مفاهیم پایه فن آوري اطلاعات

1. مفاهیم پایه فنآوري اطلاعات ارائه دهنده دکتر سيد امين حسينيسنو hosseini@ferdowsi.um.ac.irE.mail: Home Page: hosseini.staffcms.um.ac.ir

2. رئوسمطالب آشنایی با کامپیوتر شامل: Central Processing unit (CPU) Input / Output Storage Operating System آشنایی با زبانهای برنامه نویسی آشنایی با شبکه های کامپیوتری و اینترنت آشنایی با زبانهای نشانگذاری آشنایی با بانکهای اطلاعاتی آشنایی با وب و وب معنایی آشنایی با LMS و سیستم آموزش مجازی و تولید محتوا آشنایی با سیستم برگزاری کلاس online آشنایی با سیستم های مدیریت محتوا آشنایی با نرم افزارهای کد منبع باز آشنایی با RSS (Really Simple Syndication) تشکیل پیوند های بسیار ساده

3. تکالیف تکليف 1: ايجاد سايت وب شخصي با حداقل 5 صفحه تكليف 2: ايجاد يك بلاگ در مورد زمينه تخصصي تكليف 3: بررسي يك سيستم كد منبع باز OPAC(Online Public Access Catalog) تكليف 4:ایجاد یک درس نمونه برای آموزش مجازی تكليف 5: برگزاری یک سمینار مجازی از طریق webinar

4. کامپيوتر • بشر از زمانهای دور چيزها را شمرده، اندازه گرفته، ثبت نموده و به منظور شمارش صحيح تر، اندازه گيری دقيقتر، ثبت دائمی تر و انتقال سريعتر از ابزارهايی مانند خط کش ، ترازو ، متر و غيره استفاده کرده است. • کامپيوتر آخرين محصول در مسير طولانی تکوين ماشينهای ثبت و محاسبه (پردازش)می باشد. • هر آنچه ما از کاربرد کامپيوتر شاهديم از اين قابليت ناشی می شود که کامپيوتر ها می توانند اطلاعات را محاسبه(پردازش) کرده و نتيجه را ذخيره کنند( با سرعت و دقت بسيار بالا).

5. کامپيوتر • در دهه 1960 يک کامپيوتر فضائئ به وسعت يک اتاق بزرگ را اشغال می نمود و به علت توليد گرمای زياد احتياج به محيطی مجهز به تهويه مطبوع داشت وتوان مصرفی آن بسيار بالا بود. • آنچه قبلا در يک اتاق بزرگ بسختی جا میگرفت اکنون در جيب جا می گيرد در حالی که توان پردازش آن بالاتر ، توان مصرفی کمتر ، قابليت ذخيره بيشتر و در عين حال نحوه استفاده از آن بسيار راحتتر.

6. جنبه های کامپيوتر • نرم افزار : مجموعه دستورالعمل که برای حل يک مسئله کنار هم قرار مي گيرند.(نحوه رفتار کامپيوتر را مشخص می کنند) • نرم افزار سيستمی : • نرم افزار کاربردی :

7. جنبه های کامپيوتر • سخت افزار : مجموعه قطعات الکترونِيکی ، دستگاههای مکانيکیو سيم بندی مربوطه که با طرح وهدف معين کنار هم قرار می گيرند. • سخت افزار : هر آنچه در يک مجموعه کامپيوتر قابل لمس می باشد.

8. تعريف کامپيوتر • کامپيوتر : مجموعه قطعات الکترونِيکی ، دستگاههای مکانيکیو سيم بندی مربوطه که با طرح وهدف معين کنار هم قرار می گيرند و قابليت پردازش اطلاعات را دارند. • کامپيوتر : دستگاه الکترونيکی که داده ها و دستورالعمل ها را گرفته و دستورات را روی داده ها اجرا(پردازش) می کند.

9. سازمان کامپيوتر • به مجموعه دستگاههايی که قادرند اطلاعات را از دنيای خارج گرفته ، ذخيره و پردازش کرده و نهايتا نتايج را به دنيای خارج منتقل می کنند سازمان کامپِيوتر گفته می شود.

10. واحد های کامپيوتر • واحد ورودی (Input Unit) • واحد سيستم (System Unit) • واحد خروجی (Output Unit)

11. واحد های کامپيوتر

12. واحد سيستم • واحد حافظه (Memory Unit) • واحد کنترل (Control Unit) • واحد محاسبه و منطق(Arithematic & Logic Unit)

13. پردازشگر مرکزی

14. بلوک دیاگرام سیستم

15. The Little Man Computer

16. انواع حافظه • حافظه اصلی - حافظه نهان (Cache) - ثبات ها (Registers) - حافظه اصلی (Main Memory) • حافظه جانبی

17. RAMدر مقابلSAM RAM (Random Access Memory) روش دستیابی به این نوع از حافظه ها  تصادفی است . چون می توان به هر سلول حافظه مستقیما" دستیابی پیدا كرد SAM (Serial Access Memory) حافظه هایSAM  اطلاعات را در مجموعه ای از سلول های حافظه ذخیره و صرفا" امكان دستیابی به آنها بصورت ترتیبی وجود خواهد داشتنظیر نوار كاست

18. سلول حافظه • یك سلول حافظه را با بكارگیری یك خازن و یك ترانزیستور می توان   را ایجاد كرد. • هرسلول قادر به نگهداری یك بیت داده خواهد بود. • خازن اطلاعات مربوط به بیت را كه یك  یا صفر است ، در خود نگهداری می کند. • عملكرد ترانزیستور مشابه یك سوییچ بوده كه امكان كنترل مدارات موجود  بر روی تراشه حافظه را به منظور خواندن مقدار ذخیره شده در خازن  یا تغییر وضعیت مربوط به آن ، فراهم می نماید. خازن مشابه یك ظرف) سطل)  بوده كه قادر به نگهداری الكترون ها است.

19. یک سلول حافظه

20. انواع حافظه اصلی RAM( Random Access Memory) ROM( Read Only Memory) PROM( Programmable ROM) EPROM( Erasable PROM)

21. RAM • 1- رم استاتيكي (SRAM) : در اين نوع حافظه ذخيره هر بيت داده درون يك فليپ فلاپ انجام مي شود كه در نهايت درون آي سي حافظه با چهار ترانزيستور ساخته مي شود. اين نوع رمها بصورت ذاتي داراي سرعت بالاتري هستند.2- رم ديناميكي (DRAM) : ذخيره بيت بصورت شارژ يك خازن انجام مي شود كه يك ترانزيستور مسير آنرا قطع/وصل مي كند. براي شارژ خازن حفظ شود نيازمنديم كه اين نوع حافظه را refresh كنيم. اين نوع حافظه در مقايسه با SRAM داراي سرعت دستيابي كمتر ( زمان دستيابي بيشتر ) ولي ارزانتر از آنها هستند.

22. ROM Non-volatile memory to hold software that is not expected to change over the life of the system Magnetic core memory EEPROM Electrically Erasable Programmable ROM Slower and less flexible than Flash ROM Flash ROM Faster than disks but more expensive Uses BIOS: initial boot instructions and diagnostics Digital cameras

23. ظرفیت حافظه دو فاکتور برای محاسبه ظرفیت -1 تعداد بیت های MAR LMC = 100 (00 to 99) 2K where K = width of the register in bits -2 قسمت آدرس دستورالعمل 4 bits allows 16 locations 8 bits allows 256 locations 32 bits allows 4,294,967,296 or 4 GB اهمیت حافظه در کارایی Insufficient memory can cause a processor to work at 50% below performance

24. حافظه اصلی

25. حافظه اصلی

26. Cache

27. انواع حافظه نهان • Level 1 of Cache: داخل پردازنده هست، هم سرعت پردازنده، اندازه محدود • Level 2 of Cache: اکنون به داخل پردازنده رفته ، سرعتش کمتر و حجمش بیشتر هست • Level 2 of Cache: در پرازنده های جدید برای کد برنامه هست.

29. خواندن اطلاعات

30. Fetch-Execute Cycle Two-cycle process because both instructions and data are in memory Fetch Decode or find instruction, load from memory into register and signal ALU Execute Performs operation that instruction requires Move/transform data

31. رابطه بینMARوMDR Data Address

32. مثالMAR-MDR msb(memory storage buffer) lsb(latest significant byte)

33. تصویری از حافظه

34. Load Fetch/Execute Cycle

35. Store Fetch/Execute Cycle

36. ADD Fetch/Execute Cycle

37. InstructionElements OPCODE: task Source OPERAND(s) Result OPERAND Location of data (register, memory) Explicit: included in instruction Implicit: default assumed Source OPERAND Result OPERAND OPCODE Addresses

38. Instruction Types Data Transfer (load, store) Most common, greatest flexibility Involve memory and registers What’s a word? 16? 32? 64 bits? Arithmetic Operators + - / * ^ Integers and floating point Logical or Boolean Relational operators: > < = Boolean operators AND, OR, XOR, NOR, and NOT Single operand manipulation instructions Negating, decrementing, incrementing

39. More Instruction Types Bit manipulation instructions Flags to test for conditions Shift and rotate Program control Stack instructions Multiple data instructions I/O and machine control مبانی کامپیوتر-دكتر كاهاني

40. Register Shifts and Rotates

41. Stack Instructions Stack instructions LIFO method for organizing information Items removed in the reverse order from that in which they are added Push Pop

42. Fixed Location Subroutine Return Address Storage:

43. گذرگاه ها • Data Bus گذرگاه داده یک گذرگاه دو طرفه محسوب می شود. این گذرگاه مسیر رفت و آمد اطلاعات است • Address Bus کذرگاه آدرس مجموهه خطوطی است که پردازنده از طریق آن آدرس، محل قرار گیری داده ها را در حافظه مشخص می کند تا داده مورد نظر از آنجا خوانده شود و از طریق گذرگاه داده منتقل شود • Control Bus کذرگاه کنترل گدرگاهی است که وظیفه هماهنگ کردن پردازنده با دیگر مدارهای سخت افزاری در سیستم را بر عهده دارد

44. گذرگاهها

45. گذرگاه ها

46. Point-to-point vs. Multipoint Plug-in device Broadcast bus Example: Ethernet Shared among multiple devices

47. بورد اصلی کامپيوتر

48. بورد اصلی کامپيوتر مدار چاپی که CPU و اجزاء مربوطه را دارد

49. ارتباطات در PC AGP(Accelerated Graphics Port) PCI(Peripheral Component Interconnect) ISA(Industry Standard Architecture)

50. واحد ورودی • به مجموعه دستگاههايی که اطلاعات را از دنيای خارج گرفته و به داخل حافظه منتقل می کند.