دانلود رايگان كتاب پردازنده - سی پی یو - CPU

یک پردازندهٔ مرکزی مداری یکپارچه میباشد که معمولاً به عنوان ریزپردازنده شناخته میشود. امروزه عبارت CPUها معمولاً برای ریزپردازندهها به کار میروند.
عبارت «central process unit»(واحد پردازندهٔ مرکزی) یک ردهٔ خاص از ماشین را معرفی میکند که میتواند برنامههای رایانه را اجرا کند. این عبارت گسترده را میتوان به راحتی به بسیاری از رایانههایی که بسیار قبلتر از عبارت "CPU" بودند تعمیم داد. به هر حال ؛این عبارت و شروع استفاده از آن در صنعت رایانه از اوایل سال ۱۹۶۰ رایج شد. شکل ,طراحی و پیاده سازی پرازندهها نسبت به طراحی اولیه تغییر کردهاست ولی عملگرهای بنیادی آن همچنان به همان شکل باقی ماندهاست.
پردازندههای اولیه که به عنوان یک بخش از سامانه ای بزرگتر که معمولاً یک نوع رایانهاست ؛دارای طراحی سفارشی بودند. در هر صورت این روش طراحی سفارشی پردازندهها، کاری گران قیمت برای یک بخش خاص، به مقدار زیادی راه تولید را به تعداد زیاد که برای اهداف زیادی قابل استفاده بود را فراهم کرد.این استانداردسازی روند عمومی را در عصر ابر رایانه های ترانزیستوری و ریز کامپیوترها گسسته و شتابدار کردن تعمیم مدارات مجتمع(IC)را شروع کرد. یک مدار مجتمع، امکان افزایش پیچیدگیها برای طراحی پردازنده ها و ساختن آنها در مقیاس کوچک را (در حد میلیمتر) امکان پذیر میسازد. هر دو فرآیند کوچک سازی و استاندارد سازی پردازندهها حضور این تجهیزات رقمی در زندگی مدرن گسترش داد و آن را به فراتر از یک دستگاه خاص مانند رایانه برد. ریزپردازندههای جدید در هر چیزی چون خودروها تا تلفنهای همراه و حتی اسباب بازیهای کودکان وجود دارند.
مدت زمان انجام یک کار بهوسیله رایانه، به عوامل متعددی بستگی دارد که اولین آنها، سرعت پردازشگر رایانه است. پردازشگر یک تراشه الکترونیکی کوچک در قلب کامپیوتر بوده و سرعت آن بر حسب مگاهرتز سنجیده میشود. هر چه مقدار این پارامتر بیشتر باشد، پردازشگر سریعتر خواهد بود و در نتیجه قادر خواهد بود، محاسبات بیشتری را در هر ثانیه انجام دهد. سرعت پردازشگر به عنوان یکی از مشخصههای یک کامپیوتر به قدری در تعیین کارآیی آن اهمیت دارد که معمولاً به عنوان یکی از اجزای تشکیل دهنده نام کامپیوتر از آن یاد میشود. تراشه پردازشگر و اجزای الکترونیکی که آن را پشتیبانی میکنند، مجموعا به عنوان واحد پردازش مرکزی یا CPU شناخته میشوند. واحد پردازش مرکزی واحد محاسباتی و کنترلی رایانه است که دستورالعمل ها را تفسیر و اجرا میکند. کامپیوترهای بزرگ و ریز رایانههای قدیمی بردهایی پر از مدارهای مجتمع داشتهاند که عمل پردازنده را انجام داده است. واحدهای پردازش مرکزی، تراشههایی که ریز پردازنده نامیده میشوند، امکان ساخت کامپیوترهای شخصی و ایستگاههای کاری را میسر ساختهاند. در اصطلاح عامیانه CPU به عنوان مغز رایانه شناخته میشود.
نسل قبلی ریزپردازندهها از اجزا و قسمتهای بیشمار مجزا از هم تشکیل میشد که در یک یا چندین برد مداری قرار داشتند. اما ریزپردازندهها، CPUهایی هستند که با تعداد خیلی کمی IC ساخته میشوند، معمولاً فقط از یک IC ساخته میشوند. کارکرد در یک قالب مداری به مفهوم زمان سوئیچینگ سریعتر به دلیل حذف عوامل فیزیکی میباشد. مانند کاهش بهره پارازیتی خازن ها، که همگی در نتیجه کوچکی اندازه CPU هاست. این حالت باعث همزمان سازی ریزپردازندهها میشود تا بتوانند پالس ساعتی در رنج چند ده مگا هرتز تا چندین گیگا هرتز داشته باشند. به علاوه تعداد مینی ترانزیستورها روی یک IC افزایش مییابد و پیچیدگی عملکرد با افزایش ترانزیستورها در یک پردازنده به طرز چشمگیری باعث افزایش قابلیت CPUها میشود. این واقعیت به طور کامل مبین قانون مور میباشد که در آن بطور کامل و دقیق رشد افزایشی ریزپردازندهها و پیچیدگی آنها با گذر زمان پیش بینی شده بود.
در حالیکه پیچیدگی، اندازه، ساختمان و شکل کلی ریزپردازندهها نسبت به ۶۰ سال گذشته کاملاً تغییر کرده، این نکته قابل توجهاست که طراحی بنیادی و ساختاری آنها تغییر چندانی نکردهاست. امروزه تقریباً تمام ریزپردازندههای معمول میتوانندپاسخگوی اصل نیومن در مورد ماشین های ذخیره کننده برنامه باشند.
مطابق قانون مور که در حال حاضر نیز مطابق آن عمل میشود، رویکرد استفاده از فناوری جدید کاهش در مدارات مجتمع ترانزیستوری مد نظر است. در نهایت مینیاتوری کردن مدارهای الکترونیکی باعث ادامه تحقیقات و ابداع روش های جدید محاسباتی مانند ایجاد کامپیوترهای ذرهای (کوانتومی) شد. به علاوه موجب گسترش کاربرد موازی سازی و روش های دیگر که ادامه دهنده قانون سودمند کلاسیک نیومن است گردید.
دانلود رايگان كتاب پردازنده ( CPU )
منابع: سایت ویکی پدیا فارسی و سایت کتابخانه امید ایران