کتاب معماری کامپیوتر – موریس مانو

برشی از متن کتاب

فصل اول: مدارهای منطقی دیجیتالی

کامپیوترهای دیجیتالی یا رقمی:

کامپیوتر دیجیتال یا رقمی عملیات محاسباتی را بر روی اعداد انجام می دهد. کلمه دیجیتال یعنی رقمی، به عبارت دیگر اطلاعات در کامپیوتر با رقم های محدودی نمایش داده می شوند.

اولین کامپیوتر دیجیتالی که در سال 1940 ساخته شد، فقط برای محاسبات عددی به کار برده می شد. کامپیوترهای دیجیتالی با سیستم اعداد باینری و بر روی دو مقدار 0 و 1 کار می کنند. یک رقم باینری بیت نامیده می شود و اطلاعات در کامپیوتر به وسیله ی مجموعه ای بیت ها نمایش داده می شود. با تکنیک کُد کردن، می توان گروهی از بیت ها را، برای نمایش اعداد، حروف و سمبول ها استفاده نمود. هم چنین با ترتیب خاصی از بیت های باینری و تکنیک کُد نمودن می توان یک سری دستورات برای کامپیوتر تهیه نمود که با آن ها محاسبات مختلف را انجام داد.

برعکس سیستم معمولی اعشاری، که پایه 10 را به کار می برد، در سیستم باینری پایه 2 به کار برده می شود و فقط از رقم های 0 و 1 استفاده می گردد. البته می توان مقدار معادل یک عدد باینری را در سیستم اعشاری، با یک سری جمع توان های 2 به دست آورد.

فصل دوم: اجزاء و قطعات دیجیتالی

مدارهای مجتمع IC:

سیستم های دیجیتال با مدارهای مجتمع IC ساخته می شوند، و یک مدار مجتمع IC بر روی یک قطعه کوچک کریستال سیلیکن به نام تراشه طراحی می گردد، که شامل قطعات الکترونیکی برای مدارهای دیجیتال می باشد. البته گیت های مختلف در مدارهای مجتمع طوری به هم متصل می شوند که مدار مورد نظر را ایجاد کنند. تراشه نیز در داخل محفظه پلاستیکی یا سرامیکی قرار داده می شود، و از اتصالات از طریق سیم های نازک طلا به پایه های مدار مجتمع جوش داده می شوند، که در نتیجه مدار مجتمع IC ساخته می شود.

تعداد پایه های مدارهای مجتمع ممکن است از 14 تا 100 پایه و یا بیشتر باشد، برای مشخص نمودن مدارهای مجتمع، بر روی هر یک از آن ها شماره ای قرار داده می شود. البته تولید کننده های مدارهای مجتمع، کاتالوگ های لازم برای مشخصات و طرز کار هر مدار مجتمع را چاپ می کنند و در اختیار مصرف کننده قرار می دهند.

فصل سوم: نمایش اطلاعات

انواع داده ها:

اصولاً در کامپیوتر اطلاعات باینری در حافظه، و یا ثبات های پروسسور ذخیره می شوند. اطلاعات کنترلی نیز شامل یک یا چند بیت است، که برای سیگنال های کنترل مورد نیاز، ثبات ها استفاده می گردند. در این فصل ما معمول ترین داده هایی که در کامپیوتر به کار می روند را مورد بحث قرار می دهیم، و نشان می دهیم که چه طور انواع داده ها به صورت کُد بندی شده در کامپیوتر نمایش داده می شوند.

انواع داده هایی که در ثبات های کامپیوتر وجود دارند، ممکن است به یکی از فرم های زیر باشند:

1- اعدادی که در محاسبات ریاضی به کار می روند.

2- حروفی که در پردازش داده ها استفاده می شوند.

3- و سمبول های دیگر که برای مقاصد خاص کاربرد دارند.

البته معمول ترین روش نمایش اعداد در کامپیوتر، سیستم باینری است ولی چون مردم با سیستم دهدهی کار می کنند، بعضی اوقات مناسب تر است که در کامپیوتراز این سیستم اعدد استفاده شود