پاورپوینت کامل و جامع با عنوان نگاه کلی به سخت افزار در 34 اسلاید

سخت‌افزار رایانه (به انگلیسی: Computer Hardware) اجزاء فیزیکی قابل لمس رایانه که از اجزاء الکترونیکی یا الکترومکانیکی تشکیل شده باشد.

سخت‌افزار رایانه در واقع همان قسمت‌ها یا اجزای فیزیکیِ رایانه مانند نمایشگر، موشواره، صفحه‌کلید، دیسک سخت، واحد سیستم (کارت‌های گرافیک، کارت‌های صدا، حافظه اصلی، مادِربورد و تراشه‌های دیگر) و… هستند که قابل لمس‌اند.

در مقابل، نرم‌افزار دسته ای از مجموعه دستورالعمل‌های قابل فهم برای ماشین است که به پردازنده مرکزی امر می‌کند تا اعمال خاصی را انجام دهد. ترکیب نرم‌افزار و سخت‌افزار یک سیستم رایانه قابل استفاده را به‌وجود می‌آورند.

الگوی ساخت تمام رایانه‌های امروزی معماری فون نویمان است. این معماری برای اولین بار در گزارشی به قلم ریاضی‌دان مجارستانی، جان فون نویمان در سال ۱۹۴۵ توضیح داده شد. معماری فون نویمان روش طراحی یک رایانه دیجیتال را با تقسیم آن به واحد پردازنده مرکزی، حافظهٔ اصلی، حافظه‌های ذخیره‌سازی انبوه و ساز و کارهای ورودی/خروجی شرح می‌دهد. در این تقسیم‌بندی واحد پردازنده مرکزی شامل واحد محاسبه و منطق، ثبات‌ها و یک واحد کنترل (شامل ثبات شمارنده برنامه، ثبات دستورالعمل و …) است. حافظهٔ اصلی نیز برای ذخیره‌سازی دادهها و دستورالعامل‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مفهوم عبارت معماری فون نویمان به‌تدریج گسترش پیدا کرد و به‌معنای رایانه‌های تک‌حافظه‌ای درآمد که در آن‌ها امکان واکشی یک دستورالعمل و یک داده به‌صورت هم‌زمان وجود ندارد زیرا هر دو از یک گذرگاه مشترک استفاده می‌کنند. این مسئله که به گلوگاه معماری فون نویمان نیز معروف است، باعث کاهش کارایی اینگونه سیستم‌ها می‌شود.

فهرست مطالب:

چهار عنصر اصلی سخت افزار

واحد پردازش مرکزی

ثباتهای پردازنده

حافظه

ثبات قابل رؤیت برای کاربرد

ثبات های آدرس

ثبات های کنترل وضعیت

چرخه دستورالعمل

وقفه

رایجترین وقفه ها

اعمال ریز پردازنده

پردازش یک وقفه

وقفه های چند گانه

چند برنامگی

سلسه مراتب حافظه

حافظه پنهان

نقش حافظه نهان

اصول حافظه پنهان

طراحی حافظه پنهان

روشهای انتقال ورودی/خروجي

ورودی/خروجی برنامه سازی شده

گروههای دستورالعمل های ورودی/خروجی

ورودی خروجی مبتنی بر مولفه

دسترسی مستقیم به حافظه