تاریخ فناوری رایانه (5)

پردازنده ای که الان بهش میپردازیم Intel 80286 است.

 

حتما میپرسید پس 80186 که بعد از 8086 بود چی شد؟
جواب اینه که 80186 نسبت به 8086 اونقدری دارای تغییرات و پیشرفت های اساسی مهمی نبود که برای بحث ما مهم باشه. نکته اینکه 80186 برای embedded systems طراحی شده بود. این پردازنده بخاطر اینکه سخت افزار آن با سخت افزار استفاده شده در IBM PC سازگار نبود، در رایانه های شخصی IBM استفاده نشد، و بجای اون بعدا که 80286 اومد از 80286 استفاده کردن. البته 80186 هم در تعدادی از رایانه های شخصی زمان خودش استفاده شد.

Intel 80286 در یکم فوریه 1982 معرفی شد که یک پردازندهء 16 بیتی با 134 هزار ترانزیستور بود. همچون 80186، این پردازنده هم میتوانست بیشتر نرم افزارهای نوشته شده برای 8086 و 8088 را به درستی اجرا کند. این پردازنده در رایانه های شخصی IBM PC/AT که در 1984 به بازار معرفی شدند استفاده شد و پس از آن بصورت گسترده در بیشتر رایانه های سازگار با IBM PC/AT تا اوایل دههء 1990 استفاده شد. 80286 نخستین عضو از خانوادهء ریزپردازنده های پیشرفته با مدیریت حافظه و توانایی های محافظتی وسیع است.

سرعت این پردازنده در ابتدا 6 و 8 مگاهرتز بود و بعدا تا 12.5 مگاهرتز افزایش داده شد (بعدها شرکتهایی مثل AMD سرعت آن را تا 20 مگاهرتز و بیشتر افزایش دادند).

80286 برای سیستمهای چندکاربری و چند وظیفه ای شامل ارتباطات و کنترل فرایند ریل تایم طراحی شده بود. آن از چهار واحد مستقل تشکیل شده بود؛ واحد آدرس، واحد گذرگاه، واحد دستورالعمل و واحد اجرا، که یک خط لوله (pipeline) را تشکیل داده که کارایی را به میزان قابل توجهی افزایش میداد.
کارایی 80286 بر هر چرخهء ساعت، بیش از دو برابر 8086 و 8088 بود. افزایش کارایی 80286 نسبت به پردازنده هایی که بلافاصله قبل از آن قرار داشتند ممکن است بیشترین در میان نسل پردازندهء x86 بوده باشد.

80286 یک گذرگاه آدرس 24 بیتی داشت و قادر بود تا 16 مگابایت از RAM را آدرس دهی کند، درحالیکه پردازنده های قبل از آن قادر به آدرس دهی تا یک مگابایت بودند. اما قیمت و نادر بودن اولیهء نرم افزارهایی که از حافظهء بیش از یک مگابایت استفاده کنند بدان معنا بود که رایانه ها به ندرت با بیش از یک مگابایت RAM ارائه میشدند.

- حالت حفاظت شده

یک ویژگی مفید این پردازنده آن بود که نخستین پردازندهء x86 با حالت حفاظت شده (protected mode) بود. مد حفاظت شده آن را قادر میساخت که تا 16 مگابایت از حافظه را بوسیلهء واحد مدیریت حافظه (MMU) خطی ای که روی خود چیپ بود آدرس دهی کند، با یک گیگابایت فضای آدرس منطقی. MMU همچنین محافظت در برابر اپلیکیشن هایی که خارج از ناحیه های حافظهء اختصاص داده شده به آنها مینوشتند را تامین میکرد. MMU و مکانیزمهای حفاظتی فقط در حالت حفاظت شده فعال میشوند (به استثنای segment overrun protection) و در حالت واقعی (real mode) غیرفعال هستند. چند دستورالعمل اضافه در حالت حفاظت شده 80286 معرفی شدند که برای سیستم عاملهای چندوظیفه ای (multitasking operating systems) مفیدند.

ویژگی مهم دیگر 80286 جلوگیری از دسترسی غیرمجاز است. این به شکل زیر بدست میاید:

  • تشکیل قطعات مختلفی برای داده ها، کد، و پشته (stack)، و جلوگیری از همپوشانی آنها.
  • اختصاص سطوح امتیاز به هر قطعه. قطعه با امتیاز دسترسی کمتر نمیتواند به قطعه ای با سطح امتیاز بالاتر دسترسی پیدا کند.

80286 مکانیزمهای درون ساخته حفاظت حافظه را فراهم کرد که تقریبا انحصاری mainframe ها و minicomputer بود و افزایش کارایی بزرگ 80286 و بسیاری از پردازنده های بعدی راه را برای گسترش معماری IBM PC از رایانه های شخصی با کارایی کم تا ایستگاههای کاری طراز اول و سرورها و حتی به حرکت درآوردن بازار برای بقیهء معماری ها هموار کرد.

در 80286 (و کمک پردازندهء آن Intel 80287)، عملیات ریاضی میتوانند روی چند نوع مختلف عددی زیر انجام شوند:

  • unsigned packed decimal
  • unsigned binary
  • unsigned unpacked decimal
  • signed binary
  • floating point numbers

در تئوری، اپلیکیشن های real-mode میتوانستند مستقیما در حالت حفاظت شدهء 16 بیتی اجرا شوند اگر قواعد خاصی را رعایت میکردند. اما بخاطر اینکه بسیاری از برنامه های DOS این قواعد را شکستند، مد حفاظت شده تا ظهور Intel 80386 سی و دو بیتی که برای سویچ راحت بین حالت ها طراحی شده بود، بصورت گسترده ای استفاده نشد. وقتی اینتل 286 را طراحی کرد، آن را برای قادر بودن اجرای اپلیکیشن های real-mode بصورت مالتی تسک طراحی نکرد؛ real-mode بعنوان یک راه ساده برای آماده سازی سیستم توسط یک bootstrap loader و سپس سویچ کردن به حالت حفاظت شده درنظر گرفته شده بود.

معروف است که بیل گیتس 80286 را یک «چیپ مرگ مغزی» خواند، چون واضح بود که محیط جدید Microsoft Windows قادر به اجرای همزمان چند اپلیکیشن DOS روی 286 نبود.

=======================

منبع: http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_80286

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>