🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: راهنمای عملی راه‌حل‌های برنامه‌نویسی برای IBM PC: از مفاهیم تا پیاده‌سازی کاربردی

موضوع کلی: برنامه‌نویسی کامپیوتر

موضوع میانی: برنامه‌نویسی اسمبلی و سخت‌افزار IBM PC

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر معماری IBM PC و نسل‌های آن
• 2. ساختار پردازنده 8088/8086: واحد اجرایی و واحد باس
• 3. سیستم‌های عددی: مبناهای دو، ده، شانزده و تبدیل آن‌ها
• 4. نمایش داده‌ها در حافظه: اعداد صحیح، کاراکترها
• 5. ثبات‌های (Registers) عمومی پردازنده (AX, BX, CX, DX)
• 6. ثبات‌های قطعه‌ای (Segment Registers: CS, DS, SS, ES)
• 7. مفهوم آدرس‌دهی قطعه‌ای (Segment:Offset) و آدرس فیزیکی
• 8. معرفی زبان اسمبلی: سینتکس و دستورالعمل‌ها
• 9. انواع دستورات: انتقال داده، محاسباتی، منطقی
• 10. دستورات انتقال داده: MOV, PUSH, POP, XCHG
• 11. دستورات محاسباتی: ADD, SUB, MUL, DIV, INC, DEC
• 12. دستورات منطقی و بیتی: AND, OR, XOR, NOT, TEST
• 13. دستورات شیفت و چرخش: SHL, SHR, ROL, ROR
• 14. دستورات کنترل جریان: JMP, CALL, RET, LOOP
• 15. مقایسه‌ها و پرش‌های شرطی (Conditional Jumps)
• 16. معرفی اسمبلر (MASM/TASM) و لینکر (LINK)
• 17. ساختار یک برنامه اسمبلی: .MODEL, .CODE, .DATA, .STACK
• 18. مدیریت پشته (Stack) و کاربردهای آن
• 19. آدرس‌دهی مستقیم و غیرمستقیم در اسمبلی
• 20. مقدمه‌ای بر سیستم عامل DOS و فایل سیستم FAT
• 21. مکانیزم وقفه‌ها در IBM PC (Interrupts)
• 22. ساختار بردار وقفه (Interrupt Vector Table)
• 23. وقفه 21h DOS: دروازه ارتباط با سیستم عامل
• 24. توابع ورودی/خروجی کاراکتری DOS (INT 21h, AH=01h, 02h)
• 25. توابع ورودی/خروجی رشته‌ای DOS (INT 21h, AH=09h, 0Ah)
• 26. توابع مربوط به زمان و تاریخ DOS (INT 21h, AH=2Ah, 2Ch)
• 27. مدیریت حافظه DOS: تخصیص و آزادسازی (INT 21h, AH=48h, 49h)
• 28. ایجاد و حذف فایل‌ها در DOS (INT 21h, AH=3Ch, 41h)
• 29. باز کردن و بستن فایل‌ها (INT 21h, AH=3Dh, 3Eh)
• 30. خواندن از فایل‌ها (INT 21h, AH=3Fh)
• 31. نوشتن در فایل‌ها (INT 21h, AH=40h)
• 32. مدیریت مکان‌نما در فایل (LSEEK) (INT 21h, AH=42h)
• 33. تغییر ویژگی‌های فایل و دایرکتوری (INT 21h, AH=43h)
• 34. جستجو برای فایل‌ها (FINDFIRST, FINDNEXT) (INT 21h, AH=4Eh, 4Fh)
• 35. ایجاد و حذف دایرکتوری‌ها (INT 21h, AH=39h, 3Ah)
• 36. تغییر دایرکتوری جاری (INT 21h, AH=3Bh)
• 37. اجرای برنامه‌های دیگر (EXEC) (INT 21h, AH=4Bh)
• 38. سرویس‌های BIOS: مروری بر قابلیت‌ها
• 39. وقفه 10h BIOS: کنترل صفحه نمایش
• 40. تنظیم حالت‌های متنی و گرافیکی (INT 10h, AH=00h)
• 41. نمایش کاراکتر در حالت متنی (INT 10h, AH=0Ah, 0Eh)
• 42. کنترل مکان‌نما (Cursor) در BIOS (INT 10h, AH=01h, 02h)
• 43. اسکرول کردن صفحه با BIOS (INT 10h, AH=06h, 07h)
• 44. وقفه 16h BIOS: کنترل صفحه کلید
• 45. خواندن کاراکتر و وضعیت کلید از بافر صفحه کلید (INT 16h, AH=00h)
• 46. بررسی وضعیت کلیدهای خاص (Shift, Ctrl, Alt) (INT 16h, AH=02h)
• 47. مدل‌های حافظه در اسمبلی (Tiny, Small, Medium, Large, Huge)
• 48. دسترسی مستقیم به آدرس‌های فیزیکی حافظه (PEEK/POKE)
• 49. آرایه‌ها (Arrays): تعریف و دسترسی به عناصر
• 50. کار با رشته‌ها (Strings): عملیات مقدماتی (MOV, SCAS, CMPS)
• 51. پیاده‌سازی توابع رشته‌ای ساده (strlen, strcpy)
• 52. ساختارهای داده (Structures) در اسمبلی: تعریف و کاربرد
• 53. پیاده‌سازی پشته (Stack) و صف (Queue) با آرایه
• 54. مفاهیم اشاره‌گرها (Pointers) و کاربرد در آدرس‌دهی
• 55. مدیریت حافظه خارج از 640KB (EMS/XMS): مفاهیم پایه
• 56. تخصیص و آزادسازی حافظه پویا (Heap) در اسمبلی
• 57. معماری حافظه ویدئویی: MDA, CGA, EGA, VGA
• 58. دسترسی مستقیم به بافر حافظه متنی
• 59. نمایش کاراکتر با ویژگی‌های سفارشی (رنگ، پس‌زمینه، چشمک‌زن)
• 60. طراحی و استفاده از فونت‌های سفارشی (Character Generators)
• 61. سرعت بخشیدن به عملیات نمایش متنی: بلاک‌های متنی
• 62. حالت‌های گرافیکی CGA: رزولوشن‌ها و محدودیت‌ها
• 63. نقشه برداری بیت‌ها به پیکسل‌ها در CGA (Pixel Mapping)
• 64. رنگ‌ها و پالت‌های CGA
• 65. مقدمه‌ای بر حالت‌های گرافیکی EGA و VGA: امکانات پیشرفته
• 66. تنظیم پالت رنگی در EGA/VGA
• 67. ترسیم نقطه (Pixel Plotting) و خطوط (Line Drawing)
• 68. ترسیم اشکال هندسی پایه: مستطیل، دایره
• 69. پر کردن ناحیه‌ها (Flood Fill) در گرافیک
• 70. نمایش و مدیریت تصاویر گرافیکی (BMP, PCX)
• 71. اصول انیمیشن در اسمبلی: پاک کردن و ترسیم مجدد
• 72. معرفی پورت‌های ورودی/خروجی (I/O Ports) و نقش آنها
• 73. دستورات IN و OUT برای ارتباط با سخت‌افزار
• 74. کنترل‌کننده وقفه قابل برنامه‌ریزی 8259A (PIC)
• 75. اولویت‌بندی و مدیریت درخواست‌های وقفه (IRQs)
• 76. ایجاد رویه‌های وقفه سفارشی (ISR)
• 77. جایگزینی (Hooking) وقفه‌های موجود (ISR Chaining)
• 78. تایمر قابل برنامه‌ریزی 8253/8254 (PIT)
• 79. استفاده از PIT برای ایجاد تأخیرهای دقیق
• 80. تولید صدا با بلندگوی PC (PC Speaker)
• 81. کنترل‌کننده دسترسی مستقیم به حافظه 8237 (DMA)
• 82. پورت سریال (COM Port): سخت‌افزار و اصول ارتباط
• 83. رجیسترهای پورت سریال (UART: 8250/16550)
• 84. ارسال و دریافت داده از پورت سریال (Polled I/O)
• 85. تنظیمات Baud Rate, Parity, Stop Bits در پورت سریال
• 86. پورت موازی (LPT Port): سخت‌افزار و اصول
• 87. رجیسترهای پورت موازی (Data, Status, Control)
• 88. ارسال داده به چاپگر و دستگاه‌های جانبی از پورت موازی
• 89. دسترسی به ساعت زمان واقعی (RTC) و اطلاعات CMOS
• 90. برنامه‌نویسی برای ماوس (با استفاده از وقفه INT 33h)
• 91. مدیریت دیسک در سطح پایین با INT 13h (خواندن/نوشتن سکتور)
• 92. خواندن سکتورهای بوت، FAT و دایرکتوری ریشه
• 93. برنامه‌های مقیم در حافظه (TSRs): مفاهیم، چالش‌ها و پیاده‌سازی
• 94. مدیریت رخدادها و همگام‌سازی در TSRs
• 95. تکنیک‌های بهینه‌سازی کد اسمبلی برای سرعت
• 96. اشکال‌زدایی (Debugging) برنامه‌های اسمبلی با DEBUG و CodeView
• 97. ارتباط اسمبلی با زبان‌های سطح بالا: فراخوانی از C/Pascal
• 98. نوشتن رویه‌های اسمبلی برای استفاده در C/Pascal
• 99. مبانی مدیریت خطا و افزایش پایداری برنامه‌ها
• 100. میراث IBM PC و چشم‌انداز برنامه‌نویسی سطح پایین در سیستم‌های مدرن

راهنمای عملی راه‌حل‌های برنامه‌نویسی برای IBM PC: از مفاهیم تا پیاده‌سازی کاربردی

معرفی دوره: سفری به قلب تپنده کامپیوترهای شخصی

آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که در لایه‌های زیرین سیستم‌عامل‌های مدرن و زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا چه می‌گذرد؟ زمانی که یک کلید را روی کیبورد فشار می‌دهید یا برنامه‌ای را اجرا می‌کنید، چه جادویی در سطح سخت‌افزار رخ می‌دهد؟ در دنیایی که ابزارهای آماده و فریم‌ورک‌های پیچیده، ما را از درک عمیق کامپیوتر دور کرده‌اند، این دوره شما را به یک سفر شگفت‌انگیز به سرآغاز انقلاب کامپیوترهای شخصی می‌برد؛ جایی که هر خط کد، مستقیماً با سخت‌افزار سخن می‌گفت.

این دوره آموزشی جامع، با الهام از کتاب کلاسیک و جریان‌ساز "Programming Solutions Handbook for IBM Microcomputers"، طراحی شده است. آن کتاب، در زمان خود، یک گنجینه بی‌نظیر از راه‌حل‌های عملی برای برنامه‌نویسانی بود که می‌خواستند از تمام قدرت کامپیوترهای IBM PC استفاده کنند. ما روح آن کتاب را گرفته‌ایم - یعنی رویکرد راه‌حل-محور، عملی و عمیق - و آن را در قالبی مدرن، ساختاریافته و تعاملی بازآفرینی کرده‌ایم. این دوره فقط مجموعه‌ای از دستورات اسمبلی نیست؛ بلکه یک نقشه راه کامل برای تسلط بر معماری، سخت‌افزار و برنامه‌نویسی سطح پایین کامپیوترهای مبتنی بر معماری x86 است.

اگر آماده‌اید تا از یک مصرف‌کننده صرف ابزارهای برنامه‌نویسی به یک خالق واقعی تبدیل شوید که می‌تواند مستقیماً نبض سخت‌افزار را در دستان خود بگیرد، این دوره برای شماست. ما با هم یاد می‌گیریم که چگونه کامپیوتر واقعاً کار می‌کند و چگونه می‌توانیم آن را وادار به انجام کارهایی کنیم که با زبان‌های سطح بالا تقریباً غیرممکن به نظر می‌رسند.

درباره دوره: بازآفرینی یک کتاب مرجع در قالب یک تجربه آموزشی مدرن

این دوره یک بازخوانی صرف از کتاب الهام‌بخش خود نیست. ما مفاهیم بنیادین و راه‌حل‌های هوشمندانه آن کتاب را به عنوان نقطه شروع انتخاب کرده و آن‌ها را با توضیحات شفاف، مثال‌های کاربردی قدم‌به‌قدم و پروژه‌های عملی ترکیب نموده‌ایم. در این دوره، شما با استفاده از ابزارهای شبیه‌سازی مدرن (مانند DOSBox و QEMU) در یک محیط امن و کنترل‌شده، کد اسمبلی می‌نویسید، آن را خط به خط دیباگ می‌کنید و تأثیر مستقیم آن را بر روی حافظه، رجیسترها و سخت‌افزارهای مجازی مشاهده خواهید کرد.

ارتباط این دوره با کتاب "Programming Solutions Handbook" در فلسفه آن نهفته است: تمرکز بر "چگونه" به جای "چه". به جای ارائه لیستی خشک از دستورالعمل‌ها، ما هر مفهوم را با یک چالش عملی معرفی می‌کنیم و سپس راه‌حل آن را از پایه می‌سازیم. از کنترل مکان‌نمای متن روی صفحه گرفته تا خواندن مستقیم سکتورهای دیسک، شما یاد می‌گیرید که مانند برنامه‌نویسان پیشگام فکر و کدنویسی کنید.

موضوعات کلیدی: چه چیزهایی را در این دوره فرا خواهید گرفت؟

• معماری بنیادین IBM PC: آشنایی عمیق با پردازنده 8088/8086، ساختار حافظه، پورت‌های ورودی/خروجی و نقش بایوس (BIOS).
• استادی در برنامه‌نویسی اسمبلی (Assembly): یادگیری کامل دستورات زبان اسمبلی، کار با رجیسترها، پشته (Stack)، پرچم‌ها و ساختارهای کنترلی از صفر.
• مدیریت وقفه‌ها (Interrupts): درک مکانیزم وقفه‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری و استفاده از سرویس‌های قدرتمند DOS و BIOS.
• کنترل مستقیم سخت‌افزار: برنامه‌نویسی برای کنترل کیبورد، نمایشگر در حالت متنی و گرافیکی (CGA/EGA)، تایمر سیستم و اسپیکر داخلی.
• مدیریت حافظه در سطح پایین: کار با سگمنت‌ها و آفست‌ها، دسترسی مستقیم به حافظه ویدیو برای ایجاد انیمیشن‌های سریع و افکت‌های بصری.
• عملیات دیسک و فایل‌ها: یادگیری ساختار دیسک‌ها (FAT)، خواندن و نوشتن مستقیم سکتورها و مدیریت فایل‌ها بدون اتکا به توابع سطح بالای سیستم‌عامل.
• تکنیک‌های پیشرفته: بهینه‌سازی کد برای سرعت و حجم، ایجاد رویه‌های مقیم در حافظه (TSR) و تکنیک‌های برنامه‌نویسی سیستمی.

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• دانشجویان علوم کامپیوتر و مهندسی: کسانی که می‌خواهند مفاهیم تئوری معماری کامپیوتر و سیستم‌عامل را به صورت عملی و ملموس تجربه کنند.
• برنامه‌نویسان سیستم‌های نهفته (Embedded Systems): متخصصانی که روزانه با سخت‌افزار، درایورها و کدهای سطح پایین سروکار دارند و به دنبال تقویت مهارت‌های بنیادین خود هستند.
• محققان امنیت سایبری و مهندسان معکوس: افرادی که برای تحلیل بدافزارها، کشف آسیب‌پذیری‌ها و درک کدهای اجرایی، نیاز به تسلط کامل بر زبان اسمبلی و عملکرد داخلی پردازنده دارند.
• توسعه‌دهندگان بازی‌های کلاسیک (Retro Game Developers): علاقه‌مندانی که رویای ساخت بازی برای پلتفرم‌های قدیمی را در سر دارند یا می‌خواهند بدانند بازی‌های افسانه‌ای دوران DOS چگونه ساخته شده‌اند.
• برنامه‌نویسان با تجربه: حرفه‌ای‌هایی که از لایه‌های انتزاعی مدرن خسته شده‌اند و می‌خواهند با بازگشت به اصول، درک خود را از کامپیوتر عمیق‌تر کنند و دیدگاه جدیدی به دست آورند.
• هر فرد کنجکاو و علاقه‌مند به تکنولوژی: کسانی که صرفاً می‌خواهند بدانند "کامپیوتر واقعاً چگونه کار می‌کند؟" و از یادگیری عمیق لذت می‌برند.

چرا این دوره را بگذرانیم؟ کسب دانشی که شما را متمایز می‌کند

• تسلط بر مبانی جاودانه کامپیوتر

  فریم‌ورک‌ها و زبان‌های برنامه‌نویسی می‌آیند و می‌روند، اما اصول معماری کامپیوتر، نحوه کار پردازنده و تعامل نرم‌افزار با سخت‌افزار تقریباً ثابت است. با گذراندن این دوره، شما دانشی بنیادین کسب می‌کنید که هرگز قدیمی نمی‌شود و درک شما را از تمام تکنولوژی‌های آینده بهبود می‌بخشد.

• کسب مهارت‌های کمیاب و ارزشمند

  در بازار کار امروز، تعداد برنامه‌نویسانی که توانایی کدنویسی و دیباگ در سطح اسمبلی را دارند، بسیار اندک است. این مهارت شما را به یک متخصص بی‌رقیب در زمینه‌هایی مانند بهینه‌سازی عملکرد، برنامه‌نویسی سیستمی، امنیت و توسعه درایور تبدیل می‌کند.

• افزایش چشمگیر قدرت حل مسئله

  وقتی یاد می‌گیرید که چگونه مشکلات را با محدودترین ابزارها و در پایین‌ترین سطح ممکن حل کنید، توانایی شما برای حل مسائل پیچیده در زبان‌های سطح بالا نیز به شدت افزایش می‌یابد. شما یاد می‌گیرید که به جای استفاده کورکورانه از کتابخانه‌ها، به ریشه مشکلات فکر کنید.

• درک عمیق از عملکرد سیستم‌عامل‌ها و کامپایلرها

  آیا می‌دانید وقتی کد ++C یا پایتون شما کامپایل یا اجرا می‌شود، در نهایت به چه چیزی تبدیل می‌شود؟ این دوره به شما نشان می‌دهد که چگونه مفاهیم سطح بالا مانند متغیرها، توابع و حلقه‌ها به دستورالعمل‌های ساده ماشین ترجمه می‌شوند. این درک، شما را به برنامه‌نویس بهتری تبدیل خواهد کرد.

• یادگیری کاملاً عملی و پروژه‌محور

  اینجا خبری از تئوری‌های خشک و خسته‌کننده نیست. از همان جلسات اول، شما کد می‌نویسید، برنامه‌های کوچک و کاربردی می‌سازید و نتایج کار خود را مستقیماً روی صفحه مشاهده می‌کنید. هر فصل یک راه‌حل برای یک مشکل واقعی است.

سرفصل‌های دوره: نقشه راه شما برای تسلط بر IBM PC (بیش از ۱۰۰ سرفصل جامع)

این دوره در بیش از ۱۰۰ سرفصل دقیق و مدون، شما را قدم به قدم از سطح صفر به مرحله استادی در برنامه‌نویسی سطح پایین IBM PC می‌رساند. ساختار دوره به گونه‌ای طراحی شده است که هر بخش بر پایه بخش قبلی ساخته می‌شود و یک مسیر یادگیری منسجم را شکل می‌دهد.

ماژول ۱: مبانی و راه‌اندازی (فصل ۱ تا ۱۵)

• آشنایی با تاریخچه و معماری IBM PC
• مروری بر سیستم‌های عددی (دودویی و هگزادسیمال)
• معرفی ساختار پردازنده 8086/8088 و رجیسترهای آن
• راه‌اندازی محیط برنامه‌نویسی (MASM/TASM در DOSBox)
• نوشتن و اجرای اولین برنامه اسمبلی: "Hello, World!"
• آشنایی با ابزار دیباگر (DEBUG) و تحلیل کد

ماژول ۲: هسته برنامه‌نویسی اسمبلی (فصل ۱۶ تا ۳۵)

• دستورات انتقال داده (MOV, PUSH, POP)
• عملیات محاسباتی و منطقی (ADD, SUB, AND, OR, XOR)
• کار با پرچم‌ها (Flags Register) و تصمیم‌گیری
• دستورات پرش شرطی و غیرشرطی (JMP, JZ, JNE)
• پیاده‌سازی حلقه‌ها (LOOP) و ساختارهای تکرار
• تعریف و استفاده از رویه‌ها (Procedures) و کار با پشته (Stack)

ماژول ۳: تعامل با سیستم‌عامل و بایوس (فصل ۳۶ تا ۵۵)

• مفهوم وقفه‌های نرم‌افزاری (INT)
• استفاده از سرویس‌های کلیدی داس (DOS Interrupts - INT 21h) برای ورودی/خروجی
• کنترل کامل نمایشگر در حالت متنی با سرویس‌های بایوس (BIOS Interrupts - INT 10h)
• تغییر حالت ویدیو، پاک کردن صفحه و تنظیم مکان‌نما
• خواندن ورودی از کیبورد با سرویس‌های DOS و BIOS

ماژول ۴: مدیریت حافظه و سخت‌افزار (فصل ۵۶ تا ۷۵)

• درک عمیق مدل حافظه سگمنت‌بندی شده
• دسترسی مستقیم به حافظه ویدیو برای نوشتن کاراکتر و تغییر رنگ‌ها
• ایجاد افکت‌های چشمک‌زن و انیمیشن‌های متنی ساده
• برنامه‌ریزی تایمر سیستم (PIT 8253/8254)
• تولید صدا و موسیقی ساده از طریق اسپیکر داخلی کامپیوتر
• خواندن وضعیت کیبورد و پورت‌های ورودی/خروجی

ماژول ۵: گرافیک، صدا و ورودی/خروجی پیشرفته (فصل ۷۶ تا ۹۰)

• مقدمه‌ای بر حالت‌های گرافیکی (CGA, EGA, VGA)
• رفتن به حالت گرافیکی و تنظیم رنگ‌ها
• رسم پیکسل، خطوط مستقیم و اشکال هندسی ساده
• تکنیک‌های پایه برای ایجاد انیمیشن‌های گرافیکی
• کار با پورت‌های سریال (Serial) و موازی (Parallel)

ماژول ۶: مدیریت دیسک و فایل‌ها در سطح پایین (فصل ۹۱ تا ۱۰۰+)

• آشنایی با ساختار فیزیکی و منطقی فلاپی دیسک و هارد دیسک
• بوت سکتور (Boot Sector) و جدول پارتیشن (Partition Table)
• سیستم فایل FAT12/FAT16 و ساختار آن
• خواندن و نوشتن مستقیم سکتورهای دیسک با استفاده از سرویس‌های بایوس (INT 13h)
• ایجاد، خواندن و نوشتن فایل‌ها بدون استفاده از توابع DOS
• پروژه نهایی: ساخت یک ابزار ساده مدیریت فایل در سطح سکتور