چه طور داده ها و دستورالعملهای بدست آمده از دستگاه های ورودی در حافظه کار می کند؟واحد کنترل در یک زمان مناسب آنها را از حافظه به واحد محاسبه و منطق می فرستد.سپس پردازش شروع می شود.اطلاعات از حافظه فرستاده می شود. اطلاعات تا وقتی که برای فرستادن در واحد خروجی  آماده شوند در حافظه نگهداری می شود.مشخصه اصلی حافظه اجازه دستیابی سریع به اطلاعات و داده هاست.برای روشن شدن اینکه ریجسترها٬حافظه و حافظه ثانویه چه طور با همدیگر کار می کنند آن را با ساخت سالاد در آشپزخانه مقایسه می کنم.

○یخچال جایی برای نگهداری سبزی های سالاد.

○پیشخون جای برای گذاشتن تمام سبزی ها قبل از گذاشتن روی تخته برش.

○تخته برش روی پیشخون جایی که ما سبزیها را برای برش روی آن قرار می دهیم.

○دستور آشپزی که جزئیات برای خرد کردن سبزی ها را در آن است.

○کنار تخته برش جایی برای نگهداری اندکی  سبزی که قصد خرد کردن یا مخلوط کردن آن را داریم.

○کاسه روی پیشخون که ما در آن سالاد را مخلوط کرده ونگهداری می کنیم.

○فضایی در یخچال برای گذاشتن سالاد مخلوط شده بعد از ساخته شدن آن.

مراحل تهیه سالاد:آوردن سبزی ها از فریزر به بالای پیشخون٬گذاشتن مقداری از سبزی ها روی تخته خرد کردن سبزی ها بر طبق دستور٬ بعضی از سبزی های خرد شده  ممکن است به طور موقت روی تخته برش نگهداری شود. جادادن همه سبزی ها در کاسه و برگرداندن دوباره به یخچال یا گذاشتن روی میز شام.

یخچال مانند حافظه ثانویه (دیسک)می تواند حجم بالایی لز سبزی ها را برای مدت طولانی ذخیره کند.سر پیشخون مثل مادربرد در داخل کامپیوتر است و همه وسایل لازم روی پیشخون  قرار دارد. تخته برش شبیه  ALU است که همه کارها آنجا انجم می شود.دستور آشپزی هم مانند واحد کنترل است که به شما می گوید چه کاری روی تخته برش (ALU) انجام دهید.فضای بالای پیشخون مانند RAM است که همه سبزی ها باید از یخچال آورده شود و روی سر پیشخون برای دستیابی سریعتر قرار گیرد.(در نظر داشته باشید که سر پیشخون( (RAM از یخچال (disk) دستیابی سریعتری دارد اما نمی تواند مقدار زیادی از مواد را نگهداری کند و برای یکمدت زمان طولانی نمی تواند مواد را نگه دارد.کنار تخته برش که به طور موقت مقداری از سبزی های خرد شده را نگهداری می کند مثل ریجسترها است.گوشه تخته برش دستیابی خیلی سریعی برای خرد کردن سبزی ها دارد اما نمی تواند زیاد از آنها نگهداری کند.کاسه سالاد شبیه یک ریجستر موقتی است و برای ذخیره سازی سالاد تا وقتی که به یخچال برگردانده شود  است(مثل برگرداندن داده ها به روی دیسک)یا برای گذاشتن روی میز شام (مثل خروجی دهی داده ها به سوی ابزار خروجی).  

برای یک مثال تخصصی تر به بررسی چگونگی کار برنامه لیست حقوقی می پردازیم.فرض کنید این برنامه حقوق یک کارمند را محاسبه می کند.داده های لازم ساعتهای کار و نرخ حقوق است.داده ها به محاسبه حقوق ساعت اضافه کاری ٬ پاداش٬ کسورات وابسته است.داده های کارکنان در حافظه ثانویه قابل دسترسی است.cpu محاسبات را برای یک کارمند داده ها را تکمیل می کند داده های کارمند بعدی از حافظه ثانویه به حافظه و در آخر در ریجستری آورده می شود.جدول زیر مشخصه هایی از انواع گوناگون داده را در سلسه مراتب ذخیره سازی خلاصه می کند.

RAM ارزانتر٬سریعتر و دائمی است . ممکن است دیسکها به مرور دیگر استفاده نشوند و دیسکهای قابل انتقال مثل فشرده یا cd ها شاید باقی بمانند.

Cpu چه طور دستورالعمل را اجرا می کند؟

حال می خواهیم ببینیم دستورالعملها چه طور در برنامه اجرا می شود.بیشتر کامپیوترهای امروزی می تواند تنها یک دستور را  در زمان خیلی سریع اجرا کند.بیشتر کامپیوتر های شخصی می توانند دستورالعملها را در کمتر از 1 بیلیون ثانیه اجرا کنند.

 قبل از اینکه یک دستورالعمل بتواند اجرا شود. دستورالعملهای برنامه و داده ها ورودی از یک دستگاه  ورودی یا حافظه ثانویه در مکانی از حافظه مانند شکل قرار دارند.واحد پردازش مرکزی چهار مرحله زیر را برای هر دستور انجام می دهد :

1)واحد کنترل دستورالعملها را از حافظه می گیرد.

2)واحد کنترل دستورالعملها را رمزگشایی می کند و داده های لازم را از حافظه به واحد محاسبه و منطق  هدایت می کند. این دو مرحله باهم زمان دستور یا   I-time نامیده می شود.

3)واحد محاسبه و منطق عمل حساب یا دستور العملهای منطقی را اجرامی کندیعنیALU کنترل می کند و عمل واقعی را روی داده انجام می دهد.

4)واحدمحاسبه و منطق نتایج عملیات را در ریجستریا حافظه ذخیره می کند.مراحل 3 و 4 با هم زمان اجرا یا E-timeنامیده می شود.

 در آخر واحد کنترل نتایج را از حافظه به یک دستگاه خروجی یا یک حافظه ثانویه می فرستد.هر ترکیب I-time وE-time چرخه ماشین نامیده می شود.شکل زیر چرخه ماشین یک دستورالعمل را نشان می دهد.

هر واحد پردازشگر مرکزی یک ساعت داخلی دارد که پالسهایی را با یک سرعت ثابت برای همزمان کردن اعمال کامپیوتر تولید می کند.هر دستور در چرخه ازتعداد زیادی دستورsub-instruction ساخته شده است که باید کمترین مقدار را از مدار ساعت بگیرند.هر نوع از واحد پردازش مرکزی برای فهمیدن یک گروه خاصی از دستورالعملها که مجموعه دستورات نامیده می شوند طراحی شده اند مثل زبانهای مختلفی که برای در بین مردم وجود دارد.بنابراین یک cpu دستورالعملهای cpu دیگر را نمی فهمد.

جای دستورالعملها و داده ها در حافظه کاملا جداست پس واحد کنترل چه طور می تواند آنها را پیدا کند؟موقعیت هر دستورالعمل و داده شبیه صندوق های پست در جلوی خانه توسط یک آدرس عددی معرفی می شود و مانند آن آدرس ها مکان ثابتی دارند اما ممکن است محتوای آنها(دستورالعملها و داده ها)تغییر کند یعنی ممکن است دستور یا داده جدیدی در آنها قرار داده شود .

یک آدرس می تواند  مقدار ثابتی ازاطلاعات رانگه دارد.درکامپیوترهای مدرن این مقداراغلب2بایت است.

شکل روبرو نشان می دهد چه طور یک برنامه داده ها را در حافظه دستکاری می کند.

یه وقت فکر نکنین این متن و چون دخترم با آشپزی مثال زدم نه بابا این ترجمه ای از این صفحه از سایت http://homepage.cs.uri.edu  است.

راستی لوگوم چه طوره؟ نظرتونو بگید خودم وبلاگمو تحویل گرفتم یه لوگو درست کردم و به خودم عیدی دادم.

لینک مطلب  .:.