.

اگر گذرگاههای داده اینقدر اهمیت دارند چرا آنها را به صورت 128 بیتی یا حتی 256 بیتی نمی سازند؟ جواب این سؤال هزینه است. در طراحی پردازنده، لازم است که تعدادی از پین- های آن را به گذرگاه داده ها اختصاص دهند که این عمل باعث افزایش حجم مدار پردازنده و سوکت آن و همچنین افزایش خطوط ارتباطی روی مادربرد می شود. به عنوان مثال، پردازندة 386DX دارای132 پین وپردازنده 386SX با گذرگاه خارجی 16 بیتی دارای 100 پین می باشد. پردازندة پنتیوم 64 بیتی، از 296 پین برای اتصال به مادربرد استفاده می کند. البته تمامی این پین ها برای داده ها به کار نمی رود ولی عریض شدن گذرگاه به معنای بالارفتن کارآیی آن است.

سرعت گذرگاه نیز نقش مهمی دارد. درست مثل بزرگراه هایی که می توانند محدودیت سرعت داشته باشند، گذرگاه داده ها در داخل پردازنده های جدید، معمولاً سریعتر از گذرگاه داده ها در خارج پردازنده می باشد. مدارات داخل پردازنده ها می توانند با سرعت 200 مگاهرتز یا بیشتر کار کنند، اما سیم های طولانی روی مادربرد، قادر به کار با این سرعت نیستند. امروزه اغلب مادربردها با سرعت 60 یا 66 مگاهرتز عمل می کنند. البته بعضی از مادربردهای جدید باسرعتی معادل 75 مگاهرتز کار می کنند. سرعت انتقال اطلاعات و داده ها در داخل پردازنده ها، 2 یا 3 برابر سرعت انتقال اطلاعات در خارج پردازنده است. طراحان سیستـم به این نتیجه رسیده اند که جریان پیوستة داده ها از اتلاف وقت پردازنده جلوگیری می نماید. در حقیقت، مهندسین سخت افزار، یکی از صدها ترفند خود را برای تداوم حرکت پیوسته داده ها به کار بردند و برای برطرف نمودن سرعت کم گذرگاه روی مادربرد نسبت به پردازنده، از حافظة سریع cache استفاده کرده اند.

گذرگاه آدرس (Address Bus)

این گذرگاه همانطور که از اسمش پیداست از یک سری سیم تشکیل شده است که وظیفة آنها حمل بیتهایی است که برای مشخص نمودن محل قرارگرفتن اطلاعات در حافظة سیستم مورد استفاده قرار می گیرند. هر چه این عدد (تعداد بیتها) بزرگتر باشد، پردازنده می تواند به حافظة فیزیکی بیشتری دسترسی یابد. به منظور تعیین ظرفیت حافظة قابل دسترسی، عدد 2 رابه توان تعداد بیتها برسانید. بدین ترتیب یک گذرگاه 32 بیتی (با عرض 32 بیت می تواند به 232 بیت از حافظه یا 296 و 967 و 294 و 4 بیت دسترسی داشته باشد.

شرکت اینتل در کلیة پردازنده های خود، (از پردازندة 386 گرفته تا پنتیوم)، از 32 بیت برای گذرگاه آدرس استفاده کرده است که امکان آدرس دهی تا 4 گیگابایت حافظه سیستم را فراهم می نماید. پنتیوم پرو و پنتیوم II که اغلب در ایستگاه های کاری و سرویس دهنده های پرقدرت مورد استفاده قرار می گیرند از گذرگاه ادرس 36 بیتی برای دستیابی به 64 گیگابایت حافظه سیستم استفاده می کنند. پردازنده P7 که احتمالاً در سال 1999 وارد بازار می شود از 64 بیت برای گذرگاه آدرس استفاده می نماید که در این صورت می تواند یک ترابایت (Tra byte) داده را آدرس دهی نماید.

حافظة پنهان اولیه (L1 Cache)

از چند سال پیش، طراحی حافظة پنهان مورد توجه طراحان پردازنده قرار گرفته است. این حافظة کوچک و سریع می تواند با در دسترس نگه داشتن اطلاعات و دستورالعمل هایی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند، باعث افزایش کارآیی دستگاه گردد.

دو نوع حافظه پنهان وجود دارد. حافظة پنهان اولیه که در داخل پردازنده قرار گرفته است و حافظه پنهان ثانویه که در خارج پردازنده قرار گرفته و بزرگتر از حافظه پنهان اولیه است. حافظه های پنهان، بخش های ساده ای نیستند. حافظه پنهان اولیه مقدار زیادی از فضای مفید پردازنده را مصرف می نماید و با استفاده از الگوریتم های پیچیده خود، پیش بینی می کند که پردازنده، در مراحل بعدی پردازش به چه اطلاعاتی نیاز خواهد داشت. چون این موضوع باعث بالارفتن کارآیی سیستم می شود، اشغال فضای پردازنده توسط حافظه پنهان، نادیده گرفته می شود. درک اینکه چرا از حافظة پنهان استفاده می شود واضح است. پردازنده با سرعت بیشتری می تواند بیتهای اطلاعاتی را از فضای داخل خود بدست آورد تا اینکه آنها را از حافظة اصلی سیستم بیرون بکشد. پس هر چه حافظة پنهان درون پردازنده بزرگتر باشد کارآیی نیز بیشتر است. اگر کد یا اطلاعات مورد نیاز پردازنده در حافظة پنهان وجود نداشته باشد، پردازنده مدتی را برای این جستجو از دست می دهد. به همین دلیل الگوریتم های پیچیده ای برای پیش مرور اطلاعات مورد نیاز پردازنده به کار گرفته می شوند تا بتوانند داده- های مناسب را در دسترس پردازنده قرار دهند.

اولین پردازنده شرکت اینتل که از یک حافظة پنهان داخلی استفاده نموده، 486 بود. در این پردازنده یک حافظة پنهان 8 کیلوبایتی برای دستورالعمل ها و داده ها وجود داشت. در پنتیوم، این مقدار حافظه پنهان دو برابر شده است و برای داده ها و دستورالعملها، یک حافظه 8 کیلوبایتی جداگانه در نظر گرفته شده است.

همین کار در پنتیوم پرو نیز انجام شد. حتی حافظه های پنهان بزرگتری نیز در تراشه های جدید وجود Cyrix AMD وجود دارد. پردازنده های K6 و 6x86Mx، ه ردو از 64 کیلوبایت حافظة پنهان اولیه استفاده می کنند.

واحد محاسبات اعشاری (Floating-Point unit)

واحد محاسبات اعشاری[2] یک پردازنده مسئول محاسبة اعداد و مقادیر اعشاری نظیر 000001/3 می باشد. از آنجا که اکثر نرم افزارها از ریاضیات اعشار (Floating-Point Arithmetic) استفاده نمی کنند، بنابراین واحد محاسبات اعشاری بیکار می ماند، گرچه نرم- افزارهایی مانند ویرایش عکس (Photo Editig)، طراحی سه بعدی (3-D design) و CAD که به عملیات اعشاری نیاز دارند، شدیداً به واحد محاسبات اعشاری وابسته هستند. همچنین بازیهای سه بعدی که به محاسبات اعشاری نیاز دارند باعث شده است که واحد محاسبات اعشاری از سوی اکثر کاربران به کار گرفته شود، ولی وجود آن برای اجرای بعضی از نرم افزارها لازم است. از همان ابتدای تولید پردازنده های رده پنتیوم، تمام پردازنده های اینتل دارای واحد محاسبات اعشاری بوده اند. گرچه پردازنده های رده 486 DX، اولیه پردازنده هایی بودند که امکانات مربوط به محاسبات اعشاری را فراهم کردند، اما در 486 SX که پردازندة ارزانتری بود واحد محاسبات اعشاری به کار گرفته نشد.

رقابت بین cyrix, IBM, AMD در طراحی پردازنده ها باعث شده که آنها نیز امکانات مربوط به محاسبات اعشاری را در نظر داشته باشند.

دستورالعمل های MMX

این مجموعه دستورالعملها که به دستورالعمل های X86 اضافه شده اند، 75 دستورالعمل MMXمی باشند که در داخل پردازنده های پنتیوم MMX، پنتیوم AMD K6, II و Cyrix 6X86MX وجود دارند وبرای تقویت تصاویر گرافیکی، ویدیوئی و سایر عملیات چندرسانه ای در نظر گرفته شده اند. شرکت اینتل ادعا می کند که این دستورالعملها می توانند در بعضی از عملیات، کارآیی را تا 400 درصد افزایش دهند ولی ابتدا باید نرم افزار، برای کار با MMX نوشته شده باشد (شکل 2ـ 6) بسیاری از شرکتها، نرم افزارهایی تولید می کنند که می توانند از دستورالعمل های MMX استفاده کنند مانند بازی کامپیوتری Pod racing از شرکت Ubi Soft. اخیراً میکروسافت نسخه های MMX نرم افزار Active Movie و نسخة API MMX های مربوط به تولید بازیهای کامپیوتری مبتنی بر Direct X را به بازار عرضه نموده است.

[1] - در پردازنده های MMX، دستورالعمل هایی به پردازنده اضافه شده است که باعث می شوند کارآرایی مربوط به انجام وظایف چند رسانه ای افزایش یابد. Multi Media extensions

[2] - FPU

کاربرد سیستم عامل ها در کامپیوتر

فرمت : WORD                                            تعداد صفحه :40

شامل :

بخش اول : سیستم عامل چیست و چه وظایفی دارد ؟

بخش دوم : نصب Linux

بخش سوم : آشنایی با محیط، تعدادی از دستورات پرکاربرد ونحوه نصب نرم افزار درLinux :

بخش اول

سیستم عامل چیست و چه وظایفی دارد ؟

سیستم عامل برنامه ای است که مدیریت سخت افزار و نرم افزار کامپیوتر را به عهده می گیرد . در ابتدا سیستم عامل ها به منظور انجام یک سری عملیات که باید بوسیله سخت افزار مرتباً تکرار می شد طراحی شدند . این عملیات عمدتاً شامل مدیریت فایلها ، اجرای برنامه ها و دریافت دستورات از کاربر بودند . ارتباط با کامپیوتر و سیستم عامل آن از طریق یک سطح ارتباطی ایجاد شده برای کاربر User
( intet face ) صورت می گیرد این واسط کاربر به سیستم عامل اجازه می دهد تا دستورات را از کاربر دریافت نموده و تغییر کند . در نتیجه تنها کافی است که برای انجام عملیات دستوری به سیستم عامل داده شود مانند خواندن فایل یا تایپ کردن یک سند . سطح ارتباطی که یک سیستم عامل برای کاربر ایجاد می کند ممکن است بسادگی خط فرمان ( command )line )  باشد یا بفرم های پیچیده تر مثل ایجاد منوها (menus ) و icon ها روی desktop .

سیستم عامل همچنین برنامه های نرم افزاری را نیز مدیریت می نماید . برای تایپ یک سند یا اجرای محاسبات ریاضی نیاز به برنامه های نرم افزاری ویژه ای می باشد . یک editor مثالی است از یک برنامه نرم افزاری که امکان تایپ یک سند ، تغییر دادن آن و اضافه کردن متن جدید به آن را فراهم می آورد .

editor خود نیز یک برنامه نرم افزاری است که تشکیل شده از یک سری دستورات که باید بوسیله کامپیوتر اجرا شوند . برای اجرای این برنامه ، ابتدا باید برنامه در حافظه load شود و سپس دستورات آن اجرا شوند . سیستم عامل عملیات lode و اجرای کلیه برنامه ها را کنترل می کند . هنگامیکه می خواهید از یک editor استفاده کنید به سیستم عامل دستور دهید برنامه نرم افزاری editor را در حافظه load کرده و اجرا نماید .

مدیریت فایل ، مدیریت برنامه و ارتباط با کاربر از مشخصات اولیه و قدیمی مشترک بین تمام سیستم عامل ها می باشد . سیستم عامل Linux مانند سایر نسخه های سیستم عامل Unix دو مشخص مهم دیگر نیر به این قابلیت ها می افزاید . Linux توانایی اجرای چند برنامه یا وظیفه مختلف را بطور همزمان داراست ( multi tashing ) و همچنین توانایی ارتباط با چند کاربر را بطور همزمان دارا می باشد ( multiuser ) . بعنوان یک سیستم عامل چند وظیفه ای ،‌Linux قادر است چندین کار را بطور همزمان انجام دهد . مثلاً می توان یک فایل را ویرایش کرد در حالیکه در همان زمان فایل دیگری در حال چاپ شدن می باشد . شما مجبور نیستید صبر کنید تا چاپ آن فایل تمام شود و سپس فایل مورد نظر خود را ویرایش کنید .

بعنوان یک سیستم عامل چند کاربره (multi user ) ، کاربرهای مختلف می توانند رادار سیستم شوند (fay in ) و از طریق terminal های مجزا با سیستم ارتباط برقرار کنند .

در ابتدا سیستم عالم ها به منظور افزایش راندمان سخت افزار طراحی شدند . هنگامیکه در ابتدا کامیپیوتر ها ساخته شدند ، توانائیهای آنها محدود بود و سیستم عامل ها برای استفاده حداکثر از این توانایی تولید می شدند . در نتیجه کلیه سیستم عامل ها با ایده اصلی مهم بودن سخت افزار و نه کاربر ایجاد می شوند ، لذا بسیار خشک و بی انعطاف بودند و کاربران را مجبور به پیروی از محدودیتهای سخت افزاری می نمودند . ولی سیستم عامل Linux با هدف انعطاف پذیر بودن و به سادگی قابل استفاده بوده برای کاربران طراحی شده است . Linux همان انعطاف پذیری که حین طراحی unix لحاظ شده را دارا می باشد و این به دلیل تحقیقات زیاد و ادامه دار برای طراحی این سیستم عامل می باشد .

سیستم عامل unix بوسیله ( Ken thompso ) در آزمایشگاههای AT&T Bel l در اواخر دهه 60 و  اوایل دهه 70 میلادی طراحی و تولید شد . unix بسیاری از دستاوردهای جدید در طراحی سیستم عامل را بطور یکی در خود جمع نمود . در ابتدا این سیستم عامل بعنوان سیستم عاملی برای افرادی که تحقیقات علمی انجام می دادند طراحی شد . یکی از اهداف اصلی ، ایجاد سیستمی بود که بتواند نیازهای در حال تغییر این افراد را تامین کند . برای این منظور تاپسون ناچار به طراحی سیستمی بود که بتواند از عهده وظایف کاملاً متفاوتی برآید . در نتیجه انعطاف پذیری از راندمان سخت افزاری مهمتر جلو نمود . مانند unix ، Linux نیز از این توانایی برخوردار است که بتواند از عهده وظایف متفاوت و وسیعی که هر کاربر از آن انتظار دارد برآید .

وقفه های کامپیوتری

فرمت : WORD                                            تعداد صفحه :33

از نظر مجازی . تمام کامپیوتر ها راهکاری را فراهم می کنند تا قطعات دیگر (‌مثل I/O و حافظه ) ،‌در کار عادی پردازنده وقفه ایجاد کنند .جدول زیر متداول ترین وقفه ها را نشان می دهد .

جدول : دسته بندی وقفه ها

برنامه وقفه هایی که در اثر بعضی از شرایط حاصل از اجرایی یک دستور العمل ،‌مثل سرریز ، تقسیم بر صفر ، سعی در اجرای دستور العمل نامعتبر ماشین ، و خروج از فضای حافظه مجازی رخ می دهند .

تایمر   وقفه ای که توسط تایمر موجود در پردازنده ایجاد می شود . این وقفه موجب می شود سیستم عامل بعضی از اعمال را به طور منظم انجام دهد .

I/O    وقفه ای که توسط کنترلگر I/O ایجاد می شود تا کامل شدن یک عملیات یا وجود خطاهایی را در انجام عملیات اعلان کند .

خرابی سخت افزار   این وقفه در اثر خرابی های مثل خرابی منبع تغذیه یا خطای توازن در حافظه رخ می دهد .

وقفه ها ابتدا برای بهبود کارایی پردازنده ایجاد شدند . به عنوان مثال ، اغلب دستگاه های I/O خیلی کندتر از پردازند ه اند . فرض کنید پردازنده ای بر اساس الگوی چرخ داده هایی را به چاپگر ارسال می کند پس از هر عملیات نوشتن ، پردازنده باید متوقف شود و منتظر بماند تا چاپگر آمادگی خودش را اعلان کند . مدت این انتظار ممکن است صدها یا هزاران برابر  چرخه های دستور العملی باشد که با حافظه کار ندارند . بدیهی است که زمان CPU به هدر می رود .

در این شکل ، برنامه کاربر در بین فراخوانی های دستورالعمل WRIT (‌جهت عمل نوشتن ) ،‌پردازش هایی را انجام می دهد . مجموعه دستورات 1 و 2 و 3 فاقد I/O هستند فراخوانی WRITE منجر به اجرای برنامه I/O می شود که یک برنامه سودمند سیستم است وعمل I/O واقعی را انجام می دهد . این برنامه I/O شامل سه بخش است :

دنباله ای از دستور العمل ها که درشکل مشخص شد و عمل I/O واقعی را انجام می دهند این عملیات ممکن است داده های خروجی را در میانگیری ذخیره کند و پارامترهایی را برای فرمان دادن به دستگاه آماده نماید .فرمان I/O واقعی ، بدون استفاده از وقفه ها ، وقتی این فرمان صادر می شود ، برنامه ممکن است منتظر دستگاه I/O بماند تا این دستگاه وظیفه اش را انجام دهد ( یا به طور متناوب ، وضعیت دستگاه I/O را کنترل نماید تا مشخص شود عمل I/O تمام شد یا خیر ).دنباله ای از دستور العمل ها که در شکل با شماره 5 مشخص شد و عملیات را کامل می کند . این عملیات ممکن است برچسبی را مقدار دهد که نشان دهنده موفقیت یا شکست آن باشد .

چون کامل شدن عمل I/O ممکن است مدت زیادی طول بکشد ، برنامه I/O منتظر می ماند تا عمل I/O کامل شود . لذا برنامه I/O در نقطه فراخوانی WRITE به مدت زیادی منتظر می ماند .

وقفه ها و چرخه دستور العمل

با استفاده از وقفه ها ، وقتی که عمل I/O در حال انجام است ،‌پردازنده می تواند دستور العمل های دیگری را اجرا کند . جریان کنترل را در شکل در نظر بگیرید . همانند قبل ،‌برنامه کار به نقطه ای می رسد که WRITE را فراخوانی می کند که یک فراخوان سبستم است . برنامه I/O که به این روش فراخوانی شد . فقط شامل کد آماده سازی و فرمان I/O واقعی است . پس از اجرای این دستور العمل ها ،‌کنترل به برنامه کاربر بر می گردد . در همین زمان ،‌دستگاه خارجی مشغول پذیرش داده ها از حافظه کامپیوتر و چاپ کردن آن است . این عملیات I/O به طور همزمان با دستور العمل های برنامه کار در حال اجرا است .

وقتی دستگاه خارجی آماده ارائه خدمات شد ، یعنی آماده شد تا داده های بیشتری را از پردازنده بپذیرد ، قطعه I/O مربوط به آن دستگاه خارجی ، سیگنال درخواست وقفه را به پردازنده می فرستد . پردازنده در پاسخ به این درخواست وقفه ، عمل برنامه فعلی را به تعویق می اندازد ، به برنامه ای می رود تا به آن دستگاه I/O خدمات دهد و پس از ارائه خدمات به آن دستگاه ،‌اجرای برنامة به تعویق افتاده را از سر می گیرد . برنامه ای که در اثر وقوع وقفه اجرا می شود تا به آن دستگاه I/O خدمات دهد ،‌اداره کننده وقفه نام دارد

تکنولوژی اطلاعات

فرمت : WORD                                            تعداد صفحه :35

عصر کامپیوتر

- آغاز قرن نوزدهم، ماشین ها دنیا را تغییر دادند. به ناگاه مردم توانستند آسان تر مسافرت کنند و سریع تر با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. مشاغل نیز تغییر یافتند و بسیاری از مردم شغل هایی در کارخانه ها به دست آوردند. این موضوع، شروعی برای عصر صنعت بود.

نیمه دوم قرن بیستم شاهد آغاز عصر کامپیوتر بودیم. در ابتدا استفاده از کامپیوترها بسیار دشوار بود و تنها تعداد اندکی از مردم آنها را درک می کردند. اما به زودی کامپیوترها در دفاتر کاری و سپس خانه ها پدیدار شدند. امروزه آنها همه جا هستند. تعدادی از مردم هنوز می گویند که آنها هرگز از یک کامپیوتر استفاده نکرده اند اما آنها احتمالاً هر روز از کامپیوترها استفاده می کنند در حالی که متوجه استفاده از آنها نمی شوند. این عدم تشخیص به این دلیل است که کامپیوترها در خیلی از وسایل عادی مثل ماشین، تلوزیون، دستگاه پخش سی دی، ماشین لباسشویی و... وجود دارند.

اولین کامپیوترها که در سال 1940 و 1950 ساخته شدند، بسیار بزرگ بودند. در واقع آنها به بزرگی یک اتاق بودند.

در سال 1949 مجله «مکانیک عمومی» (Popular Mechanics) اقدام به یک پیشگویی کرده و روزی اعلام کردند که کامپیوترها کوچک خواهند شد و وزن آنها به کمتر از 5/1 تن خواهد رسید. امروزه تراشه های کامپیوتری به کوچکی حرفO هستند. با گذشت بیش از 50 یا 60 سال کامپیوترها بیشتر از آنچه که مردم تصور می کردند امکان تغییر دارد، تغییر کرده اند.

2- در آغاز

در طی هزاران سال بشر به حساب کردن احتیاج داشته است. خانواده ها نیاز داشتند که بدانند چه تعداد حیوان، چقدر غذا و چقدر زمین دارند. این اطلاعات آن هنگام که مردم قصد خرید و فروش داشتند و به علاوه آن هنگام که می مردند و یا ازدواج می کردند بسیار مهم بود. راه های مختلف زیادی برای حساب کردن و نوشتن اعداد وجود داشتند. سومری ها سه روش مختلف داشتند: آنها از یک روش برای زمین، یک روش برای میوه و سبزیجات و روشی برای حیوانات استفاده می کردند.

آنها قادر به شمردن بودند اما روشی ساده برای انجام محاسبات نداشتند.

در حدود سال های 1900 تا 1800 قبل از میلاد بابلی ها روشی جدید برای حساب کردن اختراع کردند که در آن روش های مکانی استفاده می شد.

این بدین معنا بود که دو چیز مقدار یک عدد را تعیین می کند: ارقام و جایگاه مرتبه آنها. امروزه، هنوز از ارزش مکانی برای محاسبه استفاده می کنیم. ما می توانیم هر عددی را تنها با استفاده از 10 رقم 0 تا 9 بنویسیم. برای مثال 134 یعنی 1 صدتایی، 3 ده تایی و 4 یکی.

کامپیوترها نیز در هنگام انجام محاسبات از ارزش مکانی استفاده می کنند. اما آنها فقط از رقم 0 و1 استفاده می کنند. برای مثال 11011 یعنی 1 شانزده بیت، 1 هشت بیت، و 0 چهار بیت، 1 دو بیت، 1یک بیت که مساوی 27 می شود. بدون ارزش مکانی محاسبات سریع غیرممکن هستند.

بین سال های 1000و 500 قبل از میلاد مسیح، بابلی ها یک چرتکه اختراع کردند. در این چرتکه از سنگ های کوچکی که آنها را به صورت خطی قرار می دادند استفاده می‌شد. هر ردیف از سنگ ها نماینده یک ارزش مکانی متفاوت بود. برای انجام محاسبات آنها سنگ ها را از ردیفی به ردیف دیگر حرکت می دادند بعدها انواع مختلفی از چرتکه ها ساخته شدند.

بعضی از آنها چوبی بودند و در آنها از توپ های رنگی استفاده شده بود (البته این امکان وجود دارد که چرتکه ابتدا در چین اختراع شده باشد اما حقیقتاً کسی نمی داند).

اگرچه می توان از یک چرتکه بسیار سریع استفاده کرد اما آن نمی تواند محاسبات را به طور خودکار انجام دهد. در قرن 17 مردم شروع به ساختن ماشین حساب کردند. در سال 1640ریاضی دانی فرانسوی به نام بلیس پاسکال یک ماشین حساب ساخت. وی از این ماشین حساب برای شمردن پول استفاده می کرد. در طی 10 سال پاسکال بیش از 50 ماشین حساب ساخت.

در سال 1670 یک آلمانی به نام leibnitz کار پاسکال را ادامه داد و ماشین بهتری ساخت. ماشین لیبنیز Step Reckoner نامیده شد. این ماشین می توانست محاسبات دشوارتری نسبت به ماشین حساب محاسباتی پاسکال انجام دهد. به طور قابل توجهی ماشین لیبنیز برای انجام محاسبات درست همانند کامپیوترهای مدرن فقط از دو رقم 0 و1 استفاده می کرد.

در واقع ماشین حساب هایی مانند Step Reckoner لیبنیز تا 300 سال بعد مورد استفاده قرار گرفتند تا اینکه کامپیوترهایی ارزان شروع به پدیدار شدن نمودند.

3- اولین کامپیوترها

در گذشته کلمه کامپیوتر برای شخص استفاده می شد نه برای یک ماشین. در قرن نوزدهم، معمارها و کارشناسان فنی به منظور انجام کارهایشان نیاز به دانستن پاسخ محاسبات بسیار دشواری را داشتند.

آنها خود برای انجام این محاسبات وقت نداشتند بنابراین کتاب های پاسخ محاسبات را خریدند. افرادی که محاسبات را انجام می دادند و کتاب ها را می نوشتند کامپیوتر نامیده می شدند.

در سال 1820 یک ریاضیدان بریتانیایی به نام چارلز ببیج (Charles Babbage) ماشینی را اختراع کرد که محاسبات بسیار دشوار را به طور خودکار انجام می داد. او ماشینش را ماشین تفاضل نامید.

او شروع به ساخت ماشینش کرد ولی هیچ گاه آن را تمام نکرد زیرا او ایده بهتری داشت. (ببیج هرگز ساخت چیزی را تمام نکرد، او همیشه ایده ای بهتر داشت و کار بر روی چیزی جدید را شروع می کرد).

در حقیقت بیش از 150 سال بود تعدادی کارشناس فنی از موزه علوم لندن ماشین تفاضل ببیج را ساختند. امروزه این ماشین هنوز در موزه قرار دارد. وزن این ماشین حدود 3 تن است و تقریباً 2 متر طول و 3 متر عرض دارد و کار می کند.

در وایل سال 1990 این ماشین یک محاسبه انجام داد و پاسخی درست به طول 31 رقم ارائه داد. ببیج ساخت موتور تفاضل را تمام نکرد زیرا او کار بر روی ماشینی به نام ماشین تحلیلی را شروع کرده بود. ماشین تحلیلی می توانست کارهای بیشتری انجام دهد. برای مثال این ماشین یک نوع حافظه داشت. این به این معنا بود که امکان برنامه نویسی برای آن، ایجاد ساختار برای هر جواب و انجام محاسبات دشوارتر وجود داشت.