دانشگاه
موضوع :
سخت افزار کامپیوتر Ram ، IC
استاد:
تهیه کننده:
رشته کامپیوتر( سخت افزار )
زمستان
فهرست:
سخت افزار
آشنائی با سخت افزار
بخش های اصلی کامپیوترهای شخصی
انواع حافظه RAM
ROM حافظهء فقط خواندنی
حافظه پنهان
سرعت و قدرت یک کامپیوتر
سرعت پردازش کامپیوتر
به چه میزان حافظه نیاز است
منبع تغذیه Power Supply
انواع منبع تغذیه
آشنایی با مادربورد
منابع
سخت افزار
سخت افزار شامل تمام قسمتهای فیزیکی کامپیوتر می شود که از اطلاعات درون آن و همین طور عملیاتی که بر روی این اطلاعات انجام می دهد و از نرم افزاری که دستوراتی برای انجام وظایف سخت افزار ارائه می دهد مجزا است. سخت افزار و نرم افزار مرز نامشخصی دارد.
فرم ویر، نرم افزاری است که به صورت توکار در سخت افزار ساخته شده است. اما این نوع فرم ویر معمولا در قلمرو کاری برنامه نویسان و مهندسین کامپیوتر است و یک مسئله نگران کننده برای کاربران کامپیوتر نیست.
یک کامپیوتر شخصی(PC) از قطعات زیر تشکیل شده است:
Case :که در آن قطعات زیر موجومد میباشد:
برد اصلی:وسیله ای است که واحد پردازش مرکزی (CPU)و حافظه اصلی , حافظه جانبی و… را متصل به یکدیگر قرار می دهد.
منبع تغذیه:جعبه ای که در آن ولتاژ برق ورودی به کامپیوتر کنترل شده و به مقدار های مشخص تبدیل می کند.
کنترل کننده های حافظه جانبی:مثلIDE ,SCSI یا نوع های دیگر که دیسک سخت ولوح فشرده و انواع دیگر خواننده های رسانه را کنترل میکند.این کنترل کننده ها به صورت مستقیم بر روی برد اصلی سوار شده اند(on board).
کنترل کننده گرافیکی : خروجی مخصوص مانیتور را تولید می کند.
انواع حافظه:
که خود شامل دو گروه :
1-حافظه اصلیRAMوROM
2-حافظه جانبیدیسک سخت وفلاپی دیسک و لوح فشرده و…)می شود.
خطوط انتقال اطلاعات:کنترل کننده هایسریال و موازی وUSBوFireWire )برای ارتباط و کنترل وسایل جانبی خارج از کامپیوترمثل چاپگر و …
در گاه های کامپیوتر:
1. درگاه واحد پردازش مرکزی cpu
2.در گاه های بر روی برد اصلی:
3.PCI
4.ISA
5.USB
6.AGP
صفحه نمایش رایانه
دستگاه های جانبی
علاوه بر این سخت افزار شامل اجزا بیرونی یک سیستم کامپیوتری می شود.
نمونه های زیر از انواع رایج اجزا بیرونی رایانه هستند:
همچنین ببینید
دستگاه ورودی
1.کی بورد
2.موس
3.ترک بال
4.جوی استیک
5.اسکنر
6.وب کم
دستگاه خروجی
1.چاپ گر
2.بلند گو
3.مانیتور
4.مودم
آشنائی با سخت افزار
اغلب مردم زمانیکه با واژه " تکنولوژی " برخورد می نمایند ، بی اختیار "کامپیوتر" برای آنها تداعی می گردد. امروزه کامپیوتر در موارد متعددی بخدمت گرفته می شود. برخی از تجهیزات موجود در منازل ، دارای نوع خاصی از " ریزپردازنده" می باشند. حتی اتومبیل های جدید نیز دارای نوعی کامپیوتر خاص می باشند. کامپیوترهای شخصی ، اولین تصویر از انواع کامپیوترهائی است که در ذهن هر شخص نقش پیدا می کند. بدون شک مطرح شدن این نوع از کامپیوترها در سطح جهان، باعث عمومیت کامپیوتر در عرصه های متفاوت بوده است .
کامپیوتر شخصی وسیله ای "همه منظوره " بوده که توان عملیاتی خود را مدیون یک ریزپردازنده است. این نوع از کا مپیوترها دارای بخش های متعددی نظیر : حافظه ، هارد دیسک، مودم و… بوده که حضور آنها در کنار یکدیگر به منظور انجام عملیات مورد نظر است . علت استفاده از واژه " همه منظوره " بدین دلیل است که می توان بکمک این نوع از کامپیوترها عملیات متفاوتی ( تایپ یک نامه ، ارسال یک نامه الکترونیکی، طراحی و نقشه کشی و …) را انجام داد .
بخش های اصلی کامپیوترهای شخصی
◄ پردازشگر مرکزی (CPU)
ریزپردازنده بمنزله " مغز" کامپیوتربوده و مسئولیت انجام تمامی عملیات ( مستفیم یا غیر مستقیم ) را برعهده دارد. هر چیزی را که کامپیوتر انجام می دهد با توجه به وجود " ریز پردازنده " است .
◄ حافظه
این نوع از حافظه ها با سرعت بالا، امکان ذخیره سازی اطلاعات را فراهم می نمایند. سرعت حافظه های فوق می بایست بالا باشد چراکه آنها مستقیما" با ریزپردازنده مرتبط می باشند. در کامپیوتر از چندین نوع حافظه استفاده می گردد:
● ( Random-Access Memory(RAM از این نوع حافظه ، بمنظور ذخیره سازی موقت اطلاعاتی که کامپیوتر در حال کار با آنان است، استفاده می گردد.
● ( Read Only Memory (ROM یک حافظه دائم که از آن برای ذخیره سازی اطلاعات مهم در کامپیوتر استفاده می گردد.
● (Basic Input/Output System (BIOS یک نوع حافظه ROM ، که از اطلاعات آن در هر بار راه اندازی سیستم استفاده می گردد.
● Caching حافظه ای سریع که از آن برای ذخیره سازی اطلاعاتی که فرکانس بازیابی آنان بالا باشد، استفاده می گردد.
● Virtual Memory فضای موجود بر روی هارد دیسک که از آن برای ذخیره سازی موقت اطلاعات استفاده و در زمان نیاز عملیات جایگزینی در حافظه RAM انجام خواهد شد.
◄ برد اصلی (MotherBoard). برد اصلی کامپوتر بوده که تمام عناصر داخلی به آن متصل خواهند شد. پردازشگر و حافظه بر روی برد اصلی نصب خواهند شد.برخی از عناصر سخت افزاری ممکن است مستقیما" و یا بصورت غیر مستقیم به برد اصلی متصل گردنند. مثلا" یک کارت صدا می تواند همراه برد اصلی طراحی شده باشد و یا بصورت یک برد مجزا بوده که از طریق یک اسلات به برد اصلی متصل می گردد
◄ منبع تغذیه (Power Supply) یک دستگاه الکتریکی که مسئول تامین و نتظیم جریان الکتریکی مورد نیاز در کامپیوتر است .
◄ هارد دیسک (Hard Disk) یک حافظه با ظرفیت بالا و دائم که از آن برای نگهداری اطلاعات و برنامه ها استفاده می گردد.
◄ کنترل کننده (Integrated Drive Electronics(IDE .
اینترفیس اولیه برای هارد ، CD-ROM و فلاپی دیسک است .
◄ گذرگاه ( Peripheral Component Interconnect (PCI .
رایج ترین روش اتصال یک عنصر سخت افزاری اضافه به کامپیوتر است .PCI از مجموعه ای اسلات که بر روی برد اصلی سیستم موجود می باشد، استفاده و کارت های PCI از طریق اسلات های فوق به برد اصلی متصل خواهند شد.
◄ اینترفیس Small Computer System Interface)SCSI)
روشی برای اضافه کردن دستگاه های اضافه در سیستم نظیر : هارد و اسکنر است .
◄ پورت Accelerated Graphics Port)AGP) یک اتصال با سرعت بسیار بالا بمنظور ارتباط کارت های گرافیک با کامپیوتر است .
◄کارت صدا (Sound Card) مسئول ضبط و پخش صوت از طریق تبدیل سیگنال های آنالوگ صوتی به اطلاعات دیجیتال و بر عکس است
◄کارت گرافیک (Graphic Cards) مسئول تبدیل اطلاعات موجود در کامپیوتر بگونه ای که قابلیت نمایش بر روی مانیتور را داشته باشند.
دستگاه های ورودی و خروجی
◄مانیتور (Monitor) . رایج ترین دستگاه نمایش اطلاعات در کامپیوتر است .
◄صفحه کلید (KeyBoard) رایج ترین دستگاه برای ورود اطلاعات است .
◄موس (Mouse) . رایج ترین دستگاه برای انتخاب موارد ارائه شده توسط یک نرم افزار و ایجاد ارتباط متقابل با کامپیوتر است .
◄رسانه های ذخیره سازی قابل حمل (Removable storage) . با استفاده از این نوع رسانه ها می توان بسادگی اطلاعاتی را به کامپیوتر خود اضافه و یا اطلاعات مورد نیاز خود را بر روی آنها ذخیره و در محل دیگر استفاده کرد.
● فلاپی دیسک (Floppy Disk) . رایج ترین رسانه ذخیره سازی قابل حمل است .
● CD-ROM . دیسک های فشرده رایج ترین رسانه ذخیره سازی برای انتقال وجابجائی نرم افزار ها و … می باشند.
● FlashMemory یک نوع خاص از حافظه Rom است(EEPROM) . این نوع رسانه ها امکان ذخیره سازی سریع و دائم را بوجود می آورند. کارت های PCMCIA نمونه ای از این رسانه ها می باشند.
● Digital Versatile Disc,Read Only Disk) DVD-ROM
این نوع رسانه ذخیره سازی مشابه CD-ROM بوده با این تفاوت مهم که میزان ذخیره سازی آنان بسیار بالا است .
پورت ها
◄موازی (Parallel) . از این نوع پورت ها اغلب برای اتصال چاپگر استفاده می گردد.
◄سریال (Serial) . از این نوع پورت ها اغلب برای اتصال دستگاههائی نظیر یک مودم خارجی، استفاده می گردد.
◄پورت ( Uuniversal Serial Bus(USB . از پورت ها ی فوق بمنظور اتصال دستگاههای جانبی نظیر اسکنر و یا دوربین های وب استفاده می گردد.
اتصالات شبکه و اینترنت
◄مودم (Modem) دستگاهی برای برقرای ارتباط با یک شبکه و یا سیستم دیگر است . رایج ترین روش ارتباط با اینترنت استفاده از مودم است .
◄کارت شبکه (Lan Card) . یک نوع برد سخت افزاری که از آن بمنظور بر پاسازی شبکه بین چندین دستگاه کامپیوتر در یک سازمان استفاده می شود.
◄مودم کابلی (Modem Cable) . امروزه در برخی از نقاط دنیا جهت استفاده و ارتباط با اینترنت از سیستم تلویزیون کابلی استفاده می گردد.
◄مودم های DSL)Digital Subscriber Line) . یک خط ارتباطی با سرعت بالا که از طریق خطوط تلفن کار می کند.
◄مودم های VDSL)Very high bit-rate DSL) .یک رویکردجدید از DSL بوده که لازم است خطوط تلفن از زیر ساخت مناسب ، فیبر نوری استفاده نمایند.
حافظه و انواع آن در کامپیوتر حافظه با هدف ذخیره سازی اطلاعات) دائم ، موقت ) در کامپیوتر استفاده می گردد. انواع متفاوتی از حافظه درکامپیوتر استفاده می شود:
· RAM · ROM · Cache · Dynamic RAM · Static RAM · Flash
Memory · Virtual Memory · Video Memory · BIOS
استفاده از حافظه صرفا" محدود به کامپیوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای متفاوتی نظیر : تلفن های سلولی، PDA ، رادیوهای اتومبیل ، VCR ، تلویزیون و … نیز در ابعاد وسیعی از آنها استفاده می شود.
هر یک از دستگاه های فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می کنند. مبانی اولیه حافظه با اینکه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسیله ذخیره سازی الکترونیکی اطلاق کرد، ولی اغلب ازاین واژه برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود. در صورتیکه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات مورد نیاز خود بصورت دائم از هارد دیسک استفاده کند، قطعا" سرعت عملیات پردازنده ( با آن سرعت بالا) کند خواهد گردید. زمانیکه اطلاعات مورد نیاز پردازنده در حافظه ذخیره گردند، سرعت عملیات پردازنده از بعد دستیابی به داده های مورد نیاز بیشتر خواهد گردید. از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می گردد. همانگونه که در شکل فوق مشاهده می گردد ، مجموعه متنوعی ازانواع حافظه ها وجود دارد . پردازنده با توجه به ساختار سلسله مراتبی فوق به آنها دستیابی پیدا خواهد کرد. زمانیکه در سطح حافظه های دائمی نظیر هارد یا حافظه دستگاه هائی نظیر صفحه کلید، اطلاعاتی موجود باشد که پردازنده قصد استفاده از آنها را داشته باشد ، اطلاعات فوق از طریق حافظه RAM در اختیار پردازنده قرار می گیرند. در ادامه پردازنده، اطلاعات و داده های مورد نیاز خود را در حافظه Cache و دستورالعمل های خاص عملیاتی خود را در رجیسترها ذخیره می نماید. تمام عناصر سخت افزاری ( پردازنده، هارد دیسک ، حافظه و …) و عناصر نرم افزاری ( سیستم عامل و…) بصورت یک گروه عملیاتی به کمک یکدیگر وظایف محوله را انجام می دهند . بدون شک در این گروه " حافظه " دارای جایگاهی خاص است . از زمانیکه کامپیوتر روشن تا زمانیکه خاموش می گردد ، پردازنده بصورت پیوسته و دائم از حافظه استفاده می نماید. بلافاصله پس از روشن نمودن کامپیوتر اطلاعات اولیه ( برنامه POST) از حافظه ROM فعال شده و در ادامه وضعیت حافظه از نظر سالم بودن بررسی می گردد ( عملیات سریع خواندن ، نوشتن ) .در مرحله بعد کامپیوتر BIOS را از طریق ROM فعال خواهد کرد. BIOS اطلاعات اولیه و ضروری در رابطه با دستگاه های ذخیره سازی، وضعیت درایوی که می بایست فرآیند بوت از آنجا آغاز گردد، امنیت و … را مشخص می کند. در مرحله بعد سیستم عامل از هارد به درون حافظه RAM استقرار خواهد یافت . بخش های مهم و حیاتی سیستم عامل تا زمانیکه سیستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در ادامه و زمانیکه یک برنامه توسط کاربر فعال می گردد، برنامه فوق در حافظه RAM مستقر خواهد شد. پس از استقرار یک برنامه در حافظه و آغاز سرویس دهی توسط برنامه مورد نظر در صورت ضرورت فایل های مورد نیاز برنامه فوق، در حافظه مستقر خواهند شد و در نهایت زمانی که به حیات یک برنامه خاتمه داده می شود (Close) یا یک فایل ذخیره می گردد ، اطلاعات بر روی یک رسانه ذخیره سازی دائم ذخیره و در نهایت حافظه از وجود برنامه و فایل های مرتبط ، پاکسازی ! می گردد. همانگونه که اشاره گردید در هر زمان که اطلاعاتی ، مورد نیاز پردازنده باشد، اطلاعات درخواستی در حافظه RAM مستقر شده تا زمینه استفاده از آنان توسط پردازنده فراهم گردد. چرخه درخواست اطلاعات موجود درRAM توسط پردازنده ، پردازش اطلاعات توسط پردازنده و نوشتن اطلاعات جدید در حافظه یک سیکل کاملا" پیوسته بوده و در اکثر کامپیوترها سیکل فوق ممکن است در هر ثانیه میلیون ها مرتبه تکرار گردد. نیاز به سرعت دلیلی بر وجود حافظه های متنوع چرا حافظه در کامپیوتر تا بدین میزان متنوع و متفاوت است ؟ در پاسخ می توان به موارد ذیل اشاره نمود: پردازنده های با سرعت بالا نیازمند دستیابی سریع و آسان به حجم بالائی از داده ها به منظور افزایش بهره وری و کارآئی خود می باشند. در صورتیکه پردازنده قادر به تامین و دستیابی به داده های مورد نیاز در زمان مورد نظر نباشد، می بایست عملیات خود را متوقف و در انتظار تامین داده های مورد نیاز باشد. پردازنده های جدید و با سرعت یک گیگا هرتز به حجم بالائی از داده ها ( میلیارد بایت در هر ثانیه ) نیاز خواهند داشت . پردازنده هائی با سرعت اشاره شده گران قیمت بوده و قطعا" اتلاف زمان مفید آنان مطلوب و قابل قبول نخواهد بود. طراحان کامپیوتر به منظور حل مشکل فوق ایده " لایه بندی حافظه" را مطرح نموده اند. در این راستا از حافظه های گران قیمت با میزان اندک استفاده و از حافظه های ارزان تر در حجم بیشتری استفاده به عمل می آید. ارزانترین حافظه متداول ، هارد دیسک است . هارد دیسک یک رسانه ذخیره سازی ارزان قیمت با توان ذخیره سازی حجم بالائی از اطلاعات است . با توجه به ارزان بودن فضای ذخیره سازی اطلاعات بر روی هارد، اطلاعات مورد نظر بر روی آنها ذخیره و با استفاده از روش های متفاوتی نظیر : حافظه مجازی می توان به سادگی و به سرعت و بدون نگرانی از فضای فیزیکی حافظه RAM ، از آنها استفاده نمود. حافظه RAM سطح دستیابی بعدی در ساختار سلسله مراتبی حافظه است . اندازه بیت یک پردازنده نشان دهنده تعداد بایت هائی از حافظه است که در یک لحظه می توان به آنها دستیابی داشت. مثلا" یک پردازنده شانزده بیتی ، قادر به پردازش دو بایت در هر لحظه است . مگاهرتز واحد سنجش سرعت پردازش در پردازنده ها است و معادل "میلیون در هر ثانیه" است . مثلا" یک کامپیوتر 32 بیتی پنتیوم iii با سرعت 800-MHz ، قادر به پردازش چهار بایت بصورت همزمان و 800 میلیون بار در ثانیه است . حافظه RAM به تنهائی دارای سرعت مناسب برای همسنگ شدن با سرعت پردازنده نیست . به همین دلیل است که از حافظه های Cache استفاده م
ی گردد. بدیهی است هر اندازه که سرعت حافظه RAM بالا باشد مطلوب تر خواهد بود.اغلب تراشه های مربوطه امروزه دارای سرعتی بین 50 تا 70 Nanoseconds می باشند. سرعت خواندن یا نوشتن در حافظه ارتباط مستقیم با نوع حافظه استفاده شده دارد .در این راستا ممکن است از حافظه های DRAM,SDRAM,RAMBUS استفاده گردد. سرعت RAM توسط پهنا و سرعت Bus کنترل می گردد. پهنای Bus ، تعداد بایتی که می تواند بطور همزمان برای پردازنده ارسال گردد را مشخص و سرعت BUS به تعداد دفعاتی که می توان یک گروه از بیت ها را در هر ثانیه ارسال کرد اطلاق می گردد. سیکل منظم حرکت داده ها از حافظه به سمت پردازنده را Bus Cycle می گویند. مثلا" یک Bus با وضعیت : 100MHz و 32 بیت، بصورت تئوری قادر به ارسال چهار بایت به پردازنده و یکصد میلیون مرتبه در هر ثانیه است . در حالیکه یک BUS شانرده بیتی 66MHZ بصورت تئوری قادر به ارسال دو بایت و 66 میلیون مرتبه در هر ثانیه است . با توجه به مثال فوق مشاهده می گردد که با تغییر پهنای BUS از شانزده به سی و دو و سرعت از 66MHz به 100MHz سرعت ارسال داده برای پردازنده سه برابر گردید. رجیستر و Cache با توجه به سرعت بسیار بالای پردازنده حتی در صورت استفاده از Bus عریض وسریع همچنان مدت زمانی طول خواهد کشید تا داده ها از حافظه RAM برای پردازنده ارسال گردند. Cache با این هدف طراحی شده است که داده های مورد نیاز پردازنده را که احتمال استفاده از آنان بیشتر است ، در دسترس بیشتری قرار دهد . عملیات فوق از طریق بکارگیری مقدار اندکی از حافظه Cache که Primary یا Level 1 نامیده می شود صورت می پذیرد. ظرفیت حافظه های فوق بسیار اندک بوده و از دو کیلو بایت تا شصت و چهار کیلو بایت را شامل می گردد. نوع دوم Cache که Secodray یا level 2 نامیده می شود بر روی یک کارت حافظه و در مجاورت پردازنده قرار می گیرد. این نوع Cache دارای یک ارتباط مستقیم با پردازنده است. یک مدار کنترل کننده اختصاصی بر روی برد اصلی که " کنترل کننده L2 " نامیده می شود مسئولیت عملیات مربوطه را برعهده خواهد گرفت . با توجه به نوع پردازنده ، اندازه حافظه فوق متغیر بوده و دارای دامنه ای بین 256Kb تا 2MB است. برخی از پردازنده های با کارائی بالا اخیرا" این نوع Cache را به عنوان جزئی جداناپذیر در کنار خود دارند. ( بخشی از تراشه پردازنده ) در این نوع پردازنده ها با توجه به اینکه Cache بخشی از پردازنده محسوب می گردد، اندازه آن متغیر بوده و به عنوان یکی از مهمترین شاخص ها در کارائی پردازنده مطرح است. نوع دیگری از RAM با نام SRAM ( حافظ های با دستیابی تصادفی ایستا ) نیز وجود داشته که در آغاز برای Cache استفاده می گردید. این نوع حافظه ها از چندین ترانزیستور ( معمولا" چهار تا شش ) برای هر یک از سلول های حافظه خود استفاده می نمایند. حافظه های فوق دارای مجموعه ای از فلیپ فلاپ ها با دو وضعیت خواهند بود. بنابراین حافظه های فوق قادر به بازخوانی اطلاعات بصورت پیوسته نظیر حافظه های DRAM نخواهند بود. هر یک از سلول های حافظه مادامیکه منبع تامین انرژی آنها فعال (On) باشد داده های خود را ذخیره نگاه خواهند داشت . در این حالت ضرورتی به بازخوانی اطلاعات بصورت پریودیک نخواهد بود . سرعت حافظه های فوق بسیار بالا است ، ولی به دلیل قیمت بالا ، در حال حاضر بعنوان جایگزینی استاندارد برای حافظه های RAM مطرح نمی باشند. انواع حافظه حافظه ها را می توان بر اساس شاخص های متفاوتی تقسیم بندی کرد . Volatile و Nonvolatile نمونه ای از این تقسیم بندی ها است . حافظه های volatile بلافاصله پس از خاموش شدن سیستم اطلاعات خود را از دست می دهند. و همواره برای نگهداری اطلاعات خود به منبع تامین انرژی نیاز خواهند داشت . اغلب حافظه های RAM در این گروه قرار می گیرند. حافظه های Nonvolatile داده های خود را همچنان پس از خاموش شدن سیستم حفظ خواهند کرد. حافظه ROM نمونه ای از این نوع حافظه ها است .
انواع حافظه RAM
*Static random access memory)SRAM) . این نوع حافظه ها از چندین ترانزیستور ( چهار تا شش ) برای هر سلول حافظه استفاده می نمایند. برای هر سلول از خازن استفاده نمی گردد. این نوع حافظه در ابتدا بمنظور cache استفاده می شدند.
*Dynamic random access memory)DRAM) . در این نوع حافظه ها برای سلول های حافظه از یک زوج ترانزیستورو خازن استفاده می گردد .
*Fast page mode dynamic random access memory)FPM DRAM) . شکل اولیه ای از حافظه های DRAM می باشند.در تراشه ای فوق تا زمان تکمیل فرآیند استقرار یک بیت داده توسط سطر و ستون مورد نظر، می بایست منتظر و در ادامه بیت خوانده خواهد شد.( قبل از اینکه عملیات مربوط به بیت بعدی آغاز گردد) .حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابایت در هر ثانیه است .
*Extended data-out dynamic random access memory)EDO DRAM) . این نوع حافظه ها در انتظار تکمیل و اتمام پردازش های لازم برای اولین بیت نشده و عملیات مورد نظر خود را در رابطه با بیت بعد بلافاصله آغاز خواهند کرد. پس از اینکه آدرس اولین بیت مشخص گردید EDO DRAM عملیات مربوط به جستجو برای بیت بعدی را آغاز خواهد کرد. سرعت عملیات فوق پنج برابر سریعتر نسبت به حافظه های FPM است . حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 176 مگابایت در هر ثانیه است .
*Synchronous dynamic random access memory)SDRM) از ویژگی "حالت پیوسته " بمنظور افزایش و بهبود کارائی استفاده می نماید .بدین منظور زمانیکه سطر شامل داده مورد نظر باشد ، بسرعت در بین ستون ها حرکت و بلافاصله پس از تامین داده ،آن را خواهد خواند. SDRAM دارای سرعتی معادل پنج برابر سرعت حافظه های EDO بوده و امروزه در اکثر کامپیوترها استفاده می گردد.حداکثر سرعت ارسال داده به L2 cache معادل 528 مگابایت در ثانیه است .
*Rambus dynamic random access memory )RDRAM) یک رویکرد کاملا" جدید نسبت به معماری قبلی DRAM است. این نوع حافظه ها از Rambus in-line memory module)RIMM) استفاده کرده که از لحاظ اندازه و پیکربندی مشابه یک DIMM استاندارد است. وجه تمایز این نوع حافظه ها استفاده از یک گذرگاه داده با سرعت بالا با نام "کانال Rambus " است . تراشه های حافظه RDRAM بصورت موازی کار کرده تا بتوانند به سرعت 800 مگاهرتز دست پیدا نمایند.
Credit card memory یک نمونه کاملا" اختصاصی از تولیدکنندگان خاص بوده و شامل ماژول های DRAM بوده که دریک نوع خاص اسلات ، در کامپیوترهای noteBook استفاده می گردد .
PCMCIA memory card .نوع دیگر از حافظه شامل ماژول های DRAM بوده که در notebook استفاده می شود.
FlashRam نوع خاصی از حافظه با ظرفیت کم برای استفاده در دستگاههائی نظیر تلویزیون، VCR بوده و از آن به منظور نگهداری اطلاعات خاص مربوط به هر دستگاه استفاده می گردد. زمانیکه این نوع دستگاهها خاموش باشند همچنان به میزان اندکی برق مصرف خواهند کرد. در کامپیوتر نیز از این نوع حافظه ها برای نگهداری اطلاعاتی در رابطه با تنظیمات هارد دیسک و … استفاده می گردد.
VideoRam)VRAM) یک نوع خاص از حافظه های RAM بوده که برای موارد خاص نظیر : آداپتورهای ویدئو و یا شتا ب دهندگان سه بعدی استفاده می شود. به این نوع از حافظه ها multiport dynamic random access memory) MPDRAM) نیز گفته می شود.علت نامگذاری فوق بدین دلیل است که این نوع از حافظه ها دارای امکان دستیابی به اطلاعات، بصورت تصادفی و سریال می باشند . VRAM بر روی کارت گرافیک قرار داشته و دارای فرمت های متفاوتی است. میزان حافظه فوق به عوامل متفاوتی نظیر : " وضوح تصویر " و " وضعیت رنگ ها " بستگی دارد.
به چه میزان حافظه نیاز است؟
حافظه RAM یکی از مهمترین فاکتورهای موجود در زمینه ارتقاء کارآئی یک کامپیوتر است. افزایش حافظه بر روی یک کامپیوتر با توجه به نوع استفاده می تواند در مقاطع زمانی متفاوتی انجام گیرد. در صورتیکه از سیستم های عامل ویندوز 95 و یا 98 استفاده می گردد حداقل به 32 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود. (64 مگابایت توصیه می گردد). اگر از سیستم عامل ویندوز 2000 استفاده می گردد حداقل به 64 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود. (128 مگابایت توصیه می گردد) سیستم عامل لینوکس صرفا" به 4 مگابایت حافظه نیاز دارد. در صورتیکه از سیستم عامل اپل استفاده می گردد به 16 مگابایت حافظه نیاز خواهد بود.( 64 مگابایت توصیه می گردد) میزان حافظه اشاره شده برای هر یک از سیستم های فوق بر اساس کاربردهای معمولی ارائه شده است. دستیابی به اینترنت، استفاده از برنامه های کاربردی خاص و سرگرم کننده، نرم افزارهای خاص طراحی، انیمیشن سه بعدی و … مستلزم استفاده از حافظه بمراتب بیشتری خواهد بود.
واحد پردازش مرکزیCPU
این بخش یک مدار الکترونیکی گسترده وپیچیده است که به انجام دستورات بر نامه های ذخیره شده می پردازد دارای دو بخش است که عبارتند از :
واحد کنترل و واحد محاسبه ومنطق
ازچهار بخش ذخیره سازی موقت برای ذخیرهء دستورها و یا داده ها استفاده میکند این مناطق حافظهء موقتcpuنام دارند
Register
ثباتهای مختلف وظایف متفاوتی را انجام می دهند برای مثال ثبات آدرس مکان ذخیره شدن یک دستور ویا معمولآ نتایج محاسبات را (Accumulator)یک قطعه دادهای را در حافظه دنبال می کند وثبات انباشتگرجمع آوری می نماید
:واحد کنترل
این بخش تمام سیستم کامپیوتر را به نحوی هدایت می کند که دستورات بر نامه های ذخیره شده را انجام دهنداین بخش باید بتواند با دو بخش واحد محاسبه ومنطق وحافظه ارتباط برقرار کند.
:(Alu)واحد محاسبه ومنطق
کار این بخش انجام توابع حسابی مقایسه ای ومنطقی است توابع حسابی شامل جمع، تفریق ، ضرب وتقسیم می شوند عملیات منطقی به مقایسهء اعداد ، حروف وخصوصیات ویژه می پردازد این عملیات سه نوع شرایط را مورد آزمایش قرار می دهد.
شرایط مساوی
در این شرایط دو مقداربا هم برابر هستند.
:شرایط کوچکتر
در این شرایط یک مقداراز مقدار دیگر کمتر است.
:شرایط بزرگتر
در این شرایط یک مقدار از یک مقدار دیگر بیشتر است برای توصیف توابع مقایسه ای استفاده می کند(=،<،>)از علایم Aluواحد)
:توجه
واحد پردازش مرکزی را که بر روی تنها یک تراشه قرار دارد به طور مختصر ریز پردازنده و یا PII-333 – 486-DX ریز تراشه می نامند مانند ریز پردازنده های وقتی از یک ریز پردازنده برای کنترل وسایل بخصوصی مانند سیستم های سوختی موجود در یک –
Intel 8096 ماشین استفاده می شود به آن تراشهء منطقی ویا میکرو کنترلر های
توانایی معماری پردازنده های پنتیوم شرکت اینتل را بهبود بخشیده(Multimedia extensions) MMXتراشهءو عملکرد بر نامه های کاربردی چند رسانه ای و مخابراتی که دارای ویژگیهای گرافیکی ، تصویری وصوتی را افزایش میدهد.
حافظه
حافظه بخشی از کامپیوتر است که داده هاودستورات را برای پردازش شدن نگه میدارد اگر چه عملکردحافظه حافظه دارد اما از این واحد مجزا میباشدCPUارتباط نزدیکی با
اگر از نظر تاریخی نگاهی به حافظه داشته باشیم می بینیم حافظه های اولیه که به صورت لامپ های خلآبودند تحول وتکامل یافته و به صورت نیمه رساناهای جدید امروزی درآمده اند.
حافظه ءنیمه رسانا
بسیاری از کامپینتر های جدید از حافظه های نیمه رسانا استفاده می کنند و علت آن هم مزایای چندی است که این نوع حافظه ها دارند از جملهء این مزایا می توان به قابل اطمینان بودن ، فشردگی ، ارزانی و مصرف کم انرژی اشاره کردارزانی این نوع حافظه ها به خاطر تولیدانبوه آن می باشد که موجب کاهش قیمت این نوع حافظه ها شده است عیب این نوع حافظه هابی ثباتی آنهاست چون این حافظه های نیمه رسانا برای ارایهءداده ها به جریان الکتریسیتهء پیوسته ای نیازدارند اگر جریان الکتریسیته قطع شود داده ها نیز از دست می روند حافظه ء نیمه رسانا از هزاران مدار کوچک که مسیرهایی برای عبور جریان الکتریسیته هستند ساخته شده است این مدارها بر روی یک تراشه از جنس سیلیکون قرار گرفته اند یک نوع شناخته شده از طراحی نیمه نام وNیکی از نوع MOSFETدارد در این فن آوری نیمه رسانا از دو ترانزیستور نیمه هادیCMOSرسانااستفاده شده است که بر روی یک تراشهء سیلیکون واحد جای می گیرند اینگونه از طراحیPودیگری نوع حافظه انرژی آنها بسیار اندک است و از این رو برای کامپیوتر های قابل حمل مناسب می باشند.
RAM ROM
یا حافظه دستیابی تصادفی تمام دستورات وداده های مربوط به بر نامه ای که در حال اجرا هستند را نگهداری می کندRAMمی تواند توسط نرم افزارهای کامپیوتر پاک و یا رو نویسی شودRAM موجود بر روی کامپیوتر های شخصی را می توان با استفاده از تراشه های حافظه خارجی و یا باRAMافزایش دادSIMMنصب حافظهء :دارای دو نوع استRAMبرد مدار کوچکی است که محتوی تراشه های حافظه ای است معمولآSIMM استاتیکRAM: SRAM
دینامیکRAM:DRAMبه طور پیوسته باز سازی شود والا محتوی خود را از دست می دهدو به همینCPUپویا باید توسطRAM پویا یا دینامیک گفته می شود RAMدلیل است که به این نوع
دینامیک بخاطر کوچکی و RAMاستاتیک سریع تر است اما در کامپیوترهای شخصی از RAMاگر چه ارزان تربودن آن بیشتر استفاده میشود.
ROM حافظهء فقط خواندنی
این حافظه شامل برنامه هاو داده هایی است که توسط شرکت سازنده به طور دایمی در آن نوشته شده است اینحافظهROMداده ها می توانند خوانده ویا استفاده شونداما کاربر نمی تواند آنها را تغییر دهد در حقیقت نامتغییر است نام دارند میتوان دستورات موجود در داخل برخی ROM BURNERS البته با ابزار ویژه ای که را تغییر دادROMاز تراشه های می نامندتراشه های حافظهای فقط خواندنی با قابلیت بر نامه ریزی شدنPROMاین تراشه های تغییر دادنی را.
حافظهء پنهان
حافظه پنهان مقدار کوچکی از حافظه بسیار سریع است که برای مقاصد بخصوصی چون افزایش سرعت داخلی داده ها و دستورات نرم افزاری طراحی شده است
این سیستم فرعی حافظه از مقادیر دادهای پر استفاده نسخه بردازی نی کند تا برای دسترسیسریع آماده باشندکه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند را ذخیره نمودهRAMحافظه ء پنهان محتویات مکانهایی ازو جاهایی را که این اقلام داده ای ذخیره می شوند را آدرس دهی می کنندوقتی پردازنده به آدرسی در حافظه ارجاع می کند حافظه پنهان وارسی می کند که آیا چنین آدرسی را دارد یا نه اگر آدرسی داشته باشد داده به پردازنده برگشت داده می شودو اگر چنین آدرسی نداشته باشد یک دسترسی به حافظهء عادی اتفاق می افتد حافظه پنهانی دارای دو نوع داخلی و خارجی است حافظه پنهانی داخلی بر روی معماری خود پردازنده تعبیه شده است در حالی که خافظه پنهانی خارجی بر روی یک تراشه مجزا قرار دارد.
سرعت و قدرت یک کامپیوتر
سرعت یکی از ویژگیهایی است که هنگام انتخاب کامپیوتر به آن توجه می شود البته قدرت نیز مشتق از سرعت و بسیاری از عوامل دیگر مانند اندازهء حافظه است
سرعت پردازش کامپیوتر
کامپیوتر های مختلف دارای سرعتهای پردازش متفاوتی هستند گاهی انجام یک دستور معین در یک کامپیوتر کند یک هزارم ثانیه طول می کشد در صورتی که همین دستور در کامپیوترهای سریع می تواند در یک میلینیوم ثانیه یا یک بیلینیوم ثانیه انجام شود و حتی در انواع خیلی سریعتر در یک تریلیونیم ثانیه انجام شود.
سرعت ریز پردازنده ها را معمولآ بر اساس مگا هرتز نشان می دهندو منظور از آن تعداد دوری است که یک وسیله می توانددر ثانیه بچرخد یکی از واحدهای دیگری که برای سنجش سرعت کامپیوتر استفاده می استMIPSشود.معادل یک میلیون دستور در ثانیه است سومین واحدی که برای سنجش سرعت استفاده می شود MIPSهر
مگا فلاپ استو منظور از آن یک میلیون عمل اعشاری در ثانیه می باشد از این واحد برای سنجش توانایی کامپیوتر در انجام عملیات پیچیده ریاضی استفاده می شودخطوط گذرگاهی
هر خط گذر گاهی مجموعه ای از مسیرهای الکترونیکی موازی است که به طور داخلی داده ها دا درون سیستم از یک مکان به مکان دیگری می برد مقدار دادهای که در هر بار می تواند حمل شود پهنای گذر گاه نام دارد پهنای گذر گاه نشان دهندهءتعداد مسیرهای الکترونیکی است.هر چه پهنای گذر گاه بیشتر باشد در نتیجه کامپیوتر قوی تر است وجود پهنای گذر گاه بزرگ می تواند مفاهیم زیر را به همراه داشته باشد
کامپیوتر در یک زمان معین می تواند داده های بیشتری را منتقل کند که این موجب بالا رفتن سرعت کامپیوتر می شودکامپیوتر می تواند از دستورات متنوع بیشترو بزرگتری پشتیبانی کند
آیا افزایش حافظه RAM در کامپیوتر همیشه امکان پذیر است؟
آیا افزایش حافظه RAM در کامپیوتر همیشه امکان پذیر است؟
افزایش حافظه RAM در سیستم عاملهای ویندوز متفاوت بوده و افزایش بیش از حد آن بسته به نوع سیستم عامل، باعث فشار آوردن به سیستم می شود.
با وجودیکه که ویندوزهای 98 و ME، بــا RAM هــای بــیش از 512 مگا بایت مشکل داشته و پذیرای آن نیستند، اما ویندوزهای 2000 و XP قادرند که RAM های بالای 512 مگا بایت را هم پشتیبانی کنند.
برای پاسخ به این سوال که آیا ویندوز XP نسبت به نسخه های قبلی ویندوز از توانایی سیستم بالاتری برخوردار است یا نه، ما آن را با ویندوز 98 SE، ME و 2000 مقایسه کرده ایم.
وینـــدوز XP دارای هــر دو هسته مــرکزی در ویـندوزهـای 9x و NT می باشد و بنــابرایـــن هـــــم مـــی توانــد بـــــــه صــــــورت FAT(File Alocation Table) و هــم بـه صـــورت (NTFS(NT File System عمل کند. این نسخه از ویندوز، یعنی XP، از همان ابتدا و در بطن خود، 2 نوع جدول تنظیم کننده فایل را برای هر دو فایل سیستم دارا است. از این رو ویندوز XP را با هر دو نوع سیستم، یعنی FAT و NTFS، آزمایش کردیم.
در این آزمایش، ویندوز 98 SE و ME را فقط با FAT 32 و ویندوز 2000 را فقط با سیستم NTFS راه اندازی و استارت کردیم.
در روند آزمایش، همه سیستم های عامل می بایست دو تست راندمان (توانایی) زیر را شامل می شدند:
• یک Application-Benchmark SYSmark 2001 که با RAM های 128، 256، 512، 1024 مگا بایت آزمایش می شوند. با این Benchmark، برنامه های کاربردی استاندارد مانند Word و Outlook کار می کنند تا عملی معمولی را بر روی کامپیوتر شبیه سازی کنند. این آزمایش برای تشخیص عملکرد سیستم عامل در حین کار نقش تعیین کننده ای دارد.
•یک 3D-Mark-2000 Grafik-Benchmark که با RAM های 128، 256، 512، 1024 مگا بایت آزمایش می شوند. ما حداقل مقدار حافظه RAM را MByte 128 انتخاب کردیم.
مقدارهای قبلی برای سیستم های عامل قدیمی این نتیجه را دادند که تجهیز آنها با حداقل " RAM‿ 128 مگا بایت، بهبود عملکردشان خیلی سریع قابل لمس و مشاهده است. هدف ما این بود که آیا ویندوز XPبا حافظه های RAM بیشتر، راندمان بالاتر را بدنبال خواهد داشت؟ مجموعه تست ما از یک پنیوم III/600e، یک مادر برد Tyan Trinity 4000 با افسلات VIA، یک هارد Ultra-ATA DTLA-307015 ساخت شـــرکت IBM و یــک کارت گرافیک3d Prophet ساخت شرکت Hercules با تراشه nVidia GeForce-256 و 32 مگا بایت حافظه DDR RAM تشکیل شده بود. به عنوان حافظه RAM مقادیر 128، 256، 512 و 1 گیگا بایت به صورت انتخابی استفاده شد.
ویندوز 98 SE و ME قابلیت کار با RAM 512 مگا بایت را نداشته و آن را پَس می زنند. بنابراین باید این مقدار در قسمت System.ini به آن اضافه شود.
برای دستیابی به فایل System.ini دو راه وجــود دارد؛ یکی اینــکه می توانید این فایل را در دایرکتوری ویندوز با 2 بار کلیک کردن بر روی آن را باز کنید. دوم اینکه با تایپ دستور Sysedit در سطر فرمان در منوی Start/Run، فایل System.ini را انتخاب کنید. سپس، پس از وارد کردن [vcache] بر روی صفحه باز شده، خط فرمان زیر را وارد کنید:
MaxFileCache = 524288
این حجم انتخابی برای حــافظه RAM بــر مبنای واحــد بیت (Bit) می باشد. تنظیم خود را از قسمت File و کلیک بر روی Save، ذخیره کنید. تازه پس از انجام این کارها قادر خواهید بود که تحت ویندوز 98 SE و ME با یک گیگا بایت RAM کار کنید.
همان طور که در فهرست اینجا نشان داده شده است، این تنظیمات با تنظیم های دیگر توسط Benchmark فرقی نمی کند. این راه کارها به صورت فهرست وار در زیر آورده شده اند.
• درج کامل این دستور در سطر فرمان RUN به صورت زیر است:
MinFileCache = xxxx
MaxFileCache = yyyy
ChunkSize = 512
به عنوان حداقل مقدار MinFileCache، یک هشتم (8/1)، و به عنوان حداکثر MaxFileCache، یک چهارم (4/1) حافظه RAM موجود توصیه می شود.
ChunkSize ارائه دهنده مقدار بسته ای است که با آن VCache قادر است بخواند و بنویسد. این مقدار باید 512 باشد.
• شما فایل ذخیره سازی را در System.ini با وارد کردن مقدار زیر تحت [386Enh] فیکس می کنید.
axPagingFileSize = xxxx
MinPagingFileSize = yyyy
این مقدار نیز در واحد بیت (Bit) سنجیده می شود.متخصصان بر سر مناسب ترین حجم فایل ذخیره سازی با هم اختلاف نظر دارند. پیشنهاداتی که در این زمینه شده است بین 5/1 تا 5/2 برابر حافظه RAM نوسان می کند. برخی دیگر برای حافظه RAM و فایل ذخیره سازی، در مجموع مقدار 512 مگا بایت را پیشنهاد می کنند.
• برای اینکه ویندوز 98درست مانند ویندوز 95 همیشه از حافظ RAM سریعتری استفاده کند – قبل از اینکه به فایل ذخیره سازی دسترسی یابد – باید که شما مقداری را در System.ini اضافه کنید. برای این کار در قسمت عنوان [386 Enh] سطر زیر را وارد کنید:
ConservativeSwapfileUsage = 1
• دستور دیگری، فایلهای dll را پس از استفاده، از حافظه RAM خارج می کند. به طور معمول ویندوز این فایل ها را مدتی در حافظه RAM نگه می دارد، زیرا احتمال زیادی وجود دارد که از این فایلها در فاصله نزدیکی دوباره استفاده شود. کسی که در کامپیوتر خود حافظه RAM کمی دارد، باید در مصرف آن و همچنین فایلهای dll دقت کند.
وارد کردن فرامین زیــر بــه محض اینکه یک برنــامه پــایان می یابد، حــافظه را خــــالی می کند. برای این منظور Registry-Editor را باز کنید و مسیر زیر را انتخاب کنید.
HKEY_LOCAL_MACHINESoftwareMicrosaftWindowsCurrentVersionExplorer
در پنجره سمت راست یک Value Name را از طریق Edit/new/String Value بــا نام AlwaysUnloadDll ایجاد کنید. Registry-Entry پس از استارت مجدد فعال خواهد شد.
Sysmark 2001
Sysmark 2001 ساخت شرکت Babco در رابــطه بــا یــک Applications-Benchmark می باشد. همــه بــرنــامـه هایــی کــه در آن بــه کـــــار گــرفتــه شــده اند اغـــلــب از جــانــب مشتری ها مورد استفاده قرار می گیرد. به همین منظور Benchmark همه برنامه ها را به طور کامل نصب می کند و به اندازه کافی از آنها استفاده می کند. پس از آن، این برنامه ها به طور کامل Unistall (غیرفعال) می شوند.
Benchmark از طریق 14 برنامه زیر خود را اضافه می کند:
Microsoft Office (Word, Excel, Access, Outlook, PowerPoint), Dragon Naturally Speaking, Netscape Communicator, WinZip, McAfee Virus Scan, Adobe Photoshop, Adobe Premiere, Microsoft Windows Media Encoder, Macromedia Flash, Macromedia Dreamweaver.
در این قسمت ما از Patch3 آن استفاده کردیم. شرکت Babco پروسه آزمایش Sysmakr 2001 را در مقایسه با نسخه های قبلی تغییر داده است. این کاربردها دیگر به خودی خود استارت نمی شوند، بلکه برای تست توان چند منظوره، فقط به همراه کاربردهای بیشتر دیگری استارت می شود. در اینجا دو آزمایش وجود دارد، یـــکی Internet Content Creation و دیــــگری Office Productivity می باشد که مقادیر آنها به نتیجه نهایی افزوده می شود. پیش از هر تستی، کامپیوتر مجدداً استارت می شود به طوری که تک تک مقادیر، دیگر مانند نسخه های قبلی تفاوت فاحشی ندارد. کامپیوتر مورد آزمایش هنگام کار با Internet-Content-Creation (با 128 مگا بایت RAM) تحت ویندوز XP قفل کرد.بنابراین ویندوز 2000 سیستم عاملی است که بالاترین راندمان و توان را دارا می باشد. بهترین عملکرد ویندوز XP زمانی است که تحت سیستم NTFS و با 512 مگا بایت RAM کار می کند. سیستم FAT در ویندوز 98 SE کمی عقب می ماند.
3D Mark 2000 در رابطه با Graphic-Benchmark 3D Mark 2000 باید گفت که ویندوز ME با تفاوتی کوچک، برگرفته از ویندوز 98 SE می باشد و اختلاف چندانی با آن ندارد. پس از آن ویندوز XP در ردیف بعد قرار می گیرد، به شرطی که اختلافی از نظر اینکه هارد با سیستم FAT یا NTFS پارتیشن بندی شده باشد وجود نداشته باشد. استفاده از سیستم NTFS تحت ویندوز XP تفاوتی را ایجاد نمی کند و فرقی نمی کند که آیا با NTFS فرمت شده باشد، به سیستم FAT ( ویندوز Upgrade 98 شده ) تغییر داده شده باشد یا از یک پارتیشن موجود NTFS ( ویندوز Upgrade 2000 شده ) استفاده شده باشد. مدیریت NTFS در ویندوز XP بهینه شده است، زیرا ویندوز 2000 در 3D Mark 2000 به میزان یک سوم پایین تر از نسخه های دیگر ویندوز قرار داشت.
نتیجه گیری
زمانی که کامپیوتر از ابتدا با RAM 256 مگا بایت تجهیز شده باشد، اقدامات تنظیم کننده برای RAM و فایل ذخیره سازی نتیجه ای نخواهد داد( بهترین اقدام تنظیم کننده برای تجهیز حافظه خواندنی زمانی صدق می کند که تجهیز RAM در مرتبه پایین تر قرار داشته باشد). اما این افزایش RAM نباید زیاد باشد، چرا که افزایش RAM بیش از 256 مگا بایت ارزشش را ندارد.
به خصوص در سیستم عامل های ویندوز 9x حافظه RAM بیش از این مقدار راندمان بالاتری را نشان نمی دهد. به هیچ وجه برای کامپیوتر خود بیشتر از 512 مگا بایت RAM استفاده نکنید، چرا که در این صورت سیستم خود را تحت فشار قرار می دهید. ویندوز 98 SE یک سیستم عامل سریع است. ویندوز 2000 برای اجرای بازیها چندان مناسب نیست. همچنین ویندوز XP با سیستم FAT و NTFS شناخته می شود. با این وجود، بازدهی و راندمان ویندوز XP کمی پایین تر از سیستم های عامل ویندوزهای قبلی است.
انواع فایل سیستم : Fat , Fat32 , NTFS
File System در یک سیستم عامل به ساختار کلی نامگذاری ، ذخیره سازی و سازماندهی فایل ها گفته می شود . سیستم فایل ها ، داده ها را به واحدهایی به نام Cluster تقسیم بندی می کنند . هر کلاستر می تواند فقط بخشی از یک فایل را نگه دارد . یک فایل ممکن است چندین کلاستر را به خود اختصاص دهد ،و مقداری فضای خالی در آخرین کلاستر بلا استفاده باقی بماند . کلاستر های کوچک می توانند داده های بیشتری در یک دیسک جای بدهند ( چون فضای بلا استفاده کمتری به وجود می آورند ) اما کلاستر های بزرگ ، کارایی را بالا می برند ( در کلاسترهای بزرگتر ، داده های بیشتری می تواند در هر کلاستر نگهداری شود . بدین معنی که برای بازیابی آن ، سیستم کار کمتری انجام می دهد و در نتیجه به طور کارآمدتر و سریعتر آن را بازیابی می کند ) اندازه کلاستر در اندازه دیسک سختی که کامپیوتر می تواند پشتیبانی کند نیز نقش دارد .
Fat مخفف File Allocatin Table ، جدول تخصیص فضا به فایل . این جدول که در نزدیکیهای ابتدای دیسک سخت ذخیره می شود ، توسط سیستم عامل نگهداری می شود تا فضای مورد استفاده برای ذخیره سازی فایل ها را مدیریت کند . این جدول وظیفه نگهداری فضاهای موجود در دیسک را بر عهده دارد تا سگمنت های خراب غیر قابل استفاده ، علامت گذاری شوند و قسمت های مختلف یک فایل با یکدیگر مرتبط شوند . در واقع هنگام ذخیره داده ها روی دیسک سخت ، سیستم جهت دستیابی به کلاسترهای خالی با Fat مشورت کرده و هم در هنگام اجرا فایل ، Fat را جستجو می کند تا کلاسترهای مرتبط با آن را یافته و اطلاعات ذخیره شده در آن کلاسترها را بخواند . دو نوع Fat اصلی وجود دارد : Fat 16 , Fat32
Fat 16 : این سیستم فایل ، یک سیستم فایل 16 بیتی است ، زیرا کلاستر هایی را تشخیص می دهد که 16 بیت طول ( یا رقم ) دارند . اندازه کلاسترهای Fat بسته به مقدار فضا درایوی است و از آنجا که Fat16 نمی تواند به اندازه Fat32 کلاستر داشته باشد ، برای پوشش دادن به مقدار یکسانی از فضا به کلاسترهای بزرگتری نیاز دارد . Windows XP کلاسترهای 64 کیلو بایتی را برای Fat16 پشنیبانی می کند. چون Fat16 فقط 65,536 کلاستر را پشتیبانی می کند ، با این سیستم فایل ، حداکثر یک پارتیشن 4 گیگابایتی را می توان تقسیم بندی کرد .
Fat32 : یک سیستم فایل 32 بیتی است ، می تواند کلاسترهای بیشتری را نسبت به Fat16 آدرس دهی کند . در نتیجه Fat32 می تواند از کلاسترهای کوچکتری برای کارآمدتر کردن سیستم ذخیره سازی ، بهره بگیرد . همچنین بدین مفهوم است که Fat32 می تواند پارتیشنهای بزرگتری را پشتیبانی کند . Fat32 با کلاسترهای 32 بیتی می تواند پارتیشنهایی تا 8 ترا بایت را پشتیبانی کند .
NTFS مخفف NT File System می باشد . در سیستم فایل fat ، جدول تخصیص فضا ( File Allocation Table ) داشتیم و در اینجا جدول فایل اصلی ( MFT: Master File Table ) داریم . البته MFT بسیار پیچیده تر است . MFT صفات فایل را برای هر فایل ذخیره شده در پارتیشن NTFS ذخیره می کند . ( صفات فایل هر چیزی را که لازم است درباره یک فایل دانست ، توصیف می کند . در NTFS حتی داده های موجود در یک فایل نیز صفت فایل محسوب می شود . اسم ، مکان ، و اطلاعات امنیتی نیز ، از دیگر صفات فایل محسوب می شود ) NTFS در صورت امکان همه صفات فایل را ، شامل داده های فایل ، در MFT ذخیره می کند . ( هر چند در اکثر موارد ، جای کافی برای ذخیره همه صفات در MFT وجود ندارد . در این زمان صفت داده ای به خارج MFT انتقال می یابد . )
MFT بعنوان یک فایل Metadata مشهور است . ( Metadata اساسا داده هایی درباره خود Data است . بعنوان مثال عنوان ، موضوع ، مولف و اندازه یک فایل ، Metadata آن فایل را تشکیل می دهند ) NTFS از فایلهای Metadata برای مدیریت داده های روی پارتیشن بهره می گیرد . بعضی از مهمترین فایلهای Metadata بشرح زیر است :
MFT Mirror : یک نسخه پشتیبان از MFT است . MFT در ابتدای سطح دیسک ذخیره می شود ، در حالیکه MFT Mirror در وسط دیسک قرار می گیرد . و در صورت خراب شدن MFT اصلی می تواند مساله را حل کند . و اطلاعات لازم را برای بازیابی داده ها روی سیستم فراهم کند .
Log File : که Log Journal نیز نامیده می شود ، تغییرات روی سیستم فایل را ثبت می کند . Log File فقط عملیاتی را که انجام می گیرد ثبت می کند ، نه داده هایی که اصلاح می شوند .
Cluster Allocation Bitmap : نقشه ای از پارتیشن را در خود دارد . سیستم می تواند این اطلاعات را برای یافتن کلاسترهای موحود به کار گیرد .
Bad Cluster File : بخشهایی از دیسک را که معیوب شده اند ، علامت گذاری می کند . بدین ترتیب NTFS از کلاسترهای معیوب که در این فایل علامت گذاری شده اند برای ذخیره داده های جدید استفاده نخواهد کرد .
Quota Table : جدول سهمیه ها ، یک خصوصیت جدید در windows 2000/xp با استفاده از این خصوصیت می توانید بعنوان مدیر سیستم ، دایرکتوری ها و زیر دایرکتوری ها را در دیسک سخت کنترل کنید . و میزان مصرف فضای دیسک سخت کاربران مختلف یک کامپیوتر را کنترل کنید .
NFTS می تواند تعداد کلاسترهای بیشتری را نسبت به Fat32 پشتیبانی کند . در نتیجه ، کلاسترهای NTFS عموما کوچک و برای حفظ فضای دیسک سخت ، کارآمد هستند . یکی دیگر از مزایای NTFS پشتیبانی آن برای مجوزهای فایل و دایرکتوری است . این خصوصیت امنیتی ، اطمینان می دهد که فقط کاربران خاصی به فایلها و دایرکتوری ها ی ویژه دسترسی دارند .
در میان آنچه ذکر شد ، سیستم فایل کارآمد NTFS است . چون می تواند برای پارتیشنهای 2 گیگابایت و بیشتر ، کلاسترهای 4 کیلو بایتی ایجاد کند ، که بهترین تعادل بین سرعت عمل دیسک سخت و صرفه جویی در فضای دیسک را فراهم می سازد . و در واقع بهترین کارآیی را به سیستم می دهد .
تکنولوژی خنک سازی Silent Pipe با طراحی کاملا مسی
طراحی خنک کننده انقلابی که پل شمالی، پل جنوبی و MOSFET های مدار تغذیه پردازنده، که به صورت کاملا موثری حرارت ناحیه قرار گیری پردازنده بر روی مادربرد را کاهش می دهد. این طراحی به کاربران اجازه می دهد تا از افزایش طول عمر قطعات به دلیل حرارت کمتر که با استفاده از طراحی خنک سازی بی صدا و کارآمد حاصل می شود، لذت ببرند. بخش هایی چون: چیپ ست، PCB و قطعات مدار تغذیه پردازنده با این روش به بهترین نحو خنک می شوند.
با استفاده از Silent Pipe
خریداری شدن شرکت ATi
خریداری شدن شرکت ATi، یکی از دو قطب اصلی سازنده تراشه های گرافیکی، به وسیله AMD یکی از مهم ترین تحولا ت حوزه سخت افزار طی سال های اخیر است. این تصمیم استراتژیک AMD علا وه بر تاثیرات مقطعی و کوتاه مدت خود می تواند اسباب دگرگونی های شگرفی در آینده پردازنده ها گردد. بررسی فرصت های ناشی از این تصمیم می تواند در روشن شدن این موضوع که چرا این شرکت با گرفتن وامی 5/2 میلیارددلا ری حاضر به انجام دادن چنین کاری شده است، راهگشا باشد.
منبع تغذیه Power Supply
منبع تغذیه، یک دستگاه الکتریکی است که مسئول تامین و تنظیم جریان الکتریکی در رایانه می باشد. این قطعه به صورت جعبه ای بزرگ و مستقل در جعبه رایانه قرار دارد و بیشتر خرابی ها را در رایانه به وجود می آورد.
کار منبع تغذیه این است که ولتاژ متناوب (ای سی، Alternate Current) را تبدیل به ولتاژ مستقیم (دی سی، Direct Current) می کند.
انواع منبع تغذیه
منبع تغذیه دارای ابعاد و شکل های مختلفی می باشند، که باید با جعبه و مادربرد نصب شده در داخل جعبه رایانه همخوانی و سازگاری داشته باشد. بنابراین، این سه قطعه باید از یک نوع باشند. انواع این اجزاء عبارتند از:
۱- XT
۲- AT desk خوابیده یا رومیزی
۳-AT tower برجی یا ایستاده
۴- Baby AT
۵- Rectifierباریک، نقلی
۶- ATX
زمانی که رایانه XT توسط شرکت آی بی ام به بازار عرضه شد منبع تغذیه آن شبیه منبع تغذیه های قبلی بود، درصورتی که توان خروجی آنها دو برابر قبلی ها بود. پس از آن زمانی که آی بی ام رایانه AT را ساخت از یک منبع تغذیه بزرگتر برای آن استفاده نمود که دارای اشکال مختلفی بود. از این نوع منبع تغذیه استقبال زیادی شد تا جایی که هنوز نیز در سیستم های امروزی از آن استفاده می شود. نوع برجی یا ایستاده سیستم های AT مشابه سیستم های خوابیدهAT است. مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های رومیزی با مشخصات منبع تغذیه و مادربرد در سیستم های برجی فرقی ندارد. تنها فرق آنها کلید های برق در مکانهای متفاوت می باشد. نوع دیگری از AT وجود دارد که کوچکتر از نوع ایستاده می باشد و منبع تغذیه آن نیز کوچک می باشد، که بچه ای تی نام دارد. منبع تغذیه جعبه های نقلی نیز از نظر مشخصات ظاهری با سایر منبع تغذیه ها تفاوت دارند. در این نوع جعبه ها مادربردها دارای استاندارد مشخصی نیستند، اما منبع تغذیه آنها دارای استانداردهای مشخصی است و قابل تعویض نیز می باشد. منبع تغذیه ATX مانند منبع تغذیه نقلی می باشد، بنابراین، این دو قابل جابجایی می باشند. نوع منبع تغذیه ATX دارای مشخصات و مزایای زیر می باشد:
۱- سیگنال های (a) روشن بودن – Power on و سیگنال های (b) توقفStandby (Soft Power) ۵ V در این نوع منبع تغذیه وجود دارد.
۲- امکان حذف گرماگیر (Heat Sink) از روی پردازنده در این نوع وجود دارد.
۳- مادربردها در این نوع حاوی قطعاتی به نام تنظیم گر (Regulator) جهت تولید ولتاژ ۳/۳ ولتی نمی باشند به این علت که رابط منبع تغذیه به مادربرد ،خود دارای ولتاژ ۳/۳ ولت است.
۴- تهویه به سمت داخل منبع تغذیه صورت می گیرد تا مادربرد خنک شود. این کار خود باعث خنک شدن قطعات داخلی و تمیز شدن سطح قطعات داخلی می گردد.
۵- فیش اتصال منبع تغذیه مادربرد۲۰ پایه ای است و امکان اتصال برعکس آن وجود ندارد.
منبع تغذیه دارای ولتاژهای گوناگون با توان های مختلف می باشند مانند:
۱- ولتاژ ۵+ ولت: این نوع ولتاژ توسط تمام مادربردها، مدارها و وسایل جانبی رایانه مورد استفاده قرار می گیرد و رنگ سیم های آنها قرمز می باشد.
۲- ولتاژ ۱۲+ ولت: موتور هارددیسک و وسایل مشابه با آن از این ولتاژ استفاده می کنند که در مادربردهای جدیدتر دیگر آن را به کار نمی برند. مدارهای درگاه های سریال نیز از این ولتاژ استفاده می کنند. سیم آن نیز معمولاً زرد رنگ است و گاهی اوقات به رنگ قرمز نیز دیده می شود.
۳- ولتاژ های ۵- و ۱۲- ولت: این دو ولتاژ در رایانه های قدیمی وجود داشت، اما اکنون در منبع تغذیه ها نصب می شوند. این دو دارای جریانی کمتر از یک آمپر هستند.
۴- ولتاژ ۳/۳+ ولت: پردازنده های جدید از ولتاژ ۳/۳ ولت و یا کمتر استفاده می کنند، در صورتی که پردازنده های قدیمی از ولتاژ ۵+ استفاده می کردند. در پردازنده های جدید ولتاژ مورد نیاز پردازنده مستقیماً تولید می شود و بنابراین در هزینه مصرف انرژی صرفه جویی می شود و از حرارت نیز کاسته می شود.
۵- سیگنال های صحت ولتاژ (قدرت مطلوب): پس از روشن شدن سیستم، منبع تغذیه به مقداری زمان احتیاج دارد تا به سطح ولتاژ مفید و مطلوب برسد و اگر سیستم شروع به کار کند و منبع تغذیه بعد از آن به کار افتد اتفاقات بدی رخ خواهد داد.
برای اینکه رایانه قبل از آمادگی منبع تغذیه روشن نگردد سیگنالی به نام (Power good) درستی ولتاژ و یا قدرت مطلوب به مادربرد ارسال می شود.
تا قبل از رسیدن آن مادربرد کاری انجام نمی دهد و در صورتی که مشکلی در برق به وجود آید و جرقه ای تولید شود منبع تغذیه این سیگنال را قطع می کند و مادربرد کار نخواهد کرد.
۶- سیگنال روشن بودن: در منبع تغذیه های جدید تابعی تعریف شده است که به وسیله نرم افزارها می توان منبع تغذیه را کنترل نمود. این سیگنال با عنوان روشن بودن و یا تامین قدرت (Power On) مادربرد را کنترل می کند و باعث روشن شدن منبع تغذیه می شود.
۷- سیگنال ۵+ ولتی توقف Standby ۵ V : این ولتاژ در حالت خاموش بودن رایانه وجود دارد، این سیگنال به صورت نرم افزاری در حالت خاموش بودن رایانه آن را روشن می کند.
اجزاء سازنده منبع تغذیه
۱- مبدل: که ولتاژ را تغییر می دهد.
۲- یک سو کننده: جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می کند.
۳- صافی یا پالایشگر: امواج را می گیرد.
منبع تغذیه قبل از روشن شدن رایانه چند آزمایش انجام می دهد، سپس در صورت صحیح بودن سیستم سیگنال را به مادربرد می رساند. این حالت حفظ می شود و در صورتی که به هر علتی از بین برود دستگاه ریست می شود. منبع تغذیه به دو صورت خطی و کلیدی طراحی می شود که نوع خطی ترانس های بزرگتر دارند و نوع کلیدی از نظر اندازه و وزن و انرژی بهتر از خطی می باشند. منبع تغذیه های خوب یک مقاومت دارند که از خراب شدن آن جلوگیری می کند.
آشنایی با مادربورد
انتخاب مادربرد ، یکی از تصمیمات مهم در زمان تهیه و یا ارتقاء یک کامپیوتر است .انتخاب فوق ، علاوه بر تاثیر مستقیم بر عملکرد فعلی سیستم ، بیانگر انعطاف سیستم در زمان ارتقاء نیز می باشد . قابلیت های فعلی یک کامپیوتر و پتانسیل های ارتقاء آن در آینده ، جملگی به نوع مادربرد انتخابی بستگی خواهد داشت . امروزه بر روی مادربردها ، پورت های پیشرفته ای نظیر( Fireware(IEEE 1394و یا USB 2.0 و حتی کارت های ( تراشه ) صدای شش کاناله و کنترل های RAID وجود داشته که می توان از آنان در زمان ارتقاء سیستم و بدون نیاز به نصب امکانات جانبی دیگر ، استفاده بعمل آورد.
درزمان انتخاب یک مادربرد همواره سوالات متعددی در ذهن تهیه کننده ( خریدار ) مطرح می گردد: مادربردها چگونه با یکدیگر مقایسه می گردند؟ پارامترها ی سنجش و وزن هر کدام چیست؟ ( پردازنده ها ، نوع تراشه ها ، نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی ). معیار انتخاب یک مادربرد چیست ؟ Chip set های یک مادربرد بیانگر چه واقعیت هائی می باشند ؟ امکانات یک مادربرد چه تاثیراتی را در حیات فعلی و آتی سیستم بدنبال خواهد داشت؟میزان کارایی و کیفیت یک سیستم تا چه میزان وابسته به پتانسیل های مادربرد می باشد ؟ موارد فوق ، نمونه سوالاتی است که در زمان انتخاب یک مادربرد در ذهن تهیه کنندگان مطرح می گردد. در این مقاله قصد داریم به برخی از پرسش های متداول در زمینه انتخاب یک مادربرد پاسخ داده و از این رهگذر با ضوابط و معیارهای انتخاب صحیح یک مادربرد بیشتر آشنا شویم .
مادربرد ، پردازنده و حافظه سه عنصرحیاتی در کامپیوتر بوده که در زمان انتخاب مادربرد، سرنوشت پردازنده و حافظه نیز بنوعی رقم خواهد خورد.انتخاب مناسب یک مادربرد از جمله تصمیمات مهمی است که دامنه آن گریبانگیر تجهیزات سخت افزاری دیگر نیز خواهد شد. انتخاب یک مادربرد قدیمی و از رده خارج ( ولو اینکه در حال حاضر پاسخگوی نیازها و خواسته ها باشد ) می تواند زمینه بروز مسائل متعددی در ارتباط با ارتقاء و افزایش توان عملیاتی کامپیوتر در آینده را بدنبال داشته باشد . فراموش نکنیم ما کامپیوتر را نه بخاطر خود بلکه بخاطر اجرای برنامه ها ( در حال حاضر و آینده ) تهیه می نمائیم .
ویژگی ها ی مهم مادربورد
از مهمترین ویژگی های مرتبط با مادربرد، می توان به موارد زیر اشاره نمود :
Chip Set مادربرد ، عملیاتی حیاتی و مهم نظیر روتینگ داده از هارد دیسک به حافظه و پردازنده را انجام و این اطمینان را بوجود می آورد که تمامی دستگاههای جانبی و کارت های الحاقی ، قادر به گفتگو ( ارتباط ) با پردازنده می باشند . تولید کنندگان مادربردها ، با افزدون چیپ ست های متفاوت بر روی مادر برد تولیدی خود نظیر کنترلر RAID و پورت های Fireware ، قابلیت ها ی مادربرد تولیدی خود نسبت به سایر محصولات مشابه را نشان می دهند . چیپ ست های موجود بر روی یک مادربرد ، باعث اعمال محدودیت در رابطه با انتخاب نوع پردازنده ، حافظه و سایر تجهیزات جانبی دیگر نظیر کارت گرافیک ، کارت صدا و پورت های USB 2.0 می گردد. ( برخی از امکانات فوق نظیر کارت صدا ، می تواند بعنوان پتانسیل های ذاتی همراه مادربرد ارائه گردد). اغلب مادر بردهائی که از یک نوع مشابه Chip set استفاده می نمایند ، ویژگی های متعارفی را به اشتراک گذاشته ( به ارث رسیده از Chip set) و کارآئی آنان در اکثرموارد مشابه می باشد. آگاهی از نوع پردازنده ، حافظه ، سرعت کنترل کننده IDE ، کارت گرافیک و صدا ، می تواند کمک مناسبی در خصوص انتخاب مادربرد را ارائه نماید (خصوصا" در مواردیکه از Chip set مشابه استفاده می گردد ).
پردازنده :تولید کنندگان مادربرد در برخی حالات ، فهرست مادربردهای تولیدی خود را بر اساس نوع سوکتی که مادربرد حمایت می نماید ، ارائه می نمایند. مثلا" سوکت 478 برای P4 و سوکت A برای Athlon . در اکثر کاربردهای تجاری ، کاربران تفاوت مشهودی را در ارتباط با سرعت بین دو پردازنده Athlon و P4 مشاهده نمی نمایند در حالیکه ممکن است تفاوت قیمت آنان مشهود باشد.بهرحال نوع و سرعت پردازنده ای که می تواند همراه یک مادر برد استفاده شود ، یکی از نکات مهم در رابطه با انتخاب مادربرد است .
حافظه : امروزه اکثر مادربردها از حافظه های SDRam DDR )Double Date Rate) استفاده می نمایند . البته هنوز مادر بردهائی نیز وجود دارد که از RDRAM یا Rambus استفاده می نمایند. ( تعداد این نوع از مادربردها اندک است ).حافظه های DDR دارای سرعت های مختلفی بوده و پیشنهاد می شود که سریعترین نوعی را که مادربرد حمایت می نماید ، انتخاب گردد . تولید کنندگان مادربرد ،حافظه های DDR را بر اساس سرعت Clock و یا پهنای باند تقسیم می نمایند . سرعت این نوع از حافظه ها ( DDR ) به ترتیب از کندترین به سریعترین نوع ، بصورت زیر می باشد :
DDR200 ( aka PC1600) , DDR266 ( PC2100) , DDR333(PC2700) , DDR400(PC3200
بردهایی که از RDRAM استفاده می نمایند دارای Chip set اینتل 850 یا 850E می باشند. این نوع از حافظه ها ( RDRAM ) می بایست بمنظور افزایش کارآئی ، بصورت زوج بر روی مادربرد استفاده شده و اسلات های خالی توسط CRIMM تکمیل ( پر) گردند.حافظه ها ی RDRAM، قادر به تامین پهنای باند بالای مورد نیاز برنامه هائی با حجم عملیات سنگین در ارتباط با حافظه، می باشند.( برنامه های ویرایش فیلم های ویدیوئی و یا بازیهای سه بعدی گرافیکی) . قیمت حافظه های RDRAM نسبت به حافظه های DDR دو برابر است .حافظه های RDRAM در حال حاضر با دو سرعت متفاوت ارائه می گردند : PC800 و PC1066 . در صورت انتخاب پردازنده ای از نوع P4 که بر روی BUS با سرعت 533 مگاهرتز اجراء می گردد، سرعت بیشتر پردازنده معیار اصلی انتخاب قرار گیرد . در زمان انتخاب حافظه ، می بایست تعداد سوکت های DIMM و RIMM موجود بر روی مادربرد بهمراه حداکثر حافظه قابل نصب بر روی آن دقیقا" بررسی گردد.
صدا و گرافیک :اکثر مادربردهای موجود دارای کارت صدا بوده و بندرت می توان مادربردی را یافت که فاقد این قابلیت باشد. آخرین مدل مادر بردها دارای چیپ ست دیجیتالی صدای 6 کاناله بوده که برای بازی ها و فایل های MP3 مناسب تر می باشد. در صورتیکه قصد نصب یک کارت صدا بر روی مادر برد بمنظور افزایش کیفیت صدا وجود داشته باشد ، می توان با استفاده از Jumper و یا BIOS سیستم ، کارت صدای موجود بر روی مادربرد ( OnBoard ) را غیر فعال و از کارت صدای مورد نظر خود استفاده نمود .در صورتیکه بخواهیم از بازی های کامپیوتری استفاده نمائیم که دارای گرافیک سه بعدی می باشند ، می بایست کارت گرافیک موجود بر روی مادربرد را غیرفعال و یک کارت گرافیک متناسب با نوع نیاز را بر روی مادر برد نصب نمود.در این رابطه لازم است به این نکته دقت شود که مادربرد انتخابی دارای اسلات AGP باشد .امروزه اکثر کارت های گرافیکی موجود از اسلات AGP بمنظور ارتباط با کامپیوتر استفاده می نمایند.
نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی :
اکثر مادربردها، با استفاده از یک کنترلر IDE از درایوهای ATA/100 یا ATA/133 پشتیبانی می نمایند. بر اساس مطالعات انجام شده، تفاوت بین دو استاندارد فوق ، بسیار ناچیز بوده و این امر نمی تواند تاثیر چندانی در رابطه با انتخاب یک مادربرد را داشته باشد.انتخاب مادربردهایی که توانایی پشتیبانی از RAID را دارند بسیار حائز اهمیت است . با استفاده از کنترلر فوق ، می توان بر روی یک کامپیوتر از دو هارددیسک بطور همزمان استفاده نمود. بدین ترتیب ، اطلاعات بر روی دو هارددیسک ذخیره و در صورت خرابی یک هارد دیسک ،می توان از هارددیسک دیگر استفاده نمود. (تهیه یک کنترلر RAID بتنهائی مقرون بصرفه نبوده و لازم است درزمان انتخاب ، مادربردی برگزیده شود که از RAID حمایت می نماید).
ارتباطات ( اتصالات ) : اکثر مادربردها دارای پورت هایی نظیر : اترنت، USB2.0 و FireWire می باشند .برخی از مادربردهای جدید ، دارای امکاناتی بمنظور خواندن Flash Memory می باشند. اخیرا" مادر بردهایی به نام Legacy free مطرح شده اند که نیازی به پورت های جداگانه نداشته و تمامی پورت ها بطور مختصر در یک پورت تعبیه شده اند.
تشریح مشخصات
در اکثر موارد تهیه یک مادربردجدیدهمراه با خرید پردازنده و حافظه اصلی نیز می باشد. بدین دلیل لازم است بررسی لازم در خصوص تاثیر این قطعات بر کارآئی مادربرد نیز مورد بررسی و توجه قرار گیرد .فراموش نکنیم که همواره پردازنده های جدید و با سرعت بالا دارای قیمت بمراتب بالاتری نسبت به نمونه های قبل از خود بوده و در صورتیکه ضرورتی به استفاده از پردازنده های جدید ، سریع و در عین حال گران وجود ندارد ، می توان با توجه به نوع نیاز خود از پردازنده های دیگر( با سرعت کمتر نسبت به آخرین مدل های موجود ) که با مادربرد انتخابی نیز مطابقت می نمایند، استفاده نمود. یکی از اجزاء مهم هر مادربرد ، Chip set می باشد که اطلاعات متنوعی را در ارتباط با توانائی مادربرد مشخص می نماید . نوع پردازنده و حافظه ای که مادربرد می تواند حمایت نماید ، برخاسته از نوع Chip set یک مادربرد است . در برخی حالات نوع Chip set موجود بر روی یک مادربرد ، بیانگر نوع پورت های صدا، ویدئو و کارت شبکه نیز می باشد ( عناصر فوق بصورت onboard بر روی مادربرد تعبیه می شوند ) . در زمان انتخاب یک مادربرد لازم است به این نکته دقت شود که تفاوت بسیار بالائی بین مادربردها از لحاظ قیمت وجود نداشته و می توان با در نظر گرفتن تمامی جوانب مادربردی را انتخاب نمود که دارای امکانات جانبی نظیر کارت شبکه و کنترلر RAID باشد. ( تفاوت قیمت بین این نوع از مادربردها با مادربردهائی که فاقد امکانات فوق ، می باشند زیاد نمی باشد) .
پارامترهای زیر را می توان در زمان انتخاب یک مادربرد در نظر گرفت :
حمایت از پردازنده :
حداقل : قادر به حمایت از پردازنده های رایج نمی باشد .
پیشنهادی : قادر به حمایت از پردازنده های AMD و یا اینتل باشد .
حداکثر : قادر به حمایت از پردازنده های AMD و یا اینتل باشد.
توانائی مادربرد انتخابی در رابطه با حمایت از پردازنده های موجود ، یکی از تصمیمات مهم در زمینه انتخاب یک مادربرد است ( حمایت ازپردازنده های خانواده AMD و یا اینتل ) .
نوع حافظه :
حداقل : DDR 200/266
پیشنهادی : DDR266/333 یا PC800/1066 Rambus
حداکثر : DDR333/400 یاPC1066Rambus
نوع و سرعت حافظه ای که بهمراه یک مادربرد نصب می گردد ، تاثیر مستقیمی بر کارآئی و در عین حال قیمت یک کامپیوتر دارد. حافظه های Rambus ، قابل استفاده بر روی تعداد اندکی از مادربردها بوده و قیمت آنان بمراتب بیشتر از حافظه های SDRAM می باشد .
اتصالات جانبی :
حداقل : USB 1.1
پیشنهادی : USB 2.0 در صورت امکان FireWire
حداکثر : USB 2.0 و FireWire
در صورتیکه تصمیم به تهیه تجهیزات جانبی نظیر چاپگر، دوربین های دیجیتال و درایوهای خارجی CD-RW وجود داشته باشد ( درآینده ) ، پیشنهاد می گردد مادربردی تهیه گردد که دارای پورت های USB2.0 و Firewire باشد .
عناصر مجتمع و پیوسته :
حداقل : کارت صدا
پیشنهادی : کارت صدای دیجیتالی، کارت شبکه و در صورت امکان پشتیبانی ازویدئو
حداکثر : کارت صدای دیجیتالی و کارت شبکه اکثر مادربردها دارای امکانات از قبل تعبیه شده ای در رابطه با کارت صدا می باشند ( Onboard ) . در مادربردهای پیشرفته تر امکانات لازم در خصوص کارت های صدای 6 کاناله دیجیتال و کارت شبکه نیز پیش بینی شده است .برخی از مادربردها دارای تراشه های لازم بمنظور حمایت از گرافیک بوده که که باعث کاهش هزینه ها خصوصا" در رابطه با کاربرانی می گردد که نوع استفاده آنان از کامپیوتر ، ضرورت وجود کارت های گرافیک قدرتمند را کم رنگ می نماید .
نحوه ارتباط با دستگاههای ذخیره سازی :
حداقل : ATA /100
پیشنهادی : ATA/133 در صورت امکان RAID
حداکثر : ATA/133. RAID در صورت امکان Serial ATA
سرعت اینترفیس هارد دیسک و سایر دستگاههای IDE استفاده شده را مشخص می نماید.استاندارد جدید Serial ATA در مادربردهای جدید استفاده می شود(افزایش سرعت اینترفیس ).برخی از مادربردها امکان استفاده از RAID را فراهم می نمایند. در چنین مواردی می توان از دو هارددیسک در یک سیستم استفاده بعمل آورد. بدین ترتیب کارآئی سیستم افزایش و در مواردیکه یکی از هارددیسک ها با مشکل مواجه شود ، امکان استفاده از هارد دیسک دوم وجود خواهد داشت .
نکاتی دررابطه با تهیه مادربرد
بررسی Chip sets . تولید کنندگان متعددی اقدام به تولید Chip set می نمایند .شرکت هائی مانند Intel، Via، SIS، و NVida اکثر چیپ های موجود در بازار را تولید نموده و می توان تمامی آنان را به دو گروه عمده تقسیم نمود: چیپ هائی که از پردازنده های اینتل حمایت می نمایند و چیپ هائی که از پردازنده های AMD پشتیبانی می نمایند.Chip sets ، مشخص کننده نوع حافظه ، سرعت پردازنده و نوع تجهیزات جانبی نظیر صدا و ویدئو می باشد که مادربرد قادر به حمایت از آنان می باشد. عدم تهیه سریعترین پردازنده :تهیه سریعترین پردازنده موجود، مستلزم پرداخت هزینه بالائی خواهد بود . سرعت آخرین پردازنده با یک و یا دو مدل پائین تر، تفاوت محسوسی نخواهد داشت . تهیه سریعترین حافظه ای که ماربرد قادر به حمایت از آن می باشد . تفاوت مشهودی در ارتباط با کارآئی سیستم و در مواردیکه از حافظه های با سرعت پائین تر استفاده می شود ، وجود نخواهد داشت ولی در صورتیکه تصمیم به افزایش حافظه در آینده گرفته شود ، پیدا نمودن حافظه ای با همان ظرفیت بسیار راحت تر خواهد بود( با توجه به این واقعیت که ممکن است در زمان افزایش حافظه ، پیدا نمودن حافظه های قدیمی مشکلات خاص خود را دارا باشد ).
توجه به بروز برخی از مشکلات مرتبط با کارت های گرافیک همراه مادربرد . چیپ ست هائی که امکانات گرافیک را بهمراه مادربرد ارائه می نمایند ( Onboard ) ، بخشی از حافظه سیستم را جهت ذخیره اطلاعات گرافیکی ، استفاده نموده که همین موضوع می تواند کاهش کارآئی سیستم را بدنبال داشته باشد. پیشنهاد می گردد در صورت تهیه مادربردی با قابلیت فوق ، چیپ گرافیکی آنرا غیر فعال و از یک کارت گرافیکی ارزان قیمت استفاده گردد. درصورتیکه در آینده قصد استفاده از گرافیک بالا وجود داشته باشد ، می توان مادربردی را انتخاب که دارای ایننترفیس AGP باشد.تهیه مادربردی با مشخصات بیش از نیاز فعلی . در زمان انتخاب یک مادربرد سعی گردد ، مادربردی انتخاب گردد که امکان حمایت از RAID ، کارت شبکه ،پورت USB2 و FireWire را دارا باشد. استفاده از چنین مادربردهائی از لحاظ اقتصادی نیز مقرون بصرفه بوده و در صورت نیاز به استفاده از قابلیت های فوق ، می توان از پتانسیل های ماد شبکه رایانه ای از پیوند دو یا چند رایانه برای تبادل داده ها از طریق یک رسانای ارتباطی، پدید میآید. مشهورترین و بزرگ ترین شبکه رایانه ای جهان اینترنت است که در واقع شبکه ای از شبکه های رایانه ای است.
شبکه محدوده محلی (LAN) یک شبکه رایانه ای است که یک محدوده محلی، مثل یک دفتر کار یا خانه را پوشش می دهد. این اختلافی است که این شبکه با دیگر شبکه ها همچون شبکهٔ شخصی (PAN) یا، شبکه محدوده کلانشهری (MAN) یا، شبکه محدوده گسترده (WAN) دارد. LAN ها معمولا از WAN ها سریعترند.
قدیمی ترین LAN معروف یعنی آرک نت (ARCnet)، درسال 1977 توسط شرکت دیتاپوینت (Datapoint) با هدف بوجود آوردن ارتباطی میان چندین دستگاه رایانه Datapoint 2200 برای دسترسی به فضای ذخیره سازی مشترکی بین آنها بوجود آمد. مانند تمامی شبکه های محلی اولیه آرک نت ویژه فروشنده بود. تلاشهای IEEE برای همگون سازی محیطی با بوجود آمدن سری استانداردهای IEEE 802 نتیجه داد. هم اکنون دو نوع فناوری سیمی برای شبکه محلی وجود دارد: اترنت (Ethernet) و حلقه علامتی (Token ring). همچنین گونه بی سیم این شبکه نیز برای کاربران سیار وجود که درحال پیشرفت می باشد.
هنگامی که اترنت بکار می رود معمولا رایانه ها به یک هاب (hub) یا یک کلید شبکه ای (network switch) متصل می شوند. در این حالت یک سازوکار انتقال فیزیکی برقرار می گردد. پروتکل درخت پوشا (spanning tree) اغلب برای نگهداری یک جانمایی شبکه بدون حلقه (loop free) با یک LAN و بویژه نوع اترنت آن بکار می رود.
یک تعداد پروتکل های شبکه از جمله TCP/IP می توانند از سازوکار ابتدایی انتقال فیزیکی استفاده نمایند. در این حالت DHCP بهترین راه حل جهت تنظیم پویای نشانی آی پی (IP Address) می باشد تا اینکه آنها بصورت ثابت تنظیم گردند. اتصالات بهم پیوسته LAN ها می تواند یک WAN را تشکیل دهند. همچنین یک مسیریاب برای اتصال شبکه های محلی به یکدیگر به کار گرفته شود.
پشته های قراردادی (Protocol Stacks)
در شبکه های رایانه ای از قراردادهای ارتباطی (که بیشتر به پروتکل ارتباطی معروف اند) استفاده می شود تا ارتباط گیری بین دو یا چند کامپیوتر سامان یافته و قابل اجرا باشد. در هر شبکه مجموعه ای از پروتکل ها به کار گرفته می شود. به مجموعه پروتکل هائی که در یک شبکه به کار می رود پشتهٔ قرارداد می گویند. برخی از رایج ترین پروتکل ها عبارتند از ابراهیم جلالی:
* آرک نت (ARCNET)
* دک نت (DECnet)
* ایترنت (Ethernet)
* قرارداد اینترنتی (Internet Protocol یا IP)
* قرارداد کنترل انتقال (Transmission Control Protocol یا TCP)
* قرارداد داده نگار کاربر (User Datagram Protocol یا UDP)
* اپل تاک (AppleTalk)
* حلقه علامتی (Token Ring)
* آی.پی.اکس (IPX)
* میانای دادهٔ فیبری توزیع شده (Fiber Distributed Data Interface یا FDDI)
* هیپی (HIPPI)
* مایرینت (Myrinet)
* کیو.اس.نت (QsNet)
* حالت انتقال ناهمگام (Asynchronous Transfer Mode یا ATM)
TCP/IP چیست؟ و آشنایی با چهار لایه آن
کلید اجرای یک سرویس کوچک برنامه نویسی TCP/IP می باشد.
Internet Protocol / Transmission Control Protocol عنوانی است برای گروهی از پروتکل ها که در جهت برفراری ارتباط کامپیوتر ها استفاده می شود.
سرویس دهنده ماشینی است که اطلاعات را بر روی سرویس گیرنده ارسال می کند.
سرویس گیرنده یک کاربر عمومی اینترنت و یا اینترانت می باشد.(در مورد اینترانت و اکسترانت در پست بعدی به طور کامل توضیح خواهم داد) و کد ورود به شبکه با استفاده از یک نرم افزار صورت می گیرد.
چهار لایه TCP/IP :
1- لایه واسطه شبکه
2- لایه شبکه
3- لایه انتقال
4- لایه کاربرد
لایه اول : لایه واسطه شبکه
در این لایه استانداردهای سخت افزاری و نرم افزاری و پرتکل های شبکه تعریف شده.
این لایه درگیر با مسائل سخت افزاری مرتبط با شبکه بوده و می تواند عناصر همگن و ناهمگن را به هم پیوند بزند. در این لایه تمام پروتکل های LAN ,MAN قابل استفاده هستند.
لایه دوم : لایه شبکه
وظیفه اصلی این لایه هدایت از مبدا تا مقصد بسته های اطلاعاتی خاص به نام IP است.
(بعدا توضیح کامل داده خواهد شد)
به قیر از پروتکل IP پروتکل هایی دیگ نیز هستند که وطایف مهمی را بر عهده دارند.
مهمترین آنها : ARP , RARP , RIP , ICMP , BOOTP ,& more
دراین لایه مسیر یاب ها از شرایط توپولوژیکی و ترافیکی شبکه اطلاعات را کسب می کند تا مسیر یاب ها به روش آسان و پویا انجام دهند.
لایه سوم : لایه انتقال
در این لایه ماشین ها ی میزبان در شبکه با هم ارتباط برقرار می کنند و به عبارت دیگر یک سرویس اتصال گرا مطمئن است برای عملیاتی مانند ارسال صوت و تصویر که سرعت مهمتر از دقت است سرویس های سریع و نا مطمئن طراحی شده است. در این سرویس لایه از رسیدن داده ها به مقصد اطلاع می یابد.
لایه چهارم : لایه کاربرد
این لایه دارای سطع بالایی برای خلق برنامه های کاربردی ویژه و پیچیده ارائه می شود.
انتقال فایل یا FTP و شیبه سازی ترمینال و مدیریت پست و انتقال صفحات ابر متنی و ده ها پروتکل کاربردی دیگر از سطح این لایه است.
تامین امنیت سیستم های شبکه با کنترل دسترسی های TCP/IP با PortsLock 1.9
PortsLock نرم افزاری جالب و امنیتی از شرکت SmartLine می باشد که به مدیران سیستم ها امکان تعیین سیاست های امنیتی را بر حسب کاربران و گروههای کاربری می دهد . بر این اساس مدیران سیستم ها در محیط شبکه قادر به ایجاد محدودیت های ارتباطی بین سیستم ها سرور و ورک استیشن خواهند بود و پس از نصب نرم افزار می توانند اجازه ی اتصال به TCP/IP را تعیین کنند . شا کنترل اینکه تعیین کنید کاربر یا گروه کاربری امکان دسترسی به کدامین پروتوکل های TCP/IP مانند HTTP, FTP, SMTP, POP3, Telnet و … دارند را به طور کامل خواهید داشت . امکان تعیین پورت ها و آی پی های مجاز و غیر مجاز و زیر نظر داشتن فعالیت های شبکه از دیگر امکانات محاظفتی و امنیتیست که این نرم افزار مفید به مدیران می دهد .
در یک کلام , PortsLock با افزایش کنترل دسترسی های کاربران به ساخت یک محیط شبکه ی امن تر کمک می کند و از خطر های احتمالی درونی جلوگیری به عمل می آورد
به طور کل PortsLock چه کارهایی برای ما انجام می دهد ؟
مسدود کردن دسترسی تعداد مشخصی کاربر به پورت های TCP/UDP انتخاب شده .
مشخص کردن IP Address های مجاز و غیر مجاز برای کاربران مشخص .
کنترل اتصال های ورودی و خروجی خر سیستم به طور مجزا کنترل دسترسی به پروتوکل های مختلف .
نظرات فعالیت های TCP/IP از راه دور و به صورت زنده .
نصب نرم افزار از راه دور بر روی سیتستم ها .
و ….
مفاهیم پروتکل TCP/IP در شبکه
پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، یکی از مهمترین پروتکل های استفاده شده در شبکه های کامپیوتری است . اینترنت بعنوان بزرگترین شبکه موجود ، از پروتکل فوق بمنظور ارتباط دستگاه های متفاوت استفاده می نماید. پروتکل ، مجموعه قوانین لازم بمنظور قانونمند نمودن نحوه ارتباطات در شبکه های کامپیوتری است .در مجموعه مقالاتی که ارائه خواهد شد به بررسی این پروتکل خواهیم پرداخت . در این بخش مواردی همچون : فرآیند انتقال اطلاعات ، معرفی و تشریح لایه های پروتکل TCP/IP و نحوه استفاده از سوکت برای ایجاد تمایز در مقدمه
امروزه اکثر شبکه های کامپیوتری بزرگ و اغلب سیستم های عامل موجود از پروتکل TCP/IP ، استفاده و حمایت می نمایند. TCP/IP ، امکانات لازم بمنظور ارتباط سیستم های غیرمشابه را فراهم می آورد. از ویژگی های مهم پروتکل فوق ، می توان به مواردی همچون : قابلیت اجراء بر روی محیط های متفاوت ، ضریب اطمینان بالا ،قابلیت گسترش و توسعه آن ، اشاره کرد . از پروتکل فوق، بمنظور دستیابی به اینترنت و استفاده از سرویس های متنوع آن نظیر وب و یا پست الکترونیکی استفاده می گردد. تنوع پروتکل های موجود در پشته TCP/IP و ارتباط منطقی و سیستماتیک آنها با یکدیگر، امکان تحقق ارتباط در شبکه های کامپیوتری را با اهداف متفاوت ، فراهم می نماید. فرآیند برقراری یک ارتباط ، شامل فعالیت های متعددی نظیر : تبدیل نام کامپیوتر به آدرس IP معادل ، مشخص نمودن موقعیت کامپیوتر مقصد ، بسته بندی اطلاعات ، آدرس دهی و روتینگ داده ها بمنظور ارسال موفقیت آمیز به مقصد مورد نظر ، بوده که توسط مجموعه پروتکل های موجود در پشته TCP/IP انجام می گیرد. ارتباطات ، تشریح می گردد.
معرفی پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، پروتکلی استاندارد برای ارتباط کامپیوترهای موجود در یک شبکه مبتنی بر ویندوز 2000 است. از پروتکل فوق، بمنظور ارتباط در شبکه های بزرگ استفاده می گردد. برقراری ارتباط از طریق پروتکل های متعددی که در چهارلایه مجزا سازماندهی شده اند ، میسر می گردد. هر یک از پروتکل های موجود در پشته TCP/IP ، دارای وظیفه ای خاص در این زمینه ( برقراری ارتباط) می باشند . در زمان ایجاد یک ارتباط ، ممکن است در یک لحظه تعداد زیادی از برنامه ها ، با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند.
TCP/IP ، دارای قابلیت تفکیک و تمایز یک برنامه موجود بر روی یک کامپیوتر با سایر برنامه ها بوده و پس از دریافت داده ها از یک برنامه ، آنها را برای برنامه متناظر موجود بر روی کامپیوتر دیگر ارسال می نماید. نحوه ارسال داده توسط پروتکل TCP/IP از محلی به محل دیگر ، با فرآیند ارسال یک نامه از شهری به شهر، قابل مقایسه است .
برقراری ارتباط مبتنی بر TCP/IP ، با فعال شدن یک برنامه بر روی کامپیوتر مبدا آغاز می گردد . برنامه فوق ،داده های مورد نظر جهت ارسال را بگونه ای آماده و فرمت می نماید که برای کامپیوتر مقصد قابل خواندن و استفاده باشند. ( مشابه نوشتن نامه با زبانی که دریافت کننده ، قادر به مطالعه آن باشد) . در ادامه آدرس کامپیوتر مقصد ، به داده های مربوطه اضافه می گردد ( مشابه آدرس گیرنده که بر روی یک نامه مشخص می گردد) . پس از انجام عملیات فوق ، داده بهمراه اطلاعات اضافی ( درخواستی برای تائید دریافت در مقصد ) ، در طول شبکه بحرکت درآمده تا به مقصد مورد نظر برسد. عملیات فوق ، ارتباطی به محیط انتقال شبکه بمنظور انتقال اطلاعات نداشته ، و تحقق عملیات فوق با رویکردی مستقل نسبت به محیط انتقال ، انجام خواهد شد . لایه های پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، فرآیندهای لازم بمنظور برقراری ارتباط را سازماندهی و در این راستا از پروتکل های متعددی در پشته TCP/IP استفاده می گردد. بمنظور افزایش کارآئی در تحقق فرآیند های مورد نظر، پروتکل ها در لایه های متفاوتی، سازماندهی شده اند . اطلاعات مربوط به آدرس دهی در انتها قرار گرفته و بدین ترتیب کامپیوترهای موجود در شبکه قادر به بررسی آن با سرعت مطلوب خواهند بود. در این راستا، صرفا" کامپیوتری که بعنوان کامپیوتر مقصد معرفی شده است ، امکان باز نمودن بسته اطلاعاتی و انجام پردازش های لازم بر روی آن را دارا خواهد بود. TCP/IP ، از یک مدل ارتباطی چهار لایه بمنظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده می نماید: Application ,Transport ,Internet و Network Interface ، لایه های موجود در پروتکل TCP/IP می باشند.هر یک از پروتکل های وابسته به پشته TCP/Iلایه Application
لایه Application ، بالاترین لایه در پشته TCP/IP است .تمامی برنامه و ابزارهای کاربردی در این لایه ، با استفاده از لایه فوق، قادر به دستتیابی به شبکه خواهند بود. پروتکل های موجود در این لایه بمنظور فرمت دهی و مبادله اطلاعات کاربران استفاده می گردند . HTTP و FTP دو نمونه از پروتکل ها ی موجود در این لایه می باشند .
پروتکل HTTP)Hypertext Transfer Protocol) . از پروتکل فوق ، بمنظور ارسال فایل های صفحات وب مربوط به وب ، استفاده می گردد .
پروتکل FTP)File Transfer Protocol) . از پروتکل فوق برای ارسال و دریافت فایل، استفاده می گردد .
لایه Transport
لایه " حمل " ، قابلیت ایجاد نظم و ترتیب و تضمین ارتباط بین کامپیوترها و ارسال داده به لایه Application ( لایه بالای خود) و یا لایه اینترنت ( لایه پایین خود) را بر عهده دارد. لایه فوق ، همچنین مشخصه منحصربفردی از برنامه ای که داده را عرضه نموده است ، مشخص می نماید. این لایه دارای دو پروتکل اساسی است که نحوه توزیع داده را کنترل می نمایند.
TCP)Transmission Control Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول تضمین صحت توزیع اطلاعات است .
UDP)User Datagram Protocol) . پروتکل فوق ، امکان عرضه سریع اطلاعات بدون پذیرفتن مسئولیتی در رابطه با تضمین صحت توزیع اطلاعات را برعهده دارد . P ، با توجه به رسالت خود ، در یکی از لایه های فوق، قرار می گیرند.
لایه اینترنت
لایه "اینترنت"، مسئول آدرس دهی ، بسته بندی و روتینگ داده ها ، است. لایه فوق ، شامل چهار پروتکل اساسی است :
IP)Internet Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول آدرسی داده ها بمنظور ارسال به مقصد مورد نظر است .
ARP)Address Resoulation Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول مشخص نمودن آدرس MAC)Media Access Control) آداپتور شبکه بر روی کامپیوتر مقصد است.
ICMP)Internet Control Message Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول ارائه توابع عیب یابی و گزارش خطاء در صورت عدم توزیع صحیح اطلاعات است .
IGMP)Internet Group Managemant Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول مدیریت Multicasting در TCP/IP را برعهده دارد.
لایه Network Interface
لایه " اینترفیس شبکه " ، مسئول استقرار داده بر روی محیط انتقال شبکه و دریافت داده از محیط انتقال شبکه است . لایه فوق ، شامل دستگاه های فیزیکی نظیر کابل شبکه و آداپتورهای شبکه است . کارت شبکه ( آداپتور) دارای یک عدد دوازده رقمی مبنای شانزده ( نظیر : B5-50-04-22-D4-66 ) بوده که آدرس MAC ، نامیده می شود. لایه " اینترفیس شبکه " ، شامل پروتکل های مبتنی بر نرم افزار مشابه لایه های قبل ، نمی باشد. پروتکل های Ethernet و ATM)Asynchronous Transfer Mode) ، نمونه هائی از پروتکل های موجود در این لایه می باشند . پروتکل های فوق ، نحوه ارسال داده در شبکه را مشخص می نمایند.
مشخص نمودن برنامه ها
در شبکه های کامپیوتری ، برنامه ها ی متعددی در یک زمان با یکدیگر مرتبط می گردند. زمانیکه چندین برنامه بر روی یک کامپیوتر فعال می گردند ، TCP/IP ، می بایست از روشی بمنظور تمایز یک برنامه از برنامه دیگر، استفاده نماید. بدین منظور ، از یک سوکت ( Socket) بمنظور مشخص نمودن یک برنامه خاص ، استفاده می گردد.
آدرس IP
برقراری ارتباط در یک شبکه ، مستلزم مشخص شدن آدرس کامپیوترهای مبداء و مقصد است ( شرط اولیه بمنظور برقراری ارتباط بین دو نقطه ، مشخص بودن آدرس نقاط درگیر در ارتباط است ) . آدرس هر یک از دستگاه های درگیر در فرآیند ارتباط ، توسط یک عدد منحصربفرد که IP نامیده می شود ، مشخص می گردند. آدرس فوق به هریک از کامپیوترهای موجود در شبکه نسبت داده می شود . IP : 10. 10.1.1 ، نمونه ای در این زمینه است .
پورت TCP/UDP
پورت مشخصه ای برای یک برنامه و در یک کامپیوتر خاص است .پورت با یکی از پروتکل های لایه "حمل" ( TCP و یا UDP ) مرتبط و پورت TCP و یا پورت UDP ، نامیده می شود. پورت می تواند عددی بین صفر تا 65535 را شامل شود. پورت ها برای برنامه های TCP/IP سمت سرویس دهنده ، بعنوان پورت های "شناخته شده " نامیده شده و به اعداد کمتر از 1024 ختم و رزو می شوند تا هیچگونه تعارض و برخوردی با سایر برنامه ها بوجود نیاید. مثلا" برنامه سرویس دهنده FTP از پورت TCP بیست و یا بیست سوکت (Socket)
سوکت ، ترکیبی از یک آدرس IP و پورت TCP ویا پورت UDP است . یک برنامه ، سوکتی را با مشخص نمودن آدرس IP مربوط به کامپیوتر و نوع سرویس ( TCP برای تضمین توزیع اطلاعات و یا UDP) و پورتی که نشاندهنده برنامه است، مشخص می نماید. آدرس IP موجود در سوکت ، امکان آدرس دهی کامپیوتر مقصد را فراهم و پورت مربوطه ، برنامه ای را که داده ها برای آن ارسال می گردد را مشخص می نماید.
در بخش دوم این مقاله به تشریح هر یک از پروتکل های موجود در پشته TCP/IP، خواهیم پرداخت . ویک استفاده می نماید. TCP/IP ،شامل شش پروتکل اساسی( TCP,UDP,IP,ICMP,IGMP ،ARP ) و مجموعه ای از برنامه های کاربردی است. پروتکل های فوق، مجموعه ای از استادنداردها ی لازم بمنظور ارتباط بین کامپیوترها و دستگاهها را در شبکه ، فراهم می نماید. تمامی برنامه ها و سایر پروتکل ها ی موجود در پروتکل TCP/IP ، به پروتکل های شش گانه فوق مرتبط و از خدمات ارائه شده توسط آنان استفاده می نمایند . در ادامه به تشریح عملکرد و جایگاه هر یک از پروتکل های اشاره شده ، خواهیم پرداخت .
پروتکل TCP : لایه Transport
TCP) Transmission Control Protocol) ، یکی از پروتکل های استاندارد TCP/IP است که امکان توزیع و عرضه اطلاعات ( سرویس ها) بین صرفا" دو کامپیوتر ، با ضریب اعتماد بالا را فراهم می نماید. چنین ارتباطی ( صرفا" بین دو نقطه ) ، Unicast نامیده می شود . در ارتباطات با رویکرد اتصال گرا ، می بایست قبل از ارسال داده ، ارتباط بین دو کامپیوتر برقرار گردد . پس از برقراری ارتباط ، امکان ارسال اطلاعات برای صرفا" اتصال ایجاد شده ، فراهم می گردد . ارتباطات از این نوع ، بسیار مطمئن می باشند ، علت این امر به تضمین توزیع اطلاعات برای مقصد مورد نظر برمی گردد . بر روی کامپیوتر مبداء ، TCP داده هائی که می بایست ارسال گردند را در بسته های اطلاعاتی (Packet) سازماندهی می نماید. در کامپیوتر مقصد ، TCP ، بسته های اطلاعاتی را تشخیص و داده های اولیه را مجددا" ایجاد خواهد کرد
ارسال اطلاعات با استفاده از TCP
TCP ، بمنظور افزایش کارائی ، بسته های اطلاعاتی را بصورت گروهی ارسال می نماید . TCP ، یک عدد سریال ( موقعیت یک بسته اطلاعاتی نسبت به تمام بسته اطلاعاتی ارسالی ) را به هریک از بسته ها نسبت داده و از Acknowledgment بمنظور اطمینان از دریافت گروهی از بسته های اطلاعاتی ارسال شده ، استفاده می نماید. در صورتیکه کامپیوتر مقصد ، در مدت زمان مشخصی نسبت به اعلام وصول بسته های اطلاعاتی ، اقدام ننماید ، کامپیوتر مبداء ، مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات می نماید. علاوه برافزودن یک دنباله عددی و Acknowledgment به یک بسته اطلاعاتی ، TCP اطلاعات مربوط به پورت مرتبط با برنامه ها ی مبداء و مقصد را نیز به بسته اطلاعاتی اضافه می نماید. کامپیوتر مبداء ، از پورت کامپیوتر مقصد بمنظور هدایت صحیح بسته های اطلاعاتی به برنامه مناسب بر روی کامپیوتر مقصد ، استفاده می نماید. کامپیوتر مقصد از پورت کامپیوتر مبداء بمنظور برگرداندن اطلاعات به برنامه ارسال کننده در کامپیوتر مبداء ، استفاده خواهد کرد . هر یک از کامپیوترهائی که تمایل به استفاده از پروتکل TCP بمنظور ارسال اطلاعات دارند ، می بایست قبل از مبادله اطلاعات ، یک اتصال بین خود ایجاد نمایند . اتصال فوق ، از نوع مجازی بوده و Session نامیده می شود .دو کامپیوتر درگیر در ارتباط ، با استفاده از TCP و بکمک فرآیندی با نام : Three-Way handshake ، با یکدیگر مرتبط و هر یک پایبند به رعایت اصول مشخص شده در الگوریتم مربوطه خواهند بود . فرآیند فوق ، در سه مرحله صورت می پذیرد :
مرحله اول : کامپیوتر مبداء ، اتصال مربوطه را از طریق ارسال اطلاعات مربوط به Session ، مقداردهی اولیه می نماید ( عدد مربوط به موقعیت یک بسته اطلاعاتی بین تمام بسته های اطلاعاتی و اندازه مربوط به بسته اطلاعاتی )
مرحله دوم : کامپیوتر مقصد ، به اطلاعات Session ارسال شده ، پاسخ مناسب را خواهد داد .
کامپیوتر مبداء ، از شرح واقعه بکمک Acknowledgment ارسال شده توسط کامپیوتر مقصد ، آگاهی پیدا خواهد کردپروتکل UDP : لایه Transport
UDP) User Datagram Protocol ) ، پروتکلی در سطح لایه "حمل" بوده که برنامه مقصد در شبکه را مشخص نموده و از نوع بدون اتصال است . پروتکل فوق، امکان توزیع اطلاعات با سرعت مناسب را ارائه ولی در رابطه با تضمین صحت ارسال اطلاعات ، سطح مطلوبی از اطمینان را بوجود نمی آورد . UDP در رابطه با داده های دریافتی توسط مقصد ، به Acknowledgment نیازی نداشته و در صورت بروز اشکال و یا خرابی در داده های ارسال شده ، تلاش مضاعفی بمنظور ارسال مجدد داده ها ، انجام نخواهد شد . این بدان معنی است که داده هائی کمتر ارسال می گردد ولی هیچیک از داده های دریافتی و صحت تسلسل بسته های اطلاعاتی ، تضمین نمی گردد .از پروتکل فوق ، بمنظور انتقال اطلاعات به چندین کامپیوتر با استفاده از Broadcast و یا Multicast ، استفاده بعمل می آید . پروتکل UDP ، در مواردیکه حجم اندکی از اطلاعات ارسال و یا اطلاعات دارای اهمیت بالائی نمی بانشد ، نیز استفاده می گردد. استفاده از پروتکل UDP در مواردی همچون Multicasting Streaming media ، (نظیر یک ویدئو کنفرانس زنده) و یا انتشار لیستی از اسامی کامپیوترها که بمنظور ارتباطات محلی استفاده می گردند ، متداول است . بمنظور استفاده از UDP ، برنامه مبداء می بایست پورت UDP خود را مشخص نماید دقیقا" مشابه عملیاتی که می بایست کامپیوتر مقصد انجام دهد . لازم به یادآوری است که پورت های UDP از پورت های TCP مجزا و متمایز می باشند (حتی اگر دارای شماره پورت یکسان باشند ).
پروتکل IP : لایه Internet
IP) Internet Protocol ) ، امکان مشخص نمودن محل کامپیوتر مقصد در یک شبکه ارتباطی را فراهم می نماید. IP ، یک پروتکل بدون اتصال و غیرمطمئن بوده که اولین مسئولیت آن آدرس دهی بسته های اطلاعاتی و روتینگ بین کامپیوترهای موجود در شبکه است . با اینکه IP همواره سعی در توزیع یک بسته اطلاعاتی می نماید ، ممکن است یک بسته اطلاعاتی در زمان ارسال گرفتار مسائل متعددی نظیر : گم شدن ، خرابی ، عدم توزیع با اولویت مناسب ، تکرار در ارسال و یا تاخیر، گردند.در چنین مواردی ، پروتکل IP تلاشی بمنظور حل مشکلات فوق را انجام نخواهد داد ( ارسال مجدد اطلاعات درخواستی ) .آگاهی از وصول بسته اطلاعاتی در مقصد و بازیافت بسته های اطلاعاتی گم شده ، مسئولیتی است که بر عهده یک لایه بالاتر نظیر TCP و یا برنامه ارسال کننده اطلاعات ، واگذار می گردد . عملیات انجام شده توسط IP
می توان IP را بعنوان مکانی در نظر گرفت که عملیات مرتب سازی و توزیع بسته های اطلاعاتی در آن محل ، صورت می پذیرد .بسته ها ی اطلاعاتی توسط یکی از پروتکل های لایه حمل ( TCP و یا UDP) و یا از طریق لایه " ایترفیس شبکه " ، برای IP ارسال می گردند . اولین وظیفه IP ، روتینگ بسته های اطلاعاتی بمنظور ارسال به مقصد نهائی است . هر بسته اطلاعاتی ، شامل آدرس IP مبداء ( فرستنده ) و آدرس IP مقصد ( گیرنده ) می باشد. در صورتیکه IP ، آدرس مقصدی را مشخص نماید که در همان سگمنت موجود باشد ، بسته اطلاعاتی مستقیما" برای کامپیوتر مورد نظر ارسال می گردد . در صورتیکه آدرس مقصد در همان سگمنت نباشد ، IP ، می بایست از یک روتر استفاده و اطلاعات را برای آن ارسال نماید.یکی دیگر از وظایف IP ، ایجاد اطمینان از عدم وجود یک بسته اطلاعاتی ( بلاتکلیف ! ) در شبکه است . بدین منظور محدودیت زمانی خاصی در رابطه با مدت زمان حرکت بسته اطلاعاتی در طول شبکه ، در نظر گرفته می شود .عملیات فوق، توسط نسبت دادن یک مقدار TTL)Time To Live) به هر یک از بسته های اطلاعاتی صورت می پذیرد. TTL ، حداکثر مدت زمانی را که بسته اطلاعاتی قادر به حرکت در طول شبکه است را مشخص می نماید( قبل از اینکه بسته اطلاعاتی کنار گذاشته شود) .
پروتکل ICMP : لایه Internet
ICMP) Internet Control Message Protocol) ، امکانات لازم در خصوص اشکال زدائی و گزارش خطاء در رابطه با بسته های اطلاعاتی غیرقابل توزیع را فراهم می نماید. با استفاده از ICMP ، کامپیوترها و روترها که از IP بمنظور ارتباطات استفاده می نمایند ، قادر به گزارش خطاء و مبادله اطلاعاتی محدود در رابطه وضعیت بوجود آمده می باشند. مثلا" در صورتیکه IP ، قادر به توزیع یک بسته اطلاعاتی به مقصد مورد نظر نباشد ، ICMP یک پیام مبتنی بر غیرقابل دسترس بودن را برای کامپیوتر مبداء ارسال می دارد . با اینکه پروتکل IP بمنظور انتقال داده بین روترهای متعدد استفاده می گردد ، ولی ICMP به نمایندگی از TCP/IP ، مسئول ارائه گزارش خطاء و یا پیام های کنترلی است . تلاش ICMP ، در این جهت نیست که پروتکل IP را بعنوان یک پروتکل مطمئن مطرح نماید ، چون پیام های ICMP دارای هیچگونه محتویاتی مبنی بر اعلام وصول پیام (Acknowledgment ) بسته اطلاعاتی نمی باشند . ICMP ، صرفا" سعی در گزارش خطاء و ارائه فیدبک های لازم در رابطه با تحقق یک وضعیت خاص را می نماید .
پروتکل IGMP : لایه Internet
IGMP) Internet Group Managment Protocol) ، پروتکلی است که مدیریت لیست اعضاء برای IP Multicasting ، در یک شبکه TCP/IP را بر عهده دارد . IP Multicasting، فرآیندی است که بر اساس آن یک پیام برای گروهی انتخاب شده از گیرندگان که گروه multicat نامیده می شوند ؛ ارسال می گردد . IGMP لیست اعضاء را نگهداری می نماید .
پروتکل ARP : لایه Internet
ARP) Address Resolution Protocol) ، پروتکلی است که مسئولیت مسئله " نام به آدرس" را در رابطه با بسته های اطلاعاتی خروجی (Outgoing) ، برعهده دارد . ماحصل فرآیند فوق ، Mapping آدرس IP به آدرسMAC )Media Access Control) ، مربوطه است . کارت شبکه از آدرس MAC ، بمنظور تشخیص تعلق یک بسته اطلاعاتی به کامپیوتر مربوطه ، استفاده می نمایند . بدون آدرس های MAC ، کارت های شبکه ، دانش لازم در خصوص ارسال بسته های اطلاعاتی به لایه بالاتر بمنظور پردازش های مربوطه را دارا نخواهند بود . همزمان با رسیدن بسته های اطلاعاتی به لایه IP بمنظور ارسال در شبکه ، آدرس های MAC مبداء و مقصد به آن اضافه می گردد .
ARP ، از جدولی خاص بمنظور ذخیره سازی آدرس های IP و MAC مربوطه ، استفاده می نماید. محلی از حافظه که جدول فوق در آنجا ذخیره می گردد ، ARP Cache نامیده می شود. ARP Cache هر کامپیوتر شامل mapping لازم برای کامپیوترها و روترهائی است که صرفا" بر روی یک سگمنت مشابه قرار دارند
کشف نقطه ضعف جدیدی در پروتکل TCP
نقطه ضعف جدیدی در پروتکل (TCP (Transmission Control Protocol کشف شده که بسیار جالب است.
به گزارش بخش خبر سایت اخبار فن آوری اطلاعات ایران، از گروه امنیتی آشیانه، قبل از توضیح این آسیب پذیری که منجر به یک حمله ( Denial of Service) DOS یا عدم سرویس می گردد اندکی درباره پروتکل Tcp توضیح می دهیم:
جهت برقراری یک ارتباط TCPاحتیاج به انجام یک فرآیند به نام Handshaking می باشد که طی آن دستگاهی که قصد برقراری ارتباط با یک کامپیوتر هدف را دارد بسته Tcp با تنظیم بیت SYN=1 به سمت کامپیوتر مقصد می فرستد و در جواب ؛ کامپیوتر مقصد یک بسته با بیتهای SYN=1 و ACK=1 خواهد فرستاد و در نهایت ارتباط برقرار می گردد. همچنین گزینه ای بنام Sequence Number نیز در این ارتباط تعریف می گردد تا توالی بسته ها در مقصد مشخص باشد. رنج Sequence Number به گزینه دیگری بنام Window که در حقیقب مقدار فضای بافر اختصاص داده شده به ارتباط Tcp را مشخص می نماید ؛ بستگی دارد و در واقع تفاضل دو Sequence Number پی در پی در یک کامپیوتر از مقدار فضای Windowای که در طرف دیگر تعیین شده نمی تواند بیشتر باشد. در پایان نیز جهت خاتمه ارتباط ؛ یک بسته با تنظیم بیت RST=1 به کامپیوتر مقابل فرستاده می شود و ارتباط قطع می گردد.
در این نقطه ضعف ؛ هکر با استفاده از یک بسته TCP/IP که آدرس IP و شماره پورت آن جعلی و برابر با شماره IP و پورت کامپیوتر هدف می باشد و نیز بیت RST آن برابر 1 تنظیم شده است ؛ این بسته را به سمت کامپیوتر یا روتری که کامپیوتر قربانی با آن در ارتباط است می فرستد که باعث گمراه شدن آن و قطع ارتباط کامپیوتر قربانی با آن می شود. نکته ماجرا در تعیین Sequence Number صحیح جهت گمراه کردن کامپیوتر یا دستگاه مقصد می باشد. در گذشته چنین کاری تقریباً غیر ممکن می نمود اما شواهد حاکی از چیز دیگریست . مسئله اینجاست که هنگام فرستادن یک بسته Tcp با بیت RST=1 ؛ مقدار Sequence Number می تواند هر عددی در محدوده رنج گزینه Window باشد و به همین دلیل حدس زدن آن برای هکر بسیار راحتتر می باشد که در نهایت هکر را قادر به بستن ارتباط کامپیوتر هدف( که می تواند یک سرور باشد) با دستگاهی که سرور با آن یک ارتباط برقرار کرده است (مثل روتر ) ؛ می نماید.
منابع:
http://pershianblog.com
http://rayan.net
http://www.iritn.com
2