Understanding pipelining Perforamce

 شناخت پردازش خط لوله اي

 بنا به دلايلي پنتيوم يك طراحي اصلي حياتي بود اما احتمالاً وسيله ارتباط غيرعادي آن ويژگي اعتصابي و جالب و بحث برانگيز آن بود. پس از طي حدود 20 مرحله، ارتباط و خط لوله ي پنتيوم 4 تقريباً دو برابر عميق تر و پيچيده تر از ديگر رقباي خود بود. اخيراً پرس كات (Prescott) با يك جانشين 90 نانومتري به پنتيوم 4 راه ارتباطي را به سطح بعدي با افزوده شدن يك 10 مرحله اي ديگر به پنتيوم 4، كه هم اكنون نيز كانال ارتباطي طولاني تري است را دارد. استراتژي Intel براي پيچيده سازي كانال ارتباطي پنتيوم 4 كه به نام بيش ارتباط يا hyperpipelining در عملكرد خود موفق بوده است اما بدون نقص و كاستي نيز نمي باشد. در مقاله قبلي در مورد پنتيوم 4 و پرسكات من به معايب كانال هاي ارتباطي پيچيده اشاره كاستي نيز نمي باشد. در مقاله قبلي در مورد پنتيوم 4 و پرسكات، من به معايب كانال هاي ارتباطي پيچيده اشاره كردم و تلاش نموده ام تا در مقالات بزرگتر فني در Netburst اين معايب را و ديگر مطالب را توضيح دهم. در مجموعه مقالات حاضر، قصد من استفاده از تاكيد بيشتر براي توضيح كانال ارتباطي تاثيرات آن بر عملكرد ريزپردازنده و بخش هاي زيرين بالقوه آن، مي باشد. من شما را از طريق مقدمه اساسي به تصور كانال ارتباطي خواهم برد و سپس توضيح خواهم داد كه براي ارتباط موفقيت آميز چه چيزهايي نياز است و چه مخاطراتي در آن اختلال ايجاد مي كند. در انتهاي مقاله، شما كاملاً متوجه خواهيد شد كه چگونه عمق و پيچيدگي كانال ارتباطي به راههاي مختلفي از كدها دقيقاً روي عملكرد ريز پردازنده تاثير مي گذارد، چنانچه مقاله قبلي من را با  نام شناخت كانال ارتباطي و اجراي سوپر اسكالر (understanding pipelinigl supascalar eyecution) خوانده باشيد، بخش اول اين مقاله براي شما قابل فهم تر خواهد بود. در واقع اين مقاله، همان قبلي است اما بسيار واضح تر، دقيق تر و امروزي تر.

چرخه زندگي يك دستورالعمل

فعاليت اصلي هر ريزپردازنده در حال عبور از دستورات را مي توان در مجموعه 4 گام ساده كاهش داد. كه هر دستور به شكل كد به ترتيب مي رود تا اجرا مي شود :

1ـ دستور بعدي را از آدرس ذخيره شده در شمارشگر برنامه را بيارويد (fetch)

2ـ اين دستور را در ريجستر دستور ذخيره كنيد و آن را رمز گشايي كنيد و نشاني را در شمارشگر برنامه افزايش دهيد.

3ـ دستور ريجستر را اجرا كنيد (Execute)   چنانچه دستور شاخه اي نيست به ALU (واحد محاسبه و منطق) مناسب بفرستيد.

a) محتواي ورودي ريجسترها را بخوانيد (Read)

b) محتواي ريجسترهاي ورودي را اضافه كنيد (ADD)

4ـ نتايج دستور را از ALU به ريجستر مقصد بنويسيد (Wrie)

 در يك پردازنده مدرن و جديد، چهار گام بالا بقدري تكرار مي شوند تا اجراي برنامه تمام شود. اينها در حقيقت 4 مرحله در كانال ارتباطي (pipeline) RISC مي باشد. اكنون در اينجا 4 مرحله را بطور خلاصه مي آوريم :

1ـ Fetch (آوردن)

2ـ Decode (رمزگشايي كردن)

3ـ Execate (اجرا كردن)

4ـ Write يا «Write - bock» (نوشتن)

هر كدام از اين مراحل را مي توان يك فاز در چرخه زندگي دستور، به شمار آورد. يك دستور با فاز آوردن شروع مي شود به فاز رمز گشايي رفته و بعد به فاز اجرا و نهايتاً به فاز نوشتن مي رود. هر فاز زمان ثابتي و نه مساوي را صرف مي كند. در اغلب پردازنده هاي مثال كه در اين مقاله به آنها خواهيم پرداخت. تمام 4 مرحله زمان يكساني را صرف مي كنند اما اين موضوع براي پردازنده هاي واقعي اينگونه نيست. در هر مورد، اگر يك پردازنده ساده آزمايشگاهي دقيقاً 1 نانوثانيه براي تكميل هر فاز صرف كند، اين پردازنده براي تمام كردن يك دستور 4 نانو ثانيه وقت صرف مي كند.

اساس كار خط لوله اي (pipelining) مقايسه

در بخش حاضر براي توضيح ارتباط از مقايسه كارخانه استفاده مي شود. ديگر افراد از مقايسه هاي ساده تري مثل شستن رخت ها براي توضيح اين تكنيك استفاده مي كنند اما دلايل اندكي در انتخاب من براي اين مقايسه وجود دارد. ابتدا، تجسم كارخانجات با خطوط اسمبلي براي خواننده راحت تر است و فضاهاي زيادي براي جذب نقاط و نكات مختلف توسط خواننده وجود دارد. دوم، و احتمالاً مهمترين دليل، مشكلات منابع مديريتي و زمان بندي صف داده ها كه طراحان كارخانه در ساخت كامپيوتر با آن مواجه هستند، مي باشند. در بسياري از موارد مشكلات و راه حل ها دقيقاً مشابهند، و به سادگي به قلمرو (domain) مختلفي ترجمه مي شود. (توجه داشته باشيد كه مشكلات / راه حل هاي مربوط به صف داده ها كه مشابهند نيز در سرويس كارخانه بوجود مي آيد. و اين دليلي است كه چرا قياس با رستورانهاي فست فود و سوپر ماركت ها مورد علاقه من است.)

بهتر است بگوييم من و دوستانم تصميم گرفتيم وارد تجارت ساخت خودروهاي موتوري شويم و محصول اوليه ما يك وسيله نقليه اسپورت (Suv) باشد. پس از تحقيقات و بررسي ما به اين نتيجه مي رسيم كه در پروسه ساخت SUV 5 مرحله وجود دارد :

مرحله 1) ساخت شاسي اتومبيل

مرحله 2) قراردادان موتور شاسي

مرحله 3) قراردادن درها، كاپوت و لفاف ها

مرحله 4) قراردادن چرخها

مرحله 5) رنگ زدن SUV

انجام هر كدام از مراحل فوق، نياز به استفاده از كارگران ماهر به همراه مجموعه وسايل پيشرفته دارد و اينكه كارگران مسئول ساخت شاسي چندان از موتور، بدنه، چرخها يا رنگ آميزي اطلاعي ندارد و اين در مورد بقيه قسمتها نيز اين  چنين است. پس زمانيكه ما تصميم گرفتيم كه يك كارخانه  SUV را راه بياندازيم، 5 گروه متخصص هر كدام در هر يك مرحله از ساخت را به خدمت گرفتيم. يك گروه براي ساخت شاسي، يكي براي موتور، يك  گروه ديگر براي چرخها و يك گروه هم براي رنگ آميزي. نهايتاً بعلت اينكه گروه ها حرفه اي متخصص بودند هر مرحله پروسه ساخت SUV دقيقاً يك ساعت طول مي كشيد تا كامل شود.

اكنون، از آنجايي كه من و دوستانم در زمينه موتورهاي صنعتي سر رشته نداريم، بايستي در مورد منابعي كه كارخانه را سودآور مي كند بسيار ياد بگيريم. ما اساس اولين ساخت را روي نقشه زير قرار داديم : در زمينه كارخانه هر 5 گروه را در يك خط قرار دهيم، و ابتدا گروه  1 مرحله 1 را انجام دهد. پس از اتمام مرحله 1، گروه كارگران 1، SUV نيمه تمام را به مرحله 2 مي دهند و اتاق شاسي بعدي تا گروه دوم موتور را ساخته و درون آن بگذارد. به محض اتمام كار گروه  SUV به مرحله 3 برسد و در آنجا كار مرحله 1 و2 را تكميل مي كند. SUV در امتداد خط پائين مي رود و هر 5 مرحله روي آن انجام مي شود بدين شكل كه فقط يك گروه در حال كار بر روي SUV است و بقيه كارگران بيكار هستند. با اين سرعت دقيقاً  ساعت طول مي كشد تا يك SUV آماده شود و در واقع كارخانه ماهر  ساعت يكبار يك SUV توليد مي كند.

موفقيت در طي سال ماشين SUV ما به خوبي فروش داده و ما با ارتش آمريكا قرارداد بسته ايم. ارتش سفارش چند ماشين در زمان را مي دهد. يك سفارش ممكن است شامل SUV10 باشد و ديگري ممكن است شامل 500 ماشين SUV شد. هر چقدر ميزان سفارشات ما در سال مالي بيشتر باشد پول بيشتري عايد ما خواهد شد. البته اين بدين معني است كه بايد به دنبال راهي براي افزايش SUV در ساعت باشيم. با تكميل SUV هاي بيشتري در هر ساعت، مي توانيم سفارشات ارتش را سريعتر آماده كرده و به پول خود سريعتر برسيم. يك راه تلاش براي كاهش زمان توليد SUV است. چنانچه بتوانيم كارگران را وادار كنيم با دو برابر سرعت كار كنند. مي توانيم در زمان مشابه دو برابر توليد داشته باشيم. كارگران با سرعت هر چه تمامتر كار مي كنند، و فقط براي افزايش بازدهي استراحت كوتاهي مي كنند، باز هم از جدول حذف شده است.

از آنجايي كه بيشتر از اين نمي توانيم سرعت كارگران را بالا ببريم. مي توانيم يك خط اسمبلي ديگر نيز به راه بياندازيم. اگر 5 گروه ديگر را به خدمت گرفته و آموزش دهيم، قادر هستيم در 5 ساعت دو تا SUV توليد كنيم. اين موضوع نه تنها سبب دو برابر شدن توليد مي شود بلكه تعداد كارگران در حال كار يا در حال استراحت را نيز دو برابر مي كند. در نتيجه بايد دنبال يك راه بهتر باشيم.

با كمبود اختيارات و امكانات، ما يك تيم مشاوره را به خدمت گرفتيم تا يك راه مناسب بودن و دو برابر شدن تعداد كارگران و افزايش ميزان بهره وري، پيش پاي ما بگذارد. يكسال و هزاران ساعت وقت صرف شد تا تيم مشاوره بتواند راه حل مناسبي بيابد. چرا بگذاريم كارگران 5/4 وقت خو د را در اتاق استراحت بگذرانند؟ و پس از اين مدت آيا مي توانند مفيد باشند و بازدهي مناسبي داشته باشند؟ با برنامه ريزي مناسب بر 5 گروه كاركنان كارخانه ما قادر بود هر SUV در يك ساعت كامل كند و به نحو حيرت آوري كارآيي و خروجي خط اسمبلي را بهبود بخشد. جريان كاري بازبيني شده به شرح زير است : كارگران مرحله 1 شاسي را مي سازند، به محض اتمام شاسي آن را به كارگران مرحله 2 مي فرستند. كارگران مرحله 2 مشغول قرار گرفتن موتور درون شاسي مي شوند و در همين حين كارگران مرحله 1 شروع به ساخت يك شاسي جديد ديگر مي كنند. زماني كه كار هر دو گروه 1 و 2 تمام شد آن را به مرحله 3 مي فرستند و كارگران گروه 1 دوباره ساخت يك شاسي جديد را شروع مي كنند.

بنابراين زماني كه خط اسمبلي شروع به توليد SUV در مراحل مختلف مي كند، بيشترين كارگران همزمان در حال كار هستند در حاليكه همه كارگران روي وسيله نقليه متفاوتي در مراحل مختلف توليد كار مي كنند. اگر بتوانيم خط اسمبلي را پر نگهداريم و همزمان همه كارگران مشغول بكار باشند مي توانيم طي يك ساعت يك SUV توليد كنيم. در واقع سرعت توليد را 5/1 رسانده ايم. اين، بطور خلاصه، يعني را ه ارتباطي (pipelining)

در حاليكه زمان كل توليد هر يك sav از 5 ساعت تغيير نيافته است. اما سرعت توليد و تكميل افزايش يافته و بنابراين سرعت اجراي معامله و قرارداد با ارتش افزايش يافته است. راه ارتباطي با استفاده مجهز از تمام منابع موجود ،‌جادو م يكند . ما نيازي به افزايش سرعت انفرادي هر مرحله توليد نداريم همچنين نيازي به افزايش منابع خود كه ما را دچار مشكل كرده بودند نيز نداريم . تنها چيزي كه لازمست گرفتن كار بيشتر از منابع موجود است.

اكنون به بحث خود درباره ريز پردازنده ها مي پردازيم ، حالا تصور 4 مرحله (فاز) سيكل زندگي يك دستور راحت است. دقيقاً مشابه صاحبان كالا كارخانه د رمثال بالا كه مي خواستند تعداد suv  توليدي در زمان را افزايش دهند طراحان ريز پردازنده نيز هميشه به دنبال راههايي هستند كه تعداد دستوراتي را كه cpu  مي تواند در زمان داده شده كامل كند ، را افزايش دهند . زماني كه بخاطر مي آوريم كه يك برنامه مجموعه دستورات متوالي و منظم است آنگان روشن مي شود كه افزايش تعداد دستورات انجام شده در هر واحد زماني يك راه براي كاهش ميزان كل زماني است كه براي اجراي برنامه طول مي كشد. در مثال بالا ، يك برنامه مشابه سفارش گرفتن از ارتش است ، دقيقا افزايش خروجي كارخانه در هر ساعت ما را قادر مي ساخت كه سريعتر معاملات را تمام كنيم . و افزايش سرعت تكميل دستورات پردازنده ما را قادر مي سازد كه برنامه را سريعتر انجام دهيم.

يك مثل خط لوله اي ( Anon-pipelined  exampel ) 

يك پردازنده غير خط لوله اي در يك زمان روي يك دستور كار مي كند . و هر دستور از طريق تمام 4 فاز سيكل در طي يك سيكل ساعتي عبور مي دهد. از اين رو پردازشگرهاي اين چنيني را به نام پردازشگرهاي تك سيكلي نيز مي نامند زيرا تمام دستورات فقط يك سيكل ساعت طول مي كشند تا كاملا اجرا شوند.

از آنجايي كه پردازشگر دستورات را با سرعت يك در هر سيكل ساعت كامل مي كند . ساعت cpu  نيز تا حد امكان بايستي كار كند تا سرعت تكميل دستورات پردازنده بيشتر شود . بنابراين نياز به محاسبه حداقل ميزان زماني اجراي يك دستور را داريم و بايستي زمان سيكل ساعتي را با آن طول زمان برابر كنيم. اين موضوع دقيقاً در cpu  آزمايشگاهي يابند اتفاق مي افتد 4 فاز سيكل زيست دستور ، كل 4 نانوثايه طول مي كشد . بنابراين بايستي طول سيكل ساعتي cpu  را به 4 نانوثانيه تنظيم كنيم تا از دستور fetd ( اوردن ) تا wnite  ( نوشتن ) يك سيكل ساعتي طول بكشد. ( سيكل ساعتي cpu  را اغلب به اختصار ساعت clock  مي نامند)

در دياگرام بالا،به دستور آبي از محل ذخيره كه خارج مي شود و وارد پردازشگر مي شود و سپس از طريق فازها يك سيكل 4 نانومتري را طي مي كند تا در انتهاي ِِ چهارمين نانو ثانيه فاز آخر را تمام كند و كل سيكل تمام شود . انتهاي چهارمين نانو ثانيه انتهاي اولين سيكل ساعتي نيز مي باشد . بنابراين اكنون اولين سيكل ساعتي تمام شده و دستور آبي اجراي خود را تمام كرده است و دستور قرمز وارد پردازشگر شده ، سيكل زندگي خود را شروع مي كند و پروسه يكساني را طي مي كند . اين گامهاي متوالي 4 نانو ثانيه اي تا زماني تكرار مي شود كه پس از 16ns  ( 4 سيكل ساعتي ) پردازشگر تمام 4 دستور را با سرعت 25/0 دستور / ns ( نانو ثانيه ) كامل كند .

پردازشگرهاي تك سيكلي مثل شكل PIPELINVING  ، طراحي ساده اي دارند اما منابع سخت افزاري زيادي را تلف مي كند. تمام منطقه سفيد در دياگرام نمايانگر سخت افزار پردازشگر است كه در زمان انتظار براي تكميل اجراي پردازشگر بيكار مي ماند. با ارتباط دهي پردازشگر بالا ،‌مي توان از اين سخت افزار در هر نانو ثانيه استفاده بيشتري نمود و بدنبال آن افزايش كارآيي پردازشگر و عملكرد آن در اجراي برنامه ها پيش مي آيد.

قبل از اينكه ادامه بدهيم ، بايستي جنبه هاي اندك دياگرام بالا را كه ممكن است گيج كننده به نظر برسد را شفاف توضيح دهيم. در انتهاي دياگرام يك ناحيه باعنوان (( دستورات تكميل شده / Completed  Instructions  )) وجود دارد . اكنون ،‌دستورات تكميل شده حقيقتاً هيچ كجا نمي روند ت به محض اتمام كارشان كه گفتن به پردازشگر چگونگي بهبودبخشي داده است ،‌به سادگي از پردازشگر حذف مي شوند . بنابراين ، جعبه ((  Completed  Instructions  ))  در انتهاي دياگرام ،‌حقيقتاً نمايانگر بخشي از كامپيوتر نيستند و اين به اين خاطر است كه من آن را داخل نقطه چين گذاشته ام . اين مكان فقط جايي براي ماست كه بدانيم چند دستور در زمان مشخص توسط پردازشگر انجام شده يا سرعت تكميل دستورات توسط پردازشگر را بدانيم بنابراين هنگام مقايسه گونه هاي مختلف پردازشگر جائي هست كه با نگاه كردن به آن مي توانيم سريع بفهميم كار كدام بهتر بوده است. هر چقدر تعداد دستورات كامل شده توسط پردازنده در زمان مشخص بيشتر باشد،اجراي برنامه ها بهتر مي شود كه ترتيب منظم دستورات است. بنابراين در نظر بگيريد كهجعبه دستورات كامل شده بعنوان نوعي اسكور برد براي سنجش سرعت كامل سازي پردازنده بكار مي رود.

با پيروي از نكته بالا ، ممكن است كنجكاو شويد كه چرا دستور آبي كه در چهارمين نانوثانيه كامل شده است در اين جعبه ديده نمي شود تا زمان پنجمين نانوثانيه در آن ديده مي شود . دليل آن ماهيت و ذات دياگرام مي باشد . زيرا يك دستور يك نانوثانيه وقت صرف مي كند ( از شروع تا اتمام ) ، در هر مرحله اجرا به دستور آبي وارد فاز نوشتن ( write)  در ابتداي چهارمين ns مي شود و فاز نوشتن در انتهاي چهارمين ns پايان مي يابد. اين بدين معناست كه پنجمين ns  اولين نانوثانيه كامل است كه دستور آبي كامل شده است . بنابراين در شروع پنجمين ns پردازشگر يك دستور را كامل نموده است.

يك مثال خط لوله اي ( A  pipeline  exampele) 

پردازشگر خط لوله اي يعني شكستن پروسه اجراي دستور به سري هاي مراحل ارتباطي مجزا كه مي توان با تخصصي كردن سخت افزار آن را به ترتيب انجام داد. بخاطر بياوريد راهي را كه ما در خط اسمبلي خود كاهش ايجاد نموديم.

از آنجايي كه سكيل زيست دستور شامل 4 فاز مجزاي مشخص است ، مي توان آن را با شكستن پروسه اجراي دستور توسط پردازشگر تك سيكل شروع نمود.

مرحله 1 ) دستور را از ذخيره كه بياور (Fetch)

مرحله 2 ) دستور را رمزگشايي كن (Decode)

مرحله 3 ) دستور را اجرا كن  ( Execate)

مرحله 4 ) نتايج دستور را در فايل ديجستر بنويس (write)

بخاطر داشته باشيد كه تعداد مراحل ارتباط به عمق آن بستگي دارد . بنابراين ارتباط 4 فازه ما عمق 4 دارد. براي حفظ راحتي بهتر است بگوييم كه مراحل ارتباط بالا دقيقاً يك ns براي يك دستور طول مي كشد درست مثل قياس با كارخانه suv كه يك ساعت طول مي كشيد. بنابراين پردازشگر تك سيكل اصلي ما ، زمان پردازش 4 نانوثانيه اي دارد و به 4 مرحله مجزا و متوالي ارتباطي ns  شكسته مي شود.

 کار با 2005Delphi

دلفي  (401) معرفي  Delphinافرادي بي نظير و قدرتمند از شرکت  Bor Landاست که ويژگي هاي منحصر به فرد ان "انعطاف پذيري Visudبودن شي  گرايي و سادگي ان را نسبت به ساير محيط هاي برنامه سازي همچون Vb   Cttمتماييز مي نمايند دلفي بر اساس يک زبان شي گراي کامل به نام PascadObjectتهيه شده است . با استفاده از دلفي قادر خواهيم بود تمام کارهاي قابل انجام با ساير زبان هاي برنامه نويسي چون Ctt وVb را انجام داده و در عين حال با مشکلات کمتري در حين کار مواجه شويد. اين ابزار شما را در تهيه و طراحي برنامه هاي کاربردي متنوع و همه منظوره با عملکرد بالا ياري ميرساند . قبل از هر چيز لازم است تا نرم افزار دلفي را بر روي سيستم خود نصب نمايئد. ملزومات سيستمي مورد نياز براي کار با Del Phi2005 عبارتنداز:

·                     پردازنده پنتيوم با سرعت حداقل   Mht233

·                     حداقل Mb64 حافظه اصلي ( Ram )

·                     حداقل Mb520 فضاي خالي بر روي هلرد ديسک

·                     سيستم عامل Windows Xp يا 2000 و يا 98

البته يکي از فريتهاي بزرگ محيط Delphi 2005 اين است که ميتوانيد در ان با زبانهاي برنامه نويسي ديگري همچون ( ) نيز برنامه نويسي انجام دهيد.

از انجا که کد نويسي از محيط دلفي عينا Syntax مشابه با پاسکال را دارد از ذکر جزييات و روش هاي برنامه نويسي در  اين جا صرف نظر ميکنيم و مبناي کار را بر اساس کليات برنامه نويسي پاسکال اما در سطحي بسيار ساده تر ( بدليل وژوال  بودن ان ) قرار ميدهيم.

کتابخانه وژوال دلفي شامل اشياء از پيش اماده شدهاي است که ويژگيهاي مورد استفاده متداول در برنامه هاي کاربردي  Windows  را براي ما  فراهم بي سازند که اين امر باعث کاهش فوق العاده زمان پياده  سازي و ازمايش برنامه ها ميشود.

در کتابخانه اجزاء سازنده دلفي 2005 تب وجود دارند که همانطور که در شکل ديده راست محيط دلفي ليست شده اند.

اين برگه (Tab) هاي موجود به شرح زير ميباشند:

Standard                          Bde                                 Lndy F10 Handievs

Additional                        Fnternetexpress                Fndy Fn Tercepts

Win 32                            Web Snap                        Fndy Misc

براي طراحي ظاهر فرمها از برگه هاي Standard  وAdditioned استفاده ميشود .

براي برقراري ارتباط با پايگاه داده مورد استفاده از برگه هاي Data Access و Data Controls  استفاده ميشود.

براي کار با Component هاي موجود بانک هاي اطلاعاتي ، از برگه Bde  استفاده ميشود .

براي استفاده از اجزا موجود در پايگاه داده اي که با ان ارتباط برقرار کرده ايم مثل Table ها و Query ها از برگه Dbgo استفاده ميکنيم.

براي کار با خاصيت هاي پروتکلهاي مختلف از جمله Nntp از تبهاي X1 و X3 و Lndy Misc استفاده ميشود که توضيح دقيق اين برگه ها در اينده نيز خواهد امد.

در بين برگه هايي که در بالا ذکر شد اين موارد بهترين و پرکار ترين برگه هايي بودند که در طراحي پروژه حاضر از انها استفاده کرده ايم  .

حال ميبايست به توضيح دقيق تر تبهاي X1  و X3 و Lndy Misc بپردازيم.

4.2) پياده سازي خواص Nntp در دلفي

حال که هم بطور کامل با قوانين پروتکل Nntp اشنا شديم و هم بخشهايي از دلفي که بر اساس پروتکل مذکور تعريف شدهاند را شناختيم براي دستيابي به بخشهايي ازکد  پروژه نهايي به پياده سازي توابعي در دلفي مي پردازييم که دستورات ذکر شده در پروتکل Nntp   را شبيه سازي ميکنند.

اين شبه کدها "( يا به عبارتي توابع ") در Event هاي مربوطه به برگه Ldnntpservers

که بطور مفصل راجع به ان بحث کردييم نوشته شده اند. البته در بين دستوراتي که در توضيح پروتکل Nntp ذکر شده دستوراتي وجود دارند که در نسخه هاي جديد تر ان مورد استفاده قرار نميگيرند همچنين نرم افزار Client اي که از ان استفاده مي کنيم ( Out Look)  احتياجي به استفاده از برخي از اين دستورات ندارد. لذا در اين بخش تنها به پياده سازي پروژه استفاده شده اند .

-4.3.1 پياده سازي دستور List :

که اين دستور را در روييدادGroupsOnlist در ليست روييدادهاي مربوطه به X3 مينويسيم .

براي پياده سازي هر يک از دستوراساسي بايد بر روي Event مربوطه به ان کليک کنيم تا عبارت X3

در تب مربوطه به ان روييداد ظاهر شود سپس که نوعي را اغاز ميکنيم .

که اين دستور عبارتند از 3

4.3.2- پياده سازي دستور Cxoup :

Onselectgroup

5. پياده سازي صفحات پروژه

حال به جزييات مربوط به طراحي فرمها در برنامه هاي سرور Client پرداخته ودر نهايت متن برنامه هاي نوشته شده را ارايه خواهيم نمود.

1-5- فرمهاي مربوط به برنامه نويسي سمت سرور

در برنامه مربوط به سرور چهار فرم و 2 يونيت طراحي شده است . که هر يک وظيفه بخصوصي را در زمينه سرو بدهي انجام مي دهد .

1-1-5- فرم Umain

اين گزينه مربوط به عمليات گرهها و يا کاربران ميباشد . انتخاب گزينه گروهها سبب مي شود که اين فرم يک Link به فرم Ugroup که مربوط به انجام عمليات گروهها مي باشد ايجاد کند. انتخاب گزينه کاربران نيز باعث ايجاد يک Link به فرم    Uusers براي انجام عمليات کاربران ميشود.

3- عمليات

اين Tab  شامل دو گزينهStart و     Stop است که توابع مربوط به انها نيز درمتن برنامه نوشته شده است اين دو گزينه مربوط به راه اندازي ويا متوقف کردن کار سرور هستند.

4. کمک

در اين بخش توضيحات مختصري درباره دستورات پروتکل Nntp ونيز نحوه کار انها ارايه شده است که ميتوان گفت خلاصه اي سازمان يافته از انچه پيش از اين در ارتباطبا اين پروکتل ذکر کرديم ميباشد.

در قسمت Tldnntpservers ، کليه ارتباطات با پروتکل Nntp ونيز دستورات مبتني بر اين پروکتل اورده شده اند .

برخي توابع اضافي که در اين  Unit  قرار دارند نيز مربوط به انجام عمليات لازم براي اجراي دستورات مربوط به پروتکل Nntp مي باشند که به علت ساده و کار بردي بودن اين توابع از شرح جزييات انها صرفنظر مي کنييم .

-5-1.2 فرمUdm   ( Unit Data Module) 

همان طور که از نام ان نيز پيداست اين يونيت يک Data Module است. تمامي ارتباطات و اتصالات به پايگاه داده به جز Dbgrid که مربوط به نمايش محتويات جدول مي باشد براي سهولت کار واضح بودن برنامه در اين قسمت قرار دارند که اجزا اين يونيت عبارتند از

Adoconnection براي برقراري اتصال برنامه با محيط Sql Server

Ds Users : براي برقراري ارتباط با توابعي که براي تاثير روي جدول Users در پايگاه داده نوشته شده اند .

( اين جز يک Data Set  است )

Ds Group: : براي برقراري ارتباط با توابعي که براي تاثير روي جدول Groups در پايگاه داده نوشته شده اند ( اين جز يک Data Set  است )

Dso Users : يک Data Source  براي برقراري اتصال با جدول Users  در پايگاه داده است.

 يک Data Source براي برقراري اتصال با جدول Users  در پايگاه داده است.

Dso  Group : يک Data Source براي برقراري اتصال با جدولGroups  در پايگاه داده است

Ds Global: يک Data Set براي برقراري ارتباط با پايگاه داده در نوشتن دستوراتي است که در بخش Mainنوشته ايم به عنوان مثال دستوراتي در پروتکل Nntp  که در ليستهاي موجود در پايگاه داده پارامتري را اضافه ، جستجو ، مقايسه ويا حذف مي کند.

3. 1. 5-فرم Ueroups

همانطور که مي بينيد بر روي اين فرم چهار Ruttonوجود دارند که عمل هر يک از آنها را توضيح مي دهيم .

·                     اضافه :

مربوط به اضافه کردن يک گروه به ليست گروههاي موجود ؟؟؟است .اين کار فقط و فقط توسط سرور انجام مي شود وClient به طور کلي چنين اختياري را ندارد .

مکانيزم اضافه کردن يک گروه به ليست گروهها به اين ترتيب مي باشد :

·                     حذف:

     مربوط به حذف يک گروه توسط مشخص کردن نام آن گروه از ليست اسامي گروههاي خبري مي باشد .براي انجام اين کار (حذف يک گروه )يک شرط لازم است ؟؟؟که گروهي که قرار است حذف شود داراي جزئيات (Article   Lو يا ؟؟؟مربوط به آن )نباشد .البته امکان حذف گروه با کليه جزئيات نيز وجود دارد ،برنامه براي اين کار سوالي از کار ؟؟؟و در صورت مثبت بودن جواب آن ،گروه را به همراه کليه جزئيات آن حذف مي کند .

عمل حذف گروهها نيز به طريق زير انجام مي گيرد :

·                     بازگشت :

اين گزينه را در واقع مي توان ؟؟؟هم، ناميد فرم را؟؟؟و به برنامه بر مي گردد.

4. 1. 5 – فرم Uaddgroup

اين فرم عمليات خاصي انجام نمي دهد تنها حاوي يک پنجره محاوره اي است که نام و وضعيت گروه مورد نظر براي اضافه شدن را مي گيرد وآن را به يونيت Main

بر مي گرداند . مي توان اين عمل را تاييد نموده يا از آن انصراف داد.

5. 1. 5 – يونيت Umtglohals

اين يونيت هيچ فرقي ندارد .

6. 1. 5- يونيت Unit Message Base

 -5.  2      برنامه نويسي سمت Client

1. 2.  5-  برنامه نويسي توسط Asp.Net  وبه زبان C#

2. 2. 5-استفاده از نرم  افزارOut Look

3. 5- متن اصلي پروژه پياده سازي شده در محيط Delphi 2005

  6. اضافه و حذف کردن گروه

همانطور که پيش از اين نيز ذکر شد در انجام پردازش هاي مربوط به گروهها از سيستم فايل استفاده مي شود بنا براين در اضافه و حذف کردن گروههانيزمي بايد اطلاعات گروه به فايل اضافه و يا از آن حذف مي شود . براي اضافه کردن يک گروه به مجموعه گروهها يک فايل جديد هم نام با آن گروه را ايجاد مي کنيم (با پسوند .Grp )در ابتداي فايل نام گروه خبري  را قرار مي دهيم وسپس در خط بعدي آن ،يک نقطه خواهد گرفت اين کار به دليل سهولت در انجام پردازش ها است .علت آن در متن برنامه وبا درک ساختار آن مشخص خواهد شد .

پس از آوردن نام فايل در بخش هاي بعدي برنامه اطلاعات گروه مثل Message-Id و....قرار خواهند گرفت .

پس از انجام عمليات مربوط به فايل اين تغييرات را در جدول مربوط به گروهها در پايگاه داده

نيز ذخيره مي کنيم ،البته بايد دقت شود براي اضافه کردن تکراري نبودن نام نيز مهم است .

حذف:

نام گروه مورد نظر را در جدول مربوط به گروهها در پايگاه داده ونيز در ليست فايلهاي مربوط به گروهها اضافه خواهيم کرد .

كارت صدا چيست؟

كارت صدا(۱) Sound Card كارت صدا يكي از عناصر سخت افزاري رايانه است كه باعث پخش و ضبط صدا مي گردد. قبل از گسترش كارت هاي صدا، صدا در رايانه توسط بلند گوهاي داخلي ايجاد مي شد. اين بلند گوها توان خود را از برد اصلي مي گرفتند. استفاده از كارت صدا از اواخر سال ۱۹۸۰ شروع شد. در حال حاضر شركت هاي متعددي توليدات خود را در اين زمينه به بازار عرضه مي كنند. كارت صوتي همانند كارت گرافيكي بر روي برد اصلي نصب مي شود و در پشت آن چند فيش براي ميكروفن و بلند گو قرار دارد. وظيفه كارت صدا آماده سازي سيگنال ها جهت پخش و دريافت سيگنال هاي ورودي از ميكروفن و آماده كردن آنها براي ذخيره در رايانه است. كارت صدا، كارت صوتي نيز ناميده مي شود و در بسياري موارد مي تواند اصواتي با كيفيت بسيار عالي توليد كند. صوت، يك سيگنال آنالوگ است كه به صورت موج پيوسته انتشار مي يابد. رايانه همواره در حال پردازش سيگنال هاي آنالوگ است، زيرا اين سيگنال ها دائماً در حال تغييرند. در واقع لازم است كه سيگنال هاي آنالوگ به بيت هاي رقمي (ديجيتال) تبديل شوند. اين عمل توسط وسيله اي به نام Analog toDigital Convertor ADC)) صورت مي گيرد. سيگنال هاي ديجيتالي توليد شده مجدداً بايد به سيگنال هاي آنالوگ تبديل شوند تا بتوانند به وسيله بلند گو پخش شوند. اين عمل توسط سخت افزار ديگري به نام DACصورت مي گيرد. صداهاي ديجيتال به فضاي زيادي بر روي ديسك نياز دارد. بنابراين به جاي ذخيره صدا آن را ايجاد مي كند. اين عمليات شبيه سازي صوتي نام دارد و به روش هاي زير صورت مي گيرد: FM -1(مدولاسيون بسامد): اين روش به صورت كاملاً مصنوعي صدا را ايجاد مي كند و براي ساخت آن از دو موج سينوسي استفاده مي كند. ۲- جدول موجي (صداي موجي): اين روش كم هزينه و واقعي تر است. در اين حالت از تمامي وسايل موسيقي نمونه گيري شده است و صداي ديجيتالي توليد شده در يك جدول موج ذخيره شده است. در صورتي كه يك برنامه به صدايي احتياج داشته باشد اين جدول موج چه در كارت صدا و چه در ديسك، صداي واقعي را به برنامه مي دهد. فايل هاي صوتي با پسوند Wav در ويندوز صداهاي واقعي هستند كه از جدول موج استفاده مي كنند. بنابراين آهنگسازان حرفه اي ترجيح مي دهند اين گونه كارت هاي صدا را استفاده نمايند. اين صداها در تراشه هاي رام كارت صوتي ذخيره مي شوند و در نتيجه بسياري از توليد كنندگان بزرگ بودن حافظه جدول صوتي را دليل مرغوب بودن كارت صدا مي دادند. ۳- ) MIDIرابط ديجيتالي ادوات موسيقي): اين روش برخلاف روش قبلي صداي توليد شده را ضبط نمي كند، بلكه اطلاعات صدا مانند كوك، دوام، بلندي و ساير موارد را ضبط مي كند. اين اطلاعات در يك قالب استاندارد در فايل ذخيره مي شود و يا به يك وسيله موسيقي جهت اجرا ارسال مي شود. بنابراين يك فايل MIDI مجموعه اي از دستور العمل ها در مورد چگونگي اجراي نت هاست. نكته: فايل هاي MIDI جهت برقراري ويدئو كنفرانس ها و پخش فيلم در اينترنت به كار مي روند. ۴- نمونه سازي فيزيكي:اين روش نسبتاً جديد است و بسته به نوع ساز شبيه سازي شده است. با اينكه داراي صداي خوبي است اما بار زيادي بر پردازنده اصلي وارد مي سازد. اجزاي تشكيل دهنده كارت صدا - پردازنده سيگنال هاي ديجيتال كه عمليات مورد نظر را انجام مي دهند. - مبدل آنالوگ به ديجيتال (ACD) براي صوت ورودي به رايانه - مبدل ديجيتال به آنالوگ (DAC) - حافظه ROM يا فلش جهت ذخيره سازي اطلاعات - اينترفيش دستگاه هاي موزيكال ديجيتالي (MIDI) جهت اتصال دستگاه هاي موزيك خارجي - كانكتورهاي لازم جهت اتصال به ميكروفن يا بلند گو - پورت مخصوص بازي براي اتصال Joystick كارت هاي صوتي قديمي عمدتاً از نوع ISA بوده اند، اما كارت صداهاي امروزي از نوع PCI هستند كه بر روي برد اصلي نصب مي گردند. بيشتر مادربردها در حال حاضر كارت صدا را به صورت يك تراشه بر روي برد اصلي دارند. انواع اتصال كارت صدا به رايانه - بلند گو (Speaker) - يك منبع ورودي آنالوگ (ميكروفن ضبط صوت و CD-Player) - يك منبع ورودي ديجيتال نظير CD-ROM - يك منبع آنالوگ خروجي نظير ضبط صوت - يك منبع ديجيتال خروجي شنيدن صوت مراحل شنيدن صوت بر خلاف روش توليد صدا مي باشد كه در زير شرح داده شده است: ۱- داده هاي ديجيتال از هاردديسك خوانده مي شود و سپس در اختيار پردازنده اصلي قرار مي گيرد. ۲- پردازنده اصلي داده ها را براي DSP موجود بر روي كارت صدا ارسال مي كند. 3- DSP داده هاي ديجيتال را از حالت فشرده خارج مي كند. ۴- داده هاي ديجيتال غير فشرده شدن توسط DSP بلافاصله با مبدل ديجيتال به آنالوگ (DAC) پردازش و يك سيگنال آنالوگ ايجاد مي كنند. اين سيگنال هاي ايجاد شده از طريق هدفن يا بلند گو شنيده خواهد شد.

وظايف كارت صدا

كارت هاي صدا حداقل 4 وظيفه را در كامپيوتر بر عهده دارد. آنها بعنوان synthesizer رابط MIDI و مبدل آنالوگ به ديجيتال (A/D) در حال ضبط كردن و مبدل ديجيتال به آنالوگ (D/A) در حال پخش عمل مي كنند. اكنون به توضيح هر كدام مي پرداريم:
The Synthesizer:
Synthesizer رساننده صدايي است كه كارت صدا توليد كرده است. در اينجا ما سه نوع سيستم داريم:
FM Synthesiz,Waretables Sampling,Physical Modeling
FM Synthesiz:

ارزانترين كارتهاي صدا از تكنولوژي FM براي مدل كردن آلات موسيقي متفاوت استفاده مي كنند. اين كارتهاي صدا واقعاٌ Synthesizer هستند. كارت صدا اصواتي توليد مي كند كه از تركيب يك سري صداهاي مصنوعي ساخته شده است.

Ware tables Sampling:

Ware table بهترين وگرانترين تكنولوژي در كارتهاي صدا است. اين بدان معني است كه صدا در كارتهاي صدا از دستگاههاي واقعي ضبط مي شود. بعنوان مثال از روي يك پيانو يك نمونه كوچك ضبط و ذخيره مي شود و زماني كه موزيك اجرا مي شود در حقيقت شما به اين اصواتي كه بصورت نمونه ضبط شده است گوش مي دهيد، لذا زماني كه اين نمونه هاي صوتي داراي كيفيت بالايي باشند كارت صدا اصوات دل انگيزتري توليد مي كند. در اين حالت صداي پيانو مانند يك پيانو واقعي شنيده مي شود. سيستم Ware table در كارت صداهاي Blasters AWE بكار رفته است.

Physical Modeling:

در اين حالت اصوات توليدي در نتيجه نرم افزار مدل شده اند. در اين حالت به نظر مي آيد كه پروسسور بايد كار طاقت فرسايي انجام دهد.كارت صداهاي Orginal مارك Gold شامل صداي 14 دستگاه هستند كه بدين روش مدل شده اند.

آزمايش صدا:

كيفيت اصلي كارت صدا را بوسيله اجراي يك فايل MIDI مي توان امتحان كرد. در اين حالت براحتي مي توانيد تفاوت را احساس كنيد. همچنين در تعداد نت هايي كه در يك لحظه مي تواند اجرا شود هم، تفاوت وجود دارد.

اگر شما مي خواهيد موزيك خود را در كامپيوتر خود بسازيد، الزاماٌ براي ساختن اين موزيك از صداهاي موجود در كامپيوتر خود استفاده كرده ايد و هرچه كار شما بزرگتر باشد نمونه صداهاي بيشتري احتياج داريد.
بعضي كارتهاي صدا نمونه هاي صداهاي جديد را مي پذيرند و شما مي توانيد نمونه هاي جديد خود را ذخيره سازيد. در اين حالت كارت صدا يك RAM بعنوان حافظه در خود دارد تا بتوانيد صداهاي مورد نظر را روي آن دانلود كنيد.
مبدل آنالوگ به ديجيتال:
زمانيكه در حال ضبط صداهاي آنالوگ هستيد(مثلاٌ هنگام ضبط صدا از ميكروفن) به يك مبدل آنالوگ به ديجيتال احتياج داريد و مبدل ديجيتال به آنالوگ نيز زماني استفاده مي شود كه صداي ديجيتال بايد مجدداٌ براي آمپلي فاير اسپيكرهاي شما به سيگنال آنالوگ تبديل شود.
امواج صدا پس از اين كه از طريق ميكروفن به كارت صدا منتقل مي شوند، در آنجا به يكسري پالسهاي ديجيتال تبديل مي گردند كه هر از چند گاهي در يك فايل ذخيره مي شوند. بنابراين ضبط يك صوت در كامپيوتر شامل يك فرآيند تبديل آنالوگ به ديجيتال ميباشد. اما در حالت اجراي يك فايل صوتي جريان بيتهاي صفر و يك اطلاعاتي تبديل به سيگنالهاي آنالوگي مي شوند كه در نهايت به بلندگوي اسپيكر شما ختم مي گردد.
فرآيند نمونه گيري:
همانطور كه ذكر شد ضبط ديجيتالي صدا را بعنوان نمونه گيري شناختيم. شما مي توانيد هر صدايي را كه مي خواهيد، روي يك فايل ذخيره كنيد و براي اينكار كافي است شما كارت صدايي بهمراه ميكروفن داشته باشيد. عمليات نمونه گيري نيز مي تواند با روشها و كيفيتهاي متفاوت انجام پذيرد:
نمونه گيري 8 بيتي يا 16 بيتي،11.22 يا 44 كيلو هرتز، استريو يا مونو
عددي كه بر حسب كيلو هرتز بيان مي شود نشان مي دهد كه صدا نمونه هاي صوتي چند هزار بار در ثانيه ضبط مي شود.
كيفيت صداي نمونه گيري شده:
يك نمونه صدا مانند صداي ضبط شده روي نوار كاست است كه كيفيت آن مي تواند خوب يا بد باشد در اينجا بر نحوه تنضيمات براي كيفيت گذري مي كنيم.
در هنگام ضبط صداي ديجيتالي در هر ثانيه چندين نمونه از صدا گرفته مي شود هر چه تعداد اين نمونه ها در واحد زمان بيشتر باشد كيفيت بهتر است. طبيعتاً يك نمونه گيري بدون وقفه از سيگنال صوتي بهترين كيفيت را خواهد داشت ولي در عمل غير ممكن است.
براي ضبط سي دي هاي صوتي ( Audio CD ) به تعداد 44100 بار در ثانيه از سيگنال صوتي نمونه گيري مي شود.
كيفيت با واحد Hz و رزولوشن با تعداد بيت اندازه گيري مي شود. هر چه مقدار KHz بيشتر باشد كيفيت بهتر مي شود اما فايل شما هم بزرگتر مي شود. نمونه گيري 8 بيت يا 16 بيت به اين اشاره دارد كه چه مقدار اطلاعات از سيگنال صوتي در هر بار نمونه گيري ذخيره شود. 16 بيت يك كيفيت خوب به ما تحويل مي دهد.
فرض كنيد فايل صوتي ديجيتال شما استريو 2 كانال 16 بيت در 44.1KHz باشد حجم فايل صوتي به صورت زير خواهد بود
176400=44100 نمونه در ثانيه*16 بيت* 2 كانال
همانطور كه مي دانيد 8 بيت برابر يك بايت است بنابراين اندازه فايل ها با كيفيت CD در حالت استريو به صورت زير خواهد بود
زمان اجرا
حجم فايل
1 دقيقه

10 مگابايت
1 ساعت
605 مگابايت
74 دقيقه
746 مگابايت
آنچه در اينجا مي بينيد مربوط به فايل با فرمت Wave است. استريو 16 بيت و 44KHz كيفيت بسيار خوبي در اختيار شما قرار مي دهد

 مباني كارت صدا

يك كارت صدا داراي بخش هاي متفاوت زير است :

·       يك پردازنده سيگنال هاي ديجيتال (DSP) كه مسئول انجام اغلب عمليات( محاسبات ) مورد نظر است .

·       يك مبدل ديجتيال به آنالوگ (DAC)

·       يك مبدل آنالوگ به ديجيتال(ADC) براي صوت ورودي به كامپيوتر

·       حافظه ROM  يا Flash براي ذخيره سازي داده

·       يك اينترفيس دستگاههاي موزيكال ديجيتالي (MIDI) براي اتصال دستگاه هاي موزيك خارجي

·       كانكنورهاي لازم براي اتصال به ميكروفن و يا بلندگو

·       يك پورت خاص " بازي" براي اتصال Joystick

اغلب كارت هاي صدا كه امروره استفاده مي گردد از نوع PCI بوده و در يكي از اسلات هاي آزاد برد اصلي نصب مي گردند. كارت هاي صداي قديمي عمدتا" از نوع ISA بودند. اكثر كامپيوتر هاي جديد كارت صدا را بصورت يك تراشه و بر روي برد اصلي دارند. در اين نوع كامپيوترها اسلاتي برروي برد اصلي استفاده نشده وبدين ترتيب يك اسلات صرفه جوئي شده است ! Sound Blaster Pro  بعنوان يك استاندارد در دنياي كارت هاي صدا مطرح است .

اغلب توليد كنندگان كارت صدا از مجموعه تراشه هاي مشابه استفاده مي نمايند.پس از طراحي تراشه هاي فوق توسط شركت هاي مربوطه توليد كنندگان كارت صدا، امكانات و قابليت هاي دلخواه خود را به آنها اضافه مي نمايند.

كارت صدا را مي توان به يكي از دستگاههاي زير متصل نمود :

·       هدفون

·       بلندگو (Speaker)

·       يك منبع ورودي آنالوگ نظير : ميكروفن راديوضبط صوت و CD player

·       يك منبع ورودي ديجيتال نظير CD-Rom

·       يك منبع آنالوگ خروجي نظير ظبط صوت

·       يك منبع ديجيتال خروجي نظير CD-R

عمليات كارت صدا

يك كارت صدا قادر به انجام چهار عمليات خاص در رابطه با صدا است :

·       پخش موزيك هاي از قبل ضبط شده ( از CD  فايل هاي صوتي نظير mp3 و يا Wav ) بازي يا DVD

·       ضبط صدا با حالات متفاوت

·       تركيب نمودن صداها

·       پردازش صوت هاي موجود

عمليات دريافت و ارسال صوت (صدا) براي كارت صدا از طريق بخش هاي DAC و ADC انجام مي گيرد. پردازش هاي لازم و مورد نياز بر روي صوت توسط DSP  انجام مي گيرد و بدين ترتيب عمليات اضافه اي  براي پردازنده اصلي كامپيوتر بوجود نخواهد آمد.

توليد صوت

فرض كنيد، قصد داشته باشيم كه از طريق ميكروفن صداي خود را به كامپيوتر انتقال دهيم . در اين حالت كارت صدا يك فايل صوتي با فرمت wav را ايجاد و داده هاي ارسالي توسط ميكروفن در آن ذخيره گردند.فرآيند فوق شامل مراحل زير است :

1 - كارت صدا از طريق كانكتور ميكروفن سيگنال هاي پيوسته و آنالوگي را دريافت مي دارد.

2 - از طريق نرم افزار مربوطه نوع دستگاه ورودي براي ضبط صدا را مشخص مي نمائيم .

3 - سيگنال آنالوگ ارسالي توسط ميكروفن بلافاصله توسط تراشه مبدل آنالوگ به ديجيتال (ADC) تبديل و يك فايل حاوي صفر و يك توليد مي گردد.

4 - خروجي توليد شده توسط ADC در اختيار تراشه DSP براي انجام پردازش هاي لازم گذاشته مي شود. DSP توسط مجموعه دستوراتي كه در تراشه ديگر است برنامه ريزي براي انجام عمليات خاص مي گردد. يكي از عملياتي كه DSP انجام مي دهد فشرده سازي داده هاي ديجيتال بمنظور ذخيره سازي است .

5 - خروجي DSP با توجه به نوع اتصالات كارت صدا در اختيار  گذرگاه داده كامپيوتر قرار مي گيرد.

6 - داده هاي ديجيتال توسط پردازنده اصلي كامپيوتر پردازش و در ادامه براي ذخيره سازي در اختيار كنترل كننده هارد ديسك گذاشته مي شوند. كنترل كننده هارد ديسك اطلاعات را بر روي هارد و بعنوان يك  فايل ضبط شده صوتي ذخيره خواهد كرد.

 شنيدن صوت

مراحل گوش دادن  به صوت به شرح زير مي باشد ( برعكس روش گفته شده در ارتباط باضبط صوت):

1 - داده هاي ديجيتال از هارد ديسك خوانده شده و در اختيار پردازنده اصلي قرار مي گيرند.

2 - پردازنده اصلي داده ها را براي DSP موجود بر روي كارت صدا ارسال مي دارد.

3 - DSP داده هاي ديجيتال را ازحالت فشرده خارج مي نمايد.

4 - داده هاي ديجيتال غيرفشرده شده  توسط  DSP  بلافاصله توسط مبدل ديجيتال به آنالوگ(DAC)  پردازش و يك سيگنال آنالوگ ايجاد مي گردد. سيگنال هاي فوق از طريق هدفوق  يا بلندگو قابل شنيدن خواهند بود

منبع :

http://www.tebyan.net/Teb.aspx?nId=5661

آشنائی با کارت شبکه

کارت شبکه ، يکی از مهمترين عناصر سخت افزاری در زمان پياده سازی يک شبکه کامپيوتری است . هر کامپيوتر موجود در شبکه ( سرويس گيرندگان و سرويس دهندگان ) ، نيازمند استفاده از يک کارت شبکه است . کارت شبکه ، ارتباط بين کامپيوتر  و  محيط انتقال ( نظير کابل ها ی مسی و يا فيبر نوری ) را فراهم می نمايد .
اکثر مادربردهای جديدی که از آنان در کامپيوترهای شخصی استفاده می گردد ، دارای يک اينترفيس شبکه ای onboard می باشند . کامپيوترهای قديمی و يا کامپيوترهای جديدی که دارای اينترفيس شبکه ای onboard نمی باشند ، در زمان اتصال به شبکه ، می بايست بر روی آنان يک کارت شبکه نصب گردد.

وظايف کارت شبکه

• برقراری ارتباط لازم بين کامپيوتر و محيط انتقال
• تبديل داده : داده ها بر روی گذرگاه ( bus ) کامپيوتر به صورت موازی حرکت می نمايند . نحوه حرکت داده ها بر روی محيط  انتقال شبکه به صورت سريال است . ترانسيور کارت شبکه ( يک ارسال کننده و يا دريافت کننده ) ، داده ها را از حالت موازی به سريال و بالعکس تبديل می نمايد .
• ارائه يک آدرس منحصربفرد سخت افزاری : آدرس سخت افزاری (MAC ) درون تراشه ROM موجود بر روی کارت شبکه نوشته می گردد . آدرس MAC در واقع يک زير لايه از لايه  Data Link مدل مرجع OSI می باشد . آدرس سخت افراری موجود بر روی کارت شبکه ، يک آدرس منحصربفرد را برای هر يک از کامپيوترهای  موجود در شبکه ، مشخص می نمايد . پروتکل هائی نظير TCP/IP از يک سيستم آدرس دهی منطقی ( آدرس IP ) ، استفاده می نمايند . در چنين مواردی قبل از دريافت داده توسط کامپيوتر ، می بايست آدرس منطقی به آدرس سخت افزاری ترجمه گردد .

انتخاب کارت شبکه

برای انتخاب يک کارت شبکه ، می بايست پارامترهای متعددی را بررسی نمود :

• سازگاری با معماری استفاده شده در شبکه : کارت های شبکه دارای مدل های متفاوتی با توجه به معماری استفاده شده در شبکه ( اترنت ، Token ring )می باشند . اترنت ، متداولترين معماری شبکه در حال حاضر است که در شبکه هائی با ابعاد بزرگ و کوچک ، استفاده می گردد .
• سازگاری با throughput شبکه : در صورتی که يک شبکه اترنت سريع (سرعت 100Mbps ) پياده سازی شده است ، انتخاب يک کارت اترنت با سرعت 10Mbps تصميم مناسبی در اين رابطه نخواهد بود . اکثر کارت های شبکه جديد قادر به سوئيچينگ اتوماتيک بين سرعت های 10 و 100Mbps می باشند ( اترنت معمولی و اترنت سريع )
• سازگاری با نوع اسلات های خالی مادربرد : کارت های شبکه دارای مدل های متفاوتی با توجه به نوع اسلات مادربرد می باشند. کارت های شبکه PCI درون يک اسلات خالی PCI  و کارت هائی از نوع ISA در اسلات های ISA نصب می گردند . کارت شبکه می بايست متناسب با يکی از اسلات های خالی موجود بر روی مادربرد، انتخاب گردد. اسلات آزاد به نوع مادربرد  بستگی داشته و در اين رابطه گزينه های متعددی نظير ISA,PCI و EISA می تواند وجود داشته باشد . شکل زير يک نمونه مادربرد را که دارای اسلات های ISA و PCI است ، نشان می دهد :

 گذرگاه ISA که از کلمات Industry Standard Architecture  اقتباس شده است، استاندارد استفاده شده در کامپيوترهای IBMXT است . استاندارد فوق در ابتدا به صورت هشت بيتی مطرح و در سال 1984 نوع شانزده بيتی آن نيز عرضه گرديد. تعداد زيادی از تجهيزات سخت افزاری نظير مودم ، کارت صدا و کارت های شبکه بر اساس استاندارد فوق توليد و عرضه شده اند . برخی از مادربردهای جديد دارای اسلات های PCI بوده  و از کارت های ISA حمايت نمی نمايند . ( کارت های PCI دارای سرعت بيشتری نسبت به ISA می باشند ) .

PCI در سال 1993 معرفی و يک گذرگاه سی و دو بيتی است . PCI 2.1 شصت و چهار بيت را حمايـت می نمايد .کارت های شبکه PCI با توجه به پتاسيل های موجود دارای استعداد لازم به منظور ارائه سرعت و کارآئی بيشتری نسبت به کارت های ISAمی باشند :

• بافرينگ : حافظه تراشه ها ( RAM )  بر روی کارت شبکه قرار داشته و از آن به عنوان بافر استفاده می گردد .از حافظه فوق به منظور نگهداری اطلاعاتی که در انتظار پردازش می باشند و يا اطلاعاتی که می بايست بر روی شبکه منتشر شوند ، استفاده می گردد .
•  DMA و يا DirectMemory Access ، کامپيوترهائی که از DMA حمايـت می نمايند، امکان ارسال و يا دريافت داده از حافظه را مستقيما" و بدون درگيرکردن پردازنده فراهم می نمايند .
• BusMastering . کارت های شبکه می توانند بگونه ای طراحی شوند که مستقيما" بدون استفاده از پردازنده کامپيوتر و يا واسطه ای ديگر به حافظه RAM کامپيوتر دستيابی داشته باشند . ويژگی فوق به کارت های شبکه اجازه می دهد که bus را کنترل نموده و داده ئی را به حافظه RAM کاميپوتر ارسال و يا دريافت نمايند .

نصب کارت شبکه

برای نصب کارت شبکه می توان مراحل زير را دنبال نمود :

• باز نمودن کيس کامپيوتر و نصب کارت شبکه در يکی از اسلات های آزاد
• بستن کيس و متصل نمودن کابل به پورت کارت شبکه
• راه انداری کامپيوتر . در صورتی که يک کارت Plug&Play  تهيه شده است و از سيستم عاملی استفاده  می شود  که تکنولوژی Plug & Play را حمايت می نمايد ، تنها کاری که احتمالا" می بايست انجام داد ، قرار دادن ديسکت و يا CD درايور کارت شبکه در درايو مربوطه است .در صورتی که از سيستم عاملی استفاده می گردد که قادر به تشخيص سخت افزارهای جديد نمی باشد ، می بايست عمليات نصب کارت شبکه به صورت دستی انجام شود .

با توجه به اين که کامپيوترهای جديد و سيستم های عاملی که بر روی آنان نصب می گردد، عموما" از فن آوری Plug&Play حمايت می نمايند ، نصب يک کارت شبکه کار چندان مشکلی نخواهد بود . کافی است کارت شبکه را درون يکی از اسلات های خالی مادربرد قرار داده و کامپيوتر را راه اندازی نمود . کارت های شبکه Plug&Play توسط سيستم عامل تشخيص داده شده و درايور آنان نصب می گردد .
در حال حاضر سيستم های عامل اندکی وجود دارد که از تکنولوژی Plug &Play حمايت نمی نمايند ، در زمان نصب کارت شبکه بر روی اين نوع سيستم ها ، می بايست دارای اطلاعات لازم در رابطه با IRQ نيز باشيم ( IRQ از کلمات Interrupt Request  اقتباس شده است) . به هر دستگاه موجود در کامپيوتر نظير موس ، صفحه کليد و کارت شبکه ، يک خط IRQ نسبت داده می شود. دستگاه های فوق با استفاده از IRQ نسبت داده شده ، درخواست خود را با پردازنده مطرح می نمايند ( پردازش داده ها ) . هر دستگاه می بايست دارای يک IRQ منحصربفرد باشد در غير اينصورت با يک IRQConflict مواجه خواهيم شد.

جدول زير تنظيمات IRQ در کامپيوترهای شخصی را نشان می دهد .

 مقدمه

تاريخ بشريت ، حاكي از تلاش بي وقفه آدمي براي تسلط و بهره وري از مادر طبيعت بوده است . وي با اتكا به قدرتهاي خداداداي ، عقل ، خرد و خلاقيت همچنين دستاني ماهر همواره تلاش نموده است تا طبيعت سركش و قدرتمند را مهار نمايد و براي تداوم بقاي خويش مورد بهره برداري قرار دهد . او ساليان درازي را در غارها و با حداقل امكانات و ابزار گذراند . ضروريات و الزمات محيطي ، جمعي و فردي كم كم او را به كشف رموز و قوانين حاكم بر طبيعت وادار نمود .

او تلاش نمود تا با دستيابي به بهترين و كارآمدترين ابزارها ، آمال و آرزوها و تمنيات مادي و معنوي خود را تحقق بخشد .

آشنايي با ابزار معماري

معماري نيز همچون ديگر شاخه هاي علوم و حرف بشري ، اهداف و وظايفي را برعهده گرفته است و بدين منظور ، از مجموعه اي از علوم ، فنون ، روشها و ابزار و امكاناتي  براي دست يابي به آن بهره مي جويد . تا چندي پيش معماران براي تهيه نقشه ها و طرحهاي خود از قلم ، راپيد ، كاغذ كالك و نظاير آن استفاده مي كردند ، ولي امروزه اين ابزارها جاي خود را به رايانه ها و برنامه هاي رايانه اي سپرده اند .

در سيستمهاي سنتي ، طراحان ، طرحهاي اوليه را در مقياسهاي كوچك( الي ) با دست و يا خط كش تهيه مي كردند . سپس دسناتورها ( نقشه كشها ) وظيفة‌ تهيه نقشه هاي مدادي دقيق و با مقياس بزرگتر (  تا  ) را برعهده گرفتند . در جريان تهية نقشه ها ، بارها طرح ، از سوي طراحان ، كنترل ، حك و اصلاح مي گرديد . و سرانجام پس از كنترل نهايي طراح ، اقدام به دسن ( مركبي كردن ) آن بر روي كالك مي نمودند . عموماً جريانات رفت و برگشت بين طراح و نقشه كش در مرحلة مدادي ، زمان بسياري را به خود اختصاص مي داد . چه بسا كه نقشه هاي مركبي شده ، بار ديگر مورد تجديد نظر قرار مي گرفت و نقشه كشها مجبور به تيغ زدن ( پاك كردن ) قسمتهايي از كالك ، و ترسيم مجدد آن مي شدند . امروزه ، ديگر اين شيوة كار به دليل زمانگير بودن آن ، از دفاتر مهندسي رخت بربسته است همچنين اين روشها ديگر نمي تواند روش مناسبي براي ايجاد طرحهاي نو ، ابتكاري و پيچيده باشد . به تجربه نيز ثابت گرديد طراحاني كه خود مستقيماً يا با واسطه با نرم افزارهاي ترسيمي يا مدل سازي و يا تخصصي            (معماري ) كار مي كنند در مدت زمان كمتر و با دقت بالاتري ايده هاي خود را به صورت نقشه پياده كرده ، با حداقل سعي و خطا ( رفت و برگشت ) آن را كامل مي نمايند . همچنين ، در بسياري از دانشكده هاي مهندسي جهان ، تدريس دروس نقشه كشي از ابتدا با رايانه آموزش داده مي شود و ديگر لزومي به استفاده از قلم و راپيد و كاغذ كالك احساس نمي گردد .

ابزار معماري و سير تحول آن

اگر به تاريخ معماري بشر از دوران نخستين تا دوران معاصر نظر كنيم خواهيم ديد كه آدمي براي اهداف خود ابزار و ادوات گوناگوني را مورد استفاده قرار داده است . آنچه بيشتر مورد توجه اين كتاب است ، بازشناسي ابزار و شيوه ها در مرحلة طراحي مي باشد .

بشر نخستين ، اولين طرحهاي خود را با زغال يا گل رنگي بر ديوار غارها و يا چوبي بر بستر نرم زمين منعكس مي نموده است . به نظر مي رسد كه شروع اولين طرحهاي ساختماني و معماري نيز ، از همين نقطه آغاز گرديده باشد .

تا ‎آغاز دوران صنعتي بشر توانست ابزار اولية خود را تكامل بخشيده ، از قلمهاي درست شده از پر بوقلمون يا غاز و يا قلم ني خط كشهاي ابتدايي و پوست حيوانات يا صفحات تهيه شده از پوست درختان پاپيروس براي پياده نمودن طرحهاي خود بهره برد .

در دوران صنعتي كه مصادف با شروع انقلاب صنعتي در اروپا در سال 1760 تا دوران معاصر مي باشد ، با اختراع انواع آلياژها و سيستمهاي مكانيكي و تكنولوژيهاي جديد قالب گيري و ... ابزار و ادوات متكاملتري توليد گرديد و تا به امروز انواع قلمهاي فلزي نظير قلم فرانسه ، گرافوس ، راپيدوگراف ، انواع جوهرهاي صنعتي ، انواع خط كشها ، گونياها ، نقاله و ... همچنين انواع كاغذها و ميزهاي نقشه كشي ، انواع لوازم مكانيكي نظير هاشور زن -  درافتينگ و ... و مواد متنوع و چشمگير بسياري براي تهيه ماكتها ، پا به عرصه وجود نهاد . طراحان توانستند با ابزار و امكانات جديد ، بر كيفيت طرحهاي خود افزوده ، با سرعت و دقت بيشتري آنها را تهيه نمايند .

با شروع تحولات عظيم در دهه هاي پاياني قرن بيستم و نفوذ بي وقفة رايانه ها بر زندگي بشري ، در استفاده از ابزار معماري ، دگرگوني ايجاد گرديد . اين بار ، طراحان حقيقتاً ابزار كارآمدي را وارد حوزة كار خود نمودند ؛ رايانه ها توانستند به سرعت و به راحتي از پس بسياري از معضلات قبلي برآيند ؛ سرعت و دقت عمل آنها بي مانند بود ؛ جامعيت آنها نيز براي انجام وظايف خواسته شده بي رقيب مي نمود ؛ آنها در بسياري ازمراحل طراحي از تهيه تا ساخت ابنيه ، مورد استفاده قرار گرفته اند . از جمله :

-  تهيه بانكهاي اطلاعاتي و پردازش اطلاعات ( براي تهيه مواد خام طرحهاي معماري )

-  براي تهيه نقشه هاي دو بعدي و نقشه هاي اجرايي دقيق طرحها

-  براي تهيه مدلها و ماكتهاي سه بعدي رايانه اي

-  براي تهية پرسپكتيوهاي سه بعدي -  راندوهاي رنگي و ...

-  براي تهية انيميشنها

-  براي انجام محاسبات متره و برآورد مقادير مصالح ساختماني و برآورد ريالي طرحها

-  براي انجام محاسبات و تحليل سازة طرحها و ...

-  براي مديريت و برنامه ريزي اجرايي طرحها

-  براي ارتباط و تبادل اطلاعات طرحها از طريق شبكه و اينترنت .

سرانجام ، آنها به راحتي توانستند دنياي جديدي را به نمايش بگذارند . دنياي واقعيتهاي مجازي ، دنياي معماري مجازي ، دنياي جديد رايانه اي است كه به خيال نزديك تر است تا به واقعيت ولي كاملاً واقعي ست . در اين دنيا ، معماران مي توانند طرحهاي خود را بسازند ؛ درون آن حركت كنند ؛ مشكلاتش را بسنجند و عيوب آن را برطرف نمايند ، آنها مي توانند ديگران را هم به اين دنيا ببرند و آنچه را كه خلق نموده اند در معرض نمايش آنها بگذارند .

سيستمهاي رايانه اي به مثابة ابزار نوين در طراحي معماري

سيستمهاي رايانه اي ، مجموعه اي از امكانات و ادوات نرم افزاري و سخت افزاري هستند كه از سوي افراد و يا شركتهاي مهندسي بنابر نياز و مقتضياتشان سازمان يافته ، مورد استفاده قرار مي گيرند سيستمهاي رايانه اي را به صورت ساده و منفرد ( Single) و يا تركيبي و گروهي ( Groups ) براي انجام پروژه هاي معماري مورد استفاده قرار مي دهند .

الف -  سيستمهاي ساده : سيستمهاي ساده ، سيستمهايي هستند كه از يك رايانه به همراه يك نرم افزار معماري نظير Auto Cad و در صورت امكان يك پرينتر A ₃ تشكيل شده باشد . اين سيستمها به طور منفرد ، از سوي افراد و بعضاً شركتهاي تازه كار مورد استفاده قرار مي گيرد و بسيار كم خرج هستند و با حداقل سرمايه گذاري ايجاد مي گردند .

ب -  سيستمهاي مركب : سيستمهاي مركب و گروهي ، به مجموعه اي از رايانه ها حداقل از دو عدد رايانه يك پرينتر A ₃ در صورت امكان يك پلاتر كه به صورت شبكه به هم مرتبط مي گردند گفته مي شود . اين سيستمها ، بنابر اهداف و برنامة كاري خود امكانات و تجهيزات نزم افزاري و سخت افزاري را به طور مشترك مورد استفاده قرار مي دهند .

به طور كلي ، هر سيستم رايانه اي چه ساده و چه گروهي و گستردة آن ، از سه عنصر اصلي ، رايانه ، نرم افزار ( برنامه ) و دستگاههاي جانبي تشكيل مي گردد .

رايانه : يكي از اصلي ترين عناصر هر سيستم رايانه اي ست . رايانه براي دريافت ، پردازش بنيادين اطلاعات و نمايش اطلاعات پردازش شده ، مورد استفاده قرار مي گيرد .

رايانه هاي شخصي ² ( PC ها) ، رايج ترين و پرتعداد ترين رايانه هاي موجود در جهان را تشكيل مي دهند و هر فرد مي تواند به راحتي نسبت به تهية آنها اقدام نمايد . اين رايانه ها در شكلها Tower ( بدنه ايستاده ) Laptop ( بدنه خوابيده ) و Notbook ( سيستمهاي فشرده شده كيفي و قابل حمل ) طراحي و توليد گرديده اند . پيشرفت فناوري CPU ( پردازندة مركزي ) اين سيستمها و قيمت پايين آنها ، سبب افزايش توانمندي و قدرت عملياتي آنها گرديده است . به طوري كه در بيشتر مراكز عمومي و سازمانهاي دولتي ، شركتها و دفاتر حرفه اي ، آنها جايگزين ميني رايانه ها و رايانه هاي مركزي ( Mainframe ها ) گرديده اند .

اين رايانه ها در سه رده كاملاً متفاوت زير ، توليد و عرضه مي شوند .

-          IBM و سازگار با IBM

-          اپل مكينتاش Apple Mac

-          آميگا Amiqa  

ردة اول بيشترين  PC هاي موجود در جهان را يا 90 درصد نسبت به بقية سيستمهاي تشكيل مي دهند . پردازشگر اصلي اين سيستمهاي مبتني بر پردازشگرهاي پنتيوم اينتل و يا k7 و k6 شركت AMD  و يا مشابه آن است و سيستم عامل آنها را Dos و Windows تشكيل مي دهد ، اين سيستمها از توانايي محاسباتي و رياضي بالايي برخوردارند .

ردة دوم را محصولات شركت Apple تشكيل مي دهد كه بر اساس پردازشگر هاي مركزي ساخت شركت  Motorola طراحي و توليد گرديده اند . سيستم عامل آنها Mac oS است در مجموع ، براي كاربردهاي گرافيكي ( پردازش تصوير -  انيميشن و انتشارات) مورد استفاده قرار مي گيرند .

ردة سوم آميگاها كه كم تعدادترين رايانه هاي PC را تشكيل مي دهند نيز بر اساس پردازشگر Motorala و براي انجام عمليات ويژة گرافيكي ( انيميشن سازي) طراحي و توليد شده اند .

امروز با توجه به رواج روزافزون PC هاي ردة اول و توسعة فناوريهاي سخت افزاري و نرم افزاري آنها ، به خصوص ، سيستمهاي عامل گرافيكي آنها از اهميت و رونق PC هاي ردة دوم و سوم كاسته شده است . اين رايانه ها بنابر كاربردها و تواناييهاي مورد نظر ، پيكرده بندي و مونتاژ مي گردند ، در كاربردهاي معماري ، قدرت CPU مركز و ميزان RAM ، از مهمترين شاخصهاي يك پيكره بندي مناسب است .

نرم افزار ( برنامة رايانه اي ) : نرم افزارها ، مجموعه دسترالعملهايي هستند كه براي انجام كارهاي خاص بر روي يك رايانه نصب مي گردند . توسعه و كاربرد رايانه هاي شخصي در حوزه هاي مختلف معماري ، سبب توسعة نرم افزارهاي متنوعي نيز گرديده است كه مستقيم و يا غير مستقيم براي تكميل بخشي از فعاليتهاي معماري به كار گرفته مي شوند . برنامه هاي رايانه اي را با توجه به نوع و كاربرد آنها در معماري ، مي توان به صورت زير دسته بندي نمود :

الف : نرم افزارهاي عمومي نقشه كشي

ب : نرم افزارهاي مدل سازي

ج : نرم افزارهاي تخصصي معماري

د : نرم افزارهاي پردازش تصوير

الف -  نرم افزارهاي عمومي نقشه كشي -  «Qeneral Drawing  » : اين گروه ، مجموعه اي از نرم افزارها را در بر مي گيرد كه ساختار پاية آنها بر اساس فضاي دو بعدي طراحي گرديده است . اين نرم افزارها از ابتدا براي تهية نقشه هاي دو بعدي دقيق مورد استفاده قرار گرفته اند . امروزه ، بيشتر آنها توانايي ايجاد مدلهاي سه بعدي و قابليت رندرينگ ( Rendring ) را نيز پيدا نموده اند . ولي فضاي كاري محيط سه بعدي آنها از محيط دو بعدي كاملاً جداست . تعداد زيادي از نرم افزارهاي نقشه كشي ، جزو اين گروه اند كه معروف ترين و رايجترين آنها اتوكد ( Auto Cad ) مي باشد . اين نرم افزارها ، عموماً از مدل و شيوه هاي سنتي نقشه كشي پيروي مي كنند . يعني نقشه هاي دو بعدي ، با همان روش سنتي نقطه به نقطه ترسيم و سپس ، از روي آنها مدل سه بعدي استخراج مي كنند .

از ويژگيهاي ديگر اين گروه از نرم افزارها ، قابليت توسعة آنهاست . به طوري كه شركتهاي توليد كنندة‌ نرم افزار ، با الحاق نرم افزار جنبي به آن ، آنها را براي انجام عمليات ويژة آماده سازي نموده اند ، به عنوان مثال ، بسته نرم افزاري Auto Architect نرم افزار اتوكد را براي كاربردهاي تخصصي معماري ارتفا داده و تخصصي نموده است.

ب -  نرم افزارهاي مدل سازي : اين نرم افزارها به خاطر قابليتهاي ويژة آنها ، در تهية مدلهاي سه بعدي نورپردازي و انيميشن به عنوان نرم افزارهاي تكميلي گروه اول و بعضاً گروه سوم ، مورد استفاده قرار مي گيرند . از مشهورترين نرم افزارهاي گروه فوق Form,z , 3D Max , 3D Studio  هستند .

ج -  نرم افزارهاي تخصصي معماري « Profissional » : اين نرم افزارها ، اختصاصاً براي كاربردهاي معماري طراحي گرديده اند و كليه امكانات لازم نظير ديوار ، سقف ، كف ، پله ، درب و پنجره و ... براي ساخت يك ماكت رايانه اي از ساختمان را در اختيار قرار مي دهند .

فناوري نرم افزاري آنها ، سبب كاهش دستورها و پيچيدگيهايي كه در نرم افزار عمومي نقشه كشي ( گروه 1 ) وجود دارد ، گرديده امكان كار معماران با نرم افزار را به راحتي ميسر مي نمايد . اساس و ساختار اين نرم افزارها را محيط سه بعدي آنها تشكيل مي دهد . به طوري كه ، كار در محيط سه بعدي انجام گرفته ، پس از ساخت مدل سه بعدي پلانها و نماها و مقاطع ، از آن استخراج مي گردد . بنابراين ، مدل و شيوة كار با اين نرم افزارها ، برخلاف نرم افزارهاي گروه 1 كه از سيستم سنتي نقشه كشي تبعيت مي نمايد ، از كار يا ايجاد ماكت ( ماكت سازي ) پيروي مي كند. از ديگر خصوصيات اين نرم افزارها ، جامعيت آنهاست به گونه اي كه كلية امكانات و خواسته هاي پروژه هاي معماري يعني كتابخانة كاملي از اشيا و لوازم سه بعدي ( پنجره ها ، دربها ، پله ها ، مبلمان و ... ) همچنين كلية امكانات لازم براي تهيه انواع پرسپكتيوها ، امكانات مناسبي براي تهيه رندرينگهاي رايانه اي ( پوسترها و انواع افكتهاي گرافيكي ) ، امكانات بسيار عالي به منظور تهيه انيميشن و VR ، از تسهيلات اين نرم افزارها هستند . معروف ترين اين نرم افزارها را آرشيكد 3D Home , Archi Cad  و Architect pc و ... تشكيل مي دهند .

د -  نرم افزارهاي پردازش تصوير « Imaqe Prossecing  » : اين نرم افزارها ، براي ايجاد ويژگيهاي تصويري خاص در رندرينگهاي تهيه شده از نرم افزارهاي گروههاي قبلي ، مورد استفاده قرار مي گيرند .

در حقيقت ، منظور از كاربرد آنها ، ارائه بهتر و تهيه پوسترها و تابلوهاي نمايشي از خروجيهاي نرم افزارهاي ديگر است . توسط آنها مي توان چندين تصوير ، پلان و نقشه معماري ، را با هم تركيب و روتوش نمود . امكانات بسيار عالي اين نرم افزارها ، براي اصلاح تصاوير و يا برش آنها و ايجاد انواع افكتهاي گرافيكي ، استفادة از آنها را در خروجي نهايي پروژه ها رايج نموده است . مشهورترين آنها Photoshop  و Free Hand و Corel Draw هستند .

ويژگيهاي سيستمهاي رايانه اي در طراحي معماري

دربارة تواناييهاي منحصر به فرد رايانه ها نسبت به سيستمهاي دستي و مكانيكي ، بسيار گفته و نوشته اند اما كاربرد رايانه در حوزة فعاليت هاي طراحي معماري ، از مزايا و ويژگيهاي منحصر بفردي برخوردار است كه ذيلاً به آنها اشاره مي گردد .

سرعت در ترسيمات : اگر از سرعت محسوس ترسيمات عمومي نظير ترسيم خطوط ، اشكال هندسي و ... رايانه ها نسبت به سيستمهاي دستي صرف نظر كنيم سرعت بالاي آنها را در انجام عمليات ويژه نظير تغيير مقياس نقشه ها رانمي توان ناديده گرفت . براي روشن شدن مطلب كافي ست تغيير مقياس نقشة پلان يك بناي مسكوني از  به  را به هر دو طريق تجربه نماييد . مشاهده خواهيد نمود كه اين عمليات با رايانه صدها برابر سريعتر و بدون خطا انجام مي پذيرد .

دقت در ترسيمات : ترسيم فرمهاي پيچيده نظير مارپيچها ، منحنيهاي زين اسبي و همچنين ترسيم خطوط و يا پاره خطهاي با دقت بالا اگر با دست مقدور باشد همواره با خطا همراه است . در صورتي كه رايانه ها با توجه به ساختار مختصاتي خود به راحتي و بدون خطاي انساني ، ترسيم هر گونه شكل و اندازه اي را بدون خطا و به راحتي انجام مي دهند .

توانايي و سهولت در ترسيمات پيچيده : ايجاد فرمهاي دو بعدي و سه بعدي پيچيده با دست بسيار و بعضاً ناممكن است . رايانه ها اين قابليت را دارند كه هر فرم پيچيده اي را ايجاد و آنها را از هر زاويه ديد ترسيم نمايند .

خستگي ناپذيري : رايانه ها برخلاف سيستمهاي زنده ، هيچ گاه خسته نمي شوند . اين ويژگيهاي سبب مي گردد كه افت خطاي كاري در سيستمهاي رايانه اي نسبت به سيستمهاي دستي ( سنتي ) بسيار كمتر و در حد صفر تقليل يابد . از طرفي ، اين ويژگي رايانه ها ، امكان انجام كارهاي سنگين نظير تهية راندوهاي سنگين و يا تصاوير متحرك از يك طرح را كه ممكن است ساعتها و شايد روزها به طول بينجامد ، بدون خستگي و افت كاري ، فراهم سازد .

قدرت ذخيره سازي : از ديگر ويژگيهاي مهم رايانه ها ، قابليت ذخيره سازي بالاي آنهاست ، در سيستمهاي سنتي ، تهيه و نگهداري نقشه ها همواره مشكل آفرين است . شركتهاي مهندسي براي بايگاني نقشه هاي پروژه ها مجبور به استفاده از فايلهاي حجيم بودند كه فضاي زيادي را اشغال مي نمود . در صورتي كه امروزه صدها نقشه و ده ها پرونده را مي توان بر روي يك CD با حجم 720 مگابايت ، به راحتي ذخيره سازي نمود.

امكانات بازيابي سريع اطلاعات : در گذشته ، براي رجوع به نقشه هاي بايگاني شده ، لازم بود كه پس از زيرورو نمودن ، آنها را به مكانهاي مختلف براي استفاده منتقل مي كردند . اين موضوع ، مشكلات بسياري را هم در زمينة استفادة راحت از نقشه ها و هم استهلاك و از مشكل افتادگي و فرسودگي آنها به وجود مي آورد .

در صورتي كه فايلهاي رايانه اي و روشهاي ذخيره سازي نوين ، هرگونه استفاده و دسترسي را با سهولت و سرعت بسيار بالا فراهم مي سازد . بدون اين كه ، تغييري در مشخصات فايلها ايجاد گردد .

صرفه جويي در فضاهاي كاري و امكانات : سيستمهاي رايانه اي باعث كوچكتر شدن فضاهاي كاري مهندسي ، تقليل امكانات جنبي و دست و پاگير نظير كالك ، ميز نقشه كشي ، ميز نور و انواع لوازم ترسيم گرديده اند . امروزه مي توان پروژه هاي بزرگ را در مكانهاي كوچك و با كمترين پرسنل وحتي در خانه شخصي خود به راحتي انجام داد . 

تاريخچة اتوكد

سالهاي آغازين دهة هشتاد ميلادي ، با شروع فعاليت شركتهاي توليد كنندة نرم افزارهاي نقشه كشي و مدل سازي سه بعدي مصادف است . نرم افزار اتوكد نيز در سال 1982 به عنوان نخستين نرم افزار نقشه كشي پا به عرصه ظهور نهاد ، اولين نسخة آن كمتر از دو مگابايت حجم داشت و تنها شامل 17 دستور براي ترسيم نقشه ها بود . نسخه هاي بعدي اتوكد يكي پس از ديگري و در راستاي تكميل نسخة اوليه توليد گرديدند .

چنانچه سير تحول نرم افزار اتوكد را مورد بررسي قرار دهيم ، چهار دورة كاملاً متمايز را مي توان برشمرد .

دوره اول : تكامل نرم افزار با تكميل دستورالعملهاي ترسيمات دو بعدي تا اتوكد ويرايش 10 ادامه دارد .

دورة دوم : امكان ايجاد فضاي سه بعدي با خصلت صفحه اي در محيط اتوكد 10 .

دورة سوم : استفاده از فناوري پنجره هاي محاوره اي در نرم افزار و آسان سازي ارتباط با صفحه كار اتوكدهاي 11 و 12 .

دورة چهارم : امكان ايجاد احجام سه بعدي صلب ( توپر ) قابل ويرايش در محيط اتوكد 13 و 14 و توسعة امكانات -  تعريف مصالح -  رنگ گذاري و نورپردازي و حركت به سمت سيستم عامل Windows ، استفاده از امكانات چند كاربردي و امكان ارتباط با نرم افزارهاي ديگر.

History of Auto CAD

معرفي اتوكد 2002

اتوكد 2002 ، هفدهمين نسخه نرم افزار توانمند اتوكد است كه مجموعه اي از ابزارها و امكانات را براي ترسيم انواع و اقسام طرحها و نقشه ها تدارك ديده است . آخرين نسخه هاي اين نرم افزاركه در ميان كاربران ، كامپيوتر ، مهندسين ، طراحها و نقشه كشها مقبوليت عام يافتند ، عبارتند از نسخه هاي 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 2000 ، i 2000 و 2002 . در اين ميان ، نسخه هاي 10 و 11 فقط تحت سيستم عامل DOS و نسخه هاي 12 و 13 تحت هر دو سيستم عامل DOS  و ويندوز قابل استفاده بودند . اما نسخه 14 و كليه نسخه هاي بعدي فقط تحت سيستم عامل ويندوز قابل استفاده مي باشند . با توجه به عدم صرف وقت و انرژي توسط شركت اتودسك ( توليد كننده اتوكد ) براي سازگار كردن اتوكد با سيستمهاي عامل مختلف ، سرعت توسعه و پيشرفت ابزارهاي تخصصي اتوكد در قياس با نرم افزارهاي مشابه بسيار بيشتر بوده است .

كاربرد اتوكد

نرم افزار اتوكد ( مستقل از نسخه آن ) در عمده ترين كاربرد خود ، ابزاري براي ترسيم و توليد اشكال و مدلهاي 2 يا 3 بعدي ، به صورت دقيق ، سريع و با كيفيت بالا مي باشد . ابزارهاي اين نرم افزار به طور معمول در توليد اشكالي مورد استفاده قرار مي گيرند كه داراي ماهيت هندسي مي باشند .

گاهي شنيده مي شود كه اتوكد را به غلط ، بر اساس موارد كاربرد آن تقسيم بندي مي كنند . براي مثال شنيده مي شود كه اتوكد را با انواعي نظير « اتوكد براي نقشه كشي صنعتي » ، « اتوكد براي نقشه كشي ساختمان » ، « اتوكد براي طراحي گرافيكي » و ... دسته بندي مي كنند . واقعيت اين است كه اتوكد ابزاري براي ترسيم و مدلسازي است كه امكانات و ابزارهاي آن براي تمام كاربردها ثابت مي باش . شايد بتوان اتوكد را به مجموعه اي از ابزار آلات نقشه كشي تشبيه كرد كه يك فرد در اختيار گرفته و آماده ترسيم يك نقشه يا طرح مي شود ( با اين تفاوت كه دقت ، كيفيت و سرعت كار با اتوكد بسيار بيشتر از ابزارآلات نقشه كشي است ) . حال اين فرد مي تواند از ابزارهايي كه در دست دارد براي ترسيم يك نقشه صنعتي يا ساختماني و يا يك طرح گرافيكي استفاده نمايد . همانگونه كه براي مثال در هنگام خريد يك خط كش T ، آن را بر اساس موارد استفاده اش دسته بندي نكرده و به فروشنده نمي گوييد : « يك خط كش T براي نقشه كشي صنعتي مي خواهم » ، در مورد اتوكد نيز نبايد آن را بر اساس كاربردهايش دسته بندي كنيد .

ويژگيهاي كلي اتوكد

به راستي فكر مي كنيد راز مقبوليت و محبوبيت اتوكد در ميان مهندسين ، نقشه كشها و طراحان گرافيكي چيست ؟ واقعيت اين است ، به طور كلي همان عواملي كه امروزه كامپيوتر را به يكي از ملزومات اساسي و انكارناپذير ادامه حيات بشري تبديل كرده اند ، موجبات محبوبيت و مقبوليت اتوكد را نيز فراهم آورده اند . اگر بخواهيم اين عوامل را در خلاصه ترين شكل ممكن بيان كنيم ، بايد به سه عنصر « دقت » ، « سرعت » و « كيفيت » بالاتر ترسيمات انجام شده به وسيله اتوكد در قياس با ترسيمات انجام شده به صورت دستي اشاره كنيم . ذيلاً به شرح مختصري درباره اين سه عنصر مي پردازيم :

دقت بالا تر

به جرأت مي توان گفت ، مهمترين راز موفقيت اتوكد در دقت صد در صد ( واقعاً صد در صد ) ترسيمات انجام شده در آن مي باشد . به شهادت كليه كاربران قديمي اين نرم افزار كه هم تجربه  ترسيم نقشه هاي مورد نظر به كمك ابزار آلات نقشه كشي را دارند و هم از اتوكد براي انجام ترسيمات خود استفاده كرده اند ، دقت ترسيمات انجام شده توسط اتوكد به مراتب بالاتر از ترسيمات انجام شده توسط ابزارآلات نقشه كشي مي باشد . هنگام ترسيم به وسيله اتوكد ، امكان تعيين ابعاد وزواياي اشكال مورد نظر با دقت تا 8 رقم پس از اعشار وجود دارد . آيا هيچ ابزاري را براي ترسيم دستي يك شكل با چنين دقتي سراغ داريد ؟

در اين رابطه ، به يك مثال بسيار ساده وابتدايي اشاره مي كنيم . تصور كنيد مي خواهيد يك كنج قائمه ( مانند حرف L ) را ترسيم كنيد . براي انجام اين كار دو انتخاب پيش پاي شما قرار دارد . اول اينكه آن را با كمك بهترين ابزارهاي نقشه كشي دستي رسم كنيد و دوم اينكه اتوكد را براي رسم آن به كار بنديد .

در حالت اول ، حتي اگر يك نقشه كشي حرفه اي باشيد و طريق استفاده صحيح از ابزار آلات نقشه كشي را نيز بخوبي بدانيد ، باز هم محصول كار شما دقت صد در صد نخواهد داشت . بدين معني كه اگر با كمك يك ذره بين ، محل تلاقي دو خط افقي و قائم را مشاهده كنيد ، خواهيد ديد كه انتهاي دو خط مزبور كاملاً بر هم منطبق نمي باشد . ضمن اينكه با سنجش دقيق زاويه خطوط تشكيل دهنده كنج ، ملاحظه خواهيد كرد كه زواياي مزبور نسبت به صفر و 90 درجه قدري ( هر چند كوچك ) انحراف دارند . شكل سمت چپ تصوير 1-1 اين موضوع را نشان مي دهد .

در دومين حالت ( ترسيم كنج قائمه به وسيله اتوكد ) ، چنان چه از ابزارهاي بسيار ساده اي كه براي رسم چنين شكلي در اتوكد وجود دارند ، به طور صحيح استفاده نماييد ، خواهيد توانست آن را با دقت 100 درصد رسم نماييد . براي اثبات اين مدعا كافي است يكي از ابزارهاي ساده اتوكد ( فرمان Zoom  ) را به كار بسته و محل تلاقي دو خط را هزارها برابر بزرگ نماييد . در اين صورت ، باز هم مشاهده خواهيد كرد كه دو خط تشكيل دهنده كنج كاملاً افقي و قائم بوده و در عين حال ، انتهاي آنها به طور كامل بر هم منطبق است .

سرعت

چنان چه يك كاربر حرفه اي اتوكد باشيد ابزارهاي آن را با اشراف و حضور ذهن كامل مورد استفاده قرار بدهيد ، بي ترديد سرعت كار شما با اتوكد به مراتب بالاتر از ترسيم دستي خواهد بود . اين موضوع از ترسيمات ساده دو بعدي گرفته تا احجام سه بعدي پيچيده صادق مي باشد . اگر تنها يك بار مراحل توليد يك حجم پيچيده سه بعدي به روش نقطه يابي دستي را با صرف وقت خيلي زيادي طي كرده باشيد و در پايان به علت كيفيت و دقت نه چندان مطلوب حجم توليد شده احساس تلخ ناكامي به شما دست داده باشد ، بيشتر قدر اين ويژگي و ويژگي بعدي اتوكد ( كيفيت ) را خواهيد فهميد .

كيفيت

نقشه اي كه به وسيله اتوكد ترسيم شده باشد ، از كيفيت بسيار بالاتري نسبت به نقشه هاي ترسيم شده به روش دستي خواهد داشت . زيرا علاوه بر اينكه انسجام و كامل بودن ابزارهاي موجود در اتوكد ، امكان تمركز شما روي افزايش كيفيت كارتان را فراهم مي كنند ، با افت كيفيت در اثر تماس دست با نقشه و يا نشت كردن جوهر راپيد و ... نيز روبرو نخواهيد بود .

موضوع تحقيق :

كاربرد كامپيوتر در معماري

استاد محترم :

جناب آقاي سرشتي

تهيه كنندگان :

امير تاج بخش

امير حسين كارآمد

فرشاد بخشايي

زمستان 84