کتاب اصول سیستم های کامپیوتری - تننباوم

کتاب اصول سیستم های کامپیوتری تألیف آندرو اس. تننباوم، با ترجمه ی مهندس مهران گرمه ای، مهندس غلامحسین رستمی  و مهندس رضا اکبرزاده توسط انتشارات آرتابابا - نوآوران دانشگاه پارسه به چاپ رسیده است.

یک کامپیوتر دیجیتال، ماشینی است که می تواند حل کردن مسائل را برای انسان، با استفاده از دستوراتی که به آن داده می شود آسان کند. به رشته ای از دستورات پشت سر هم که راه انجام دادن کار به خصوصی را نشان می دهد، برنامه گوییم. مجموعه مدارات الکترونیکی موجود در هر کامپیوتر تنها قادر به درک و اجرای مجموعه محدودی از دستورات ساده است، از این رو تمام برنامه هایی که برای اجرا روی کامپیوتر خاصی نوشته شده اند قبل از اجرا باید به رشته ای از این دستورات محدود وساده تبدیل شوند. این دستورات پایه به ندرت از این  مثال ها پیچیده تر  می شوند:

• جمع دو عدد
• بررسی این مسئله که آیا عددی برابر صفر است یا خیر و
• کپی کردن مقداری داده از یک قسمت حافظه کامپیوتر به قسمت دیگری از آن

با این حساب، دستورات پایه کامپیوتر زبانی را می سازند که با استفاده از آن انسان می تواند با کامپیوتر رابطه برقرار کند؛ به چنین زبانی زبان ماشین می گوییم . کسانی که کامپیوتر جدیدی طراحی می کنند، باید در مورد این که چه دستوراتی را در دستورات پایه کامپیوتر خود قرار دهند تصمیم گیری کنند.  اغلب، این متخصصین تلاش می کنند تا مجموعه دستورات پایه را تا حد امکان مختصر و ساده نگه دارند.

کتاب "اصول سیستم های کامپیوتری" دارای هشت فصل می باشد: 1- ساختار کامپیوتر 2- سازمان سیستم های کامپیوتری 3- سطح منطق دیجیتالی 4- ریز معماری 5-سطح معماری مجموعه دستورات 6- سطح سیستم عامل ماشین 7- سطح زبان اسمبلی 8- معماری کامپیوترهای موازی

 

فهرست

1- ساختار کامپیوتر

• ساختار کامپیوتر سازمان یافته
  • زبانها، سطوح و ماشین های مجازی
  • ماشین های چند سطحی امروزی
  • سیرتکاملی ماشن های چند سطحی
• سیرتحول معماری کامپیوتر

1-2-1 نسل صفر- کامپیوترهای مکانیکی 1-2-2 نسل اول – لامپ های خلا 1-2-3 نسل دوم – ترانزیستورها 1-2-4 نسل سوم – مدارهای مجتمع 1-2- 5 نسل چهارم – مدارهای مجتمع با تراکم بسیار بالا 1-2-6 نسل پنجم – کامپیوترهای غیر قابل رویت

• باغ وحش کامپیوتر

1-3-1 افشارهای فنی و اقتصادی 1-3-2 طیف کامپیوتر 1-3-3 کامپیوترهای  یک بار مصرف 1-3-4 میکروکنترلرها 1-3-5 کامپیوترهای بازی 1-3-6 کامپیوترهای شخصی 1-3-7 سرورها 1-3-8 مجموعه های ایستگاه های کاری 1-3-9 کامپیوترهای بزرگ

• مثال هایی از خانواده های مختلف کامپیوترها

1-4-1 معرفی پنتیوم 4 1-4-2 مقدمه ای بر پردازنده  ULTERA SPARC III 1-4-3 مقدمه ای بر 8051

• واحدهای اندازه گیری
• روند کلی مبحث

تمرین 2- سازمان سیستم های کامپیوتری 2-1 پردازنده ها 2-1-1 ساختار  CPU 2-1-2 اجرای دستورات 2-1-3 RISC در مقابل  CISC 2-1-4 نکات موجود در طراحی پردازنده های مدرن 2-1-5 توازی در سطح دستورات 2-1-6 توازی سطح – پردازنده 2-2 حافظه اصلی 2-2-1 بیت ها 2-2-2 آدرس های حافظه 2-2-3 ترتیب بایت ها 2-2-4 کدهای تصحیح کننده خطا 2-2-5 حافظه نهان 2-2-6 بسته بندی حافظه و انواع آن 2-3 حافظه ثانویه 2-3-1 سلسله مراتب حافظه 2-3-2 دسک های مغناطیسی 2-3-3 دیسک هاس فلاپی 2-3-4 دیسک های  IDE 2-3-5 دیسک های SCSI 2-3-6  IDRA 2-3-7  CD- ROM دیسک فشرده نوری 2-3-8  CD – RECORDABLES 2-3-9  CD – REWRITABE 2-3-10  DVD 2-3-11  BLU – RAY 2-4 ورودی / خروجی 2-4-1BUS 2-4-2 ترمینال ها 2-4-3 ماوس 2-4-4 چاپگرها 2-4-5 تجهیزات ارتباطات راه دور 2-4-6 دوربین دیجیتال 2-4-7 کد کاراکترها 2-5 خلاصه تمرین 3- سطح منطق دیجیتالی 3-1 گیت ها و جبر بولی 3-1-1 گیت ها 3-1-2 جبربولی 3-1-3 پیاده سازی توابع بولی 3-1-4 ساده سازی مدار 3-2 مدارهای بنیادی منطق دیجیتالی 3-2-1 مدارهای مجتمع  IC 3-2-2 مدارهای ترکیبی 3-2-3 مدارهای محاسب 3-2-4 ساعت ها 3-3 حافظه 3-3-1 لچ ها 3-3-2 فلیپ – فلاپ 3-3-3 ثبات ها 3-3-4 سازمان دهی حافظه 3-3-5 تراشه های حافظه 3-3-6  RAMها و  ROM ها 3-4 تراشه های پردازنده ( CPU ) وگذر گاه ها (  BUSES ) 3-4-1 تراشه های پردازنده 3-4-2 گذرگاه های کامپیوتر 3-4-3 پهنای گذرگاه ها 3-4-4 همزمانی گذرگاه ها 3-4-5 داوری گذرگاه ها 3-4-6 عملیات گذرگاه ها 3-5 مثال هایی از پردازنده ها 3-5-1 پنتیوم 4 3-5-2  Ultra sparc III 3-5-3 8051 3-6 بررسی اجمالی گذرگاه ها 3-6-1 گذرگاه  ISA 3-6-2گذرگاه  PCI 3-6-3  PCI EXPRESS 3-6-4 گذرگاه عمومی سریال  USB 3-7 واسطه ها 3-7-1 تراشه های ورودی – خروجی 3-7-2 رمز گشایی آدرس 3-8 خلاصه تمرین 4- ریز معماری 5- سطح معماری مجموعه دستورات 6- سطح سیستم عامل ماشین 7- سطح زبان اسمبلی 8- معماری کامپیوترهای موازی

برشی از متن کتاب

فصل 1- ساختار کامپیوتر در روش های جدید پیچیدگی های کامپیوتر کاهش پیدا کرده و می توان سیستم های کامپیوتری را به صورتی سیستماتیک و سازمان دهی شده طراحی کرد. ما این روش را ساختار کامپیوتر سازمان یافته نامیدیم. فصل 2- سازمان سیستم های کامپیوتری CPU از چندین قسمت مجزا تشکیل شده است. واحد کنترل که مسئولیت واکشی دستورالعمل ها از حافظه اصلی و تعیین نوع آنها را بر عهده دارد. واحد محاسبه و منطق کامپیوتر، اعمالی از قبیل جمع و  AND بولی  که برای انجام دستورالعمل ها لازم هستند را انجام می دهد. فصل 3- سطح منطق دیجیتالی مدارات دیجیتالی می توانند با استفاده از تعداد محدودی عناصر اولیه و ترکیب این عناصر با روش های بی شماری ساخته شوند. در بخش های بعدی از کتاب حاضر، این عناصر شرح داده می شوند و نشان داده خواهد شد که چگونه می توانند با هم ترکیب شوند و تکنیک قدرتمندی  معرفی می گردد که مبتنی بر ریاضیات بوده و می توان با استفاده از آن رفتارمدارات و عناصر را تحلیل کرد. فصل 4- سطح ریز معماری این سطح، بالاتر از سطح منطق دیجیتال قرار دارد و وظیفه ی آن اجرای دستورات سطح  ISA است، که دستورات این سطح بالای سطح ریزمعماری قرار دارد. فصل 5- سطح معماری مجموعه دستورات این سطح بین سطح ریز معماری و سطح سیستم عامل قرار دارد، (شکل 1-2).از نظر تاریخی این سطح قبل از همه سطح های دیگر توسعه پیدا کرده بود و در واقع اصلی ترین سطح محسوب می شود که تا امروز این سطح را سطح معماری ماشین و گاهی اوقات آن را سطح اسمبلی فرض می کردند.

نویسنده: آندرو اس. تننباوم مترجمان: مهندس مهران گرمه ای - مهندس غلامحسین رستمی - مهندس رضا اکبرزاده انتشارات: آرتابابا - نوآوران پارسه