کنکور کامپیوتر
0
ورود | ثبت نام
علاقه‌مندی

مدار منطقی
{kcmodule 634} مدار منطقی چیست دنیای باینری (صفر و یک) امروزی به ما کمک کرده تا از جهان فیزیکی و همه شگفتی‌های آن نقشه برداری کنیم و به روند پیشرفت فناوری و تکنولوژی سرعت ببخشیم. بعنوان مثال امروزه می‌توان بسته‌هایی را در عرض چند دقیقه با استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین به صاحبشان تحویل داد. اما برای عبور از دنیای صفر و یکی و رسیدن به آخرین پیشرفت‌های فناوری باید از گیت‌های منطقی (Logic Gate) عبور کنیم. مدارمنطقی (به انگلیسی Logic Circuit)، مدارات الکتریکی هستند که خروجی آن‌ها به ورودی وابسته بوده، به نحوی که می‌توان آن را به صورت تابعی در منطق نمادین بیان کرد.برای کنترل جریان در یک مدار الکتریکی از دروازه یا گیتی به نام ترانزیستورها استفاده می‌شود که هرکدام از این ترانزیستورها می‌توانند در یکی از دو حالت روشن یا خاموش (باز یا بسته) قرار بگیرند. زمانی که یک ترانزیستور روشن است؛ ولتاژی در حدود 5 ولت از آن عبور کرده و منطق یک را بوجود می‌آورد و وقتی در حالت خاموش قرار دارد، جریان عبوری از آن برابر صفر ولت خواهد بود و بیان‌کننده منطق صفر است. مدارات منطقی را می‌توان از هر وسیله‌ الکتریکی یا الکترونیکی باینری از جمله سوئیچ‌ها، رله‌ها، لوله‌های الکترونی، دیودهای حالت جامد و ترانزیستورها ساخت. انتخاب هر یک از این روش‌ها بستگی به کاربرد و الزامات طراحی دارد. وقتی دسته‌ای از این ترانزیستورها را به هم متصل می‌کنید، چیزی به نام گیت منطقی دریافت می‌کنید که به شما امکان می‌دهد اعداد باینری را به هر شکلی ، جمع، تفریق، ضرب و تقسیم کنید. گیت‌های AND ،OR و NOT از مهمترین گیت‌های منطقی محسوب می‌شوند. امروزه درک صحیحی از مدارهای منطقی برای هر مهندس برق و کامپیوتر ضروری است. این مدارها عنصر اصلی کامپیوترها و بسیاری از وسایل دیگر نظیر: دستگاه‌های ضبط و پخش موسیقی و تصویر، بازی‌های الکترونیک، ساعت‌های دیجیتال، دوربین‌های فیلمبرداری، گیرنده‌های تلویزیون، چاپگرها و بسیاری از لوازم خانگی و همچنین در سیستم‌های بزرگ مانند شبکه‌های تلفن، تجهیزات اینترنت، ایستگاه‌های پخش رادیویی و تلویزیونی، کارخانه‌های صنعتی و تجهیزات پزشکی. هستند. مشخص است که مدارهای منطقی یکی از اجزای بسیار مهم در زندگی امروزی ما محسوب می‌شوند. هدف درس مدار منطقی آشنا کردن شما با فرایند طراحی مدارهای منطقی است. روند آموزش در درس مدار منطقی به اینصورت است که ابتدا ایده‌های کلیدی و عناصر پایه‌ی مدارهای منطقی با مثال‌های ساده تشریح می‌شود، سپس آموزش داده می‌شود که چگونه می‌توان با این عناصر پایه مدارهای بسیار پیچیده خلق کرد. مدار منطقی چیست و هر یک از گیت‌ها در مدار منطقی چگونه عمل می‌کنند؟ Your browser does not support the video tag. درس مدار منطقی درس مدار منطقی جزو یکی از دروس مهم و اصلی مهندسی کامپیوتر و مهندسی برق است که به طور معمول در ترم 3 مقطع کارشناسی گذرانده می‌شود. اهمیت درس مدار منطقی تا جاییست که بعنوان یکی از منابع کنکور ارشد مهندسی کامپیوتر نیز بشمار می‌آید. تجزیه و تحیل ساختار مدارهای منطقی و آشنایی با ساز و کار آنها از مباحث اصلی این درس محسوب می‌شوند که با گذاشتن کمی وقت و مطالعه دقیق مباحث می‌توانید به خوبی بر این درس مسلط شوید. درس مدار منطقی پیش‌نیاز چه درس‌هایی در دانشگاه است؟ براساس چارت درسی ارائه شده توسط دانشگاه صنعتی شریف، درس مدار منطقی پیش‌نیاز دو درس آزمایشگاه‌های مدار منطقی (یک واحدی) و ساختار و زبان کامپیوتر (3 واحدی) است. که باز درس ساختار و زبان کامپیوتر نیز پیش‌نیاز درس معماری کامپیوتر به حساب می آید که جزو یکی از دروس مهم و اصلی رشته کامپیوتر در مقطع لیسانس به شمار می‌آید. درس مدار منطقی چه پیش‌نیازهایی در دانشگاه دارد؟ در چارت درسی بعضی از دانشگاه‌های دولتی مانند دانشگاه شریف، تهران و امیرکبیر درس مدار منطقی دارای هیچ پیش نیازی نیست و در بازه زمانی تعیین شده می‌توان این درس را اخذ نمود. اما در برخی دیگر از دانشگاه‌ها مانند دانشگاه آزاد اسلامی، اخذ این درس منوط به گذراندن دروسی مانند ریاضیات گسسته و ریاضی عمومی 1 و 2 است که در صورت قبولی در آن‌ها می‌توانید درس مدار منطقی را بگذرانید. فصل‌های مدار منطقی رئوس مطالبی که در درس مدار منطقی وجود دارد عبارت است از:‌ اعداد و سیستم‌های مختلف اعداد، جبر بول، ساده سازی، ایجاب کننده و PI و EPI، مخاطره و هازارد، مدارات ترکیبی، تحلیل مدارات ترتیبی، طراحی مدارات ترتیبی، کاهش حالات. برای مشاهده اهمیت هر فصل و اینکه در سال‌های اخیر از هر فصل درس مدار منطقی چه تعداد تست مطرح شده به قسمت بودجه‌بندی سوالات کنکور ارشد مهندسی کامپیوتر مراجعه کنید. مقدمات و مفاهیم اولیه - تاریخچه سیستم‌های دیجیتال - کاربرد سیستم‌های دیجیتال در دنیای کنونی - مبانی سیستم‌های دیجیتال و تفاوت آنها با سیستم‌های آنالوگ - معرفی اجمالی مدارهای دیجیتال بر پایه ترانزیستورهای MOS سیستم‌های عددی - نحوه نمایش اعداد در کامپیوتر - محاسبات در سیستم‌های دیجیتال - مفاهیم Carry و Overflow - سیستم‌های نمایش BCD جبر بول - اصول جبر بول - توابع، عملگرها و گیت‌های منطقی - روابط جبر بول - نمایش Minterm، Maxterm و فرم‌های استاندارد نمایش توابع منطقی - آموزش زبان توصیف سخت افزار (VHDL یا Verilog) در سطح ساختاری تحلیل و طراحی سیستم‌های منطقی ترکیبی - روش‌های ساده سازی مدارهای ترکیبی با جبر بول - بهینه سازی مدارهای ترکیبی با جدول کارنو و الگوریتم کوئین مک کلاسکی و مفهوم حالات بی اهمیت (Do not care) - مفهوم Race و Hazard و Glitch - انواع پیاده سازی مدارهای دو طبقه - مفهوم تاخیر - مدارهای کدگذار، کدگشا، تسهیم کننده، پاد تسهیم کننده - طراحی با گیت‌های جهانی (Universal) - مدارهای جمع کننده انتشاری، مقایسه کننده، جمع کننده با پیش بینی رقم نقلی - مفهوم امپدانس بالا و استفاده از بافرهای سه حالته برای ایجاد امپدانس بالا، مدار با گیت‌های کلکتور باز، منطق سیمی، استفاده از مقاومت به عنوان Pull-up و Pull-down - مدارهای برنامه پذیر (PAL,PLA,ROM,FPGA) - معرفی تراشه‌های استاندارد ترکیبی تحلیل و طراحی سیستم‌های منطقی ترتیبی - معرفی عناصر حافظه، لچ‌ها و فلیپ فلاپ‌ها - تاخیر انتشار عناصر حافظه، مفهوم زمان راه اندازی (Setup Time) و زمان نگهداشت (Hold Time)، ورودی‌های همگام و ناهمگام - تحلیل مدارهای ترتیبی، جدول تحریک، نمودار حالت، جدول حالت - مراحل طراحی FSM، مدل‌های Mealy و Moor و تفاوت آنها - طراحی مدارهای ترتیبی با انواع فلیپ فلاپ‌ها - شمارنده‌ها، ثبات‌ها و شیفت دهنده‌ها و ثبات‌های Universal - معرفی تراشه‌های استاندارد ترتیبی مبانی طراحی مدارهای ناهمگام مراجع درس مدار منطقی مرجع اصلی که برای درس مدار منطقی در دانشگاه‌‌های معتبر تدریس می‌شود کتاب‌های مانو و نلسون است، همچنین کتاب‌های هریس (Harris) و براون (Brown) نیز در برخی از دانشگاه‌های ایران و جهان تدریس می‌شود، در زیر کتاب های مرجع مدار منطقی را برای شما عزیزان قرار داده ایم تا براحتی بتوانید آنها را دانلود و از آنها استفاده کنید. برای دانلود سایر کتاب های مرجع رشته کامپیوتر به قسمت دانلود کتاب‌های زبان اصلی رشته کامپیوتر و فناوری اطلاعات مراجعه کنید. البته خواندن کتاب‌های مرجع را به دانشجویان ترم‌های پایین‌تر توصیه می‌کنم نه به دانشجویانی که قصد شرکت در کنکور اشد و دکتری کامپیوتر را دارند، دلیل این امر نیز در قسمت سوالات متداول چندین بار بیان شده است که می‌توانید به آن قسمت رجوع کنید. دانشجویانی که قصد دارند برای کنکور ارشد و یا دکتری کامپیوتر این درس مهم را بخوانند، می‌توانند از منابعی که در قسمت معرفی منابع ارشد کامپیوتر معرفی شده استفاده کنند. کتاب های مدار منطقی {kcmodule 948} گیت های منطقی هر گیت منطقی یک عمل بسیار ساده را انجام می‌دهد، و برای ایجاد عملکردهای پیچیده‌تر باید تعداد زیادی گیت منطقی را با آرایشی خاص به یکدیگر متصل کنیم. گیت‌های منطقی از ترانزیستور ساخته شده‌اند، که خود این ترانزیستورها نیز به کمک لایه‌های متعدد از مواد خاص روی یک قرص سیلیکون کاشته می‌شوند. گیت AND یک گیت AND می‌تواند دو یا چند ورودی و تنها یک خروجی داشته باشد. تصویر زیر نماد یک مدار AND و جدول بیانگر ترکیبات منطقی گیت است. (در تصویر نماد گیت، پایانه های ورودی در سمت چپ و پایانه خروجی در سمت راست قرار دارند). تنها زمانی خروجی گیت AND، یک خواهد شد که همه ورودی ها یک باشند. جدول درستی گیت AND Q B A 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 گیت OR این گیت مطابق با حالت منطقی کلمه "یا" رفتار می‌کند و برای اینکه عدد یک در خروجی ظاهر شود، باید مقدار حداقل یکی از ورودی‌ها برابر یک باشد. در گیت OR، ورودی‌ها به یکدیگر وابسته نیستند و تا زمانی که یکی از آنها وجود داشته باشد، گیت نیز در حالت روشن قرار خواهد داشت. همه مقادیر ممکن برای دو ورودی A و B در جدول درستی زیر با خروجی Q نشان داده شده است. جدول درستی گیت OR Q B A 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 گیت NOT گیت NOT در مقایسه با سایر گیت‌ها کمی عجیب به نظر میرسد، زیرا همیشه برعکس مقدار ورودی که می‌گیرد، عمل می کند. این گیت ها برای تولید خروجی خود تنها به یک ورودی نیاز دارند، در حالی که سایر گیت ها نیازمند حداقل دو ورودی هستند. جدول درستی زیر خروجی (Q) یک گیت NOT را با تنها یک ورودی (A) نمایش می‌دهد.   جدول درستی گیت NOT Q A 1 0 0 1 گیت XOR یک گیت XOR دقیقاً مانند گیت OR عمل می‌کند، با این تفاوت که اگر هر دو ورودی ما وجود داشته باشند مقدار خروجی صفر خواهد بود. یا به عبارتی دیگر اگر شما در ورودی ترکیبی از اعداد صفر و یک داشته باشید خروجی شما همیشه برابر یک خواهد بود، و اگر دو ورودی مشابه داشته باشید (هردو صفر یا هردو یک باشند) عدد صفر را بعنوان خروجی دریافت خواهید کرد. در جدول درستی زیر  می‌توانید همین مقادیر را مشاهده نمایید. جدول درستی گیت XOR Q B A 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1   با قراردادن یک گیت NOT بر سر خروجی هریک از گیت‌های AND، OR و XOR می توانید معکوس خروجی‌های هرکدام را داشته باشید. حالت معکوس هریک از این گیت‌ها به صورت نمایشی در تصاویر زیر نشان داده شده است.   گیت NOR گیت NAND گیت XNOR پیاده سازی گیت های منطقی با ترانزیسوتر در فیلم زیر توضیح داده شده است که چرا در سیستم‌های کامپیوتری از دو مقدار 0 و 1 یعنی باینری استفاده می‌کنیم، همین طور در خصوص نحوه تولید و ساخت گیت‌های منطقی معروف OR و AND و NOT توضیح داده شده است. رسم مدار منطقی اولین قدم برای رسم یک مدار منطقی این است که با اشکال قراردادی هر یک از گیت‌های منطقی مانند AND، OR و ... آشنا باشید، که در بخش گیت‌های منطقی، اشکال هر یک از این گیت‌ها معرفی شدند. بطور کلی برای هر تابع یا عبارت جبری می‌توان مدار منطقی متناظر با آن را ترسیم کرد. برای رسم مدار، از سمت چپ عبارت جبری شروع کرده و متناسب با تابع بولی، گیت‌های متناظر را به یکدیگر وصل و خروجی مورد نظر را تولید می‌کنیم. لطفا به مثال‌ های مدار منطقی زیر توجه کنید: F(a,b,c) = (A.B) + C گام اول: ورودی A و B را به گیت AND وارد می‌کنیم.‍ گام دوم: خروجی AB و ورودی C را وارد گیت OR می‌کنیم. در نهایت مقدار تابع F در خروجی تولید می شود. با افزایش تعداد ورودی‌ها و گیت‌های منطقی در یک تابع، تعداد طبقات و یا عمق مدار منطقی نیز بیشتر شده و در نهایت مدار پیچیده‌تری خواهیم داشت. علاوه بر این گیت‌های منطقی برای اعمال تغییرات بر روی ورودی‌ها و تولید خروجی مورد انتظار دارای یک تاخیر زمانی هستند و با افزایش تعداد گیت‌ها در مدار منطقی، تاخیر مدار نیز بیشتر خواهد شد. به همین منظور برای کاهش سطوح در مدار منطقی و سریع‌تر کردن آن از روش‌های ساده سازی استفاده می‌کنند. روش‌های ساده سازی می‌توانند سطوح مدار را تا سطح دوم کاهش داده و مدار را تا حد امکان ساده و سریع کنند. روش جدول کارنو، کوئین مک‌ کلاسکی و قوانین جبر بول از روش‌های ساده‌ سازی یک تابع بولی هستند. گیت کامل هر مداری را می‌توانید با داشتن سه گیت AND، OR‌ و NOT بکشید (پیاده سازی کنید)، به همین علت مجموعه این سه گیت‌ را کامل می‌گویند و می‌گویند مجموعه گیت {AND، OR‌ ، NOT} کامل است. ما مجموعه های دیگری از گیت‌ها را نیز داریم که کامل هستند، حتی ممکن است یک گیت به تنهایی کامل باشد، هر مجموعه‌ای از گیت‌ها یا هر گیت اگر قرار است کامل باشد باید بتواند سه گیت AND، OR‌ و NOT را بسازد. بعنوان مثال گیت NAND به تنهایی کامل است، چون همان‌طور که در شکل زیر می‌بینید فقط با استفاده از همین گیت می‌توانیم گیت‌های AND، OR‌ و NOT را بسازیم. گیت NOR نیز یک گیت کامل است، چرا که این گیت‌ها می‌توانند هر سه تابع پایه AND، OR و NOT را تولید کنند. در تصاویر زیر می‌توانید طریقه ساختن هر یک از گیت‌های پایه (AND، OR‌ و NOT) را توسط هر یک از گیت‌های NAND و NOR مشاهده نمایید. شکل الف : رسم توابع پایه با گیت NAND شکل ب : رسم توابع پایه با گیت NOR رسم مدار منطقی تمام NAND یا تمام NOR‌ یکی از روش‌هایی که بر روی مدارهای دوسطحی اعمال می‌شود، تمام NAND و یا تمام NOR کردن آنهاست. چرا که در اکثر مدارهای مجتمع یا IC از گیت‌های NAND‌ و NOR استفاده می‌شود و پیاده‌سازی منطق‌های NAND و NOR از دیدگاه عملی جایگاه ویژه‌ای در طراحی و ساخت مدارهای منطقی دارند. در این بخش از مقاله رسم مدار منطقی تمام NAND و تمام NOR آموزش داده شده و با مشاهده مثال زیر می‌توانید با مراحل رسم مدار منطقی آشنا شوید. مراحل تمام NAND کردن مدار منطقی تابع بولی را به صورت SOP ساده کنید. مدار را به صورت AND-OR رسم کنید. هر گیت AND‌ را به AND- invert و گیت OR‌ را به invert-OR تبدیل می‌کنیم. به عبارت ساده تر در هر مسیر دو حباب یکی در خروجی گیت AND و یکی در هر ورودی گیت OR قرار می دهیم و در نهایت گیت invert-OR‌ را حذف و به جای آن از گیت NAND‌ استفاده می‌کنیم. به مثال زیر توجه کنید: F = A⸍BC⸍ + A⸍BC + AB⸍C⸍ + ABC⸍ فرم ساده شده تابع F به صورت SOP برابر است با: F(SOP) = A⸍B + AC⸍ مدار تابع F در شکل زیر نشان داده شده است. حباب گذاری را بر روی مدار اعمال می کنیم.   و در نهایت گیت invert-OR را به گیت NAND تبدیل می‌کنیم. مراحل تمام NOR کردن مدار منطقی تابع بولی را به صورت POS ساده کنید. مدار را به صورت OR-AND رسم کنید. 3. هر گیت OR را به OR- invert و گیت AND را به invert-AND تبدیل می‌کنیم. به عبارت ساده تر در هر مسیر دو حباب یکی در خروجی گیت OR و یکی در هر ورودی گیت AND قرار می دهیم و در نهایت گیت invert-AND‌ را حذف و به جای آن از گیت NOR استفاده می‌کنیم. به مثال زیر توجه کنید: F = A⸍B⸍C⸍ + A⸍BC⸍ + A⸍BC + ABC فرم ساده شده تابع F به صورت POS برابر است با: F(POS) = (B + C⸍) . (A⸍ + C) مدار منطقی تابع F در شکل زیر نشان داده شده است. بر روی مدار حباب‌گذاری می‌کنیم. در نهایت گیت invert-AND را به گیت NOR تبدیل می‌کنیم. نمایش اعداد در سیستم های دیجیتال هر چند که انسان برای نمایش اعداد و انجام محاسبات ریاضی عمدتا از مبنای 10 استفاده می‌کند در کامپیوترها و سیستم‌های دیجیتال معمولا از مبنا 2 برای نمایش اعداد و انجام محاسبات ریاضی استفاده می‌شود. دلیل این مسئله به نحوه پیاده سازی و ساخت سیستم‌های دیجیتال بر می‌گردد. در مبنا 2 تنها از دو رقم 0 و 1 استفاده می‌شود. همچنین عناصر مورد استفاده در سیستم‌های دیجیتال معمولا 2 حالته هستند، مثلا ترانزیستورهای مورد استفاده در سیستم‌های دیجیتال در یکی از دو حالت خاموش یا روشن عمل می‌کنند، به همین دلیل دو رقمی بودن مبنا 2 موجب شده است که این مبنا تناسب بیشتر با ذات سیستم‌هایِ دیجیتالِ مورد استفاده در دنیای امروز داشته باشد و در طراحی و تحلیل مدارهای منطقی مبنای 2 از اهمیت زیادی برخوردار است. رایج است که برای دو رقم مورد استفاده در مبنای 2 یعنی ارقام 0 و 1 به جای استفاده از اصلاح رقم از اصلاح بیت (Bit) استفاده می‌شود. حال در مدارهای منطقی اطلاعات به صورت سیگنال‌های الکترونیکی نمایش داده می‌شوند. در مدارهای الکترونیکی دو مقدار 0 و1 به صورت دو سطح ولتاژ پیاده‌سازی می‌شوند: مقدار 0 با ولتاژ صفر (زمین)، و مقدار 1 با ولتاژ منبع تغذیه‌ی مدار. انواع نحوه نمایش یک تابع برای بیان و نمایش یک تابع بولی روش‌های متفاوتی وجود دارد که عبارتند از: جدول درستی (صحت) جمع حاصلضرب‌ ها (SOP) ضرب حاصلجمع‌ ها (POS) با استفاده از مینترم (Minterm) با استفاده از ماکسترم (Maxterm) 1- جدول درستی جدول درستی یکی از ابزارهای نمایش عملکرد مدارهای منطقی است. هر جدول درستی دارای دو بخش ورودی‌ها (inputs) و خروجی‌ها (Outputs) است. هر مدار منطقی متناسب با تابعی که برای آن تعریف شده، دارای دو یا چند گیت منطقی است که ورودی‌های تابع به این گیت‌ها اعمال شده و با عبور از تمام گیت‌های مدار منجر به تولید یک یا چند خروجی خواهند شد. باتوجه به اینکه هر ورودی می‌تواند دو مقدار صفر و یک داشته باشد؛ در یک جدول درستی، باید تمام ترکیب‌های ممکن برای وروردی‌ها در نظر گرفته شود. بطور کلی برای مداری با n ورودی، می‌توان 2 به توان n حالت در نظر گرفت و خروجی متناظر با هر یک از ورودی‌ها را در مدار محاسبه کرد. بعنوان مثال در شکل زیر ، یک مدار منطقی با سه ورودی A، B و C که بوسیله دو گیت منطقی NAND و یک گیت NOR به یکدیگر متصل‌اند، نشان داده شده. در جدول درستی متناظر با مدار، 8 حالت (ردیف) برای ورودی‌ها در نظر گرفته شده و در هر ردیف خروجی تابع متناظر (Q) محاسبه شده است. 2- بیان یک تابع بصورت جمع حاصلضرب‌ ها (SOP) زمانی که دو یا چند حاصلضرب با یکدیگر جمع می‌شوند، مفهمومی به نام جمع حاصلضرب ها (sum of products (SOP)) را به وجود می‌آورند. به این معنا که خروجی‌های دو یا چند گیت AND به ورودی های گیت OR وصل می‌شوند و در نهایت خروجی منطقی AND-OR را ایجاد می‌نمایند. 3- بیان یک تابع بصورت ضرب حاصلجمع‌ ها (POS) این منطق ناشی از حاصلضرب دو یا چند حاصلجمع با یکدیگر است که به آن ضرب حاصلجمع ها (product of sums(POS)) می گویند. زمانیکه خروجی‌های دو یا چند گیت OR به ورودی‌های یک گیت AND متصل شوند در نهایت خروجی با منطق OR-AND بوجود خواهد آمد. 4- بیان یک تابع با استفاده از مینترم‌ها (Minterm) جمله ای است به صورت ضرب میان متغیرها که در آن هر متغیر یا not‌ آن دقیقاْ یکبار ظاهر میشود. مقدار یک مینترم زمانی برابر یک خواهد بود که اندیس‌ مینترم با عدد ورودی یکسان باشد. 5- بیان یک تابع با استفاده از ماکسترم‌ها (Maxterm) جمله ای به صورت جمع میان متغیرها که در آن هر متغیر یا not‌اش فقط یکبار ظاهر می شود. یک ماکسترم زمانی که اندیس‌اش با عدد ورودی یکسان باشد مقدارش برابر صفر و در بقیه حالات برابر یک خواهد بود. ساده سازی توابع بولی هر تابع را می‌توان با عبارت‌های جبری متفاوتی نشان داد و به ازای هر عبارت جبری دقیقا یک مدار منطقی وجود دارد، بنابراین می‌توان نتیجه گیری کرد که برای هر تابع مدارهای منطقی زیاد و مختلفی وجود دارد، حال هر چند تمامی مدارهای منطقی که برای یک تابع وجود دارد تابع یکسانی را پیاده سازی می‌کنند و عملکرد یکسانی دارند ولی هر یک از آنها از نظر تاخیر و پیچیدگی سخت افزار با یکدیگر متفاوت هستند. حال هر گاه می‌خواهیم برای یک تابع مداری با تاخیر کمتر یعنی تعداد طبقات کمتر و ساده تر (با پیچیدگی سخت افزار کمتر) بیابیم به جای آنکه روی مدار منطقی آن فکر کنیم به عبارت جبری مربوط به تابع فکر می‌کنیم، به بیان دیگر روش‌هایی که از آنها برای دستیابی به سرعت و سادگی در مدارهای منطقی استفاده می‌شود، روش‌های جبری هستند، یعنی هیچ کدام بر روی مدارهای منطقی اعمال نمی‌شوند بلکه بر روی عبارت‌های جبری اعمال می‌شوند هر چند در نهایت هدف دستیابی به یک مدار منطقی سریع و ساده است. نکته دیگری که باید به آن اشاره کرد این است که بین سرعت و سادگی در مدارهای منطقی مصالحه وجود دارد و در روش‌های ساده سازی که در درس مدارهای منطقی آموزش داده می‌شود بر خلاف آنچه که اکثر افراد تصور می‌کنند اولویت اصلی با سرعت است نه با سادگی مدار، به نحوی که در درس مدارهای منطقی در پی ساده‌ترین مدار نیستیم بلکه در پی ساده‌ترین مدار در میان سریع ترین مدارها هستیم. برای آشنایی بیشتر با موارد بیان شده و همین طور آشنایی با مزایای ساده سازی توابع در درس مدارهای منطقی فیلم زیر را مشاهده کنید. ساده سازی مدارهای منطقی و مزایای آن جدول کارنو در مدار منطقی همان طور که در بالا اشاره کردیم ما به دنبال ساده ترین مدار در میان سریع ترین مدارها هستیم، با در نظر گرفتن اینکه نقیض هر یک از ورودی های مدار را داریم و با این فرض که برای ساختن مدار فقط از گیت‌های and و or استفاده کنیم در این صورت سریعترین مدارها، مدارهای مبتنی بر SOP یا POS (SOP یعنی جمع حاصلضرب‌ها و POS یعنی ضرب حاصلجمع‌ها) هستند که دارای حداکثر دو طبقه هستند، حال چون ما می‌خواهیم ساده‌ترین مدار را از میان سریعترین مدارها بیابیم به دنبال یافتن ساده‌ترین SOP یا ساده ترین POS هستیم. توجه کنید که ساده ترین SOP یا ساده ترین POS را ممکن است بتوان ساده‌تر کرد ولی چون شکل آن از SOP یا POS خارج می‌شود طبقات مدار از دو بیشتر می‌شود که این یعنی مدار حاصل جز سریعترین مدارها نیست. برای رسیدن به ساده ترین SOP یا POS دو روش مهم وجود دارد، یکی روش جدول کارنو و دیگری روش کواین مک کلاسکی، چون روش جدول کارنو بصورت گسترده توسط دانشجویان استفاده می‌شود این روش را بصورت کامل در فیلم زیر آموزش داده‌ایم. آموزش جدول کارنو طراحی سطحِ قطعهِ مدارهای منطقی (Component-Level Design) متوجه شدیم که با اتصال گیت‌های منطقی به یکدیگر می‌توانیم مدارهای منطقی مختلف برای پیاده سازی توابع گوناگون ایجاد کنیم. به متصل کردن گیت‌ها به یکدیگر برای ساختن مدارهای منطقی معمولا طراحی سطح گیت (Gate-Level Design) گفته می‌شود. روش دیگری برای طراحی و ساخت مدارهای منطقی وجود دارد به نام طراحی سطح قطعه (Component-Level Design)، که در این روش برای ساخت مدارهای منطقی به جای آنکه گیت‌های منطقی را به یکدیگر متصل کنیم، قطعات و اجزائی را به یکدیگر متصل می‌کنیم که هر کدام از این قطعات خود از اتصال گیت‌های متعدد به یکدیگر ساخته شده‌اند. قطعاتی که در طراحی سطح قطعه مدارهای منطقی استفاده می‌شود به دو دسته تقسیم می‌شوند: 1. قطعات ترکیبی: این قطعات از این جهت ترکیبی نامیده می‌شوند که دارای حافظه نیستند، از جمله قطعات ترکیبی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد دیکودر (Decoder) انکودر (Encoder) انکودر اولویت دار (Priority Encoder) مالتی پلکسر یا تسهیم کننده (Multiplexer) دی مالتی پلکسر (Demultiplexer) مدار جمع کننده (Adder) مدار مقایسه کننده (Comparator) 2. قطعات ترتیبی: این قطعات دارای حافظه هستند، یعنی در ساختار درون آنها از فلیپ فلاپ استفاده شده است لچ یا مدار نگهدارنده (Latch) فلیپ فلاپ (Flip-Flop) ثبات (Register) شمارنده (Counter) قطعات ترکیبی در مدارهای منطقی دیکودر (Decoder) معمولا یک قطعه ترکیبی دیکودر را با علامت اختصاری DEC مشخص می‌کنند. یک DEC n/2n یک مدار ترکیبی بدون حافظه است که دارای n ورودی و 2n خروجی است، خروجی ها که تعداد آنها 2n تا است را از شماره 0 تا 2n-1 شماره گذاری می‌کنند. ورودی که تعداد آنها n تا است یک عدد باینری را مشخص می‌کند که چون این عدد n بیتی است مقدار آن از 0 تا 2n-1 است، که این عدد مشخص کننده شماره خروجی است که باید فعال شود. همچنین شما عزیزان می‌توانید برای بررسی بیشتر دیکدر به صفحه {kclinks 35/1} مراجعه کنید. دیکودر 3 به 8 فیلم معرفی کامل دیکودر انکودر (Encoder) معمولا یک قطعه ترکیبی انکودر را با علامت اختصاری ENC مشخص می‌کنند. یک ENC 2n/n یک مدار ترکیبی بدون حافظه است که دارای 2n ورودی و n خروجی است، ورودی ها که تعداد آنها 2n تا است را از شماره 0 تا 2n-1 شماره گذاری می‌کنند. در یک مدار ENC همواره باید یک و فقط یکی از این 2n ورودی فعال باشد، نه کمتر و نه بیشتر. حال اگر تعداد ورودی‌های فعال بیش از یک باشد یا اگر هیچ کدام از ورودی ها فعال نباشند، چنین ورودی‌ای یک ورودی ممنونه برای انکودر محسوب می‌شود و خروجی مدار در این حالت dont care هواهد بود. خروجی ها که تعداد آنها n تاست یک عدد مبنا دو را مشخص می‌کند که چون این عدد n بیتی است مقدار آن از 0 تا 2n-1 است. عددی که مقدار انکودر به عنوان خروجی می‌دهد برابر شماره ورودی فعال شده است. برای آشنایی بیشتر لطفا به مقاله {kclinks 47/1} مراجعه نمایید.  انکودر 8 به 3 فیلم معرفی کامل انکودر انکودر اولویت دار (Priority Encoder) یادگرفتیم که انکودر مداری است که  ورودی و n خروجی دارد و در هر لحظه تنها یکی از ورودی‌ها می‌تواند مقدار «1» داشته باشد و بقیه ورودی‌ها باید در حالت 0  باشند. در صورتی‌که چند ورودی به صورت همزمان در حالت «1» قرار داشته باشند، آن ورودی که اولویت بالاتری نسبت به بقیه دارد، در مدار اثر می‌گذارد. به چنین مداری، انکودر با اولویت گفته می‌شود. برای n=2 جدول صحت آن به صورت زیر می‌شود: فیلم معرفی انکودر اولویت دار مالتی پلکسر یا تسهیم کننده (Multiplexer) معمولا یک قطعه ترکیبی تسهیم کننده را با علامت اختصاری MUX مشخص می‌کنند. یک MUX 2n/1 یک مدار ترکیبی بدون حافظه است که دارای دو گروه ورودی است، گروه اول ورودی‌های داده است که تعداد آنها 2n است و آنها را با D0 و D1 و ... و D2n-1 نشان می‌دهیم و گروه دوم ورودی های انتخاب است که تعداد آنها n عدد است و معمولا آنها را با S0 و S1 و ... و Sn-1 نشان می‌دهیم. هر مالتی پلسر فقط یک خروجی دارد. ورود‌های انتخاب که تعداد آنها n تا است یک عدد مبنای دو را مشخص می‌کنند که چون این عدد n بیتی است مقدار آن از 0 تا 2n-1 است. این عدد مشخص کننده شماره داده ای است که باید روی خروجی برود. در مالتی پلکسر خروجی برابر یکی از ورودی هاست و آن ورودی داده، ورودی ای است که شماره آن توسط خطوط انتخاب مشخص می‌شود. برای مشخص تر شدن نحوه کار یک تسهیم کننده، شکل یک MUX 4/1، جدول درستی آن و شکل مدار داخلی آن را در زیر برای شما آورده ایم. مالتی پلکسر 4 به 1 فیلم معرفی کامل مالتی پلکسر دی مالتی پلکسر (Demultiplexer) معمولا یک قطعه ترکیبی دیمالتی پلکسر را با علامت اختصاری DEMUX مشخص می‌کنند. همان طور که از نام DEMUX می‌توان حدس زد عملکرد این قطعه دقیقا برعکس عملکرد تسهیم کنند است. یک DEMUX 1/2n دارای 2n خروجی است که با D0 و D1 و ... و D2n-1 مشخص می‌شود و دارای مجموعا n+1 ورودی است که یکی از این ورودی ها را با I نشان می‌دهیم و این ورودی، وروی داده است و سایر ورودی‌ها، ورودی‌های انتخاب هستند که با S0 و S1 و ... و Sn-1 نشان داده می‌شوند. ورود‌های انتخاب که تعداد آنها n تا است یک عدد مبنای دو را مشخص می‌کنند که چون این عدد n بیتی است مقدار آن از 0 تا 2n-1است. این عدد مشخص کننده شماره خروجی است که داده ورودی (I) به آن منتقل می‌شود. برای مشخص تر شدن نحوه کار یک دیمالتی پلکسر، شکل یک DEMUX 1/4، جدول درستی آن و شکل مدار داخلی آن را در زیر برای شما آورده ایم. دی مالتی پلکسر 1 به 4 فیلم معرفی کامل دی مالتی پلکسر مدار جمع کننده (Adder) مدار جمع کننده همانطور که از اسمش مشخص است، جمع اعداد را برای ما انجام می‌دهد. مدارات جمع کننده خود به دو دسته‌ی نیم جمع کننده (Half Adder - HA) و تمام جمع کننده (Full Adder - FA) تقسیم می‌شوند. HA برای ما جمع دو بیت را انجام داده و در حاصل به ما حاصل جمع (Sum) و رقم نقلی خروجی (Carry Out) را می‌دهد. جدول صحت، شکل مدار و همچنین توابع خروجی‌های آن به صورت زیر است: مدار FA حاصل جمع سه بیت را بدست می‌آورد و در غالب دو خروجی به نام‌های حاصل جمع (Sum) و رقم نقلی خروجی (Carry Out) برای ما نمایش می‌دهد. جدول صحت و شکل آن به صورت زیر است: مدار مقایسه کننده (Comparator) مدار مقایسه کننده مداری است که دو عدد را به عنوان ورودی دریافت کرده و با توجه به وضعیت آن دو عدد نسبت به هم، یکی از پایه‌های خروجیِ E (برابری)، L (کوچکتر) و G (بزرگتر) فعال می‌شود که در واقع به این معنی است که دو عدد را با یک دیگر مقایسه کرده و به ما می‌گوید که عدد اول، برابر یا بزرگتر یا کوچکتر از عدد دوم است. جدول صحت زیر مقایسه دو عدد 2 بیتی A و B را به همراه مدار آن نشان می‌هد: فیلم معرفی مقایسه کننده قطعات ترتیبی در مدارهای منطقی لچ یا مدار نگهدارنده (Latch) لچ مداری است که توانایی ذخیره یک بیت داده را دارد و دارای دو ورودی با نام های R و S است. در این مدار برای نوشتن 1 کافی است که مقدار پایه های ورودی R و S را برابر RS=01 و برای نوشتن مقدار 0 کافی است که پایه‌های ورودی R و S را برابر RS=10 قرار دهیم. پس از آنکه ما مقدار 0 و 1 را بوسیله پایه‌های کنترل R و S در لچ نوشتیم، با تغییر پایه های کنترلی به RS=00 می‌توانیم این مقادیر را در لچ حفظ کنیم (نگه داریم). شکل داخلی لچ SR فلیپ فلاپ (Flip-Flop) در سیستم‌های دیجیتال نیاز است که از تعداد زیادی لچ برای نگهداری داده ها استفاده شود، همچنین در سیستم‌های دیجیتال لازم است که لچ های مورد استفاده در مدارهای منطقی هنگامی که می‌خواهند تغییر مقدار دهند بصورت هماهنگ و همزمان با هم این کار را انجام دهند، برای رسیدن به این هماهنگی از سیگنالی به سیگنال ساعت (Clock signal) استفاده می‌شود، بدین منظور سیگنال ساعت به تمامی لچ های موجود در مدار متصل می‌شود و تغییرات آنها را با یکدیگر هماهنگ می‌کند. وقتی کلاک را به لچ وصل می‌کنیم به مدار جدید فلیپ فلاپ می‌گویند. ما فیلیپ فلاپ های مختلفی داریم از جمله فلیپ فلاپ D و SR و T و JK. یک فلیپ فلاپ می‌تواند حساس به سطح کلاک باشد یا حساس به لبه کلاک، هر فلیپ فلاپ حساس به سطح کلاک می‌تواند حساس به سطح منفی کلاک باشد یا حساس به سطح مثبت کلاک، همچنین هر فلیپ فلاپ حساس به لبه می‌تواند حساس به لبه منفی کلاک باشد یا حساس به لبه مثبت کلاک. در شکل زیر یک فلیپ فلاپ RS حساس به سطح مثبت را مشاهده می‌کنید، در فلیپ فلاپ RS حساس به سطح مثبت وقتیکه CLK=0 است، لچ مقدارش را حفظ می‌کند و تغییر ورودی های R و S در این زمان ها اثری ندارند، هنگامیکه CLK=1 است ورودی های کنترلی R و S در تعیین مقدار لچ موثر هستند، در این وضعیت اگر RS=10 باشد مقدار لچ برابر 0 می‌شود، اگر RS=01 باشد مقدار لچ برابر 1 می‌شود و اگر RS=00 باشد مقدار نگهدارنده حفظ می‌شود، توجه کنید که ورودی RS=11 یک ورودی ممنونه است که نباید به فلیپ فلاپ RS اعمال شود. شکل داخلی فلیپ فلاپ SR ثبات (Register) به گروهی از فلیپ فلاپ ها در کنار هم ثبات گفته می‌شود، به بیانی دیگر یک ثبات متشکل از گروهی از فلیپ فلاپ هاست که معمولا از یک نوع (به خصوص از نوع فلیپ فلاپ مدار داخلی یک رجیستر 4 بیتی سوالی که در اینجا ممکن است مطرح شود این است که بر چه اساسی فلیپ فلاپ‌های موجود در یک سیستم دیجیتال به ثبات‌ها دسته بندی می‌شوند؟ مثلا اگر در یک سیستم دیجیتال 16 تا فلیپ فلاپ داشته باشیم آیا تمام این فلیپ فلاپ‌ها را می‌توان در قالب یک ثبات 16 بیتی دسته بندی کرد؟ یا آیا می‌شود آنها را به شکل 4 ثبات 4 بیتی در نظر گرفت؟ در صورتی که بتوانیم فلیپ فلاپ ها را به شکل 4 ثبات 4 بیتی در نظر بگیریم کدام فلیپ فلاپ ها باید کنار هم قرار گرفته و تشکیل ثبات دهند؟ پاسخ این سوالات این است که معمولا طراح یک سیستم دیجیتال آن فلیپ فلاپ‌هایی را در کنار هم به عنوان یک ثبات در نظر می‌گیرد که داده‌های درون آن فلیپ فلاپ‌ها از نظر معنایی که دارند به هم مربوط باشند. شمارنده (Counter) می‌دانیم که برای هر مدار ترتیبی می‌توانیم دیاگرام حالت اش را نیز بکشیم، حال به مدار ترتیبی که درون دیاگرام حالت اش چرخه ای وجود داشته باشند شمارنده می‌گویند، یا به بیانی دیگر به مدار ترتیبی که تعدادی حالت را در یک چرخح بطور تکراری سپری کند شمارنده گفته می‌شود، توجه به این نکته ضروری است که الزامی ندارد که کدهای تخصیص داده شده به حالت های یک شمارنده اعداد متوالی باشند. بعنوان مثال دیاگرام حالت یک شمارنده می‌تواند بصورت زیر باشد: نمونه هایی از دیاگرام حالت های شمارنده انواع مدار منطقی دو نوع اصلی مدار منطقی وجود دارد: مدارات ترکیبی مدارات ترکیبی از گیت‌های منطقی مختلفی ساخته می‌شوند. پیاده سازی این مدارات به گونه‌ای است که خروجی تنها به مقادیر حال حاضر ورودی‌ها بستگی دارد، یعنی خروجی مدار متاثر از عملکرد مدار در گذشته نیست. انواع مدارات ترکیبی عبارتند از: مدارهایی جهت انجام عملیات منطقی و حسابی مانند: جمع کننده‌، تفریق کننده، مقایسه کننده‌ها، مدارات منطقی برنامه پذیر و ... مبدل‌های کد (Code Converters) مانند: BCD و کد افزونه 3 (Excess-3 BCD) و ... دیگر عناصر انتقال دهنده داده مانند: Encoder, Decoder, Multiplexer, Demultiplexer و ... مدارات ترتیبی مدارات ترتیبی از مدارات ترکیبی و المان‌های حافظه تشکیل شده‌اند. این مدارها به گونه‌ای پیاده سازی شده‌اند که خروجی مدار فقط به ورودی های آن بستگی ندارد بلکه به تاریخچه گذشته ورودی های آن نیز بستگی دارد، به عبارت دیگر مدار ترتیبی دارای حافظه است. به منظور درک بهتر عملکرد این نوع مدارات مثال کنترل تلویزیون را بیان می‌کنیم. هنگامی که شما در شبکه‌ی 2 قرار دارید و دکمه Up کنترل را جهت عوض کردن شبکه میفشارید، میبینید که شبکه تلویزیون به شماره 3 تغییر پیدا کرد. این یعنی مدار داخلی تلویزیون حالت فعلی شما را (شبکه 2) ذخیره داشته و به محض فشردن دکمه Up، با توجه به ورودی کنترل و حالت فعلی شبکه، خروجی (شبکه 3) را برای شما نمایش می‌دهد. انواع مدارات ترتیبی عبارتند از: مدارات ترتیبی سنکرون: مدارهای ترتیبی آسنکرون مداراتی هستند که از پالس کلاک استفاده نمی‌کنند. به عبارتی حالت‌های داخلی با تغییر متغیرهای ورودی، بدون در نظر گرفتن کلاک، تغییر می‌کنند. مدارات ترتیبی آسنکرون: در مدارهای ترتیبی سنکرون، همگام سازی حالت عنصر حافظه توسط سیگنال کلاک انجام می شود. به عبارتی تغییرات ورودی همزمان با اعمال پالس کلاک به مدار تاثیر خود را می‌گذارند. همگام سازی خروجی‌ها یا با لبه‌های منفی سیگنال ساعت یا با لبه‌های مثبت انجام می‌شود. به عنوان مثال‌هایی از مدارهای ترتیبی می‌توان به لچ‌ (Latch)، فلیپ فلاپ (Flip-Flop)، شمارنده (Counter)، ثبات (Register) و ... اشاره کرد.   ساخت و تولید مدارهای منطقی از {kclinks 5/3} برای ساخت سخت‌افزار کامپیوتر و بسیاری محصولات دیگر استفاده می‌شود، که همگی آن‌ها را تحت نام سخت‌افزار دیجیتال (Digital Hardware) طبقه‌بندی می‌کنیم. نام دیجیتال از روش نمایش اطلاعات در کامپیوترها گرفته شده است، که در آن‌ها سیگنال‌های الکترونیکی به عنوان عدد تعبیر می‌شود. مدارهای منطقی روی تراشه‌های نیمه‌رسانا و با استفاده از ترانزیستور و سایر عناصر الکترونیکی پیاده‌سازی می‌شود. اغلب تراشه‌های امروزی (از جمله پردازنده‌های کامپیوتری) بیش از یک میلیارد ترانزیستور دارند. شناخت اجرای سازنده‌ی این مدارها به سادگی امکان‌پذیر است، ولی مداری با بیش از یک میلیارد ترانزیستور را اصلاً نمی‌توان چیز ساده‌ای دانست پیچیدگی ذاتی چنین مدارهایی را فقط به کمک روش‌های طراحی بسیار سازمان‌یافته می‌توان تحت کنترل درآورد. در زیر کمی درباره‌ی فناوری‌های سخت‌افزاری مورد استفاده در تولید و ساخت مدارهای منطقی صحبت خواهیم کرد. فناوری ساخت و تولید {kclinks 45/3}های دیجیتال در طول چند دهه‌ی گذشته به شدت دچار تحول شده است تا اواسط دهه‌ی 1960 مدارهای منطقی با مونتاژ کردن قطعات حجیم و منفصل، مانند ترانزیستورها و مقاومت‌های مجزا، ساخته می ‌شدند. با اختراع مدارهای مجتمع یا {kclinks 46/2} (Integrated Circuit- IC) امکان قرار دادن تعداد زیادی ترانزیستور (و بنابراین یک مدار کامل) روی یک تراشه‌ی نیمه هادی فراهم شد. یک واحد پردازنده مرکزی(CPU) نیز یک نوع آی سی یا چیپ محسوب می‌شود که ازمیلیون‌ها ترانزیستور میکروسکوپی تشکیل شده و قابلیت اجرای محاسبات و برنامه‌های کامپیوتری ذخیره شده در حافظه را امکان پذیر می‌سازد. برای آشنایی بیشتر با {kclinks 23/2} پیشنهاد میدهم که به مقاله آن در صفحه کنکور کامپیوتر مراجعه فرمائید. بیشتر بخوانید jQuery('.moreless-button').click(function() { jQuery('.moretext').slideToggle(); if (jQuery('.moreless-button').text() == "بیشتر بخوانید") { jQuery(this).text("کوتاه کردن متن"); jQuery(this).addClass("less"); } else { jQuery(this).text("بیشتر بخوانید"); jQuery(this).removeClass("less"); } }); در ابتدا این مدارها چند ده ترانزیستور بیشتر نداشتند، ولی با تکامل فناوری ساخت IC آن‌ها هم به سمت پیچیده‌تر شدن رفتند. تراشه‌های مدار مجتمع روی یک قرص سیلیکونی ساخته می‌شوند. کریستال سیلیکونی برش داده نشده فرآیند تولید ویفرهای سیلیکونی یک ویفر سیلیکونی آماده شده بعد از تولید تعداد زیادی تراشه روی یک قرص، این تراشه‌ها را می‌بُرند و به صورت ICهای مجزا بسته‌ بندی می‌کنند. تا اوایل دهه‌ی 1970 فناوری تولید تراشه چنان پیشرفت کرد که قرار دادن تمامی مدارهای الکترونیکی یک ریزپردازنده‌ی کامل روی یک تراشه ممکن شد. اگر چه قدرت پردازش ریزپردازنده‌های اولیه با استانداردهای امروزی بسیار ناچیز و خنده‌دار می‌نماید. اما آن‌ها راه را برای انقلاب عصر اطلاعات، یعنی تولید کامپیوترهای شخصی ارزان‌قیمت، باز کردند. حدود 30 سال پیش، گوردون مور (رئیس هیأت مدیره‌ی شرکت اینتل) با مشاهده‌ی رشد حیرت‌ آور فناوری مدارهای مجتمع به این نتیجه رسید که تعداد ترانزیستورهای کاشته شده روی یک تراشه هر دو سال تقریباً دو برابر می‌شود. این پدیده، که به قانونر مور (Moore’s law) معروف شده، تا به امروز نیز همچنان به قوت خود باقی است. بنابراین، ریزپردازنده‌های اوایل دهه‌ی 1990 که فقط چند میلیون ترانزیستور داشتند، در آخر همین دهه به تراشه‌های با نزدیک به صد میلیون ترانزیستور تبدیل شدند. امروزه فناوری مدارهای مجتمع می‌تواند تراشه‌هایی با چند میلیارد ترانزیستور تولید کند. البته آشکار است که قانون مور نمی‌تواند برای مدتی طولانی معتبر باقی بماند (چون به هر حال یک ترانزیستور که نمی‌تواند از یک اتم کوچک‌ تر باشد!). چندی پیش، گروهی از شرکت‌های تولید مدارهای مجتمع دست به پیش‌بینی آینده‌ی این فناوری زدند. این پیش‌بینی که با نام نقشه‌ی راه بین‌المللی فناوری نیمه هادی (ITRS=International Technology Roadmap For Semiconductors) شناخته می‌شود، بسیاری از جنبه‌های این فناوری، از جمله حداکثر تعداد ترانزیستورهایی که می‌توان روی یک تراشه کاشت، مورد بررسی قرار داده است. شکل زیر یکی از داده‌های ITRS را نشان می‌دهد. همان‌طور که می‌بینید، این نمودار از 2430 میلیون ترانزیستور بر تراشه در سال 2006 شروع شده، به تراشه‌های امروزی با چند میلیارد ترانزیستور می‌رسد، و پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2022 بتوانیم تراشه‌هایی با 100 میلیارد ترانزیستور تولید کنیم. تردیدی نیست که این فناوری می‌تواند تمامی جنبه‌های زندگی ما را به شدت تحت تأثیر خود قرار دهد. تعداد ترانزیستورها روی تراشه در سال های مختلف وقتی یک سخت‌افزار دیجیتال طراحی می‌کنید، شاید با این پرسش روبه‌رو شوید که آیا بهتر است  مدارهای منطقی آن را به صورت یک تراشه‌ی واحد پیاده‌سازی کنید یا آن‌ها را با استفاده از تعدادی IC کوچکتر روی یک بورد مدار چاپی (Printed Circuit Board- PCB) مونتاژ کنید. برای پیاده سازی سیستم‌های دیجیتال روش کار اغلب به این صورت است که قطعات مختلف بر روی یک بورد (Board) قرار داده می‌شوند و اتصالاتی که بر روی بورد قرار دارند که به این اتصالات track می‌گویند، این قطعات را به یکدیگر متصل می‌کنند. به چنین بوردهایی معمولا بورد مدار چاپی (Printed Circuit Board) یا به اختصار PCB گفته می‌شود. قطعاتی که بر روی بورد قرار می‌گیرند و توسط track‌ها به یکدیگر وصل می‌شوند گیت‌های منطقیِ تکی نیستند و بسیار پیچیده تر و بزرگتر هستند، در واقع در پیاده سازی یک سیستم دیجیتال، تعدادی مدار مجتمع (Integrated Circuit) یا به اختصار IC به هم متصل می‌شوند، در هر آی سی ممکن است از ده‌ها گیت تا چند میلیون گیت استفاده شود که این گیت‌ها در درون IC‌ها به یکدیگر متصل شده‌اند و مدارهای منطقی کوچکتری را در مقایسه با کل بورد (که در واقع یک مدار منطقی بزرگ است) ایجاد نموده‌اند. نمونه هایی از شکل ظاهری IC ها track‌های بورد PCB که به پایه های IC متصل شده اند در اغلب موارد، مدارهای منطقی را می‌توان به صورت تراشه‌های آماده در بازار پیدا کرد، که این موضوع باعث ساده‌ تر و کوتاه‌ تر شدن فرایند طراحی محصول نهایی می‌شود. طیف وسیعی از تراشه‌ها، از تراشه‌های ساده گرفته تا تراشه‌های فوق‌العاده پیچیده وجود دارد که کارکردهای مختلف مورد استفاده در سخت‌افزارهای دیجیتال را پیاده‌سازی می‌کنند. برای مثال، شاید برای محصول سخت‌افزار دیجیتال خود به ریزپردازنده‌ای نیاز دارید که کارهای محاسباتی را انجام دهد، یا به تراشه‌های حافظه که داده‌ها را ذخیره کنند، یا به تراشه‌های واسط که ارتباط با دستگاه‌های ورودی و خروجی را تسهیل کنند، همه‌ی این تراشه‌ها را می‌توانید از فروشندگان مختلف تهیه کنید. برای برخی محصولات سخت افزاری دیجیتال، طراحی و ساخت برخی مدارهای منطقی از ابتدا نیز ضروری است. برای پیاده‌سازی این قبیل مدارها می‌توان از سه نوع تراشه استفاده کرد: تراشه‌های استاندارد، دستگاه‌های منطق قابل برنامه‌ریزی، و تراشه‌های سفارشی. اجازه دهید کمی بیشتر درباره‌ی این سه نوع تراشه صحبت کنیم.   1. تراشه‌های استاندارد یا Commodity ICs یا Logic ICs(Integrated Circuits) تراشه‌های زیادی وجود دارند که با آن‌ها می‌توان مدارهای منطقی مرسوم را پیاده‌سازی کرد. این تراشه‌ها را تراشه‌های استاندارد (Standard Chips) می‌نامیم، چون از نظر عملکرد و پیکربندی فیزیکی معمولاً از استانداردهای موجود تبعیت می‌کنند. هر تراشه‌ی استاندارد حاوی مدارات محدود (معمولاً کمتر از 100 ترانزیستور) برای انجام یک یا چند عملکرد ساده است.  مواردی همچون مالتی پلکسر، دیکدر، AND، OR، NOT، شمارنده ها، شیفت رجیسترها و ... نمونه‌هایی از تراشه‌های استاندارد هستند. برای ساخت یک مدار منطقی، طراح ابتدا تراشه‌هایی را انتخاب می‌کند که عملکردهای مورد نیازش را انجام دهند و سپس نحوه اتصال این تراشه‌ها برای ایجاد مدار منطقی بزرگتر تعیین می‌کند. تا اوایل دهه‌ی 1980 اغلب مدارهای منطقی با همین تراشه‌های استاندارد ساخته می‌شدند. ولی با پیشرفت فناوری مدارهای مجتمع، دیگر استفاده از این تراشه‌های ساده مقرون به صرفه نبود. یکی دیگر از معایب تراشه‌های استاندارد ثابت و غیرقابل تغییر بودن عملکرد آن‌ها است تراشه‌های استاندارد یا commodity ICs   2. دستگاه‌های منطقی قابل برنامه‌ریزی (Programmable Logic Device-PLD) برخی از تولید کنندگان مدارهای مجتمع قطعاتی را در غالب IC تولید می‌کنند که مدار داخل این IC‌ها برخلاف تراشه‌های استاندارد و بر خلاف ASIC‌ها که ساختار و عملکرد ثابتی دارند، ساختار ثابتی ندارند و مشتریان و استفاده کنندگان می‌توانند در خارج از محیط کارخانه مشخص کنند که مدار درون آنها چه باشد، در واقع تولید کنندگان مدارات داخلی این تراشه‌ها را طوری طراحی می‌کنند که پیاده‌سازی مدارهای منطقی مختلف توسط آن‌ها ممکن باشد. این تراشه‌ها که ساختاری بسیار کلی دارند، شامل مجموعه‌ای از کلیدهای قابل برنامه‌ریزی هستند که به کمک آن‌ها می‌توان مدارات داخلی تراشه را به شکل‌های مختلف پیکربندی کرد، و طراح می‌تواند با تنظیم این کلیدهای قابل برنامه‌ریزی عملکردهای موردنیاز برای یک کارکرد خاص را پیاده‌سازی کند. توجه کنید که این کلیدها نه در فرآیند تولید بلکه در زمان مصرف برنامه‌ریزی می‌شوند. به همین دلیل به این تراشه‌ها قطعات منطقی برنامه پذیر (Programmable Logic Device-PLD) می‌گویند. PLDها از نظر اندازه مداری که درون آنها می‌توان ایجاد نمود متفاوت هستند. برخی از PLD‌ها فقط برای مدارهای منطقی ساده و کوچک ظرفیت دارند که به آنها SPLD گفته می‌شوند که S مخفف simple است، یک SPLD در بهترین حالت ممکن است بتواند مداری در حدود 500 گیت را در خود جای دهد، برای پیاده سازی مدارهای بزرگتر باید از PLDهایی مانند CPLD (که C مخفف Complex است) با ظرفیتی در حد چند هزار الی چند ده هزار گیت یا FPGA با ظرفیت ظرفیت در حد چند صد هزار گیت الی چند میلیون گیت استفاده نمود. متداول‌ترین نوع PLD به آرایه‌ی گیت قابل برنامه‌ریزی میدانی (Field-Programmable Gate Array-FPGA) معروف است. FPGAهای بزرگ می‌توانند تا چند میلیارد ترانزیستور داشته باشد، و با آن‌ها می‌توان پیچیده‌ترین سیستم‌های دیجیتال را نیز پیاده‌سازی کرد. یک FPGA معمولاً حاوی تعداد زیادی مدار منطقی کوچک است که به کمک کلیدهای قابل برنامه‌ریزی می‌توان آن‌ها را به یکدیگر متصل کرد. به دلیل همین ظرفیت بالا و انعطاف‌پذیری عالی، امروزه FPGA یکی از پرکاربردترین ابزارهای طراحی سیستم‌های دیجیتال است. اما برای اینکه برای یک مدار منطقی، IC داشته باشیم روش دیگری نیز وجود دارد، روش سوم در زیر توضیح داده شده است. یک نمونه بورد FPGA   3. تراشه‌های با طراحی سفارشی (Custom – Designed Chip) به دلیل محبوبیت گسترده‌ی FPGA تولیدکنندگان زیادی اقدام به تولید آن‌ها کرده‌اند و انواع زیادی از آن در بازار موجود است. یک FPGA را می‌توانید هر طور که می‌خواهید برنامه‌ریزی کنید و با آن‌ سیستم دیجیتال دلخواه خود را بسازید. با این حال، FPGA نیز بی‌عیب نیست: کلیدهای قابل برنامه‌ریزی FPGA بخش زیادی از سطح تراشه را اشغال می‌کنند و سرعت مدارهایی که با FPGA ساخته می‌شود، نیز محدود است. بنابراین، گاهی ممکن است استفاده از FPGA به لحاظ کارایی و قیمت تمام شده مقرون به صرفه نباشد. در چنین شرایطی معمولاً تراشه‌ی موردنظر از صفر طراحی شده، و سپس تولید آن به شرکت‌هایی که تجهیزات لازم برای ساخت آن را داشته باشند، واگذار می‌شود. به این قبیل تراشه‌های سفارشی، یا نیمه سفارشی اغلب مدار مجتمع با کاربرد خاص (Application – Specific Integrated Circuit – ASIC) گفته می‌شود. پس از اینکه یک مدار منطقی به شکل ASIC تولید شد ساختار مدار قابل تغییر نیست و در صورتی که طراحان بخواهند تغییری در ساختار مدار ایجاد کنند لازم است طرح جدید خود را به تولید کنندگان بدهند تا قطعات ASIC جدید تولید شود. مهم‌ترین مزیت یک تراشه‌ی سفارشی این است که می‌توان طراحی آن را برای یک کار خاص بهینه کرد و به کارایی بالاتری دست یافت. همچنین می‌توان مقدار مدارهای منطقی بیشتری را در تراشه های سفارشی در مقایسه با سایر تراشه ها در نظر گرفت و می‌توان به تعداد لازم از انواع مدار منطقی را در آن قرار دهیم. تولید یک تراشه‌ی سفارشی هزینه‌ی بالایی دارد، اما اگر محصولی را در تعداد زیاد تولید کنید، به احتمال زیاد قیمت آن بسیار کاهش خواهد یافت. بزرگترین عیب استفاده از تراشه‌های سفارشی زمان زیاد (گاه تا چند ماه) عملیاتی شدن آن است. در طرف مقابل، وقتی از FPGA برای تولید یک محصول استفاده می‌کنید، زمان تولید تراشه (در مقایسه با تراشه‌های سفارشی) تقریباً صفر است. تاریخچه‌ای تصویری از تکامل مدارهای مجتمع یا آی سی در طول زمان ساخت یک کامپیوتر برای درک نقش مدارمنطقی کامیپوتر یا سیستم‌های دیجیتال، اجازه دهید ساختمان یک کامپیوتر را در نظر بگیریم؛ در داخل بدنه‌ کامپیوتر تعدادی بورد مدار چاپی (PCB)، یک منبع تغذیه، و واحدهای ذخیره‌سازی مانند هارد دیسک و درایوهای CD و DVD، قرار دارند. همه‌ی این واحدها به PCB اصلی کامپیوتر که به motherboard معروف است، متصل می‌شوند. همان‌طور که در قسمت پایین شکل الف می‌بینید، خود بورد مادر از تعداد زیادی تراشه‌ی مدار مجتمع ساخته شده است که بوردهای دیگر (مانند بوردهای صدا، تصویر و شبکه) از طریق شکاف‌های توسعه به آن وصل می‌شوند. ساختار یکی از این تراشه‌های مدار مجتمع در شکل ب نشان داده شده است. در این تراشه تعدادی زیرمدار (Sub Circuit) وجود دارد که اتصال آن‌ها به یکدیگر مدار کامل را می‌سازد. برای مثال، یک تراشه‌ی ریزپردازنده دارای زیر مدارهایی برای اجرای عملیات ریاضی، ذخیره‌سازی داده، و یا کنترل جریان داده بین بخش‌های مختلف تراشه است. هر کدام از این زیرمدارها یک مدار منطقی است. همان‌طور که در وسط شکل ب نشان داده شده، یک مدار منطقی خود از به هم پیوستن چند گیت منطقی (Logic Gate) تشکیل می‌شود. درس مدار منطقی اساساً درباره‌ی بخش مرکزی شکل ب است، یعنی طراحی مدارهای منطقی. در درس مدار منطقی به چگونگی طراحی مدارهای منطقی برای انجام عملکردهای مهم- مانند جمع، تفریق یا ضرب اعداد، شمارش، ذخیره کردن داده، و کنترل پردازش اطلاعات پرداخته می‌شود و نشان داده می‌شود که چگونه می‌توان رفتار این مدارها را تعریف کرد، چگونه می‌توان آن‌ها را با کمترین هزینه و بیشترین سرعت عملیاتی طراحی کرد، و چگونه می‌توان برای اطمینان از عملکرد صحیح این مدارها آن‌ها را آزمایش کرد. در ادامه برخی از سرفصل ها و مباحث درس مدار منطقی به اختصار توضیح داده شده است. شکل الف : یک سیستم سخت افزار دیجیتال شکل ب : نگاهی به درون یک چیپ   کاربرد مدار منطقی در فناوری‌های مدرن، مدارهای منطقی در دستگاه‌ها و قطعات مختلفی از جمله واحدهای منطقی حسابی (ALU)، حافظه رایانه (Memory) و ثبات‌ها (Register)، مالتی پلکسرها و رمزگشا/رمزگذار یافت می‌شوند. این مدارات در ریزپردازنده‌های ارتقا یافته نیز استفاده می‌شوند که برخی از آنها می‌توانند بیش از 100 میلیون گیت داشته باشند. همچنین گیت‌های منطقی بلوک‌های سازنده الکترونیک دیجیتال هستند و از ترکیب ترانزیستورها به منظور تحقق بخشی عملیات دیجیتالی ساخته می‌شوند. هر محصول دیجیتال از جمله رایانه‌های شخصی، تلفن‌های همراه، تبلت‌ها، ماشین حساب‌ها و ساعت‌های دیجیتال از گیت‌های منطقی استفاده می‌کنند. از دیگر کاربردهای مدار منطقی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: رادیوها و دستگاه‌های ارتباطی کارت‌های هوشمند (Smart Card) مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DAC) مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC) ساخت Signal Generator و ... به طور کلی، بیشتر کارهای انجام شده در یک دستگاه الکترونیکی توسط مدارهای منطقی انجام می‌گیرد . مثلاْ همین الان که شما در حال مطالعه این مقاله در موبایل، رایانه و یا تبلت خود هستید، مدارهای منطقی به طور مداوم در تلاشند تا کلمات این مقاله را در مقابل چشمانتان نمایش دهند. اما هریک از مدارت منطقی متناسب با ساختارشان کاربردهای متفاوتی دارند. در پایین کاربرد هریک از گیت‌ها به صورت جداگانه آورده شده است. کاربرد گیت AND : در بیشتر موارد از گیت AND بعنوان پایه‌های فعال کننده/بازدارنده و به عنوان دروازه‌هایی برای عبور و یا ممانعت از انتقال داده‌ها در مدارهای دیجیتال استفاده می‌شود. در یک گیت AND بعنوان پایه فعال‌کننده (Enable) ، یکی از ورودی‌های گیت همیشه ثابت و برابر با عدد یک است و ورودی دیگر هرچه که باشد چه صفر و چه یک در خروجی گیت AND‌ ظاهر و اجازه ورود به مدار را پیدا می‌کند. در مقابل اگر گیت AND‌ بعنوان پایه بازدارنده (inhibitor) باشد، یکی از پایه‌های گیت به صورت ثابت صفر و فارغ از آنکه چه ورودی‌های دیگری به آن وارد می‌شود مانع از ورود هرگونه سیگنالی به مدار خواهد شد. کاربرد گیت OR: یکی از رایج‌ترین کاربردهای گیت OR ، استفاده از آن در ساخت مدارهای هشداردهنده خطر است. یک مدار هشداردهنده به سنسورهایی متصل است که وظیفه شناسایی هرگونه خطا و یا خطر در محیط را دارند. هرگاه هریک از این سنسورها در صورت بروز خطا در سیستم سیگنالی ایجاد کند، یکی از ورودی‌های گیت OR یک می‌شود و در نتیجه خروجی گیت یک خواهد بود و آلارم سیستم را فعال می‌کند. بعنوان مثال نمودار پایین تصویری از گیت OR بکاررفته در مدار تشخیص دما و فشار است که هرگاه هریک از فاکتورهای دما یا فشار از حد مجاز خود عبور کنند، سنسور سیگنالی تولید کرده و به مقایسه کننده داده و سپس به گیت OR ‌ می‌فرستند، تا گیت OR آن را به میکروکنترلر ارسال و در نهایت دستگاه را خاموش کند. کاربرد گیت NAND: احتمالاْ‌ به این مورد توجه کردید که وقتی درب فریزر یا یخچال برای مدت طولانی باز می‌ماند، آلارمی شروع به نواختن می‌کند و این دقیقا به دلیل وجود گیت NAND‌ در ساختار مدار زنگ هشدار است. مثالی دیگری از کاربرد گیت NAND، بکارگیری این گیت‌ها در مدارهای کنترل خودکار دمای درون کولرهای گازی و ثابت نگه داشتن دمای محیط است. این مدارها از طریق سنسورهای اندازه گیری دما، به محض آنکه دما از میزان حدمجاز بالاتر رفت سیگنالی را به میکروکنترلر ارسال کرده و در نهایت موجب روشن شدن کندانسور و خنک کردن محیط تا دمای تعیین شده می‌شوند. کاربرد گیت NOT : به گیت NOT ، معکوس کننده نیز گفته می شود، چرا که سیگنال ورودی را معکوس و سیگنال مخالف را در خروجی تولید می‌کند. گیت های NOT در اینورترهای CMOS برای تولید شکل موج و مدارهای آشکارساز دما بسیار پرکاربردند. دانش مدار منطقی در چه مشاغلی از کامپیوتر کاربرد دارد؟ چون دانش مدار منطقی بعنوان پیش‌نیازی برای ساختمان و معماری کامپیوتر بکار می‌رود به همین دلیل تمام افرادی که در حوزه کاری خود با ساختار کامپیوتر و مدارهای دیجیتالی سرو کار دارند باید از دانش خوبی در زمینه مدارهای منطقی برخوردار باشند. اولین شغلی که بطور مستقیم با ساز و کار مدارهای منطقی ارتباط تنگاتنگی دارد، مهندسی سخت افزار کامپیوتر است. یک مهندس سخت افزار برای طراحی و توسعه راه‌حل‌های معماری و به روز کردن تجهیزات موجود کامپیوتر و آماده کردن آن‌ها برای کار با نرم‌افزارهای جدید، همواره نیازمند دانشی در خصوص مدارهای دیجیتال و سیستم‌های تعبیه شده است. شغل‌هایی نظیر توسعه دهنده بلاک چین، توسعه دهندگان نرم افزار و اپلیکیشن‌های موبایل،‌مدیر امنیت سیستم ها و مدیر امنیت شبکه از جمله مشاغلی هستند که به واسطه آشنایی آن‌ها با {kclinks 3/1} و شبکه‌ها بطور غیرمستقیم با دانش مدار منطقی در ارتباطند. درس مدار منطقی رشته برق درس مدار منطقی یکی از دروس مهم و بین رشته‌ای میان رشته مهندسی برق و همین طور مهندسی کامپیوتر به شمار می‌رود. هدف این درس آشنایی با اصول و تحلیل و طراحی مدارهای منطقی دیجیتال ، طراحی سیستمی توسط مدارهای مجتمع قابل برنامه ریزی (PLD) و زبان توصیف سخت افزار است. همچنین این درس به عنوان یکی از دروس مشترک آزمون کارشناسی ارشد رشته مهندسی کامپیوتر و مهندسی برق به حساب می‌آید، تنها با این تفاوت که در رشته مهندسی برق تقریباً‌ هر سال یک سوال از مباحث برنامه‌نویسی سخت‌ افزار نیز مطرح گردیده است. کتاب‌های مرجع مدار منطقی رشته برق با رشته کامپیوتر کاملاْ‌ یکسان است و داوطلبان کنکور ارشد برق می‌توانند از فیلم های درس و حل تست مدار منطقی استاد رضوی استفاده کنند.  بسیاری از داوطلبان کنکور ارشد برق هر ساله با استفاده از این فیلم‌ها به 100 درصد سوالات درس مدار منطقی رشته برق پاسخ داده‌اند. بررسی درس مدار منطقی در کنکور ارشد کامپیوتر و آی تی مدار منطقی نمره بیارترین درس در آزمون کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر و دکتری معماری کامپیوتر است. به جرات می توان گفت که با مطالعه صحیح درس مدار منطقی می‌توان به صد در صد سوالات این درس پاسخ داد. درس مدار منطقی ویژگی هایی دارد که همین ویژگی هاست که باعث شده است که درس مدار منطقی را بهترین و نمره بیار ترین درس کنکور ارشد کامپیوتر بدانیم، این ویژگی ها به قرار زیر است: 1) حجم درس مدار منطقی زیاد نیست و می‌توان این درس را در زمان بسیار کمتری نسبت به سایر دروس مطالعه کرد، بعنوان مثال اگر شما فیلم های درس مدار منطقی را تهیه کنید اگر 5 روز کامل فیلم ها را نگاه کنید می‌توانید این درس را تمام کنید 2) به جرات می‌توان گفت که امن ترین درس کنکور ارشد کامپیوتر مدار منطقی است و سالی وجود نداشته که بسیاری از رتبه های زیر 300 کنکور ارشد کامپیوتر این درس را 100 نزنند. برای بررسی این موضوع می‌توانید کارنامه های کنکور ارشد کامپیوتر سال های قبل را مشاهده کنید و یا مصاحبه رتبه های برتر کنکور ارشد کامپیوتر را تماشا کنید 3) برای پاسخ به سوالات درس مدار منطقی در سر جلسه کنکور زمانی کمی نیاز است و در حدود 10 تا 15 دقیقه می‌توانید به تمامی سوالات این درس پاسخ دهید و بنابراین می‌توانید زمانی که باید به درس مدار منطقی اختصاص میدادید را به دروس دیگر اختصاص دهید. با توجه به موارد گفته شده مشخص است که درس مدار منطقی بهترین درس کنکور ارشد کامپیوتر برای خواندن است، همچنین مدار منطقی دارای ضریب بالایی در اکثر گرایش های کنکور ارشد مهندسی کامپیوتر است، ضریب درس مدار منطقی در گرایش معماری کامپیوتر دارای ضریب ۴ و در گرایش های شبکه های کامپیوتری، رایانش امن، نرم افزار، بیوانفورماتیک، علوم داده، الگوریتم و محاسبات و علوم و فناوری شبکه دارای ضریب 3 و در گرایش های هوش مصنوعی و قرآن کاوی رایانشی دارای ضریب 2 است. با توجه به موارد گفته شده باید این درس را در صدر درسهایی که می‌خواهید بخوانید قرار دهید. اکثر قریب به اتفاق رتبه‌های زیر 200 کنکور این درس را 100 می‌زنند، بنابراین برای کسب رتبه برتر و رقابت با این دسته و ماندن در کورس رقابت می‌توانید و باید این درس را صد زد. در کنکور دکتری معماری کامپیوتر نیز 10 تست ضریب 4 از این درس مطرح می‌شود که این تعداد تست با بالاترین ضریب در کنکور دکتری خود گویای اهمیت فوق العاده این درس در کنکور دکتری معماری کامپیوتر است. برای بررسی دروس دکتری سایر رشته ها و ضرایب آنها می‌توانید به صفحه دروس دکتری کامپیوتر مراجعه کنید درس مدار منطقی جز دروس امن کنکور ارشد کامپیوتر است، امن بوندن به این معناست که اگر این دروس را بصورت مطلوب مطالعه کنید حتما می‌توانید در این دروس درصد خوبی را کسب کنید. با توجه به اینکه سوالات این درس امن هستند و همچنین ضریب بالایی در اکثر گرایش ها دارند بنابراین توصیه ما به داوطلبان کنکور ارشد کامپیوتر تمامی گرایش ها این است که حتما این درس را مطالعه کنند و به هیچ عنوان این درس بسیار مهم را برای کنکور ارشد کنار نگذارید. کنار گذاشتن و یا مطالعه کم مدار منطقی به هیچ عنوان عاقلانه نیست و این کار را به هیچ دانشجویی توصیه نمی‌کنیم. {kcmodule 504} فیلم های درس مدار منطقی فیلم های مدار منطقی بسیار کامل هستند و مطالب از 0 تا 100 بیان شده اند و حتی افرادی که رشته شان کامپیوتر نیست براحتی می‌توانند این درس را با استقاده از این فیلم ها مطالعه کنند. متاسفانه به علت پایه ضعیفی که اکثر دانشجویان کامپیوتر کشور دارند هنگامیکه با کتاب‌های کنکور شروع به مطالعه این درس می‌کنند چون کتاب‌های کنکور همه چیز را از پایه درس نداده‌‌اند شروع به مطالعه برای‌شان سخت است، به همین علت در راستای کمک به دانشجویان فیلم‌های جلسات ابتدایی درس مهم مدار منطقی را تحت اختیار دانشجویان کشور قرار داده ایم تا دانشجویان کشور بتوانند شروعی مناسب و حرفه‌ای داشته باشند، سعی کنید قبل از شروع درس مدار منطقی ابتدا جلسات رایگان زیر را تماشا کنید و بعد یا از روی کتاب‌ها مطالعه‌تان را شروع کنید و یا فیلم‌ها را بطور کامل تهیه کنید و از روی فیلم‌ها ادامه دهید. این فیلم‌ها را می‌توانید براحتی در زیر مشاهده کنید فیلم هایی که برای شروع آسان درس مدار منطقی نیاز دارید {kcmodule 345} برای تماشای تمامی فیلم‌های دیگر مدار منطقی می‌توانید به لینک رو به رو مراجعه کنید: آموزش مدار منطقی نظر برخی از رتبه های برتر کنکور ارشد کامپیوتر و آی تی در مورد کیفیت فیلم‌ها نظر رتبه 1 کنکور نظر رتبه 2: خیلی کامل بودند نظر رتبه 6 کنکور ارشد کامپیوتر نظر رتبه 6 کنکور 1400 فیلم ها خیلی قابل فهم و روان است رتبه 9 :فیلم ها بی نقص بود از پایه ضعیف تا شریف نظر رتبه 2 کنکور ارشد نطر رتبه 10: کیفیت تدریس استاد رضوی خیلی خوبه نظر رتبه 16: کیفیت تدریس خیلی عالی بود جزوه کامل و ویدیوهای خیلی خوب نحوه انتقال دانش استاد رضوی بینظیر است ویدیوها خیلی جامع و کامل بودند واقعا تدریس اساتید عالی بودند نظر رتبه 8 کنکور 1400 نظر رتبه 2: معماری کامپیوتر و منطقی 100 زدم نظر رتبه 13 کنکور ارشد کامپیوتر 1401 نظر رتبه 19: تدریس و فن بیان عالی است نظر رتبه 12 کنکور ارشد کامپیوتر 1401 نظر رتبه 24: خیلی کامل و جامع است فیلم‌ها بی نظیر بود نظر رتبه 45: کیفیت فیلم ها خوب بودن همه دروس عالی تدریس شده بودند نیار نیست کتاب تهیه کنید فیلم ها با بیان شیوا و بدون ابهام بود کیفیت بالا و هزینه مناسب نظر رتبه 11 کنکور 1400 فیلم‌ها بی‌نیازم کرد تدریس زیبا و بیان شیوا فیلم‌ درس و تست کافیست فیلم های استاد رضوی از همه نظر عالی بودند کیفیت و نحوه تدریس و قدرت بیان اساتید از همه نظر خوب بود خیلی راضی بودم درسها خیلی عمیق تدریس میشد از همه دروس خیلی راضی بودم نظر پارسا شریعت ویدیوها از نظر کیفیت عالی بودند نظر رتبه 43 کنکور از دروس استاد رضوی خیلی راضی بودم نظر پیمان هاشمی نظر رتبه 40 کنکور تدریس از 0 تا 100 فیلم شما را جلو می‌اندازد نظر رتبه 50 کنکور 1400 نظر رتبه 67 کنکور 1400 نظر ریحانه حسین زاده نظر مرتضی اکبری نظر رتبه 113 کنکور 1400 تاثیر منابع خوب نظر سامان حسینی تفاوت منابع مناسب نظر رتبه 32 کنکور 1400 کیفیت بالا تدریس نظر شیوا رضازاد از روی مراجع نخوانید فیلم ها خیلی مفهومی بودند همه درس ها فوق العاده بود از صفر تا صد و کامل هستند آشنایی با استاد رضوی و کافه تدریس معجزه بود فیلم ها جامع بودند کل منابع من از کافه تدریس یا کنکور کامپیوتر بود دروس واقعا فوق العاده بودند درس‌ها کامل و روان است فیلم ها خیلی دقیق و جامع و کامل بودند ویدیوها بسیار قابل فهم بودند مطالبی که پوشش داده شده بود واقعا کامل بود تدریس بسیار شیوا و روان و بدون ابهام با پایه ضعیف هم فیلم ها را متوجه می شوید فیلم ها خیلی به من کمک کرد همه دروس را از کافه تدریس گرفتم ویدیوهاشون خیلی به من کمک کرد معرفی دوره درس و حل تست مدار منطقی از نگاه دانشجویان، قدرت بیان فوق العاده استاد رضوی و پوشش ۱۰۰ درصدی تمامی سرفصل‌ها، نکات و تست‌ها، ویدیوهای درس مدار منطقی را به بهترین ویدیو آموزشی کشور در درس مدار منطقی تبدیل کرده است. در حال حاضر فیلم آموزش مدار منطقی استاد رضوی پرطرفدارترین و پرفروش‌ترین فیلم اموزشی مدار منطقی کشور است و هر سال بیش از ۶۰۰۰ نفر این فیلم را تهیه می‌کنند، آموزش مدار منطقی به زبان ساده و صفر تا صد دلیل محبوبیت آموزش منطقی است. در فیلم‌های مدار منطقی تهیه شده بر خلاف فیلم‌های مشابه این فرض در نظر گرفته نشده که دانشجویان باید یکسری از مطالب را از قبل بلد باشند و همه چی از صفر توضیح داده شده است، به همین علت، تمامی دانشجویان با هر پایه و سطحی که دارند می‌توانند از این فیلم‌ بیشترین بهره را ببرند، حتی دانشجویانی که رشته لیسانس شان کامپیوتر نبوده است براحتی می‌توانند از این فیلم استفاده کنند و درس مدار منطقی را بصورت عمیق و مفهومی فرا گیرند. حتما نیاز است که علاوه بر فیلم درس، فیلم‌های حل تست مدار منطقی را نیز تهیه کنید. حتی اگر نمی‌توانید فیلم درس مدار منطقی را تهیه کنید و می‌خواهید خودتان منطقی را مطالعه کنید ولی حتما سعی کنید فیلم نکته و تست منطقی را تهیه کنید. در نکته و تست مدار منطقی سعی شده که تست ها با روش های سریع و ابتکاری حل شود که علاوه بر اینکه بتوانید این درس را 100 بزنید بتوانید در تایم بسیار کمی به تمامی تست های مدار منطقی پاسخ دهید. برای اینکه بتوانید مدار منطقی را 100 بزنید حتما باید با دقت کافی این فیلم ها را تماشا کنید. هر سال داوطلبان زیادی با استفاده از این فیلم مدار منطقی را صد زده اند. در نکته و تست مدار منطقی حدود 340 تست کنکور ارشد کامپیوتر و همین طور کنکور دکتری بطور کامل بررسی شده است، تمامی تست های کنکور از 28 سال پیش تا کنون بررسی شده و تست ای وجود ندارد که در این فیلم بررسی نشده باشد. در این فیلم تمامی مطالب چندین بار مرور و همه مطالب دسته بندی شده است {kcmodule 918} سرفصل‌های دوره مدار منطقی برای درس مدار منطقی دو فیلم زیر وجود دارد: فیلم درس مدار منطقی فیلم حل تست سوالات مدار منطقی {kcmodule 634} در زیر سرفصل‌های دوره مدار منطقی با جزئیات آورده شده است، در زیر مشخص شده است که فیلم آموزش مدار منطقی چند جلسه است و هر جلسه چند ساعت است و شامل چه بخش‌ها و مباحثی است: {kcmodule 869} پی دی اف (pdf) درس مدار منطقی هر یک از فیلم‌های درس یا حل تست مدار منطقی را تهیه کنید در داشبورد پی دی اف مربوط به آن دوره نیز قرار می‌گیرد و دانشجویان براحتی می‌توانند جزوات را پرینت و هنگام تماشای فیلم‌های درس و حل تست منطقی از جزوات خط ببرند و مطالب مهم را هایلایت کنند و در صورن نیاز برای خودتان در کنار جزوات یاداشت برداری کنید. همچنین در سایت کنکور کامپیوتر می‌توانید به معتبرترین جزوات درس مدار منطقی که در بهترین دانشگاه‌های ایران تدریس شده به صورت کاملا رایگان و در قالب pdf دسترسی داشته باشید  فیلم‌های رایگان {kcmodule 1080} مدار منطقی چیست؟ مدارهای منطقی (Logic Circuit)، مدارهایی هستند که کامپیوترها از آن‌ها ساخته می‌شوند. امروزه درک صحیحی از مدارهای منطقی برای هر مهندس برق و کامپیوتر ضروری است. این مدارها عنصر اصلی کامپیوترها و بسیاری از وسایل دیگر نظیر: دستگاه‌های ضبط و پخش موسیقی و تصویر، بازی‌های الکترونیک، ساعت‌های دیجیتال، دوربین‌های فیلمبرداری، گیرنده‌های تلویزیون، چاپگرها و بسیاری از لوازم خانگی و همچنین در سیستم‌های بزرگ مانند شبکه‌های تلفن، تجهیزات اینترنت و ... هستند. مشخص است که مدارهای منطقی یکی از اجزای بسیار مهم در زندگی امروزی ما محسوب می‌شوند. هدف درس مدار منطقی آشنا کردن شما با فرایند طراحی مدارهای منطقی است. روند آموزش در درس مدار منطقی به اینصورت است که ابتدا ایده‌های کلیدی و عناصر پایه‌ی مدارهای منطقی با مثال‌های ساده تشریح می‌شود، سپس آموزش داده می‌شود که چگونه می‌توان با این عناصر پایه مدارهای بسیار پیچیده خلق کرد. مدارهای منطقی روی تراشه‌های نیمه‌رسانا و با استفاده از ترانزیستور و سایر عناصر الکترونیکی پیاده‌سازی می‌شود. اغلب تراشه‌های امروزی (از جمله پردازنده‌های کامپیوتری) بیش از یک میلیارد ترانزیستور دارند. کتاب های مرجع درس مدار منطقی چه هستند؟ مرجع اصلی که برای درس مدار منطقی در دانشگاه‌‌های معتبر تدریس می‌شود کتاب‌های موریس مانو و نلسون است، همچنین کتاب‌های هریس (Harris) و براون (Brown) نیز در برخی از دانشگاه‌های ایران و جهان تدریس می‌شود، در این صفحه می‌توانید بصورت رایگان کتاب های مرجع مدار منطقی را براحتی دانلود و از آنها استفاده کنید. درس مدار منطقی شامل چه مباحث و فصولی است؟ رئوس مطالبی که در درس مدار منطقی وجود دارد عبارت است از:‌ سیستم‌های نمایش مختلفی که برای نمایش اعداد در کامپیوتر وجود دارد، جبر بول، ساده سازی توابع منطقی، ایجاب کننده و PI و EPI، مخاطره و هازارد، مدارات ترکیبی، تحلیل مدارات ترتیبی، طراحی مدارات ترتیبی، کاهش حالات درس مدار منطقی چقدر در کنکور ارشد کامپیوتر اهمیت دارد؟ با توجه به ساده بودن و امن بودن درس مدار منطقی و اینکه دانشجویان می‌توانند به 100 درصد سوالات درس مدار منطقی پاسخ دهند درس مدار منطقی مهم ترین درس کنکور ارشد کامپیوتر محسوب می‌شود و به تمامی داوطلبان کنکور ارشد کامپیوتر توصیه می‌شود که این درس را مطالعه کنند و به هیچ عنوان درس مدار منطقی را کنار نگذارند از درس مدار منطقی چند تست در کنکور ارشد کامپیوتر مطرح می‌شود؟ در کنکور ارشد کامپیوتر 99 از درس مدار منطقی 12 تست مطرح ‌شد، اما با توجه به تغییرات به وجود آمده در کنکور ارشد کامپیوتر هنوز مشخص نیست که در کنکور ارشد کامپیوتر 1400 چند تست از درس مدار منطقی مطرح می‌شود ولی حدس ما این است که 10 تست از این درس در کنکور ارشد کامپیوتر 1400 مطرح شود ضریب درس مدار منطقی در گرایش های مختلف کنکور ارشد کامپیوتر چیست؟ ضریب درس مدار منطقی در گرایش معماری کامپیوتر دارای ضریب ۴ و در گرایش های شبکه های کامپیوتری، رایانش امن، نرم افزار، بیوانفورماتیک، علوم داده، الگوریتم و محاسبات و علوم و فناوری شبکه دارای ضریب 3 و در گرایش های هوش مصنوعی و قرآن کاوی رایانشی دارای ضریب 2 است. {kcmodule 924} همچنین هر گونه سوالی در مورد کلاس‌های آنلاین کنکور کامپیوتر و یا تهیه فیلم‌ها و یا رزرو مشاوره تک جلسه‌ای تلفنی با استاد رضوی دارید می‌توانید به طرق زیر از تیم پشتیبانی بپرسید: آی دی تلگرام تیم پشتیبانی:     konkurcomputer_admin@ شماره تیم پشتیبانی:   09378555200 jQuery(document).ready(function() { jQuery(document).on('click', '.scroll_list a', function(event) { event.preventDefault(); jQuery('html, body').animate({ scrollTop: jQuery(jQuery.attr(this, 'href')).offset().top - 130 }, 1000); }); });
معماری کامپیوتر
{kcmodule 633}   امروزه بنا به نیاز رو به رشد جوامع بشری به کامپیوتر، ضرورت آشنایی با معماری کامپیوتر (Computer Architecture) بسیار بیش از پیش احساس می شود؛ اما ابتدا باید به این سوال پاسخ داد که معماری کامپیوتر چیست؟ در این مطلب قصد داریم به معرفی و آموزش معماری کامپیوتر به عنوان یکی از جذاب ترین دروس دوران کارشناسی رشته های مهندسی و علوم کامپیوتر و نیز یکی از گرایش های مقطع ارشد رشته مهندسی کامپیوتر بپردازیم. اینجا درباره گرایش های ارشد کامپیوتر بیشتر صحبت کرده ایم.. همچنین در ادامه با دروس و گرایش‌های رشته معماری سیستم های کامپیوتری بیشتر آشنا خواهید شد و برای درک هرچه بهتر این رشته، فیلم های آموزشی معماری کامپیوتر نیز در اختیار شما قرار گرفته است. شایان ذکر است که درس معماری کامپیوتر با مباحث ریاضی و الگوریتمی شامل روش‌های مختلف جمع و ضرب و محدودیت‌ها و ویژگی‌های هرکدام از سیستم‌های اعداد متداول موجود در پردازنده‌ها آغاز می‌گردد، سپس با طراحی دقیق و جزئی یک پردازنده‌ی ساده ادامه یافته و در طول درس ویژگی‌هایی که پردازندهای پیشرفته‌ فعلی دارند مانند  Pipeline و Cache و ... مورد بررسی قرار می گیرد. برای مطالعه در خصوص پایپ لاین به مقاله {kclinks 37/1} مراجعه کنید. تلاش تیم کنکور کامپیوتر همواره بر این بوده که آنچه دانشجویان محترم مقاطع تحصیلی این رشته نیاز دارند شامل منابع و نمونه سوالات کنکور کارشناسی ارشد و دکتری، کتاب ها و مراجع این رشته و نیز اطلاعات کاملی از دروس، گرایش‌ها و کارنامه‌های ارشد و دکتری رشته‌های مهندسی و علوم کامپیوتر و نیز آی تی را در اختیارشان قرار دهد. معماری کامپیوتر چیست؟ معماري‌ كامپيوتر نشان‌دهنده چگونگی اتصال متقابل قطعات سخت افزاری کامپیوتر و نیز نحوه انتقال و پردازش داده بین این قطعات است. معماری کامپیوتر یا Computer Architecture شامل قوانین، روش ها و فرایندهایی است که پیاده سازی و عملکرد سیستم های کامپیوتری را توصیف می کند. معماری کامپیوتر چه تعریفی دارد، از چه بخش‌ هایی تشکیل شده و تاریخچه آن چیست؟ در این فیلم معماری کامپیوتر را تعریف شده، همین طور به بررسی آن پرداخته شده که معماری کامپیوتر از چه بخش هایی تشکیل شده و در نهایت تاریخچه معماری کامپیوتر بررسی شده و گفته شده که معماری کامپیوتر چگونه به وجود آمده است برای سرعت بخشیدن به حرکت داده ها و در نتیجه افزایش میزان پردازش داده، پیکربندی هایی متفاوت از معماری کامپیوتر ایجاد شده است. 4 نوع معماری ابتدایی را می‌توان برای سیستم های کامپیوتر در نظر گرفت در معماری اولیه، سی پی یو در مرکز قرار دارد در حالی که حافظه اصلی و ورودی/خروجی سیستم در دو طرف CPU قرار گرفته اند. در دومین پیکربندی کامپیوتر کنترل کننده ورودی/خروجی در مرکز قرار دارد. سومین معماری کامپیوتر از حافظه اصلی بعنوان مکانی در سیستم کامپیوتر استفاده می کند که تمامی جریان (flow)داده ها و دستورالعمل هااز آن خارج شده یا به داخل آن می‌روند. و در نهایت چهارمین معماری کامپیوتر از یک باس (گذرگاه) مشترک کنترل و داده برای اتصال تمام دستگاه هایی که یک سیستم کامپیوتری را تشکیل می دهند، استفاده می کند. تعریف معماری کامپیوتر از نگاه دانشمندان اصطلاح معماری، در ادبیات کامپیوتر که توسط Fred Brooks ابداع گردید، در واقع را کلمه معماری را می‌توان برای اولین بار در آثار Lyle R. Johnson  و Frederick P. Brooks, Jr ، اعضای بخش سازمان ماشین در مرکز تحقیقات اصلی IBM در سال 1959 مشاهده کرد. Gene Myron Amdahl : “معماری کامپیوتر، یعنی کامپیوتر از دید کاربر” Harold S. Stone : “ما بوسیله معماری، ساختارواحدهای تشکیل دهنده یک سیستم کامپیوتری را هدفمند می نمائیم .” Andris Padegs : “معماری یک کامپیوتر عبارتست ازمحیط یا فضای بین ماشین و نرم افزار” چرا معماری کامپیوتر مهم است؟ دانشجویان رشته مهندسی کامپیوتر در دوران لیسانس درسی سه واحدی به اسم معماری کامپیوتر را می گذرانند. این درس در کنار دروس مهم دیگری همچون ساختمان داده، طراحی الگوریتم، شبکه های کامپیوتری، ریاضیات گسسته، و مدار منطقی پایه های آکادمیک رشته کامپیوتر را تشکیل می دهند. دروس نام برده شده از دروس بسیار مهم و پایه‌ای برای تمامی دانشجویانی است که می‌خواهند بصورت آکادمیک در رشته کامپیوتر فعالیت کنند، تسلط بر این دروس برای دانشجویانی که میخواهند در رشته کامپیوتر به جایگاه های بالایی برسند بسیار مهم است از اهمیت درس معماری کامپیوتر  همین که تقریبا همه دانشجویان ارشد تمامی گرایش ها در اکثر دانشگاه‌های مطرح، ملزم به گذراندن درس معماری کامپیوتر پیشرفته هستند. شایان ذکر است که این درس از جمله دروس امتیاز آور در کنکور ارشد کامپیوتر نیز می باشد. {kcmodule 501} چرا برنامه نویسان موفق باید با معماری کامپیوتر آشنا شوند؟ برنامه‌ نويسان موفق هميشه به سرعت اجرای برنامه‌های خود توجه می‌کنند چون دادن نتيجه سريع به کاربر در موفقيت يک برنامه نقش حياتی دارد. در دهه‌های ۱۹۶۰ و۱۹۷۰ اصلی‌ترين محدوديت در سرعت کامپيوترها حجم کم حافظه آن‌ها بود. بعدها با پيشرفت هایی که در زمینه تکنولوژی حافظه‌ها حاصل شد، حافظه های بزرگتری به وجود آمدند و به مرور زمان، دیگر حافظه کم سدی برای محدودیت سرعت کامپیوترها نبود و اهميت مسأله حافظه کم کاهش یافت. امروزه برنامه نويسانی که به سرعت اجرای برنامه‌های خود علاقه دارند، بايد به مسائلی که جايگزين مسأله کمبود حافظه شده‌اند توجه کنند. از جمله اين مسائل می‌توان به ساختار سلسله مراتبی حافظه‌ها، موازات در پردازنده‌ها، وجود پایپیلاین یا خط لوله در پردازنده ها و همین طور وجود چند لول کش در پردازنده ها اشاره نمود. برنامه نويسانی که در جستجوی راه‌هايی برای ساخت کامپايلرها، سيستم عامل‌ها، برنامه‌های پايگاه داده و دیگر برنامه های قابل رقابت با دیگر محصولات هستند، بايد دانش خود را در ارتباط با ساختار، سازمان و معماری کامپيوتر افزايش دهند و بدانند که تمامی اجزای یک سیستم کامپیوتری چگونه با هم ارتباط برقرار می‌کنند، در اینصورت متوجه خواهند شد که ساختار داخلی يک کامپيوتر چگونه بر کارآيی برنامه‌ها تأثير می‌گذارد اجزای کامپیوتر چیست و چگونه کار می‌کند؟ ۵ بخش کلاسيک يک کامپيوتر عبارتند از : بخش کنترل (Control Unit)، Data path، حافظه، دستگاه های ورودی و خروجی معمولا دو قسمت Data Path و Control Unit درکنار هم را همان طور که در شکل زیر نیز می‌بینید پردازنده می‌نامند، Data Path مسئول انجام عملیاتی نظیر جمع، تفریق، مقایسه و انتقال اطلاعات به درون ثبات ها است، برای اینکه برنامه ها اجرا شوند نیاز است تا یکسری عملیات به ترتیب و پشت سر هم اجرا شوند، Data Path، حافظه و دستگاه های ورودی و خروجی ترتیب انجام کارها را نمی‌دانند و این واحد کنترل است که با توجه به دستوری که می‌خواهد اجرا شود، ترتیب کارهایی که این واحد ها باید انجام دهند را در هر پالس ساعت با ارسال سیگنال‌هایی به نام Command مشخص می‌کند اجزای کامپیوتر 5 مولفه اصلی کامپیوتر پردازنده دستورات و داده‌ها را از حافظه دريافت می‌نماید؛ دستگاه های ورودی داده‌ها را داخل حافظه می‌نویسند و دستگاه های خروجی داده‌ها را از حافظه می‌خوانند. همان طور که اشاره کردیم بخش کنترل سيگنال‌هايی تولید می‌کند که توسط آنها، عملياتی که Data Path ،حافظه،  دستگاه های ورودی و خروجی در زمان‌های مختلف باید انجام دهند را مشخص می‌کند. پیشنیاز درس معماری کامپیوتر در این قسمت از مقاله فارغ از اینکه شما در چه رشته‌ای مشغول به تحصیل هستید، پیشنیازهای لازم جهت یادگیری درس معماری کامپیوتر ذکر شده است. در ادامه برای دانشجویان و علاقه‌مندانی که قصد دانستن پیشنیازهای این درس در دانشگاه را دارند، به طور کامل توضیحات لازم آورده شده است. در درس معماری کامپیوتر ابتدا بررسی می‌شود که محاسبات (جمع، تفریق، ضرب و تقسیم و ...) در کامپیوتر چگونه انجام می‌شوند و کامپیوتر از کجا می‌تواند درست و غلط بودن عملیات را تشخیص دهد سپس در فصل بعد به نحوه اجرای دستورات و طراحی کامپیوتر پرداخته و بعد از آن انواع و نحوه کارکرد حافظه بررسی شده و در نهایت به روش ‌های تسریع انجام دستورات توسط CPU مانند پایپلاین و ... و نحوه  ارتباط کامپیوتر با دنیای خارج توسط دستگاه ‌های ورودی و خروجی و نحوه کارکرد آن پرداخته می‌شود. در همه این مراحل آشنایی با قطعات دیجیتال بسیار اهمیت دارد زیرا اساس عناصر تشکیل دهنده کامپیوتر همین قطعات دیجیتالی هستند که این موضوع در درس مدارهای منطقی بررسی می‌شود پس نتیجه می‌گیریم که اصلی‌ترین پیشنیاز درس معماری کامپیوتر، درس مدارهای منطقی است. بد نیست قبل مطالعه درس معماری کامپیوتر، پیش زمینه‌ای در خصوص مرتبه زمانی که از فصول اولیه درس‌های ساختمان داده و طراحی الگوریتم محسوب می‌شود (به منظور بررسی مرتبه زمانی عملیات‌هایی که توسط معماری سیستم‌ کامپیوتری انجام می‌شوند)، و همچنین درس ریاضیات گسسته که به عنوان ریاضیات کامپیوتر نام برده می‌شود، داشته باشید تا بتوانید با ذهن و دیدگاهی باز در درس معماری کامپیوتر عمل کرده و نتیجه مطلوب خود را کسب کنید. (لازم به ذکر است که دروس ساختمان داده و طراحی الگوریتم و ریاضیات گسسته به عنوان پیشنیاز برای این درس واجب نیستند و علاقه مندان می‌توانند برای تسریع پیشرفت خود، دروس نام برده شده را مطالعه کنند.) به همین منظور پکیجی توسط استاد رضوی برای آموزش درس معماری کامپیوتر تهیه شده که کلیه نیازهای دانشجویان را در خصوص پیشنیازهای این درس و همچنین خود درس به طور جامع و 0 تا 100 پاسخ می‌دهد و کلیه پیشنیازهای ریاضیاتی و غیره لازم توسط استاد در این دوره آموزش داده شده است تا دیگر داوطلبان نیازمند به دوره دیگری برای یادگیری درس معماری کامپیوتر نباشند. شما می‌توانید به عنوان نمونه ویدیوهای رایگان آموزش درس معماری کامپیوتر استاد رضوی را مشاهده کرده و نحوه تدریس و این گفته‌ها را ارزیابی کنید. درس معماری کامپیوتر درس معماری کامپیوتر یکی از دروس مهم و اصلی رشته کامپیوتر در مقطع لیسانس محسوب می‌شود که به طور معمول در ترم 4 مقطع کارشناسی مهندسی کامپیوتر گذارنده خواهد شد. اگر قصد داشته باشید در مقطع ارشد در گرایش معماری سیستم های کامپیوتری ادامه تحصیل دهید بدون شک درس معماری کامپیوتر مهم‌ترین درس شما خواهد بود. البته بر اساس اهمیت معماری کامپیوتر که قبلا نیز ذکر شد، لازم است که دانشجویانی که قصدشان گرایشی جز معماری کامپیوتر در ارشد است نیز دیدگاه خوبی نسبت به این درس داشته و آن را جدی بگیرند. در ادامه به این موضوع که درس معماری کامپیوتر خود پیشنیازی چه دروسی در دانشگاه و همچنین اینکه چه دروسی پیشنیاز درس معماری کامپیوتر هستند پرداخته شده. لازم به ذکر است که بررسی دروس پیشنیاز بر اساس چارت درسی رشته مهندسی کامپیوتر، منوط به دانشگاه محل تحصیل شماست. در این قسمت این بررسی را بر اساس چارت دانشگاه صنعتی شریف انجام داده‌ایم. درس معماری کامپیوتر چه پیشنیازهایی در دانشگاه دارد؟ بر اساس چارت زیر، قبل از اخذ درس معماری کامپیوتر لازم است درس ساختار و زبان کامپیوتر و قبل آن دروس مدارهای منطقی – که به توضیح و بررسی قطعات دیجیتال و نحوه کارکرد آن‌ها می‌پردازد - و مبانی برنامه نویسی گذارنده شوند. درس معماری کامپیوتر پیشنیاز چه درس های در دانشگاه هست؟ معماری کامپیوتر به عنوان پیشنیاز درس‌های سیستم عامل و آز معماری کامپیوتر شناخته می‌شود. سیستم عامل یک درس 3 واحدی است که به معرفی و بیان وظایف سیستم عامل به عنوان مدیر و کنترل کننده اجرای برنامه‌ها توسط CPU و اجرای همروند و موازی فرایندها، مدیریت حافظه و I/O و ... می‌پردازد. درس سیستم عامل دارای 1 واحد آزمایشگاه می‌باشد. در ادامه مقاله در خصوص سرفصل های درس معماری کامپیوتر مفصلاً توضیح داده‌ایم. فصل‌های معماری کامپیوتر درس معماری کامپیوتر از دروس بسیار زیبا و پایه ای رشته کامپیوتر است که به دانشجویان کامپیوتر دید بسیار وسیعی در مورد این رشته می‌دهد.روند کار در آموزش معماری کامپیوتر و کتاب‌های این رشته معمولا به این شکل است که ابتدا از ساخت یک کامپیوتر بسیار ساده شروع شده، سپس کامپیوتر را با روش‌های مختلفی مانند اضافه کردن کش، حافظه های برگ برگ سازی شده، پایپلاین و ... ارتقا می‌دهند. این روند به گونه‌ای است که در انتهای درس انتظار می‌رود که دانشجویان بتوانند یک کامپیوتر ساده طراحی کنند. این نحوه آموزش باعث شده تا درس معماری کامپیوتر یکی از شیرین ترین دروس دوران تحصیل باشد. سر فصل مطالبی که در درس معماری کامپیوتر وجود دارد معمولا به ترتیب عبارت است از:‌ اعداد و محاسبات و {kclinks 38/1}، {kclinks 39/2} ، ارزیابی کارایی، زبان انتقال ثبات، طراحی کامپیوتر و CPU، خط لوله (پایپلاین) و پردازش موازی، حافظه‌ها، ریز برنامه‌ریزی، {kclinks 36/1}  برای کسب اطلاعات بیشتر درباره اهمیت هر فصل و نیز تعداد تست های مطرح شده از هرکدام در آزمون های اخیر به صفحه بودجه بندی کنکور ارشد کامپیوتررجوع کنید   مقدمات - تاریخچه کامپیوتر و پردازنده‌ها - کاربرد پردازنده‌ها در دنیای کنونی - دسته بندی انواع پردازنده‌ها معرفی مفاهیم پایه - معرفی اجزای اصلی یک پردازنده - معرفی مفهوم مجموعه دستور العمل - مفاهیم معماری کامپیوتر و سازمان کامپیوتر - سیستم‌های عددی و عملیات پایه نمایش اعداد - مرور و آموزش انواع شیوه‌های سیستم‌های نمایش دیجیتال برای اعداد علامت دار و بدون علامت، صحیح و ممیز شناور، بررسی دقت مطلق و نسبی و بازه نمایش حساب کامپیوتری - الگوریتم‌های حسابی صحیح برای عملیات جمع، تفریق، ضرب و تقسیم برای اعداد - الگوریتم‌های ممیز شناور برای عملیات جمع، تفریق، ضرب و تقسیم برای اعداد - ضرب با کدگذاری بوث (Booth) و آرایه ای طراحی واحد اجرایی (یا مسیر داده = Data path) و کنترل سیم بندی شده - مروری بر سطح و زبان انتقال بین ثبات (RTL) - مروری بر مدهای آدرس دهی - معماری مجموعه دستور العمل (Instruction Set Architecture) - تحلیل و طراحی گام به گام یک پردازنده نمونه - بررسی پیاده سازی وقفه و روش سرکشی - توصیف و طراحی واحد کنترل - مقایسه و تحلیل معماری RISC و CISC واحد کنترل ریزبرنامه پذیر - مرور کاستی‌ها و مزایای نسبی این نوع کنترل به کنترل سیم بندی - بررسی معماری نمونه و مثال تعریف و اندازه گیری کارایی پردازنده و کامپیوتر - عوامل موثر در کارایی کامپیوتر - تعریف کارایی - فرمول کارایی - افزارسنجی (Benchmarking) و نمونه‌های آن معرفی مکانیسم خط لوله (Pipeline) - مسیر داده خط لوله - مسیر کنترل خط لوله - معرفی مخاطرات خط لوله و روش‌های حل یا کاهش این مخاطرات - ارزیابی کارایی پردازنده‌های دارای خط لوله‌ای سیستم حافظه - طرز کار و معرفی انواع حافظه و سلسله مراتب آن - تحلیل علل نیاز به وجود سلسله مراتب حافظه - حافظه ی نهان و بررسی انواع نگاشت های مستقیم، کاملا شرکت پذیر و شرکت پذیر مجموعه ای مروری بر روش‌های ورودی و خروجی (تجهیزات جانبی پردازنده) - روش‌های ارتباطی پردازنده با ادوات جانبی - ارتباط برنامه ریزی شده (Programmed I/O) - ارتباط با استفاده از وقفه (Interrupted I/O) - دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) - دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) (2) - انواع گذرگاه ها مراجع معماری کامپیوتر مرجع اصلی درس معماری کامپیوتر در دانشگاه‌‌های معتبر کتاب پترسون است. همچنین کتاب‌های موریس مانو ( این کتاب که در بسیاری از دانشگاه‌های ایران بعنوان مرجع اصلی درس معماری کامپیوتر درس داده می‌شود کتاب ساده‌ای است و جواب گوی کنکور ارشد و دکتری کامپیوتر نیست) و کتاب مرجع استالینگ و هنسی نیز در برخی از دانشگاه‌های ایران و جهان تدریس می‌شوند. برخی از قسمت‌های کتاب استالینگ و هنسی مطالب خوب و تکمیل کننده‌ای در تکمیل کتاب پترسون بیان کرده است. در ادامه امکان دانلود رایگان کتاب‌های مرجع معماری کامپیوتر فراهم شده است، امکان دانلود دیگر کتاب های مرجع رشته کامپیوتر نیز روی سایت فراهم شده است. توصیه می‌کنیم در صورتی که داوطلب شرکت در آزمون ارشد هستید به مطالعه منابع ارشد کامپیوتر بپردازید. همچنین اگر داوطلب شرکت در آزمون دکتری معماری کامپیوتر هستید، برای آشنایی با منابع کنکور دکتری کامپیوتر می‌توانید به صفحه منابع کنکور دکتری کامپیوتر مراجعه کنید. دانلود کتاب های مرجع درس معماری کامپیوتر {kcmodule 945} معماری کامپیوتر موریس مانو موریس مانو از اساتید برجسته دانشگاه کالیفرنیا (UCLA)، در حوزه کامپیوتر است که تقریبا همه دانشجویان و اساتید رشته کامپیوتر با این نام و کتاب‌های منتشر شده توسط او آشنا هستند. کتاب معماری کامپیوتر موریس مانو یکی از معروف‌ترین کتاب‌ها در حوزه معماری کامپیوتر است که در بسیاری از دانشگاه‌های ایران بعنوان مرجع اصلی درس معماری کامپیوتر درس داده می‌شود. این کتاب یکی از کامل‌ترین و بهترین کتاب‌های مرجع درس معماری کامپیوتر است که در جهان با نام Computer System Architecture شناخته شده است. موضوع این کتاب معماری کامپیوتر است که تشکیلات و طراحی کامپیوتر را مورد بررسی قرار می‌دهد. معماری کامپیوتر به ساختار و رفتارهای واحدهای مختلف کامپیوتر و چگونگی همکاری آن‌ها با یکدیگر می‌پردازد. برای مطالعه بیشتر در خصوص این کتاب می‌توانید به صفحه معماری کامپیوتر موریس مانو مراجعه کنید. سر فصل‌های این کتاب به شرح زیر است: فصل اول : مدارهای منطقی دیجیتال فصل دوم : قطعات دیجیتال فصل سوم : نمایش داده ها در معماری کامپیوتر فصل چهارم : انتقال ثبات ها و ریز عمل ها در معماری کامپیوتر فصل پنجم : سازمان و طراحی یک کامپیوتر پایه در معماری کامپیوتر فصل ششم : برنامه نویسی کامپیوتر پایه در معماری کامپیوتر فصل هفتم : کنترل ریز برنامه نویسی شده در معماری کامپیوتر فصل هشتم : واحد مرکزی پردازش در معماری کامپیوتر فصل نهم : پردازش خط لوله ای و برداری در معماری کامپیوتر فصل دهم : معماری کامپیوتر فصل یازدهم : سازمان ورودی – خروجی در معماری کامپیوتر فصل دوازدهم : سازمان حافظه در معماری کامپیوتر فصل سیزدهم : چند پردازنده در معماری کامپیوتر معماری کامپیوتر پترسون از دیگر مراجع مطرح و مهم درس معماری کامپیوتر می‌توان به کتاب طراحی، معماری و سازمان کامپیوتر نوشته‌ی دیوید پترسون (استاد دانشگاه کالیفرنیا، برکلی) و جان هنسی (استاد دانشگاه استنفورد) اشاره کرد. این کتاب یکی از کامل‌ترین و بهترین کتاب‌های مرجع درس معماری کامپیوتر در دانشگاه‌های معتبر است که در جهان با نام Computer Architecture: A Quantitative Approach شناخته شده است. برای مطالعه بیشتر در خصوص این کتاب می‌توانید به صفحه معماری کامپیوتر پترسون استفاده کنید. این کتاب شامل فصل های زیر می‌باشد: فصل یک: مقدمه فصل دو: ارزیابی کارآیی پردازنده ها فصل سه: دستورات زبان ماشین فصل چهار: طراحی واحد محاسبه و منطق  (ALU) فصل پنج: طراحی یک پردازنده ساده فصل شش: بهبود کارآیی به کمک پایپلاین کردن فصل هفت: مقدمه‌ای بر حافظه نهان گرایش معماری کامپیوتر رشته معماری سیستم‌های کامپیوتری یکی از گرایش‌های کنکور ارشد کامپیوتر است، همچنین در مقطع دکتری نیز این رشته وجود دارد. متاسفانه این تفکر اشتباه در دانشجویان وجود دارد که در ارشد رشته معماری کامپیوتر حتما باید کارهای سخت افزاری مانند طراحی و ساخت سخت افزار و ... انجام دهند، در صورتی که این تفکر بسیار اشتباه است، و آن چیزی که در اکثر دانشگاه‌های مطرح کشور در مقطع ارشد مهم است فیلدی پژوهشی‌ای است که دانشجویان روی آن کار می‌کنند نه گرایشی که به واسطه آن در دانشگاه پذیرفته شده‌اند، دانشجویان ارشد و دکتری معماری کامپیوتر بسیاری وجود دارند که در فیلدهایی نظیر اینترنت اشیا، پردازش تصویر و مالتی مدیا، Big Data، رایانش ابری (Cloud computing)، شبکه ، شبکه‌های میان تراشه‌ای (NOC)، سیستم های نهفته (embedded systems) زیر نظر اساتید راهنمای خود به تحقیق و مطالعه می پردازند. برای آشنایی بیشتر با مهارت‌هایی که دانشجویان ارشد و دکتری رشته معماری کامپیوتر کسب می‌کنند و همچین بازار کار و دانلود چارت درسی  رشته معماری سیستم‌های کامپیوتری ابتدا به صفحه معرفی رشته معماری کامپیوتر مراجعه کنید. {kcmodule 236} تاریخچه معماری کامپیوتر اولین رایانه مکانیکی (Difference Engine) توسط چارلز بابیج (Charles Babbage) که یک ریاضیدان انگلیسی بود اختراع شد، به همین دلیل بابیج را "پدر کامپیوتر"، "father of the computer" می‌دانند. رایانه مکانیکی (موتور) اختراع شده توسط چارلز بابیج اولین دستگاه مکانیکی در جهان بود که می توانست ورودی بگیرد، سپس آن را پردازش کند و یک خروجی بدهد. ایده این رایانه مکانیکی در نهایت به طراحی الکترونیکی پیچیده تری بنام موتور تحلیلی (Analytical Engine) منجر شد. موتور تحلیلی، یک رایانه مکانیکی همه منظوره (general-purpose computer) بود که توسط چارلز بابیج و با کمک آدا لاولاس (Ada Lovelace) طراحی شد. موتور تحلیلی، طراحی ساده تری از کامپیوتر مکانیکی بود که اولین بار در سال 1837 به عنوان جانشین موتور تفاضلی (Difference Engine) بابیج ارائه شد. جالب است بدانید تمام ایده های اساسی رایانه های مدرن را می توان در موتور تحلیلی بابیج یافت. اولین معماری کامپیوتر مستند شده در مکاتبات بین چارلز بابیج و آدا لاولاس بوده است که در آن به توضیح موتور تحلیلی پرداخته‌اند، در واقع در این مکاتبات معماری کامپیوتر این موتور تحلیلی بیان شده است. ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) به عنوان اولین کامپیوتر الکترونیکی در نظر گرفته می شود، این کامپیوتردارای حافظه ای است با گنجایش تنها چند بایت بود. این دستگاه اولین کامپیوتر دیجیتالِ قابل برنامه ریزی، الکترونیکی و با کاربرد عمومی (general-purpose) بود. ENIAC کامپیوتری برای انجام محسابات بود نه برقراری ارتباطات. اینیاک ابتدا به منظور محاسبات جدول آتش توپخانه برای آزمایشگاه تحقیقاتی بالستیک ارتش آمریکا طراحی و استفاده شد. ENIAC در سال 1945 تکمیل شد و برای اولین بار در 10 دسامبر 1945 برای اهداف عملیاتی مورد استفاده قرار گرفت. پیشرفت دنیای کامپیوتر و معماری کامپیوتر از زمان ایجاد اولین کامپیوتر الکترونیکی همه منظوره (general-purpose electronic computer) تقریباً 75 سال می‌گذرد، در این مدت تکنولوژی کامپیوتر پیشرفت خارق العاده ای داشته است. امروزه با کمتر از 500 دلار می‌توانید یک لب تاپ با کارایی بیشتر، حافظه اصلی (main memory) بیشتر و فضای ذخیره سازی دیسک (disk storage) بیشتر از کامپیوتری که در سال 1985 قیمت‌اش 1 میلیون دلار بوده خریداری کنید. این پیشرفت سریع و شگفت آور هم از طریق پیشرفت فناوری به کار رفته در ساخت کامپوترها و هم به دلیل نوآوری هایی که در طراحی و معماری کامپیوتر بکار رفته حاصل شده است. در طول 25 سال اول به وجود آمدن رایانه های الکترونیکی، پیشرفت فناوری های به کار رفته در ساخت کامپیوترها و پیشرفت در طراحی و معماری کامپیوتر باعث افزایش کارایی (performance) کامپیوترها به اندازه 25% در سال شده بود. اواخر دهه ی 1970 بود که ریزپردازنده ها ظهور پیدا کردند. ظهور ریزپردازنده باعث ایجاد بهبود و پیشرفت در فناوری مدارات مجتمع شد که این بهبود باعث شد روند پیشرفت کارایی، رشدی 35% در سال را داشته باشد. از سال 2002 به بعد، محدودیت های قدرت، قابلیت موازی سازی در سطح دستور العمل و تأخیر زیاد حافظه، رشد عملکرد پردازنده را تا حدود 20٪ در سال کند کرده است یکی از دلایل افزایش زیاد کارایی، پیشرفت در فناوری ساخت مدارات مجتمع بود، کمی این موضوع را برای شما شرح می‌دهیم: آقای گوردن مور (Gorden Moore)، که یکی از بنیانگذران اینتل بود طی مطالعاتی در سال 1965 با بررسی میزان فشرده‌‌سازی قطعات و پیچیدگی شبکه سیم بندی در آنها، نظریه معروف خود را بدین شکل ارائه نمود که تعداد ترانزیستورهای جای گرفته روی یک سطح ثابت (که به آن چگالی یا تراکم گیت می‌گویند) هر 1.5 تا 2 سال تقریبا 2 برابر می‌شود، او ادعا نمود که این پیشرفت بصورت دائم رخ خواهد داد، این نظریه تا سال‌های اخیر همچنان ثبات خود را حفظ کرده است، البته مطالعات نشان می‌دهد که ادامه این روند به صورت گذشته دیگر مقدور نیست. پیشرفت در الکترونیک دیجیتال، مانند کاهش قیمت ریزپردازنده و کاهش هزینه ساخت ترانزیستورها، کاهش ابعاد ترانزیستورهای درون تراشه (اندازه نما یا طول گیت)، افزایش تعداد ترانزیستورها در پردازنده ها، افزایش سرعت کلاک پردازنده (سرعت پردازش اطلاعات در پردازنده)، افزایش ظرفیت حافظه‌ها، بهبود سنسورها و حتی تعداد و اندازه پیکسل در دوربین های دیجیتال، به شدت با قانون مور مرتبط است، و طبق پیش بینی قانون مور افزایش یا کاهش داشته است. این تغییرات گام به گام در الکترونیک دیجیتال، نیروی محرکه تغییرات تکنولوژیکی و اجتماعی، بهره وری و رشد اقتصادی بوده است. بعنوان مثال به افزایش ظرفیت حافظه در طی سال ها توجه کنید شکل زیر ميزان افزايش ظرفيت DRAM ها را از سال ۱۹۷۷ به بعد نشان ميدهد. همان طور که مشاهده ميشود ظرفيت  DRAM ها تقريبا هر سه سال، چهار برابر شده است، یعنی تقریبا 60% افزایش ظرفیت در سال، که در نتيجه در طول بيست سال ظرفيت DRAM ها حدوداً ۱۶۰۰۰ برابر شده است! اين ميزان افزايش قابل توجه در سرعت و ظرفيت مدارهای مجتمع، طراحی سخت افزار و نرم افزار را تحت تأثير قرار می‌دهد. البته در سال های اخیر این نرخ رشد به چیزی حدود دو برابر کردن ظرفیت در 2 یا 3 سال کاهش یافته است بعنوان نمونه هایی دیگر به عکس های زیر نیز توجه کنید ابعاد ترانزیستورها در گذر زمان قیمت ترانزیستوها در گذر زمان سرعت کلاک پردازنده ها اهمیت درس معماری کامپیوتر در کنکور ارشد کامپیوتر درس معماری کامپیوتر یکی از دروس تخصصی کنکور ارشد مهندسی کامپیوتر و یکی از نمره بیارترین دروس در آزمون کارشناسی ارشد کامپیور است. به جرات می توان گفت که با مطالعه صحیح این درس می توان به حداقل 80 درصد تست‌های این درس پاسخ داد. و دانشجویان بسیاری هستند که هر ساله درس معماری کامپیوتر را صد میزنند، اگر مصاحبه رتبه های برتر کنکور ارشد کامپیوتر را مشاهده کنید، همگی این افراد روی ارزش بسیار بالای دروس مدار منطقی و معماری کامپیوتر و تغییری که این دو می توانند روی رتبه ایجاد کنند اتفاق نظر دارند. همچنین همگی به این نکته اشاره دارند که این دو درس جز دروس امن کنکور ارشد کامپیوتر است، امن بودن به این معناست که اگر این دروس را بصورت مطلوب مطالعه کنید حتما می‌توانید در این دروس درصد خوبی را کسب کنید. با توجه به امن بودن سوالات معماری کامپیوتر و همچنین ضریب بالایی که این درس در اکثر گرایش ها داردتوصیه ما به داوطلبان کنکور ارشد کامپیوتر تمامی گرایش ها این است که حتما این درس را مطالعه کنند و به هیچ عنوان این درس بسیار مهم را کنار نگذارند. حتی اگر در دوره کارشناسی موفق به گذراندن درس معماری کامپیوتر نشده اید، با صرف کمترین هزینه می توانید به کمک فیلم های آموزشی معماری کامپیوتر، سطح خود را بالا برده و این درس را با موفقیت پشت سر بگذارید. آموزش صفر تا صد درس معماری کامپیوتر را در این فیلم های آموزشی بیابید، آموزش معماری کامپیوتر به گونه ای است که حتی افرادی که رشته شان کامپیوتر نیست براحتی می‌توانند مطالب را متوجه شوند ضریب این درس در گرایش معماری کامپیوتر چهار-4، در گرایش های شبکه های کامپیوتری، رایانش امن، نرم افزار، بیوانفورماتیک، علوم داده، الگوریتم و محاسبات و علوم و فناوری شبکه سه-3 و در گرایش های هوش مصنوعی و قرآن کاوی رایانشی دو-2 است، درباره دروس و ضرایب دروس در کنکور ارشد کامپیوتر بیشتر بدانید. همچنین با توجه به کنکور سال گذشته احتمالا 7 تست از این درس در کنکور ارشد کامپیوتر مطرح می‌شود. شاید فکر کنید با توجه به ضریب پایین درس معماری کامپیوتر در گرایش هوش مصنوعی، متقاضیان قبولی در این رشته می توانند این درس را از لیست خود حذف و از مطالعه آن خودداری کنند، ولی بنا بر داده های موجود برای قبولی در گرایش هوش مصنوعی در دانشگاه های معتبری چون شریف و تهران، باید به ترتیب رتبه ای زیر 20 و زیر 50 کسب می کردید. با در نظر گرفتن این آمار و ارقام می توان به رقابت شدیدی که بین داوطلبان گرایش هوش مصنوعی وجود دارد پی برد. بنابراین با توجه به رقابت شدیدی که در این گرایش وجود دارد، داوطلبان گرایش هوش مصنوعی اگر میخواهند در دانشگاه های تاپی مانند شریف و تهران قبول شوند نیز باید این درس را مطالعه کنند. اهمیت درس معماری کامپیوتر در کنکور دکتری معماری کامپیوتر دروس معماری کامپیوتر و مدار منطقی، امتیاز آورترین دروس آزمون دکتری معماری کامپیوتر هستند. از آنجایی که در کنکور دکتری، حدود 10 تست با ضریب 4 از درس معماری کامپیوتر وجود دارد، لحظه به لحظه بیشتر می توان به اهمیت این درس پی برد. کنکور دکتری معماری کامپیوتر حاوی سوالاتی از درس معماری پیشرفته نیز می باشد که برخی از سوالات این درس را می توان با معلومات درس معماری کامپیوتر پاسخ داد. کسب رتبه زیر 20 برای داوطلبان کنکور دکتری کامپیوتر دور از انتظار نیست اگر بتوانند به سوالات دو درس مدار منطقی و معماری کامپیوتر بطور کامل پاسخ دهند. آموزش معماری کامپیوتر درس معماری کامپیوتر درس امنی برای کنکور ارشد کامپیوتر محسوب می‌شود به این معنا که می‌توان با تلاشی معقول قبل از کنکور به تمامی سوالات معماری کامپیوتر پاسخ داد، اما متاسفانه مشکلاتی در نحوه آموزش معماری کامپیوتر در دانشگاه‌های کشور وجود دارد که باعث شده دانشجویان این درس را به خوبی فرا نگیرند و در نتیجه پایه ضعیفی در آن داشته باشند، همچنین نحوه ارائه ضعیف و بد این درس باعث شده برخی از دانشجویان احساس کنند درس معماری کامپیوتر درس سختی است و سراغ این درس نروند، در صورتی که درس معماری کامپیوتر از دروس بسیار شیرین رشته مهندسی کامپیوتر محسوب می‌شود. آموزش ساده و پایه‌ای معماری کامپیوتر باعث می‌شود دانشجویان رشته کامپیوتر علاقه بسیاری به این درس پیدا کنند. همان طور که قبلا ذکر شد علاوه بر اینکه درس معماری کامپیوتر برای کنکور ارشد بسیار مهم است، برای دانشجویانی که می‌خواهند در رشته کامپیوتر بصورت آکادمیک فعالیت کنند و کارهای پژوهشی انجام بدهند نیز این درس از اهمیت بالایی برخوردار است. متاسفانه به علت پایه ضعیفی که اکثر دانشجویان کامپیوتر کشور دارند هنگامیکه با کتاب های کنکور شروع به مطالعه این درس می‌کنند چون کتاب های کنکور همه چیز را از پایه درس نداده اند شروع به مطالعه برایشان سخت است، به همین علت در راستای کمک به دانشجویان فیلم های جلسات ابتدایی درس مهم معماری کامپیوتر را تحت اختیار دانشجویان کشور قرار داده ایم تا دانشجویان کشور بتوانند شروعی مناسب و حرفه ای داشته باشند، سعی کنید قبل از شروع درس معماری کامپیوتر ابتدا 4 جلسه رایگان زیر را تماشا کنید و بعد از روی کتاب ها مطالعه تان را شروع کنید و یا فیلم ها را بطور کامل تهیه کنید و از روی فیلم ها ادامه دهید. این فیلم ها را می‌توانید براحتی در زیر مشاهده کنید فیلم هایی که برای شروع آسان معماری نیاز دارید {kcmodule 352} برای تماشای فیلم‌های بیشتری از معماری کامپیوتر می‌توانید به این صفحه مراجعه کنید. نظر برخی از رتبه های برتر کنکور ارشد کامپیوتر و آی تی در مورد کیفیت فیلم‌ها نظر رتبه 1 کنکور نظر رتبه 2: خیلی کامل بودند نظر رتبه 6 کنکور ارشد کامپیوتر نظر رتبه 6 کنکور 1400 فیلم ها خیلی قابل فهم و روان است رتبه 9 :فیلم ها بی نقص بود از پایه ضعیف تا شریف نظر رتبه 2 کنکور ارشد نطر رتبه 10: کیفیت تدریس استاد رضوی خیلی خوبه نظر رتبه 16: کیفیت تدریس خیلی عالی بود جزوه کامل و ویدیوهای خیلی خوب نحوه انتقال دانش استاد رضوی بینظیر است ویدیوها خیلی جامع و کامل بودند واقعا تدریس اساتید عالی بودند نظر رتبه 8 کنکور 1400 نظر رتبه 2: معماری کامپیوتر و منطقی 100 زدم نظر رتبه 13 کنکور ارشد کامپیوتر 1401 نظر رتبه 19: تدریس و فن بیان عالی است نظر رتبه 12 کنکور ارشد کامپیوتر 1401 نظر رتبه 24: خیلی کامل و جامع است فیلم‌ها بی نظیر بود نظر رتبه 45: کیفیت فیلم ها خوب بودن همه دروس عالی تدریس شده بودند نیار نیست کتاب تهیه کنید فیلم ها با بیان شیوا و بدون ابهام بود کیفیت بالا و هزینه مناسب نظر رتبه 11 کنکور 1400 فیلم‌ها بی‌نیازم کرد تدریس زیبا و بیان شیوا فیلم‌ درس و تست کافیست فیلم های استاد رضوی از همه نظر عالی بودند کیفیت و نحوه تدریس و قدرت بیان اساتید از همه نظر خوب بود خیلی راضی بودم درسها خیلی عمیق تدریس میشد از همه دروس خیلی راضی بودم نظر پارسا شریعت ویدیوها از نظر کیفیت عالی بودند نظر رتبه 43 کنکور از دروس استاد رضوی خیلی راضی بودم نظر پیمان هاشمی نظر رتبه 40 کنکور تدریس از 0 تا 100 فیلم شما را جلو می‌اندازد نظر رتبه 50 کنکور 1400 نظر رتبه 67 کنکور 1400 نظر ریحانه حسین زاده نظر مرتضی اکبری نظر رتبه 113 کنکور 1400 تاثیر منابع خوب نظر سامان حسینی تفاوت منابع مناسب نظر رتبه 32 کنکور 1400 کیفیت بالا تدریس نظر شیوا رضازاد از روی مراجع نخوانید فیلم ها خیلی مفهومی بودند همه درس ها فوق العاده بود از صفر تا صد و کامل هستند آشنایی با استاد رضوی و کافه تدریس معجزه بود فیلم ها جامع بودند کل منابع من از کافه تدریس یا کنکور کامپیوتر بود دروس واقعا فوق العاده بودند درس‌ها کامل و روان است فیلم ها خیلی دقیق و جامع و کامل بودند ویدیوها بسیار قابل فهم بودند مطالبی که پوشش داده شده بود واقعا کامل بود تدریس بسیار شیوا و روان و بدون ابهام با پایه ضعیف هم فیلم ها را متوجه می شوید فیلم ها خیلی به من کمک کرد همه دروس را از کافه تدریس گرفتم ویدیوهاشون خیلی به من کمک کرد معرفی دوره درس و تست معماری کامپیوتر متاسفانه در اکثر دانشگاه‌های کشور چندین مشکل در ارائه درس معماری کامپیوتر وجود دارد، مشکل اول این است که در دانشگاه‌ها سر فصلی که وزارت علوم برای کنکور اعلام کرده بطور کامل تدریس داده نمی‌شود و یا اگر درس داده می‌شود بصورت روان و به نحوی که همه دانشجویان به سادگی متوجه شوند درس داده نمی‌شود، که اتفاقا اکثر سوالات نیز از همین مباحث است. مشکل دوم این است همان مباحثی هم که تدریس می‌شود بصورت 0 تا 100 و با جزییات زیاد و بصورت کنکوری تدریس داده نمی‌شود و بنابراین دانشجویان توانایی حل تست‌های کنکور را پیدا نمی‌کنند. در کنکور ارشد کامپیوتر از درس معماری کامپیوتر 7 تست مطرح می‌شود و متاسفانه در این درس کتاب مناسبی در کشور وجود ندارد و کتاب های کنکور دارای غلط های بسیار جدی هستند، این در حالی است که معماری کامپیوتر یکی از نمره بیارترین و مهم‌ترین دروس کنکور ارشد کامپیوتر است و بنابراین تاثیر بسزایی در رتبه دانشجویان دارد. از نگاه دانشجویان، قدرت بیان فوق العاده استاد رضوی و پوشش ۱۰۰ درصدی تمامی سرفصل‌ها، نکات و تست‌ها، ویدیوهای درس معماری کامپیوتر را به بهترین ویدیو آموزشی کشور در درس معماری کامپیوتر تبدیل کرده است. در حال حاضر فیلم آموزش معماری کامپیوتر استاد رضوی پرطرفدارترین و پرفروش‌ترین فیلم اموزشی معماری کامپیوتر کشور است و هر سال بیش از ۶۰۰۰ نفر این فیلم را تهیه می‌کنند، آموزش معماری کامپیوتر به زبان ساده و صفر تا صد دلیل محبوبیت آموزش معماری است. در فیلم‌های معماری کامپیوتر تهیه شده بر خلاف فیلم‌های مشابه این فرض در نظر گرفته نشده که دانشجویان باید یکسری از مطالب را از قبل بلد باشند و همه چی از صفر توضیح داده شده است، به همین علت، تمامی دانشجویان با هر پایه و سطحی که دارند می‌توانند از این فیلم‌ بیشترین بهره را ببرند، حتی دانشجویانی که رشته لیسانس شان کامپیوتر نبوده است براحتی می‌توانند از این فیلم استفاده کنند و درس معماری کامپیوتر را بصورت عمیق و مفهومی فرا گیرند. دانشجویان عزیز توجه کنند که برای  تهیه فیلم معماری کامپیوتر نیازی نیست که ابتدا درس منطقی را مطالعه کنند و هر آنچه که به درس منطقی مربوط باشد بطور کامل در فیلم معماری کامپیوتر گفته شده است. اگر به صفحه کارنامه‌های کنکور ارشد کامپیوتر مراجعه کنید متوجه خواهید شد که تقریبا تمامی رتبه‌های زیر 100، با استفاده از فیلم‌های درس و تست معماری کامپیوتر استاد رضوی درس معماری و منطقی را بالا می‌زنند که همین امر نیز باعث تمایز آنها و کسب رتبه دو رقمی نسبت به سایر داوطلبان است.  به جرات می‌توان گفت که اکثر دانشجویانی که برای درس معماری کامپیوتر وقت می‌گذارند و مراحل آموزش معماری کامپیوتر را درست سپری می‌کنند به حداقل 80 درصد سوالات این درس براحتی پاسخ بدهند. البته توجه کنید که حتما باید در کنار فیلم معماری کامپیوتر فیلم نکته و تست معماری کامپیوتر را هم تماشا کنید، دانش شما با نکته و تست کامل خواهد شد، فیلم های نکته و تست این درس به شدت کامل هستند و حدود 390 تست در این نکته و تست حل شده است. حتما پس از پایان هر فصل طی یک الی سه هفته نکته و تست مربوط به آن فصل را تماشا و آن را تمام کنید. دانشجویان عزیز هر گونه سوالی در مورد فیلم های معماری کامپیوتر دارید می‌توانید از تیم پشتیبانی بپرسید: آی دی تلگرام تیم پشتیبانی: @konkurcomputer_admin شماره تماس پشتیبانی: 09378555200 {kcmodule 918} سرفصل‌های دوره معماری کامپیوتر برای درس معماری کامپیوتر دو فیلم زیر وجود دارد: فیلم درس معماری کامپیوتر فیلم حل تست سوالات معماری کامپیوتر {kcmodule 633} در زیر سرفصل‌های دوره معماری کامپیوتر با جزئیات آورده شده است، در زیر مشخص شده است که فیلم آموزش معماری کامپیوتر و همین طور حل تست معماری کامپیوتر چند جلسه است و هر جلسه چند ساعت است و شامل چه بخش‌ها و مباحثی است: {kcmodule 908} پی دی اف درس معماری کامپیوتر هر یک از فیلم‌های درس یا حل تست معماری کامپیوتر را تهیه کنید در داشبورد پی دی اف مربوط به آن دوره نیز قرار می‌گیرد و دانشجویان براحتی می‌توانند جزوات را پرینت و هنگام تماشای فیلم‌های درس و حل تست معماری از جزوات خط ببرند و مطالب مهم را هایلایت کنند و در صورت نیاز برای خودتان در کنار جزوات یاداشت برداری کنید. منابع و رفرنس ها https://en.wikipedia.org/wiki/Analytical_Engine https://cse.umn.edu/cbi/who-was-charles-babbage https://archive.org/details/differenceengine00doro https://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Babbage https://plato.stanford.edu/entries/computing-history/ فیلم‌های رایگان {kcmodule 1077} سوالات متداول معماری کامپیوتر چیست؟ معماری کامپیوتر به چگونگی کارکرد، طراحی و ساخت اجزای کامپیوتر می‌پردازد. در این درس ویژگی‌های مختلف یک پردازنده مورد بررسی قرار می‌گیرد و روش‌های طراحی هر بخش از آن بیان می‌شود. درس معماری کامپیوتر با مباحث آشنایی با سیستم اعداد در پردازنده ها آغار می‌شود، سپس روش‌های مختلف جمع، تفریق، ضرب و تقسیم در پردازنده‌ها بررسی می‌گردد، سپس با طراحی دقیق و جزئی یک پردازنده‌ی ساده ادامه یافته و در طول درس ویژگی‌های یک پردازنده‌ی پیشرفته‌تر همانند Pipeline، استفاده از Cache و ... مورد بررسی قرار میگیرد درس معماری کامپیوتر دارای چه فصل هایی است؟ سر فصل مطالبی که در درس معماری کامپیوتر وجود دارد معمولا به ترتیب عبارت است از:‌ اعداد و محاسبات و ممیز شناور زبان انتقال ثبات طراحی کامپیوتر و CPU ریز برنامه‌ریزی حافظه‌ها ارزیابی کارایی خط لوله (پایپلاین) و پردازش موازی ورودی و خروجی چه منابعی برای درس معماری کامپیوتر وجود دارد؟ مرجع اصلی که برای درس معماری کامپیوتر در دانشگاه‌‌های معتبر تدریس می‌شود کتاب پترسون است، همچنین کتاب‌های مانو و کتاب مرجع استالینگ و هنسی نیز در برخی از دانشگاه‌های ایران و جهان تدریس می‌شود، برخی از قسمت‌های کتاب استالینگ و هنسی مطالب خوب و تکمیل کننده‌ای در تکمیل کتاب پترسون بیان کرده است. کتاب‌های مرجع معماری کامپیوتر را می‌توانید با مراجعه به این صفحه بصورت رایگان دانلود کنید چند تست از درس معماری کامپیوتر در کنکور ارشد کامپیوتر مطرح می‌شود؟ با توجه به کنکور سال گذشته احتمالا 7 تست از این درس در کنکور ارشد کامپیوتر مطرح می‌شود ضریب درس معماری کامپیوتر در گرایش های مختلف به چه صورت است؟ ضریب این درس در گرایش معماری کامپیوتر چهار، در گرایش های شبکه های کامپیوتری، رایانش امن، نرم افزار، بیوانفورماتیک، علوم داده، الگوریتم و محاسبات و علوم و فناوری شبکه 3 و در گرایش های هوش مصنوعی و قرآن کاوی رایانشی 2 است آيا کتاب فارسی خوبی برای معماری کامپیوتر وجود دارد؟ متاسفانه در این درس هیچ کتاب فارسی که تمامی مطالب را کامل و بدرستی گفته باشد وجود ندارد و تمامی کتاب های فارسی موجود دارای اشتباهات متعددی هستند. بهتر است برای این درس مهم فیلم تهیه کنید بهترین منبع درس معماری کامپیوتر چیست؟ بهترین منبع درس معماری کامپیوتر فیلم های درس و نکته و تست استاد رضوی هستند، شما با تهیه این فیلم ها می‌توانید به تسلط بسیار بالایی در درس معماری کامپیوتر برسید و توانایی این را پیدا می‌کنید که به 100 درصد تست های درس معماری کامپیوتر پاسخ دهید آیا همراه با فیلم های آموزشی معماری کامپیوتر استاد رضوی جزوه نیز داده می‌شود؟ بله. به تمام افرادی که فیلم های معماری کامپیوتر را تهیه می‌کنند جزوات رنگی معماری کامپیوتر بصورت پی دی اف و بصورت رایگان داده می‌شود که دانشجویان می‌توانند این جزوات را پرینت بگیرند و یا در کامپیوترشان از این پی دی اف ها استفاده کنند آیا نیاز است قبل از خواندن درس معماری درس مدار منطقی را در دانشگاه پاس کرده باشیم؟ این سوال بستگی به این دارد که به چه صورت بخواهید معماری کامپیوتر را مطالعه کنید، اگر میخواهید معماری کامپیوتر را بصورت خود خوان و از روی کتاب های موجود مطالعه کنید، نیاز است که درس مدار منطقی را قبل از معماری کامپیوتر مطالعه کنید. اما اگر میخواهید با استفاده از فیلم ها درس معماری کامپیوتر را مطالعه کنید به هیچ عنوان نیازی نیست که از قبل درس خاصی را پاس کرده باشید یا درس خاصی را بخوانید و در فیلم درس معماری کامپیوتر هر جایی نیاز بوده که پیش نیازهایش گفته شود، آن پیش نیاز ها در فیلم ها گفته شده است {kcmodule 924} {kcmodule 517}
  1. سیستم عامل
  2. نظریه زبان‌ها و ماشین‌ها