گذر از الكترونیك به فتونیك

الیاف نوری عرض باند وسیعی دارند و قادرند با فناوریهای موجود حدود چند میلیون مكالمه تلفنی را روی یك زوج تار نوری حمل كنند؛ از این رو، ابر بزرگراه های واقعی حال و آینده اند. با این حال، این این كافی نیست؛ زیرا تقاطع و چهار راه ها را می‌توان به Add/Drop Convertor و یا Cross-Connect های مسیرهای الیاف نوری تشبیه كرد كه - به عنوان انشعابات نوری - برای مسیر انتقال ضروری‌اند. «میدان‌»ها را نیز می‌توان به مراكز Switching تشبیه كرد. البته فرایند تولید مراكز نوری پرظرفیت دوران ابتدایی خود را می‌گذراند؛ اما Cross- Connect های نوری چند ماهی‌ است كه روانه بازار شده‌اند. این مقاله شرحی است بر OXC یا  Optical Cross-Connect .

ادامه نوشته

مروری بر فلش ديسک

يكى از ويژگیهاى درخور توجه رایانه کارایی ذخيره و بازيابى اطلاعات بر روى رسانه هاى ذخيره سازى متفاوت است. هاردديسك و فلاپى ديسك و ديسكهاى فشرده نمونه هايى متداول در اين زمينه اند.

ادامه نوشته

ميكرو كنترولر

ميكرو كامپيوتر مشهور تر است ولي ميكرو كنترولر متداولتر است. شركت ديتا كوئيست كه يك مركز پژوهش در مورد بازار نيمه رساناها در سن حوزه كاليفرنياست گزارش داده كه فروش ميكرو كنترولر 10 برابر ميكرو پروسسور است. ولي از اين آيسي كمتر مي شنويم.

ميكرو كنترولر يك كامپيوتر كامل بر روي تراشه است،يعني يك ميكرو پروسسور با حافظه و ورودي /خروجي I/O بر روي تراشه. معمولا ميكرو كنترولر در يك دستگاه نصب مي شود و برنامه اي دارد كه هرگز تغيير نمي كند. مثلا يك تروسات الكترونيكي كنترل شده با كامپيوتر  درجه حرارت آنالوگ را مي گيرد، آن را با مبدل آنالوگ به ديجيتال داخلي تبديل به سيگنال ديجيتال مي كند،زمان و تاريخ را از روي ساعت داخلي اش حساب مي كند، مقدار خوانده شده را با مقدار برنامه ريزي شده مقايسه مي كند و با سيگنالهاي خروجي گرمكن يا كولر را به كار مي اندازد.

ميكرو كنترولرها كاربردهاي متعددي دارند. علائه بر كاربرد هاي خانگي، كاربردهاي صنعتي (مثل ماشين ابزار و كنترلرهاي برنامه پذير) كاربردهاي مخابراتي (مثل مودمها) و كاربردهاي خودكار سازي (اتوماسيون) نيز وجود داردند. خودروهاي جديد چند ميكرو كنترولر براي كنترل موتور، سيستم ضد قفل (ABS)، گرمايش، تهويه، سيستم ناوبري، و كنترل سيم كشي مالتي پلكس (وسايلي كه از طريق يك سيم كنترل مي شوند) دارد.

 تحول ميكرو كنترولرها و ميكرو پروسسورها متفاوت بوده است. ميكرو پروسسورها دائما در جهت افزايش عرض باس داده و فركانس كار پيشرفت داشته است، ولي ميكرو كنترولرها از لحاظ توانايي هاي I/O پيشرفت كرده اند. مثلا خانواده MCS-51 ساخت اينتل بر اساس يك ميكرو پروسسور 8 بيتي با 32 كيلو بايت ROM و 32 خط I/O قبل برنامه ريزي، يك كانال مخابراتي سريال، و سه زمان سنج 16 بيتي ساخته مي شود. خانواده MCS-96 يك پروسسور 16 بيتي دارد و در آن يك مبدل آنالوگ به ديجيتال 10 بيتي نيز قرار دارد. ((MGH

ميني كامپيوتر

صنعت الكترونيك در دهه 1960 با ورود ترانزيستور و آي سي وارد دوران شكوفايي شد. ايلات متحده با شوروي وارد مسابقه فضايي شده بود و جان اف كندي از ملت خواست كه تا پايان اين دهه انساني را در كره ماه پياده كند. به همين خاطر دانشمندان و مهندسي كامپيوتر ارزاني مي طلبيدند كه خودشان بتوانند با آن كار كنند. مهندس جواني به نام اديسون دوكاسترو كه براي شركت DEC كار مي كرد مسول طراحي چنين كامپيوتر شد حاصل كار در سال 1965 ماشين تاريخ ساز PDP-11 بود (پردازشگر داده قابل برنامه ريزي programmed dada processor) . گروه دوكاسترو با استفاده ار آيسي يك ميني كامپيوتر ارزان 25000 دلاري ساختند. PDP-8 12 بيتي موفقيتي آني يافت و به دنبال آن PDP-11  16بيتي به بازار آمد.

امروزه تفاوت ميني كامپيوتر و Mainframe (و حتي ميكرو كامپيوتر) چندان واضح نيست. كامپيوتر هاي سوپر ميني قابليتهاي در حد Mainframe دارند. امروزه ميني كامپيوتر ها عمدتا در شركتهاي كوچك و به صورت چند كاربر همزمان (معمولا بين 50 تا 100 ) استفاده مي شوند. با گسترش شبكه هاي محلي و عمومي اين جنبه كاربرد ميني كامپيوترها نيز در حال رنگ باختن است. ((MGH

ميكرو كنترولر

 

مدار مجتمع

مسلما يكي از مهم ترين پيشرفتهاي علمي قرن بيستم اختراع مدار مجتمع IC در سال 1959 توسط دكتر رابرت نويسي از شركت نيمه رساناي فرچايله و جك كيلبي از تگزاس اينسترومنتس است. اين اختراع بيشر پيروزي فكر كلان بود تا جهت فناوري. اختراع ترانزيستور در آزمايشگاههاي بل 21 سال پيش راه پيشرفت هاي حالت جامد را باز كرده بود. در واقع مفهوم مداول منطقي حات جامد (يعني مدولي كه تمام اجزاء مداري آن روي يك تراشه نيمه رسانا ساخته شده باشد) از سالهل قبل ساخته شده بود. شكل چگونگي  پياده كردن آن بود. نقل قول زير از رابرت نويس اين مشكل را بازگو مي كند:

"با پيشرفت صنعت نفوذ دهي امكان ساخت صدها ترانزيستور بر روي برشي از سيليسيوم فراهم شد. ولي اين ترانزيستورها بريده شده، به آنها سيمهاي نازكي لحيم مي شد و در بسته هايي قرار مي گرفت. مشتريان اين بسته ها را روي بوردهاي مداري لحيم مي كردند". ((MGH

در اختراع كيلبي كه سال 1959 ثبت شد مقاومت، خازن، و ترانزيستور روي يك تراشه ژرمانيومي ساخته مي شد و اجزاء مدار توسط سيم هاي نازك طلا به هم وصل مي شد. در اواخر آن سال نويسي  كه مستقل از كيلبي كار مي كرد پيشنهاد داد كه اجزاو توسط ديود هاي باياس معكوس از هم جدا شوند، روي تمامي آنها يك فيلم فلزي قرار گيرد و توسط آن اجزائ به هم وصل شوند (به اين ترتيب ديگر نيازي به لحيم كردن سيمهاي طلايي نبود). نويس اين اختراع را شش ماه بعد از كيلبي به ثبت رساند.   ((MGH

 

كامپيوتر هاي نسل سوم

در اولين مدار مجتمع تنها تعداد محدودي عنصر قرار داشت،آنقدر كه براي ساخت يك نوسانساز دو ترانزيستوري كافي باشد. ولي به زودي مدار هاي مجتمعي با چند صد عنصر ساخته شد و رد اواسط دهه 1960  IC حافظه داراي 1000 عنصر چيزي متداول بود. در سال 1963 كمپاني IBM يكي از مشهور ترين كامپيوترهاي تاريخ را اعلام كرد، اولين كامپيوتري كه با مدار مجتمع ساخته مي شد، سري 32 بيتي 360 ، خانواده IBM 360 در واقع شش كامپيوتر سازگار با 40 ورودي/خروجي متفاوت و وسايل ذخيره سازي بيتي بود. ظرفيت حافظه اينها بين 16 كيلو كلمه تا بيش از 1 مگا كلمه بود. پروسسور 16 رجيستر 32 بيتي، باس آدرس 23 بيتي و داده 128 بيتي بود. IBM 360 مي توانست در هر ثانيه 375000 محاسبه انجام دهد. در گزارش IBM آمده است كه 5 بيليون دلار خرج ساختن اين كامپيوتر شد و جانشينهاي آن در رده كامپيوترهاي بزرگ تجاري (Mainframe) هميشه پيشگام بوده اند. ((MGH

 

تولد ترانزيستور

در سال 1956 سه دانشمند آزمايشگاه بل "پلي ويليام  شوكلي، جان باردين ، والتر براتين" جايزه نوبل فيزيك را براي اختراع ترانزيستور در سال 1948 گرفتند . در سال 1954 يك تيم ديگر از آزمايشگاه بل اهميت اين اختراع را با اولين كامپيوتر تمام ترانزيستوري TRADK نشان دادند. ماشين 800 ترانزيستوري كمتر از نوع لامپي حرارت توليد مي كردند،قابل اعتمادتر و ارزانتر بودند.

اولين كامپيوتر ترانزيستوري IBM 7070/7090 در سال 1958 عرضه شد. به دنبال آن كامپوتر  تمام ترانزيستوري ديگري در سال 1959 عرضه شد، 1401 كه براي كارهاي تجاري طراحي شده بود. ماشين هاي اين عصر را كامپيوتر هاي نسل دوم مي نامند و به خاطر كوچكي و ازاني در تجارت و صنعت متداول شدند. اين كامپيوتر ها روي مدار چاپي ساخته شده در قفسه هايي قرار مي گرفتند. اصطلاح mainframe براي توصيف واحد پردازنده اصلي اين كامپيوتر ها به كار مي رفت. امروز mainframe به كامپيوتر هاي بزرگ اطلاق مي شود كه همزمان هزاران كاربر را سرويس مي دهند.  ((MGH

 

كامپوتر هاي ديجيتال

در اوائل دهه 1990 ايالات متحده در گير موجي از تكنولوژي نو بود. ترانزيستور، كه كمي پس از اتمام جنگ جهاني دوم توسط سه دانشمند در آزمايشگاههاي بل ابداع شده بود، كم كم جايگزين رقيبش لامپ مي شد.

ادامه نوشته

ساختار سه باسه

CPU واحد حافظه و وسايل ورودي/خروجي بايد بنوانند با هم ارتباط برقرار كنند. مثلا CPU بايد بتواند معين كند كه كدام  خانه حافظه بايد انتخاب شود، و اينكه آيا محتويات آن سلول بايد خوانده شود يا داده هاي جديد بايد در آن نوشته شود. كار باس هاي آدرس، داده و كنترل همين است.

ادامه نوشته

عصر لامپ ها

كامپيوتر هاي نسل اول ماشين هاي حجيمي بودند كه بر اساس تكنولوژي لامپ ساخته مي شدند. آنها اتاقهاي بزرگي اشغال مي كردند و براي كار درست بايد اتاقها به خوبي تهويه مي شدند. در واقع چون عمر متوسط لامپ ها 3000 ساعت است و براي ساخت كامپيوتر هزاران لامپ به كار مي رفت، بعضي مي گفتند كه اين ماشينها نمي توانند كار مفيدي انجام دهند. تكنسين ها بايد مداوم به دنبال لامپ هاي خراب مي گشتند و آنها را تعويض مي كردند. در سال 1951 كمپاني رمينگتون-راند اولين  كامپيوتر خودكار عمومي نيويورك 1 را به دايره ماليات فروخت. در 1952 CBS با استفاده از يونيوك 1 شكست استيون در مقابل آيزنهاور را در انتخابات رياست جمهوري پيش بيني كرد.

IBM در سال 1952 با بي ميلي وارد زمينه كامپيوتر شد و سيستم داده پردازي مدل 701 را ارائه داد. توماس داتسون پسر بايد پدرش توماس داتسون پدر، بنيانگذار IBM  را در مورد اهميت اين ماشينها قانع كند. در واقع داتسون پدر گفته بود بعيد مي داند كل جامعه علمي و تجاري بيش از هشت "مغز بزرگ" بخواهد. ((MGH