انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

 پایان نامه 

پایان نامه‏ کامپیوتر

انجام پایان نامه‏ ارشد کامپیوتر

مقدمه :
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.
امنیت بر پایه CPU
پس از چندین دهه كار و تلاش برای افزایش سرعت و بازده پردازنده‌ها در اجرای فرامین، اكنون مهم‌ترین و به روز‌ترین ویژگی CPUها، توانایی در عدم اجرای برخی كد‌هاست.آنچه ذكر شد توضیحی اجمالی از فناوری no execute (یا NX) است كه در پردازنده‌های Opteron، Athlon ۶۴‌  و به تازگی در محصولات اینتل قرار داده شده و به نام‌های دیگری چون XD (یا executable disable) و DEP نیز معروف می‌باشد.
در حالی كه لینوكس، سولاریس و اسپارك چندین سال است كه از این فناوری پشتیبانی می‌كنند، مایكروسافت، DEP را به همراه XP SP۲ در جولای سال گذشته عرضه كرد.
NX به عبارتی ساده، از بخش سخت‌افزاری پردازنده دستگاه برای خنثی كردن حملات ویروس‌ها و تروجان‌ها استفاده می‌كند. فعالیت‌های انجام شده در زمینه فناوری محافظت از حافظه در XP SP۲، این فرآیند را با تقویت قدرت تشخیص پردازنده میان محیط‌های داده و برنامه‌ها ممكن می‌سازد و بدین شكل از اجرای فرامین مربوط به memory جلوگیری می‌كند.
اما در مورد برخی از برنامه‌های قانونی مانند كامپایلر‌های جاوا كه همواره كد‌های بلادرنگ(real time) تولید كرده و بدین ترتیب فرامین صادر شده از محیط‌های اطلاعاتی را اجرا می‌كنند، بایستی تجدید نظر شود و كماكان مهم‌ترین راه سوءاستفاده از ساختار‌های x۸۶ همان مشكل معروف سر‌ریز بافر است؛ چند درخواست سنگین اولیه كه ناحیه ورودی برنامه را لبریز كرده و سپس اجرای كد‌های مخرب در این میان.
هنگامی كه سرریز بافر رخ می‌دهد، حافظه جانبی همراه بافر تخریب شده و اطلاعات جدیدی در آن نوشته می‌شود. حال اگر این فضا بخشی از پشته یك برنامه باشد، می‌تواند مسیر اجرای فرامین را تغییر داده و دستورات جدیدی را مانند پاك شدن اطلاعات و یا دانلود كد‌های مخرب بیشتر صادر كند.
از آنجا كه بسیاری از cpuها تفاوتی میان اجازه خواندن اطلاعات و اجازه اجرای دستورات قائل نیستند، یك برنامه به دلیل محدودیت‌های ساخت، هر كد ورودی را از هر فضای حافظه‌ای اجرا می‌كند. با این وجود پردازنده‌های AMD ۶۴ از نشانی خاص(attribute) برای شناسایی نواحی non executable در حالت‌های ۶۴ بیتی و ۳۲ بیتیِ PAE استفاده می‌كنند. (بیتِ NX در page table entry)
مود PAE قادر به شناسایی ۴ گیگابایت حافظه (سقف حافظه ممكن در سیستم‌های ۳۲ بیتی) بوده و امكانات اضافی موجود در آن برای صفحه‌بندی (paging) اطلاعات، NX  را ممكن می‌سازد. واضح است كه برخی از برنامه‌های ۳۲ بیتی بدین ترتیب دچار مشكل خواهند شد اما نصب XP SP۲ این ناسازگاری را با تغییر رفتار قدیمی دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) در HAL رفع می‌سازد؛ SP۲ با آگاهی از بیت NX، به هنگام اجرای یك كد از محیط data page پیغام خطایی صادر كرده(همان پنجره آشنای آبی در ویندوز‌های قدیمی‌تر) و فرآیند اجرا را مسدود می‌سازد.مایكروسافت پذیرفته است كه گزارش مكرر این مشكلات و متوقف شدن دستگاه و به دنبال آن بررسی كلی سیستم، ظاهری نا‌هنجار دارد و البته سال‌هاست كه برای حذف آن می‌كوشد اما عقیده دارد كه تكرار این پروسه‌ها به كنترل‌نشدن یك كد مخرب و اجرای آن می‌ارزد. MSBlaster برای مثال، در حضور NX نیز با وجود عدم توانایی در انتشار، باز هم قادر به ادامه حیات و اجرای حملات DoS می‌باشد.
مهندسان نرم‌افزار می‌توانند به كمك جعبه‌ابزار SP۲ و به طور دلخواه، قابلیت NX را برای برنامه‌های ۳۲ بیتی غیر‌فعال سازند و كاربران عادی نیز به وسیله یك control panel جدید(مانند دیوار آتش موجود در SP۲) قادر به فعال و یا غیر‌فعال كردن NX برای كل سیستم و یا برنامه‌هایی خاص(مانند كامپایلر‌های جاوا) خواهند بود.
●NX و سازندگان پردازنده
همانطور كه گفته شد، پردازنده‌های ۶۴ بیتی Athlon و Opteron از بدو ورود به این فناوری مجهز بوده‌اند اما این به تنهایی كافی نیست؛ بیت مربوط به NX بدون نصب XP SP۲ توسط پردازنده دستگاه شناخته نمی‌شود. اینتل هم از آغاز تولید prescottها(اولین پردازنده‌های ۹۰ نانومتری P۴) به كمك حافظه ۲ مگابایتی لایه ۲ و FSB سریع‌تر توانست این فناوری را عرضه كند.شركت Transmeta هم پشتیبانی از NX را به تراشه‌های Efficeon افزود تا تولید‌كننده اولین تراشه‌های كم‌مصرف دنیا و سازگار با این قابلیت ویندوز XP باشد. برای دستیابی به این هدف نیازی به تغییرات سخت‌افزاری پردازنده‌های Efficeon نیست؛ با ایجاد تغییر در لایه نرم‌افزاری Code Morphing می‌توان دستورات سیستم‌های x۸۶ را بلادرنگ به زبان VLIW ترجمه كرد.
روشن است كه NX توانایی متوقف ساختن تمامی ویروس‌ها و تروجان‌ها را ندارد اما تا حدودی از انتشار آنها و همچنین به تله افتادن مرورگر‌ها و كاربران نامه‌های الكترونیكی جلو‌گیری خواهد كرد. درست است كه مایكروسافت و سازندگان CPU، مسئولین اصلی بروز اشكالات امنیتی بسیار در ویندوز می‌باشند ولی به هر ترتیب در فكر انجام فعالیت‌هایی برای جبران خسارات وارده هستند.
آشنایی با CPU های شرکت AMD
برای شروع، ابتدا به سراغ دلایلی می رویم که باعث پیدایش این پردازنده شد، زیرا اگر در تعقیب اخبار جدید و برنامه های آتی شرکت AMD بوده باشید، متوجه می شوید که تا چند ماه قبل کوچکترین خبری در مورد این پردازنده از طرف AMD داده نشده بود و ظهور این CPU به نوعی سورپریز آخر سال بود.CPU جدید AMD با نام Athlon XP مدتی است که وارد بازار شده و به آرامی راه خود را به بازارهای ایران هم باز کرده؛ پس بد نیست برای آشنایی بیشتر، به بررسی نقاط ضعف و قوت آن بپردازیم. به همین علت بعضاً به آن SP به معنای Surprise هم می گویند. اما به چه علت چنین تصمیمی این طور با فوریت گرفته شد ؟ زیرا اگر تنها قرار بر تولید پردازنده ای قوی بود،Bird- T هم در مقام مقایسه با پنتیوم ۴ هنوز حرف هایی برای گفتن داشت؛ اما علت اصلی، جنبه تبلیغاتی آن و سوار شدن بر امواج قدرتمند ویندوز XP بود که امید زیادی داشت تا بازارهای راکد جهانی را متحول کند، استفاده از نام XP به معنای Experience که در ویندوز XP مد نظر سازندگان بوده در مورد این پردازنده قدری متفاوت است، و در واقع معنی Extreme Performance را می دهد، یکی از نکات مهم که در موردچگونگی بازاریابی این محصول صورت گرفته، شیوه معرفی آن است که دیگر بر خلاف گذشته با بیان فرکانس کاری صورت نمی گیرد، بلکه توسط اعدادی معرفی می شود که در زیر مقابل می توانید آنها را ببینید
AMD Athlon XP Product Line
CPU Name FSB Frequency Clock Multiplier Clock Speed
Athlon XP ۱۹۰۰+ ۱۳۳MHz ۱۲.۰x ۱.۶۰GHz
Athlon XP ۱۸۰۰+ ۱۳۳MHz ۱۱.۵x ۱.۵۳GHz
Athlon XP ۱۷۰۰+ ۱۳۳MHz ۱۱.۰x ۱.۴۷GHz
Athlon XP ۱۶۰۰+ ۱۳۳MHz ۱۰.۵x ۱.۴۰GHz
Athlon XP ۱۵۰۰+ ۱۳۳MHz ۱۰.۰x ۱.۳۳GHz

شاید این ارقام در ابتدا کمی گیج کننده به نظر بیاید و این سئوال را در ذهن مطرح کند که آیا دلیل این امر، گمراه کردن مشتری بوده است ؟ ولی با دانستن علت این کار شما هم با نویسنده هم عقیده خواهید شد که این کار نه تنها به ضرر مصرف کننده نیست بلکه، کاملاً به نفع وی نیز خواهد بود. در نسل های پیشین پردازنده ها زمانی که Socket ۷ هنوز پر مصرف ترین زیربنا برای کامپیوترهای شخصی بود، رقابت اصلی میان شرکت های سازنده CPU بر سر بالابردن فرکانس کاری آنها بود و در کنار آن اضافه نمودن امکانات بیشتر نیز یکی از راه های پیشرفت بود، حتی این رقابت تا زمانی که مرز یک گیگاهرتز توسط AMD شکسته شد هنوز هم کمابیش ادامه داشت، و نتیجه آن پیدایش ذهنیتی در مصرف کننده شد که فرکانس کاری بالاتر را دلیل برتری یک پردازنده می دانست، اما بعد از تولید پنتیوم ۴ که ساختاری کاملاً متفاوت با پردازنده های دیگر داشت، این رویه کماکان باقی ماند، به طوری که اکثریت مصرف کنندگان هنوز هم فرکانسکاری بالاتر را دلیل سرعت بیشتر پردازنده می دانند، اما حقیقت چیز دیگریست! در ادامه این مطلب برای روشن تر شدن موضوع مقایسه هایی بین پردازنده های جدید هر دو شرکت صورت گرفته که به درک صحیح تر این مطلب کمک می کند.
قبل از شروع مقایسات بهتر است به تغییرات Athlon XP نسبت به Athlon معمولی نگاهی بیاندازیم:
اولین و مهمترین عامل اختلاف، هسته این دو پردازنده است؛ همانطور که احتمالاً می دانید،Athlon های B و C از هسته Thunder Bird استفاده می کنند، در واقع اولین سری Athlon برای Socket A یا ،۴۶۲ اماXP (ز این به بعد Athlon XP را به اختصار XP می نامیم) از هسته Palomino که همان هسته Athlon MP و Athlon Mobile هم هست استفاده می کند. مزایای این هسته نسبت به هسته قبل شامل موارد زیر است:
پشتیبانی ازهمه دستورات SSE که با نام ۳D NOW Professional شناخته می شود. مصرف کمتر انرژی الکتریکی در حدود ۲۰ %که حاصل آن تولید گرمای کمتر و همین طور امکان بکارگیری راحت تر برای سیستم هایMobile مانند نوت بوک است. (L۱ data TLB Translation Look-Aside Buffer) از ۳۲ ورودی به ۴۰ ورودی افزایش پیدا کرده که با معماری انحصاری خود می تواند با در نظر گرفتن موارد بیشتری دستورات و دیتاهای ترجمه شده را بطور هوشمندانه ای ذخیره کند. اضافه شدن یک دیود حرارتی امکان کنترل دما را به سیستم می دهد.
یکی دیگر از موارد اختلاف میان TB و XP نوع بسته بندی یا همان Packing آنها می باشد، مواد بکار رفته در XP مشابه همان موادیست که در P III و Celeron های جدید موجود است، البته با این تفاوت که رنگ آن بر خلاف آنها که سبز می باشد قهوه ای است و جنس آن از مواد آلی است، اما در TB ماده بکار رفته نوعی سرامیک بود، ارزانی سبکی انتقال حرارت بهتر و قابلیت ارتجاع بیشتر در مقایسه با سرامیک دلائل اصلی تغییر مواد مصرفی هستند، از طرفی در این نوع بسته بندی المان هایی که قبلاً بر روی سطح بالاییCPU قرار داشتند، اکنون به زیر سطح CPU انتقال یافتند که این امر به دلیل استفاده از همان مواد جدید امکان پذیر شده که قابلیت رساندن برق ثابت تر و با نویز کمتر را به دلیل نزدیک تر بودن به ورودیهای برق هسته فراهم می کند. این نوع بسته بندی هم به خاطر بکارگیری این مواد OPGA نامیده می شود که مخفف Organic Pin Grid Arrey است. از دیگر مشخصات فنی این پردازنده می توان به داشتن ۹ PipeLine اشاره کرد که در مقایسه با ۶ PipeLine پنتیوم ۴ رقم جالبیست. از این تعداد ۳ عدد آن به واحد پردازش اعداد شناور، ۳ عدد به واحد پردازش اعداد صحیح و ۳ تای باقی مانده مربوط به بخش پردازش آدرس ها می شود. ۷۲ واحد کنترل ورودی ها، همین طور واحد تخمین انشعابات گسترش یافته از دیگر امکانات این پردازنده است. در بخش چندرسانه ای از مجموع ۹۷ دستور ۲۱ عدد آنها در واقع همان دستورات ۳D NOW است، ۱۹ عدد برای بهینه سازی پردازش اعداد صحیح تعبیه شده که در فرآیند پردازش جریان داده کاربرد دارد، فعالیت هایی مانند کدگذاری سیگنال های ویدیویی، تشخیص گفتار، جابه جایی اطلاعات خصوصاً در نرم افزارهای مربوط به اینترنت، ۵ دستور مخصوص عملیات DSP مانند Soft Modem ها Soft ADSL ها برنامه های کدگذار و کدگشای MP۳ و تولید صدای Digital Dolby و همانطور که قبلاً نیز ذکر شد، پشتیبانی کامل از همه۵۲ دستور مربوط به SSE یکی از مهم ترین قابلیت های این بخش است. حال وقت آن رسیده که ببینیم این پردازنده جدید با امکانات مناسب و نام فریبنده در عمل چه می کند! برای این منظور ما دو سیستم اصلی با مشخصات زیر را جمع آوری نموده و با نرم افزارهای معتبر در این زمینه تست می کنیم.
● Intelسیستم
▪ Socket ۴۲۳
▪ Intel Pentium ۴/ ۲۰۰۰ MHz (۴۰۰ MHz QDR FSB)
▪ ASUS P۴T (Intel ۸۵۰) Revision: ۱.۰۶
▪ ۲ x ۱۲۸ MB، RDRAM، ۴۰۰ MHz، Viking
▪ Socket ۴۷۸
▪ Intel Pentium ۴/ ۲۰۰۰ MHz (۴۰۰ MHz QDR FSB)
▪ Shuttle AV۴۰V۱۲ (VIA P۴X۲۶۶) Revision: ۱.۰
▪ ۲ x ۱۲۸ MB، DDR-SRDAM، ۱۳۳ MHz، CL۲، Micron
● AMD سیستم
▪ Socket ۴۶۲
▪ AMD Athlon XP ۱۸۰۰+ (۲۶۶ MHZ DDR)، clock speed at ۱۵۳۳ MHz AMD Athlon ۱۴۰۰ MHz (۲۶۶ MHZ DDR)
▪ Gigabyte GA-۷DX (AMD ۷۶۰) Revision: ۴.۰
▪ Epox EP-۸KHA+ (VIA KT۲۶۶A) Revision: ۲.۰
▪ ۲۵۶ MB DDR-SDRAM، CL۲، PC۲۱۰۰، Micron
● کارت گرافیک GeForce ۳ Memory: ۶۴ MB DDR-SDRAM Memory Clock: ۲۰۰ MHz Chip Clock: ۲۵۰ MHz
▪ هارد دیسک ۴۰GB، ۵T۰۴۰H۴، Maxtor UDMA۱۰۰، ۷۲۰۰ rpm، ۲ MB Cache
▪ Quck Demo۰۰۱ Quck Demo ۰۰۱
▪ Win ۹۸ SE ۶۴۰*۴۸۰ Win ۹۸ SE ۱۲۰۴*۷۶۸
▪ Quck NV۱۵ Demo Quck NV۱۵ Demo
▪ Win ۹۸ SE ۶۴۰*۴۸۰ ۱۶ Bit Win ۹۸ SE ۱۰۲۴*۷۶۸ ۳۲ Bit
▪ Unreal Tournament UT Bench Unreal Tournament UT Bench
▪ Win ۹۸ Se ۱۰۲۴*۷۶۸ ۳۲bit Win ۹۸ Se ۶۴۰*۴۸۰ ۱۶ bit
▪ Sisoft Sandra Memory Bench Sisoft Sandra Multimedia Bench
▪ Win ۲۰۰۰ ۱۰۲۴*۷۶۸ ۱۶Bit Win ۲۰۰۰ ۱۰۲۴*۷۶۸ ۱۶ Bit








انجام پایان نامه

انجام پایان نامه کامپیوتر، انجام پایان نامه ارشد کامپیوتر، انجام پایان نامه، پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

 

سفارش پایان نامه

نقشه