cpu - پایگاه دانلود رایگان کتاب | دانلود کتاب

نیاز به انجام محاسبات در زمینه های تجارت و نجوم باعث شد که ۶۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، چینی ها چرتکه را اختراع نمایند (در تاریخ علم، چرتکه را اولین ماشین حساب نامیدند)، ایرانیها هم به علم محاسبات یاری رساندند ازجمله خوارزمی بزرگترین دانشمند حسابداری کاربردی در زمان خودش بود که آثار خود را به فارسی و عربی می نوشت، او ماشین حساب چوبی را ساخت و خدمات ارزنده ای انجام داد. لازم به ذکر است که لغت الگوریتم از نام او (الخوارزمی) گرفته شده است، الگوریتم بیانگر روش حل هر مساله می باشد، کسی میتواند برنامه نویسی کند که با الگوریتم آشنایی داشته باشد. منطق توسط معلم اول (ارسطو) معرفی و توسط معلم ثانی (فارابی) گسترش یافت، کامپیوتر بر مبنای منطق استوار است. پاسکال بزرگترین ریاضیدان کاربردی در زمان خودش می باشد. او اولین ماشین حساب مکانیکی را ساخت، این سومین ماشین حساب و اولین ماشین حساب مکانیکی است که می توانست ۴ عمل اصلی (جمع، تفریق، ضرب و تقسیم) را انجام دهد. لایب نیتز ماشین پاسکال را گسترش داد و ماشینی ساخت که می توانست جذر بپذیرد.به تدریج ماشین حسابهای دیگری نیز ساخته شد. در این زمان عده ای منتقد پیدا شدند و گفتند که این ماشین ها انسان را سر کار می گذارند و در واقع منظورشان این بود که این ماشینها عمل پذیر هستند و ما باید ماشین برنامه پذیر بسازیم. مخترعان در کار خود از طبیعت الهام می گیرند و در ساخت کامپیوتر نیز از انسان الهام گرفته اند.

۲) برنامه: مجموعه ای از عمل ها که انجام همگی آنها، ما را به هدف مشخصی برساند.

اگر سیستم کامپیوتری را با سیستم انسانی مقایسه کنیم به نتایج زیر می رسیم:

۱- اگر انسان مغز دارد کامپیوتر CPU دارد.

۲- اگر انسان مرکز کنترل اعصاب دارد، کامپیوتر واحد کنترل دارد،

در واقع واحد کنترل به تمام اجزاء کامپیوتر دسترسی دارد و آنها را کنترل و بر آنها مدیریت می کند.

۳- اگر انسان شعور دارد، کامپیوتر واحد حساب و منطق دارد. این واحد می تواند دستورالعمل های برنامه ها را اجرا نماید و از واحد کنترل دستور می گیرد. کامپیوتر برای نگهداری دائمی اطلاعات و داده ها از حافظه های جانبی استفاده می نماید.

۴- حافظه انسان در مغزش قرار دارد و در آن معلومات و اطلاعات مورد نیاز ذخیره می شود و به صورت دائمی نگهداری می گردد، این حافظه قابل توسعه وتعمیم است یعنی می توان معلومات و اطلاعات جدید به آن افزود. حافظه اصلی کامپیوتر در خارج از مغز کامپیوتر قرار دارد. این حافظه الکترونیکی بوده و فقط برای اجرای برنامه ها ازآن استفاده می نماییم، به این معنی که اگر کامپیوتر بخواهد برنامه ای را اجرا کند ابتدا باید یک کپی از برنامه را داخل این حافظه قرار دهد و بعد واحد محاسبه و منطق با مدیریت واحد کنترل برنامه را دستور به دستور اجرا نماید. اگر کامپیوتر را خاموش کنیم محتوای حافظه اصلی پاک می گردد. سوال این است که برنامه ها را در کجا بصورت دائمی نگهداری می کنیم؟ پاسخ این است که آنها را حافظه های جانبی ذخیره کرده و نگه می داریم. این حافظه ها عبارتند از: دیسک سخت، فلاپی، CD ها، DVD ها، نوارهای مغناطیسی و فلش مِموری (Flash memory) که در بین آنها دیسک سخت از همه مهم تر است.

۵- اگر انسان اعضاء و جوارحی دارد که هر کدام وظیفه محدودی را بر عهده دارند، کامپیوتر به جای آنها دستگاههای جانبی دارد که هر کدام برای کاری مناسب است از قبیل صفحه کلید، مانیتور، ماوس، چاپگر، دستگاه دیسک سخت، دستگاه فلاپی، دستگاه CD، دستگاه DVD، اسکنر، قلم نوری، پلاتر و … .

– مقایسه سیستم انسانی با سسیستم کامپیوتری:

سرعت و دقت کامپیوتر بیشتر از انسان است، ضمن اینکه لوازم جانبی جدیدی را می توان به آن افزود. در عن حال انسان موجود خلاق، مبتکر، نوآور بوده ولی کامپیوتر وابسته به انسان است.

کامپیوتر از مجموعه ای از صفر و یک ها بوجود آمده است، در بعضی از کامپیوتر ها با ولتاژ سر و کار دارد، ولتاژبالا نشانگر ۱ و ولتاژ پایین نشانگر ۰ است. در بعضی مکانها کیمپیوتر با جریان الکتریکی سر و کار دارد، اگر جریان وصل باشد ۱ و اگر قطع باشد ۰ است. در جایی با مغناطیس سر و کار دارد (مانند فلاپی) اگر مغناطیس دارد ۱ و اگر مغناطیس ندارد ۰ است. در جایی با سوئیچها سر و کار دارد، سوئیچ یا ON است یا OFF، ON یک است و OFF صفر. در جایی مانند CD و DVD که روی آن حفره ایجاد می شود، جایی که حفره ایجاد می شود ۱ و اگر حفره نباشد ۰ است. جاهایی با لامپ اندیکاتور سر و کار دارد، اگر روشن باشد ۱ و اگر خاموش باشد ۰ است.

سخت افزار و نرم افزار: Hardware and Software     

در مقایسه با انسان سخت افزار جسم و نرم افزار روح است یعنی همان طور که جسم بی روح خاصیتی ندارد، سخت افزار بدون نرم افزار نمی تواند کار کند.

Hardware: به کلیه اجزاء فیزیکی قابل لمس که کامپیوتر را تشکیل می دهند، سخت افزار می گوئیم که از پلاستیک، فلز، ادوات مغناطیسی و الکتریکی شکل می گیرد.

Software: به کلیه برنامه ها و داده ها و اطلاعات قابل استفاده در کامپیوتر نرم افزار می گوئیم. کامپیوتر ماشینی است منطق پذیر، الگوریتم پذیر و بنابراین برنامه پذیر، کامپیوترها اشرفِ ماشینها هستند.

تفاوت داده ها و اطلاعات: داده ها، دانستنی های خام هستند. اطلاعات ، دانستنی های پرداخت یا پردازش شده هستند.

در واقع به کامپیوتر می توان Data processor گفت، اسم کامپیوتر از Calculator (حساب کردن) به معنی حسایگر می باشد ولی باید در واقع آن را داده پرداز بنامیم.

دسته بندی دستگاه های جانبی:

۱- دستگاههای ورودی (Input devices): صفحه کلید، ماوس، اسکنر، میکروفن، قلم نوری و … که داده به کامپیوتر می فرستند.

۲- دستگاههای خروجی (Output devices): مانیتور، چاپگر، رسام (نقشه کشی) یا پلاتر، CDرایتر و … که کامپیوتر اطلاعاتی به آنها می فرستد.

۳- دستگاههای ورودی/ خروجی (Output/Input devices): دستگاههایی که هر دو کار را انجام دهد (ارتباط دو جانبه): دیسک سخت، فلاپی، فلش مِموری و … که کامپیوتر اطلاعات روی آنها را می خواند و اطلاعاتی را نیز می تواند روی آنها قرار دهد.

کاربردهای مبناهای عددی در سیستم کامپیوتری:

۱- مبنای ده (Decimal Base): مبنای معمولی ما انسانها است که از صفر تا ۹ بوده و پس از آن از همین عددها، سایر اعداد را می نویسیم؛ ده، صد و بیست و …، داده ها و اطلاعات را با این مبنا بیان می کنیم.

۲- مبنای دو (Binary Base): در داخل کامپیوتر از مبنای دو استفاده می شود (۰ و ۱).

۳- مبنای هشت (Octal Base): برای بیان کدها و سهولت تبدیل آنها به مبنای دو از این مبنا استفاده می شود (۰,۱,۲,۳,۴,۵,۶,۷)، به این دلیل از این مبنا استفاده نموده اند که ۲۳=۸ می باشد. از این رو تبدیل عدد از مبنای ۸ به مبنای ۲ یا بالعکس بسیار ساده می شود.

۴- مبنای شانزده (Hexadecimal Base): در این مبنا از ۱۶ رقم برای عدد نویسی استفاده می شود، رقم هاعبارتند از ۰ الی ۹ و ۸ الی F که جمعاً ۱۶ تا می شود، با توجه به اینکه ۲۴ = ۱۶ می باشد، از این رو تبدیل عدد از مبنای ۱۶ به مبنای ۲ و یا بالعکس بسیار ساده می شود. از این مبنا نیز برای بیان کدها استفاده می شود.

کامپیوتر شخصی (Personal computer): که در یک زمان واحد، یک شخص از آن استفاده می نماید. یک کامپیوتر شخصی حداقل از این تجهیزات برخوردار است:

الف- کیس

ب- مانیتور

ج- صفحه کلید

د- ماوس

می توان چاپگر، اسکنر، Webcam، میکروفن، هدفن و … را به کامپیوتر افزود.

نگاهی به داخل کیس:

۱- بورد الکترونیکی بزرگ (Mother Board) که به بورد اصلی یا کارت اصلی معروف است و چند لایه می باشد. CPU که مهمترین قطعه کامپیوتر است بر روی این کارت اصلی سوار (تعبیه) می شود. این کارت اصلی ارتباط سایر اجزاء کامپیوتر را با CPU برقرار می کند.

۲- CPU: همان طور که گفتیم بر روی کارت اصلی تعبیه می شود و مخفف Central processing unit است، در مدلهای امروزی دارای یک فن ظریف بوده تا آن را خنک نگه دارد. CPU دارای اجزای زیر است:

الف- واحد کنترل: تمام اجزاء کامپیوتر را تحت کنترل دارد و بر آنها مدیریت می کند (Control unit).

ب- واحد محاسبه و منطق: شامل تعداد زیادی مدار الکترونیکی مجتمع شده است که هر مدار می تواند یک دستورالعمل از برنامه ها را اجرا نماید (Alu: Arithmetic and logical).

ج- ثبات ها (Registers): که به عنوان حافظه های کوچک در اختیار واحد محاسبه و منطق و همچنین واحد کنترل قرار دارند و در انجام کارها مورد استفاده قرار می گیرند.

د- حافظه دم دستی (Cache memory): از این حافظه هنگام اجرای دستورالعمل های برنامه استفاده می شود. در حقیقت کامپیوتر، هر بار تعدادی دستورالعمل را از حافظه اصلی بر می دارد و در این حافظه می ریزد و سپس آنها را اجرا می نماید. این کار باعث می شود که سرعت اجرا بالاتر برود.

۳- کارت گرافیکی (Graphic card): یک کارت گرافیکی کوچک که بر روی برد اصلی نصب شده و کارت (برد) اصلی ارتباط آن را با CPU برقرار می کند، از سوی دیگر برد اصلی ارتباط این کارت را از طریق پشت کیس با مانیتور برقرار می نماید. وظیفه این کارت ایجاد متنها و تصاویر قابل نمایش برای مانیتور است، در واقع متنها و تصاویر در اصل به صورت صفرها و یک ها در حافظه اصلی تجلی می کند و این کارت گرافیکی با وساطت CPU آن صفرها و یک ها را به صورت متون و تصاویر قابل نمایش برای مانیتور ارسال می نماید تا آنها را ببینیم. کیفیت یک تصویر بستگی به مانیتور و کارت گرافیکی دارد.

در کارت های اصلی جدید، این کارت به صورت Onboard در آمده است یعنی اینکه به طور ضمنی در خود کارت اصلی، قابلیت کارت گرافیکی وجود دارد. اگر یک کارت گرافیکی در بورد مادر نصب شود جایگزین Onboard خواهد شد.

۴- کارت صدا (Sound card): این کارت نیز بر روی بورد اصلی تعبیه می شود و توسط بورد اصلی با CPU ارتباط دارد و از سوی دیگر از طریق پشت کیس به بلندگوها وصل می شود. وظیفه این کارت ایجاد صدا می باشد، در حقیقت از صفرها و یک هایی که در حافظه اصلی می باید به صدای حقیقی تبدیل شوند، استفاده می کند و صدای مصنوعی را ایجاد می نماید، آنها را به بلندگوها می دهد تا کاربر تنظیم کند و بشنود. این کارت نیز اخیراً به صورت Onboard وجود دارد ولی اگر خودمان این کارت را تعبیه نمائیم جایگزین Onboard خواهد شد.

۵- کارت مودم (Fax modem card): این کارت نیز می تواند به کارت اصلی وصل شود و از طریق آن با CPU مرتبط باشد، از سوی دیگر از طریق پشت کیس با یک کابل ویژه به پریز تلفن وصل می شود. در حقیقت این کارت مبدل سیگنال است. باید بدانیم در داخل کامپیوتر سیگنال ها دیجیتالی هستند یعنی بهصورت صفرها و یک ها ظاهر می شوند ولی در تلفن، سیگنا ها از نوع آنالوگ بوده که به صورت امواج سینوسی می باشند. اگر بخواهیم دو کامپیوتر را به هم وصل کنیم که فاصله آنها بیش از ۱۰۰ متر باشد، اولاً: کابلی نداریم که بتواند آن دو را به همخ وصل نماید، ثانیاً: اگر هم داشته باشیم بیش از این فاصله قابل استفاده نیست زیرا پارازیت یا نویز اضافه می شود و امواج مغشوش می گردد، ناگزیر هستیم که از خط تلفن استفاده نمائیم، دراین صورت کارت مودم سیگنالهای دیجیتالی را از کامپیوتری که اطلاعاترا می فرستد، می گیرد و آنها را به آنالوگ تبدیل و به خط تلفن می دهد، کامپیوتر گیرنده اطلاعات برعکس عمل می کند یعنی مودم آن، از خط تلفن سیگنالهای آنالوگ را می گیرد و آن را به دیجیتال تبدیل می کند و بهکامپیوتر می دهد و بدین طریق دو کامپیوتر با هم تبادل اطلاعات می کنند.

Modem: Modulator and Demodulator

این کارت نیز در برد(کارت)های اصلی جدید به صورت Onboard وجود دارد.

انواع مودم:

                        1) کارت Internal modem

الف: مودم داخلی     

                        2) Onboard

ب: مودم خارجی (External modem): به صورت یک دستگاه کوچک در کنار کامپیوتر قرار می گیرد که از یک سمت به کیس وصل می شود تا از طریق بورد اصلی به CPU وصل گردد و ازسوی دیگر به پریز تلفن وصل میشود. یک دستگاه مودم خارجی می تواند به بیش از یک کامپیوتر سرویس دهد که بر اساس مدلهای مختلف به ۴ ، ۸ ، ۱۶ و ۳۲ کامپیوتر سرویس می دهد. در حقیقت زمان را برای دریافت و ارسال به اشتراک می گذارد و به طور موازی کامپیوترها می توانند تبادل اطلاعات نمایند. بدیهی است که اگر خط تلفن، معمولی باشد احساس خواهیک کرد که تبادل اطلاعات کند است امااگراز خط ویژه مخابراتی ADSL استفاده شود، مشکلی نخواهیم داشت. 

۶- حافظه اصلی (RAM: main memory): این حافظه به صورت یک، دو یا چهار کارت کوچک الکترونیکی است که آنها را بر روی برد اصلی نصب می نمائیم، این حافظه صرفاً برای اجرای اطلاعات به کار می رود که از طریق برد اصلی به CPU وصل است. این حافظه کهبیشتر پرسرعت است برای اجرای برنامه ها به کار می رود، هر گاه کامپیوتر بخواهد برنامه ای را اجرا نماید ابتدا یک کپی از برنامه را از حافظه های جانبی به این حافظه کپی می کند سپس واحد کنترل در کار اجرای برنامه دخالت کرده و دستورالعمل های برنامه را یکی پس از دیگری به ترتیب اجرا، تعبیر و تفسیر می نماید و تشخیص می دهد که چه دستورالعملی هست و به کدام مدار الکترونیکی واحد محاسبه و منطق مربوط می شود، سپس آن مدار را به کار می اندازد تا آن دستورالعمل اجرا شود. آنقدر این برنامه ادامه می یابد که برنامه به پایان خود برسد.

سوال: حافظه اصلی را بر اساس چه مدلی نگاه کنیم تا بتوانیم با آن برخورد درست داشته باشیم؟

جواب: حافظه اصلی را می توان مانند یک قفسه بسیار بزرگ تصور کرد که ازتعداد زیادی مکان یکنواخت متوالی تشکیل شده است.مکانها هر کدام آدرس منحصر به فردی دارند. محتوای آنها در هر زمان می تواند تعدادی صفر و یک باشد. در کامپیوترهای شخصی به این مکانها بایت می گوئیم، هر بایت هشت سلول دارد که هر سلول را یک بیت می گوئیم که هر بیت صفر یا یک می باشد. در واقع کوچکترین واحد اطلاعاتی در کامپیوتر Bit است.  

RAM مخفف Random Access memory (حافظه با دسترسی تصادفی) می باشد. منظور از رَم یعنی اگر به طور تصادفی آدرسی را در نظر بگیریم CPU می تواند سریعاً و بدون فوت وقت به آن آدرس دسترسی پیدا نماید، محتوای آن را بردارد یا محتوای آن را عوض نماید. این خاصیت یکی از مولفه هایی است که باعث بالا رفتن سرعت کامپیوتر در پردازش ها می گردد.

یکی از متداولترین موارد کاربرد حافظه های Flash ، استفاده از آنان د ر Basic Input/Output System)) است . BIOS این اطمینان را به عناصر سخت افزاری نظیر : تراشه ها ، هارد یسک ، پورت ها ، پردازنده و … خواهد داد که بدرستی عملیات خود را در کنار یکدیگر انجام دهند. هر کامپیوتر ( شخصی ، دستی ) دارای یک ریزپردازنده بعنوان واحد پردازشگر مرکزی است . ریزپردازنده یک المان سخت افزاری است .بمنظور الزام پردازنده برای انجام یک عملیات خاص، می بایست مجموعه ای از دستورالعمل ها که نرم افزار نامیده می شوند نوشته شده و در اختیار پردازنده قرار گیرد. از دو نوع نرم افزار استفاده  می گردد : – سیستم عامل : سیستم عامل مجموعه ای از خدمات مورد نیاز برای اجرای یک برنامه را فراهم می نماید. ویندوز ۹۸ ، ۲۰۰۰ و یا لینوکس نمونه هائی از سیستم های عامل می باشند. – برنامه های کاربردی : برنامه های کاربردی نرم افزارهایی هستند که بمنظور تامین خواسته های خاصی طراحی و در اختیار کاربران گذاشته می شوند. برنامه هائی نظیر : Word ، Excel و … نمونه هائی از این نوع نرم افزارها می باشند. BIOS در حقیقت نوع سومی از نرم افزارها بوده که کامپیوتر بمنظور عملکرد صحیح خود به آن نیاز خواهد داشت. خدمات ارائه شده توسط BIOS نرم افزار BIOS دارای وظایف متعددی است . ولی بدون شک مهمترین وظیفه آن استقرار سیستم عامل در حافظه است . زمانیکه کامپیوتر روشن و ریزپردازنده سعی در اجرای اولین دستورالعمل های خود را داشته باشد ، می بایست دستورالعمل های اولیه از مکان دیگر در اختیار آن گذاشته شوند ( در حافظه اصلی کامپیوتر هنوز اطلاعاتی قرار نگرفته است ) دستورالعمل های مورد نظر را نمی توان از طریق سیستم عامل در اختیار پردازنده قرار داد چراکه هنوز سیستم عامل در حافظه مستقر نشده و همچنان بر روی هارد دیسک است . مشکل اینجاست که می بایست با استفاده از روشهائی به پردازنده اعلام گردد که سیستم عامل را به درون حافظه مستقر تا در ادامه زمینه استفاده از خدمات سیستم عامل فراهم گردد. BIOS دستورالعمل های لازم را در این خصوص ارائه خواهد کرد. برخی از خدمات متداول که BIOS ارائه می دهد ، بشرح زیر می باشد: – یک برنامه تست با نام POST بمنظور بررسی صحت عملکرد عناصر سخت افراری – فعال کردن تراشه های BIOS مربوط به سایر کارت های نصب شده در سیستم نظیر : کارت گرافیک و یا کنترل کننده SCSI – مدیریت مجموعه ای از تنظیمات در رابطه با هارد دیسک،Clock و … BIOS ، یک نرم افزار خاص است که بعنوان اینترفیس ( میانجی ) بین عناصر اصلی سخت افزارهای نصب شده بر روی سیستم و سیستم عامل ایفای وظیفه می نماید. نرم افزار فوق اغلب در حافظه هائی از نوع Flash و بصورت یک تراشه بر روی برد اصلی نصب می گردد. در برخی حالات تراشه فوق یک نوع خاص از حافظه ROM خواهد بود. زمانیکه کامپیوتر روشن می گردد BIOS عملیات متفاوتی را انجام خواهد داد: – بررسی محتویات CMOS برای آگاهی از تنظیمات خاص انجام شده – لود کردن درایورهای استاندارد و Interrupt handlers – مقدار دهی اولیه ریجسترها و مدیریت Power – اجرای برنامه POST بمنظور اطمینان از صحت عملکرد عناصر سخت افزاری – تشخیص درایوی که سیستم می بایست از طریق آن راه اندازی (Booting) گردد. – مقدار دهی اولیه برنامه مربوط به استقرار سیستم عامل در حافظه (Bootstrap) اولین موردی را که BIOS بررسی خواهد کرد، اطلاعات ذخیره شده در یک نوع حافظه RAM با ظرفیت ۶۴ بایت است . اطلاعات فوق بر روی تراشه ای با نام CMOS)Complementry metal oxid semiconductor) ذخیره می گردند. CMOS شامل اطلاعات جزئی در رابطه با سیستم بوده و درصورت بروز هر گونه تغییردر سیستم، اطلاعات فوق نیز تغییر خواهند کرد. BIOS از اطلاعات فوق بمنظور تغییر و جایگزینی مقادیر پیش فرض خود استفاده می نماید. Interrupt handlers نوع خاصی از نرم افزار بوده که بعنوان یک مترجم بین عناصر سخت افزاری و سیستم عامل ایفای وظیفه می نماید.مثلا” زمانیکه شما کلیدی را برروی صفحه کلید فعال می نمائید، سیگنال مربوطه، برای Interrupt handler صفحه کلید ارسال شده تا از این طریق به پردازنده اعلام گردد که کدامیک از کلیدهای صفحه کلید فعال شده اند. درایورها یک نوع خاص دیگر از نرم افزارها بوده که مجموعه عملیات مجاز بر روی یک دستگاه را تبین و راهکارهای ( توابع ) مربوطه را ارائه خواهند. اغلب دستگاه های سخت افزاری نظیر: صفحه کلید، موس ، هارد و فلاپی درایو دارای درایورهای اختصاصی خود می باشند. با توجه به اینکه BIOS بصورت دائم با سیگنال های ارسالی توسط عناصر سخت افزاری مواجه است ، معمولا” یک نسخه از آن در حافظه RAM تکثیر خواهد شد. راه اندازی ( بوتینگ، Booting) کامپیوتر پس از روشن کردن کامپیوتر، BIOS بلافاصله عملیات خود را آغاز خواهد کرد. در اغلب سیستم ها ، BIOS در زمان انجام عملیات مربوطه پیام هائی را نیز نمایش می دهد ( میزان حافظه، نوع هارد دیسک و …) بمنظور آماده سازی کامپیوتر برای ارائه خدمات به کاربران، BIOS مجموعه ای از عملیات را انجام می دهد. پس از بررسی و آگاهی از تنظیمات موجود در CMOS و استقرار Interrupt handler در حافظه RAM ، کارت گرافیک بررسی می گردد. اغلب کارت های گرافیک ، دارای BIOS اختصاصی بوده که حافظه و پردازنده مربوط به کارت گرافیک را مقدار دهی اولیه می نماید. در صورتیکه BIOS اختصاصی برای کارت گرافیک وجود نداشته باشد از درایور استانداری که در ROM ذخیره شده است ، استفاده و درایو مربوطه فعال خواهد شد ( درایور استاندارد کارت گرافیک ) در ادامه BIOS نوع راه اندازی ( راه اندازی مجدد (Rebbot) و یا راه اندازی اولیه (Cold Boot ) را تشخیص خواهد داد .برای تشخیص موضوع فوق، از محتویات آدرس ۰۰۰۰:۰۴۷۲ حافظه استفاده می گردد. در صورتیکه در آدررس فوق مقدار ۱۲۳h موجود باشد ، بمنزله “راه اندازی مجدد” بوده و برنامه BOIS بررسی صحت عملکرد حافظه را انجام نخواهد داد. در غیر اینصورت ( در صورت وجود هر مقدار دیگر در آدرس فوق ) یک “راه اندازی اولیه ” تلقی می گردد. در این حالت بررسی صحت عملکرد و سالم بودن حافظه انجام خواهد شد. در ادامه پورت های سریال و USB برای اتصال صفحه کلید وموس بررسی خواهند شد. در مرحله بعد کارت های PCI نصب شده بر روی سیستم بررسی می گردند. در صورتیکه در هر یک از مراحل فوق BIOS با اشکالی برخورد نماید با نواختن چند Beep معنی دار، مورد خطاء را اعلام خواهد کرد. خطاهای اعلام شده اغلب به موارد سخت افزار سیستم مربوط می گردد. برنامه BIOS اطلاعاتی در رابطه با نوع پردازنده ، فلاپی درایو ، هارد دیسک ، حافظه تاریخ و شماره ( ورژن ) برنامه BIOS ، نوع صفحه نمایشگر را نمایش خواهد داد. در صورتیکه بر روی سیستم از آداپتورهای SCSI استفاده شده باشد ، BIOS درایور مربوطه آن رااز BIOS اختصاصی آداپتور فعال و BIOS اختصاصی اطلاعاتی را در رابطه با آداپتور SCSI نمایش خواهد داد. در ادامه برنامه BIOS نوع درایوی را که می بایست فرآیند انتقال سیستم عامل از آن آغاز گردد را تشخیص خواهد داد. برای نیل به هدف فوق از تنظیمات موجود در CMOS استفاده می گردد. اولویت درایو مربوطه برای بوت سیستم متغیر و به نوع سیستم بستگی دارد. اولویت فوق می تواند شامل مواردی نظیر : A,C,CD و یا C,A,CD و … باشد.(A نشاندهنده فلاپی درایو C نشاندهنده هارددیسک و CD نشاندهنده درایو CD-ROM است ) در صورتیکه درایو مشخص شده شامل برنامه های سیستم عامل نباشد پیام خطائی نمایش داده خواهد شد. (Non System disk or disk error ) پیکربندی BIOS در بخش قبل اشاره گردید که BIOS در موارد ضروری از تنظیمات ذخیره شده در CMOS استفاده می نماید. برای تغییر دادن تنظیمات مربوطه می بایست برنامه پیکربندی CMOS فعال گردد. برای فعال کردن برنامه فوق می بایست در زمان راه اندازی سیستم کلیدهای خاصی را فعال تا زمینه استفاده از برنامه فوق فراهم گردد. در اغلب سیستم ها بمنظور فعال شدن برنامه پیکربندی کلید Esc یا Del یا F1 یا F2 یا Ctrl-Esc یا Ctrl-Alt-Esc را می بایست فعال کرد.( معمولا” در زمان راه اندازی سیستم نوع کلیدی که فشردن آن باعث فعال شدن برنامه پیکربندی می گردد، بصورت یک پیام بر روی صفحه نمایشگر نشان داده خواهد شد ) پس از فعال شدن برنامه پیکربندی با استفاده از مجموعه ای از گزینه های می توان اقدام به تغییر پارامترهای مورد نظر کرد. تنظیم تاریخ و زمان سیستم ، مشخص نمودن اولویت درایو بوت، تعریف یک رمز عبور برای سیستم ، پیکربندی درایوها ( هارد، فلاپی ، CD) و … نمونه هائی از گزینه های موجود در این زمینه می باشند. در زمان تغییر هر یک از تنظیمات مربوطه در CMOS می بایست دقت لازم را بعمل آورد چراکه در صورتیکه عملیات فوق بدرستی انجام نگیرد اثرات منفی بر روی سیستم گذاشته و حتی در مواردی باعث اختلال در راه اندازی سیستم خواهد شد. BIOS از تکنولوژی CMOS بمنظور ذخیره کردن تنظیمات مربوطه استفاده می نماید . در این تکنولوژی یک باتری کوچک لیتیوم انرژی(برق) لازم برای نگهداری اطلاعات بمدت چندین سال را فراهم می نماید ارتقاء برنامه BIOS تغییر برنامه BIOS بندرت انجام می گیرد. ولی در مواردیکه سیستم قدیمی باشد، ارتقاء BIOS ضروری خواهد بود.با توجه به اینکه BIOS در نوع خاصی از حافظه ROM ذخیره می گردد، تغییر و ارتقاء آن مشابه سایر نرم افزارها نخواهد بود. بدین منظور به یک برنامه خاص نیاز است . برنامه های فوق از طریق تولید کنندگان کامپیوتر و یا BIOS عرضه می گردند. در زمان راه اندازی سیستم می توان تاریخ ، شماره و نام تولید کننده BIOS را مشاهده نمود.

 BOOT

بوت شدن را می توان به ۴ مرحله تقسیم کرد:

۱-            POST

۲-            LOAD

۳-            راه  اندازی سیستم عامل توسط خودش

۴-            بارگزاری و اجرای یک برنامه کاربردی

مرحله اول: POST  . برنامه راه اندازی که در ROM BIOS  قرار دارد منابع سخت افزاری و نیازمندی های آن را تشخیص می دهد و منابع سیستمی مورد نیاز برای آن را تعیین می کند  .

وقتی شما سیستم خود را روشن می کنید ، CPU کارش رو با مقدار دهی اولیه خودش آغاز می کند و سپس برای اجرای دستور العمل ها به BIOS    مراجه می کند . پس از آن  BIOS  عملیات  POST  را انجام می دهد .

    زمانیکه در ابتدا برق سیستم وصل می شود ساعت سیستم تولید پالس ساعت می کند .
     CPU خودش را مقدار دهی اولیه می کند یعنی مقادیر داخل خودش را تنظیم می کند.
     CPU به آدرس حافطه  FFFF0H مراجعه می کند می کند که همیشه محل ذخیره سازی اولین دستورالعمل برنامه راه انداز  BIOS است. این دستورالعمل  CPU را برای اجرای عملیات  POST  هدایت می کند .
    POST  ابتدا برنامه عملیاتی  BIOS را وارسی و سپس CMOS را بررسی می کند و بعد از آن آزمایشی برای عدم خرابی باتری انجام می شود.
    وقفه های سخت افزاری ناتوان می شوند این به این معناست که فشردن یک کلید از صفحه کلید هیچ چیزی را تغییر نمی دهد .
    آزمایشهایی بر روی CPU انجام می شود و دوباره مقدار دهی اولیه می شود.
    یک بررسی صورت می گیرد تا اگر راه اندازی سرد صورت گرفته است ۱۶ بیت اولیه  RAM  نیز تست شود.
    از دستگاه های سخت افزاری نصب شده بر روی کامپیوتر صورت برداری شده و با اطلاعات پیکر بندی که توسط  BIOS صورت گرفته مقایسه می شود.
    کارت تصویر،حافظه ،صفحه کلید ، فلاپی درایوها ، درایوهای سخت ، پورت ها و سایر دستگاه های سخت افزاری تست و پیکر پندی می شود .  IRQها ، آدرس های ورودی و خروجی و کانال های  DMA  توسط  BIOS  مشخص می شوند .

پس از مراحل فوق  BIOS  جستجو را برای سیستم عامل آغاز می کند .

در خلال  POST  در صورتی که خطایی رخ دهد سیستم آن را با صدای بوق به کاربر اطلاع می دهد.

    پس از تست کارت گرافیک BIOS با نوشتن و خواندن داده ،  RAM را آزمایش می کند. در این مرحله شمارش  RAM  بر روی صفحه نمایش نشان داده می شود.
    پس از  RAM  صفحه کلید بررسی می شود در این مرحله اگر کاربر کلیدی را پایین نگه دارد خطایی رخ می دهد سپس ابزار های ذخیره سازی کنترل می شوند.
    سخت افزاری که توسط BIOS  پیدا شده با اطلاعات  CMOS  ، جامپرها . DIP سوئیچ ها مقایسه می شود، و منابع مورد نیاز آنها به آنها تخصیص داده می شود.

منابع سیستمی به روش های گوناگونی به دستگاهها اختصاص داده می شود .جامپرها و  DIP سوئیچ ها می توانند برای در خواست یک منبع تنظیم شوند برای مثال ممکن است یک جامپر در صورت بسته بودن IRQ5  را انتخاب کند و در صورت باز بودن  IRQ7  را انتخاب کند. بعضی منابع ممکن است که از قبل توسط برنامه ای که فقط برای کنترل شرایط ویژه طراحی شده و در BIOS  قرار دارد تعیین شده اند.( HARD CODED)

پیکر بندی سیستم:

در BIOS SETUP

هر سیستم کامپیوتری باید دارای یک پیکربندی باشد. این پیکربندی در XT ها توسط جامپرها و در سیستم های AT توسط اطلاعات ذخیره شده در حافظه RAM موسوم به CMOS تعیین می شود. در سیستم های XT با جابجایی جامپرها، تعریف پیکربندی از درایو ۵/۳ به ؟ و یا از صفحه نمایش تکرنگ به رنگی و غیره قابل انجام می باشد. در حالی که در سیستم های AT برای عوض کردن پیکربندی آن باید اطلاعات و پارامترهای موجود در حافظۀ CMOS را تغییر دهیم.

۱-۱۲ اجرا کردن ست آپ

با اجرا کردن ست آپ در صفحه نمایش منوی اصلی شکل ۱-۱۲ ظاهر خواهد شد.

تذکر: ست آپ شکل ۱-۱۲ از نوع AMI بوده که برای وارد شدن به آن باید قبل از بوت شدن سیستم کلید DEL را بزنیم.

پارامترهای استاندارد STANDARD CMOS SETUP (CMOS)

در این منو، پارامترهای استاندارد و ثابت هر سیستم از قبیل هارد، فلاپی، تاریخ، ساعت، نوع کارت ویدئو و غیره تعریف می شود و پارامترهای تعریفی قابل تغییر نیز می باشد. در این ست آپ جهت حرکت بین منوها، باید از کلیدهای جهت استفاده نماییم. از کلیدهای PGUP و PGDOWN جهت تغییر پارامترها، و از کلید F2 و F3 جهت تغییر رنگ صفحه نمایش و از F15 جهت ذخیره تغییرات در Cmos استفاده می شود.

پارامترهای منوی استاندارد عبارت اند از:

تاریخ (date): چنانچه مایل باشیم می توانیم تقویم موجود در حافظه cmos استفاده می شود.

ساعت (time): با این منو می توانیم ساعت و دقیقه و ثانیه را مشاهده کنیم و فقط ساعت و دقیقه قابل عوض کردن می باشد.

فلاپی b و a: در این قسمت می توانیم درایوها را به شکل دلخواه انتخاب نماییم. هر کدام از درایط می توانند پنج انتخاب داشته باشند که عبارت اند از:

نصب نشده [۳/۵ (۱/۴۴ mb) 3/5(720 kb) 5/25(1/2 mb) 5/25(360 kb)(notinstally)

هارد دیسک d وc: دراین فیلد پارامترهای فیزیکی والکترونیکی استاندارد هاردها قابل انتخاب می باشد و می توانیم یکی از انواع را برای هاردهایمان انتخاب نماییم. یکی از تیپ ها، مربوط به استفاده کننده می باشد که در آن می توان پارامترهای هارد را خودمان انتخاب کنیم. در اکثر ست آپ ها، تیپ ۴۷ مربوط به استفاده کننده بوده و تعیین پارامترهای آن بر عهده استفاده کننده می باشد.

صفحه نمایش اولیه (primary display) : به وسیله این فیلد نوع آداپتور گرافیک نصب شده بر روی سیستم قابل انتخاب می باشد.

صفحه کلید (keyboard) : این فیلد دو انتخاب دارد که عبارت اند از INSTALLED  و NOT  INSTALLED اگر پارامترها اول انتخاب شود، سیستم در حین بوت شدن، صفحه کلید را تست خواهد کرد ولی اگر پارامتر دوم انتخاب شده باشد، سیستم در حین بوت شدن صفحه کلید را تست نخواهد کرد.

حافظۀ اصلی و توسعه یافته (BASE MEMORY AND EXTENDED MEMORY)RAM.

این منو در سمت راست بالای صفحه نمایش ظاهر شده و مقدار آن توسط خود سیستم انتخاب و توسط استفاده کننده قابل تعویض نمی باشد.

شکل ۲-۱۲  محتویات صفحۀ استاندارد را نشان می دهد.

اگر مقدار حافظه فیزیکی موجود روی مادربورد با مقدار از قبل ذخیره شده در CMOS اختلاف داشته باشد، هنگام بوت شدن سیستم یک پیام خطا مبنی بر اجرای مجدد ست آپ روی صفحه نمایش ظاهر خواهد شد. برای برطرف شدن خطا، فقط کافی است که یکبار برنامه ست آپ را اجرا نماییم و سپس محتویات آنرا در CMOS RAM ذخیره کنیم و آنگاه از آن خارج شویم.

پارامترهای توسعه یافته (ADVANCED CMOS SETUP) SETUP

این منو جهت تغییر پارامترهای فرعی پیشرفته ست آپ مورد استفاده قرار می گیرد. این پارامترها عبارت اند از: تست حافظه بالای یک مگا بایت، سایه کردن RAM مربوط به سیستم و ویدتو در DRAM، چک کردن کمک پردازنده و … . شکل ۳-۱۲ منوی ست آپ نمونه را نشان می دهد.

وظایف کلیدهای تابعی که در پائین صفحۀ این منو لیست شده اند عبارت اند از:

ESC. برای بازگشت به یک منوی قبل از استفاده می شود.

کلیدهای جهت: از کلیدهای جهت دار برای انتخاب پارامترهای فوق استفاده می شود.

کلیدهای PD و PU. برای تغییر حالت یا مقدار پارامترها به کار برده می شوند.

کلید F1: با فشردن کلید F1 یک راهنمای کمکی در اختیار شما قرار می گیرد.

کلیدهای F2/F3: می توان رنگ صفحه را تغییر داد.

کلید F6: اگر بخواهیم مقادیر پیش فرض خود بایاس را استفاده نماییم، کافی است که کلید F6 را بزنیم.

کلید F7: با فشردن کلید F7، مقادیر موجود در زمان روشن شدن سیستم در حافظه CMOS قرار می گیرد.

ریزپردازنده واحد پردازش مرکزی یا مغز رایانه می باشد. این بخش مدار الکترونیکی بسیار گسترده و پیچیده ای می باشد که دستورات برنامه های ذخیره شده را انجام می دهد. جنس این قطعه کوچک (تراشه) نیمه رسانا است. CPU شامل مدارهای فشرده می باشد و تمامی عملیات یک میکرو رایانه را کنترل می کند. تمام رایانه ها (شخصی، دستی و…) دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده در یک رایانه می تواند متفاوت باشد اما تمام آنها عملیات یکسانی انجام می دهند.

تاریخچه ریزپردازنده
ریزپردازنده پتانسیل های لازم برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر یک رایانه را فراهم می سازد. در واقع ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است. اولین ریزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. این ریزپردازنده قدرت زیادی نداشت و تنها قادر به انجام عملیات جمع و تفریق ۴ بیتی بود. تنها نکته مثبت این پردازنده استفاده از یک تراشه بود، زیرا تا قبل از آن از چندین تراشه برای تولید رایانه استفاده می شد. اولین نوع ریزپردازنده که بر روی کامپیوتر خانگی نصب شد. ۸۰۸۰ بود. این پردازنده ۸ بیتی بود و بر روی یک تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گردید. پس از آن پردازنده ای که تحول عظیمی در دنیای رایانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. این پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شرکت IBM طراحی و در سال ۱۹۸۲ عرضه گردید. بدین صورت تولید ریزپردازنده ها توسط شرکت های تولیدکننده به سرعت رشد یافت و به مدل های ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتیوم ۲، پنتیوم ۳، پنتیوم ۴ منتهی شد.
این پردازنده ها توسط شرکت Intel و سایر شرکت ها طراحی و به بازار عرضه شد. طبیعتاً پنتیوم های ۴ جدید در مقایسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسیار قوی تر می باشند زیرا که از نظر سرعت به میزان ۵۰۰۰ بار عملیات را سریعتر انجام می دهند. جدیدترین پردازنده ها اگر چه سریعتر هستند گران تر هم می باشند. کارآیی رایانه ها بوسیله پردازنده آن شناخته می شود. ولی این کیفیت فقط سرعت پروسسور را نشان می دهد نه کارآیی کل رایانه را. به طور مثال اگر یک رایانه در حال اجرای چند نرم افزار حجیم و سنگین است و پروسسور پنتیوم ۴ آن ۲۴۰۰ کیگاهرتز است، ممکن است اطلاعات را خیلی سریع پردازش کند. اما این سرعت بستگی به هارددیسک نیز دارد. یعنی این که پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زیادی را در انتظار می گذراند.
پروسسورهای امروزی ساخت شرکت Intel، پنتیوم ۴ و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت های مختلفی برحسب گیگاهرتز (معادل یک میلیارد هرتز با یک میلیارد سیکل در ثانیه است) برای پنتیوم ۴ از ۴/۱ گیگاهرتز تا ۵۳/۲ متغیر است و برای پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گیگاهرتز تا ۸/۱ گیگاهرتز است. یک سلرون همه کارهایی را که یک پنتیوم ۴ انجام می دهد را می تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.
پردازنده دو عمل مهم انجام می دهد:
۱- کنترل تمام محاسبات و عملیات
۲- کنترل قسمت های مختلف
پردازنده در رایانه های شخصی به شکل یک قطعه نسبتاً تخت و کوچک به اندازه ۸ یا ۱۰ سانتی متر مربع که نوعی ماده، مانند پلاستیک یا سرامیک روی آن را پوشانده است تشکیل شده در واقع فرآیند بوجود آمدن این مغز الکترونیکی به این گونه می باشد که از سیلیکان به علت خصوصیات خاصی که دارد جهت ایجاد تراشه استفاده می شود. بدین گونه که آن را به صورت ورقه های بسیار نازک و ظریف برش می دهند و این تراشه ها را در درون مخلوطی از گاز حرارت می دهند تا گازها با آنها ترکیب شوند و بدین صورت طبق این فرآیند شیمیایی سیلیکان که از جنس ماسه می باشد به فلز و بلور تبدیل می شود که امکان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. این قطعه کار میلیونها ترانزیستور را انجام می دهد.
پردازنده وظایف اصلی زیر را برای رایانه انجام می دهد:
۱- دریافت داده ها از دستگاه های ورودی
۲- انجام عملیات و محاسبات و کنترل و نظارت بر آنها
۳- ارسال نتایج عملیات با دستگاه های خروجی
پردازنده مانند قلب رایانه است و از طریق کابلهای موجود با واحدهای دیگر مرتبط می شوند.
در واقع از نظر فنی عملکرد پردازنده با دو ویژگی تعیین می شود:
۱- طول کلید- تعداد بیت هایی که یک پردازنده در هر لحظه پردازش می کند و طول این کلمات معمولاً ۴ و ۸ و ۱۶ و ۳۲ و یا ۶۴ بیتی می باشد.
۲- تعداد ضربان الکترونیکی که در یک ثانیه تولید شده است و با واحد مگاهرتز سنجیده می شود.
محل قرارگیری پردازنده ها بر روی مادربرد می باشد. بنابراین بایستی هماهنگی لازم بین مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. این هماهنگی باعث بالا رفتن عملیات رایانه می شود. در غیر این صورت نتیجه خوبی بدست نمی آید.
نکته: بر روی پردازنده حروف و ارقامی دیده می شود که در واقع نشان دهنده شماره سریال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن می باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی مانند جمع و تفریق و ضرب و تقسیم است. البته پردازنده های جدید اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری نیز می باشند. ریزپردازنده قادر به انتقال داده ها از یک محل حافظه به محل دیگر می باشند و می توانند تصمیم گیری نمایند و از یک محل به محل دیگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل های مربوط به تصمیم اتخاذ شده را انجام دهد.
آشنایی با CPU (ریزپردازنده یا میکرو پروسسور) (بخش اول)

ریزپردازنده واحد پردازش مرکزی یا مغز رایانه می باشد. این بخش مدار الکترونیکی بسیار گسترده و پیچیده ای می باشد که دستورات برنامه های ذخیره شده را انجام می دهد. جنس این قطعه کوچک (تراشه) نیمه رسانا است. CPU شامل مدارهای فشرده می باشد و تمامی عملیات یک میکرو رایانه را کنترل می کند. تمام رایانه ها (شخصی، دستی و…) دارای ریزپردازنده می باشند. نوع ریزپردازنده در یک رایانه می تواند متفاوت باشد اما تمام آنها عملیات یکسانی انجام می دهند.

تاریخچه ریزپردازنده
ریزپردازنده پتانسیل های لازم برای انجام محاسبات و عملیات مورد نظر یک رایانه را فراهم می سازد. در واقع ریزپردازنده از لحاظ فیزیکی یک تراشه است. اولین ریزپردازنده در سال ۱۹۷۱ با نام Intel ۴۰۰۴ به بازار عرضه شد. این ریزپردازنده قدرت زیادی نداشت و تنها قادر به انجام عملیات جمع و تفریق ۴ بیتی بود. تنها نکته مثبت این پردازنده استفاده از یک تراشه بود، زیرا تا قبل از آن از چندین تراشه برای تولید رایانه استفاده می شد. اولین نوع ریزپردازنده که بر روی کامپیوتر خانگی نصب شد. ۸۰۸۰ بود. این پردازنده ۸ بیتی بود و بر روی یک تراشه قرار داشت و در سال ۱۹۷۴ به بازار عرضه گردید. پس از آن پردازنده ای که تحول عظیمی در دنیای رایانه بوجود آورد ۸۰۸۸ بود. این پردازنده در سال ۱۹۷۹ توسط شرکت IBM طراحی و در سال ۱۹۸۲ عرضه گردید. بدین صورت تولید ریزپردازنده ها توسط شرکت های تولیدکننده به سرعت رشد یافت و به مدل های ۸۰۲۸۶، ۸۰۳۸۶، ۸۰۴۸۶، پنتیوم ۲، پنتیوم ۳، پنتیوم ۴ منتهی شد.
این پردازنده ها توسط شرکت Intel و سایر شرکت ها طراحی و به بازار عرضه شد. طبیعتاً پنتیوم های ۴ جدید در مقایسه با پردازنده ۸۰۸۸ بسیار قوی تر می باشند زیرا که از نظر سرعت به میزان ۵۰۰۰ بار عملیات را سریعتر انجام می دهند. جدیدترین پردازنده ها اگر چه سریعتر هستند گران تر هم می باشند. کارآیی رایانه ها بوسیله پردازنده آن شناخته می شود. ولی این کیفیت فقط سرعت پروسسور را نشان می دهد نه کارآیی کل رایانه را. به طور مثال اگر یک رایانه در حال اجرای چند نرم افزار حجیم و سنگین است و پروسسور پنتیوم ۴ آن ۲۴۰۰ کیگاهرتز است، ممکن است اطلاعات را خیلی سریع پردازش کند. اما این سرعت بستگی به هارددیسک نیز دارد. یعنی این که پروسسور جهت انتقال اطلاعات زمان زیادی را در انتظار می گذراند.
پروسسورهای امروزی ساخت شرکت Intel، پنتیوم ۴ و سلرون هستند. پروسسورها با سرعت های مختلفی برحسب گیگاهرتز (معادل یک میلیارد هرتز با یک میلیارد سیکل در ثانیه است) برای پنتیوم ۴ از ۴/۱ گیگاهرتز تا ۵۳/۲ متغیر است و برای پروسسور سرعت از ۸۵/۰ گیگاهرتز تا ۸/۱ گیگاهرتز است. یک سلرون همه کارهایی را که یک پنتیوم ۴ انجام می دهد را می تواند انجام دهد اما نه به آن سرعت.
پردازنده دو عمل مهم انجام می دهد:
۱- کنترل تمام محاسبات و عملیات
۲- کنترل قسمت های مختلف
پردازنده در رایانه های شخصی به شکل یک قطعه نسبتاً تخت و کوچک به اندازه ۸ یا ۱۰ سانتی متر مربع که نوعی ماده، مانند پلاستیک یا سرامیک روی آن را پوشانده است تشکیل شده در واقع فرآیند بوجود آمدن این مغز الکترونیکی به این گونه می باشد که از سیلیکان به علت خصوصیات خاصی که دارد جهت ایجاد تراشه استفاده می شود. بدین گونه که آن را به صورت ورقه های بسیار نازک و ظریف برش می دهند و این تراشه ها را در درون مخلوطی از گاز حرارت می دهند تا گازها با آنها ترکیب شوند و بدین صورت طبق این فرآیند شیمیایی سیلیکان که از جنس ماسه می باشد به فلز و بلور تبدیل می شود که امکان ضبط و پردازش اطلاعات را در بردارد. این قطعه کار میلیونها ترانزیستور را انجام می دهد.
پردازنده وظایف اصلی زیر را برای رایانه انجام می دهد:
۱- دریافت داده ها از دستگاه های ورودی
۲- انجام عملیات و محاسبات و کنترل و نظارت بر آنها
۳- ارسال نتایج عملیات با دستگاه های خروجی
پردازنده مانند قلب رایانه است و از طریق کابلهای موجود با واحدهای دیگر مرتبط می شوند.
در واقع از نظر فنی عملکرد پردازنده با دو ویژگی تعیین می شود:
۱- طول کلید- تعداد بیت هایی که یک پردازنده در هر لحظه پردازش می کند و طول این کلمات معمولاً ۴ و ۸ و ۱۶ و ۳۲ و یا ۶۴ بیتی می باشد.
۲- تعداد ضربان الکترونیکی که در یک ثانیه تولید شده است و با واحد مگاهرتز سنجیده می شود.
محل قرارگیری پردازنده ها بر روی مادربرد می باشد. بنابراین بایستی هماهنگی لازم بین مادربرد و پردازنده وجود داشته باشد. این هماهنگی باعث بالا رفتن عملیات رایانه می شود. در غیر این صورت نتیجه خوبی بدست نمی آید.
نکته: بر روی پردازنده حروف و ارقامی دیده می شود که در واقع نشان دهنده شماره سریال ها ،سرعت، ولتاژ، مدل، نسل و نام سازنده آن می باشد. با توجه به نوع دستورالعمل ها یک ریزپردازنده با استفاده از واحد منطبق و حساب خود (ALU) قادر به انجام عملیات محاسباتی مانند جمع و تفریق و ضرب و تقسیم است. البته پردازنده های جدید اختصاصی برای انجام عملیات مربوط به اعداد اعشاری نیز می باشند. ریزپردازنده قادر به انتقال داده ها از یک محل حافظه به محل دیگر می باشند و می توانند تصمیم گیری نمایند و از یک محل به محل دیگر پرش داشته باشد تا دستورالعمل های مربوط به تصمیم اتخاذ شده را انجام دهد.