کتاب صوتی رازگشایی سخت‌افزار کامپیوتر: سفر از گیت‌های منطقی تا ساختار CPU

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره رازگشایی سخت‌افزار کامپیوتر: سفر از گیت‌های منطقی تا ساختار CPU

موضوع کلی: مهندسی سیستم‌های دیجیتال

موضوع میانی: مبانی و طراحی مدارهای منطقی دیجیتال

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر دنیای دیجیتال و آنالوگ
• 2. سیستم اعداد باینری (دودویی)
• 3. سیستم اعداد اکتال (هشت‌هشتی) و هگزادسیمال (شانزده‌شانزدهی)
• 4. تبدیل مبنای اعداد بین سیستم‌های مختلف
• 5. جمع و تفریق در مبنای دو
• 6. نمایش اعداد علامت‌دار: مکمل دو
• 7. کدهای باینری: BCD و کد گری
• 8. کدهای تشخیص و تصحیح خطا: کد همینگ
• 9. کد اسکی (ASCII) برای نمایش کاراکترها
• 10. مفاهیم پایه ولتاژ، جریان و مقاومت در مدارهای دیجیتال
• 11. ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ
• 12. گیت منطقی NOT (معکوس‌کننده)
• 13. گیت منطقی AND
• 14. گیت منطقی OR
• 15. جداول درستی (Truth Tables)
• 16. گیت منطقی NAND: گیت جهانی
• 17. گیت منطقی NOR: گیت جهانی دیگر
• 18. پیاده‌سازی توابع با گیت‌های NAND و NOR
• 19. گیت منطقی XOR (OR انحصاری)
• 20. گیت منطقی XNOR (NOR انحصاری)
• 21. خانواده‌های منطقی: TTL و CMOS
• 22. اصول و قضایای اساسی جبر بولی
• 23. قوانین دمورگان
• 24. ساده‌سازی عبارات بولی با استفاده از جبر
• 25. فرم‌های استاندارد: حاصل‌ضرب مجموع‌ها (POS) و مجموع حاصل‌ضرب‌ها (SOP)
• 26. مینترم‌ها و ماکسترم‌ها
• 27. مقدمه‌ای بر جدول کارنو (Karnaugh Map)
• 28. ساده‌سازی توابع با جدول کارنوی دو و سه متغیره
• 29. ساده‌سازی توابع با جدول کارنوی چهار متغیره
• 30. حالات بی‌اهمیت (Don't-Care Conditions) در جدول کارنو
• 31. طراحی مدارهای منطقی ترکیبی: از ایده تا پیاده‌سازی
• 32. انکدرها (Encoders)
• 33. انکدرهای اولویت‌دار (Priority Encoders)
• 34. دیکدرها (Decoders)
• 35. پیاده‌سازی توابع منطقی با استفاده از دیکدرها
• 36. مالتی‌پلکسرها (Multiplexers)
• 37. پیاده‌سازی توابع منطقی با استفاده از مالتی‌پلکسرها
• 38. دی‌مالتی‌پلکسرها (Demultiplexers)
• 39. مقایسه‌گرهای دیجیتال (Digital Comparators)
• 40. جمع‌کننده کامل (Full Adder) و نیم‌جمع‌کننده (Half Adder)
• 41. جمع‌کننده‌های چند بیتی موازی (Ripple-Carry Adder)
• 42. تفریق‌گرهای باینری
• 43. جمع‌کننده با نگاه پیش‌رو (Carry-Lookahead Adder)
• 44. جمع‌کننده BCD
• 45. مفهوم واحد حساب و منطق (ALU)
• 46. مقدمه‌ای بر مدارهای منطقی ترتیبی
• 47. مفهوم حالت و حافظه
• 48. لچ SR با گیت‌های NOR و NAND
• 49. مشکلات لچ SR و مفهوم لچ D
• 50. سیگنال ساعت (Clock) و همگام‌سازی
• 51. فلیپ‌فلاپ D حساس به لبه (Edge-Triggered)
• 52. فلیپ‌فلاپ JK
• 53. فلیپ‌فلاپ T (Toggle)
• 54. فلیپ‌فلاپ‌های Master-Slave
• 55. ورودی‌های آسنکرون: Preset و Clear
• 56. تحلیل زمانی مدارهای ترتیبی: Setup Time و Hold Time
• 57. ثبات‌ها (Registers)
• 58. ثبات‌های بارگذاری موازی (Parallel Load Registers)
• 59. شیفت رجیسترها (Shift Registers)
• 60. انواع شیفت رجیستر: SISO, SIPO, PISO, PIPO
• 61. شیفت رجیسترهای یونیورسال (Universal Shift Registers)
• 62. کاربردهای شیفت رجیستر
• 63. شمارنده‌های آسنکرون (Asynchronous/Ripple Counters)
• 64. شمارنده‌های سنکرون (Synchronous Counters)
• 65. طراحی شمارنده‌های سنکرون
• 66. شمارنده‌های بالارونده و پایین‌رونده (Up/Down Counters)
• 67. شمارنده‌های دهدهی (Decade Counters)
• 68. شمارنده حلقوی (Ring Counter) و شمارنده جانسون (Johnson Counter)
• 69. مقدمه‌ای بر ماشین‌های حالت متناهی (Finite State Machines)
• 70. مدل‌های میلی (Mealy) و مور (Moore)
• 71. نمودار حالت و جدول حالت
• 72. تحلیل مدارهای ترتیبی سنکرون
• 73. طراحی مدارهای ترتیبی سنکرون: فرآیند گام به گام
• 74. کاهش حالت (State Reduction)
• 75. تخصیص حالت (State Assignment)
• 76. مقدمه‌ای بر سیستم‌های حافظه
• 77. سازمان‌دهی حافظه و آدرس‌دهی
• 78. حافظه با دسترسی تصادفی (RAM)
• 79. سلول حافظه استاتیک (SRAM)
• 80. سلول حافظه دینامیک (DRAM)
• 81. حافظه فقط خواندنی (ROM)
• 82. انواع ROM: PROM, EPROM, EEPROM
• 83. حافظه فلش (Flash Memory)
• 84. افزایش ظرفیت حافظه: گسترش کلمه و عمق
• 85. معماری کامپیوتر فون نویمان
• 86. چرخه دستورالعمل: واکشی، رمزگشایی، اجرا
• 87. واحد پردازش مرکزی (CPU): نگاهی کلی
• 88. واحد حساب و منطق (ALU): طراحی دقیق
• 89. مسیر داده (Datapath)
• 90. واحد کنترل (Control Unit)
• 91. طراحی واحد کنترل سیم‌بندی شده (Hardwired Control)
• 92. طراحی واحد کنترل ریزبرنامه‌ریزی شده (Microprogrammed Control)
• 93. مجموعه دستورالعمل‌ها (Instruction Set Architecture - ISA)
• 94. انواع فرمت دستورالعمل
• 95. ثبات‌های اصلی CPU: شمارنده برنامه (PC)، ثبات دستورالعمل (IR)
• 96. مفهوم گذرگاه (Bus): داده، آدرس و کنترل
• 97. ارتباط CPU با حافظه و دستگاه‌های ورودی/خروجی
• 98. مقدمه‌ای بر خط لوله (Pipelining)
• 99. نتیجه‌گیری: یکپارچه‌سازی تمام قطعات و ساخت یک کامپیوتر ساده