تاریخ فناوری رایانه

[eshpilen]

دیشب پریشب داشتم یکسری مقاله ویکیپدیا میخوندم درمورد مدارهای منطقی و اینا. یکسری مطالب واقعا جالب و موارد تاریخی بود. خصوصا بعضی IC ها رو وقتی بچه بودم توی دستگاههای مختلف و مدارهاشون دیده بودم که این تجدید دیدار برام حس خوبی رو تداعی میکرد.
اون زمان اونا همش برام سوال بودم و دوست داشتم بدونم چین و چطوری کار میکنن. سالها گذشت تا به امروز که گرچه الان متخصص الکترونیک و مدارهای منطقی نیستم و رشتم نیست، اما با دانش و دقت و تسلط خیلی بیشتری میتونم به تمام اینها نگاه کنم و احساس درک عمیقی میکنم که واقعا امیدبخشه. بهرحال اون موقع بچه بودیم و هنوز این دانش و تجربه و تکامل فکری رو نداشتم.

بعد ببین خدایی چه تاریخ و راهی رو طی کردن این خارجیها. واقعا جالب بوده. چقدر زحمت کشیدن. چقدر ابتکار. چقدر آدمهای مختلف. چقدر تکامل. چقدر پدیده های جالب. چقدر زیبایی. همکاری. دوستی. لذت علم.

انواع حافظهء رایانه ها رو بررسی کنید خودش انواع زیادی داشته و موارد مختلفی در مقاطع مختلفی در رایانه های اولیه و مشهور استفاده شدن. برای ذخیرهء دیتا از انتقال موج صوتی در ستون جیوه استفاده کردن (همون بخاریه که قبلا براتون عکسش رو گذاشته بودم) تا انواع مغناطیسی و نوری.

وای مدارهای منطقی. دیجیتال. آنالوگ. فرکانس. روشهای انتقال سیگنالها. هر کدام یک دنیا تاریخ و داستانهای جالب و تکامل شگرف داره که آدم وقتی میخونه لذت میبره.

اینقدر اینا تاریخ دارن و اینقدر جالبه نمیدونم شما هم علاقه دارید یا نه. مطالعش واقعا آموزنده هست و فکر میکنم خلاقیت ذهنی آدم رو هم افزایش میده.
تعجب میکنم بعضیا چرا پیشرفت غرب رو کوچک جلوه میدن و میگن اینا همش از ما و مسلمانها کپی کردن و از این حرفا. این حرفا بنظر من اصلا مهم و جالب نیست. هرکس میتونه هروقت هرچیزی رو از هرجایی بگیره. دانش در انحصار عده ای خاص نیست. و هرکس در هر زمانی میتونه سهمی درش داشته باشه. مهم نیست آدم چی رو از کجا کپی میکنه و چه کسی اولین پایه ها رو گذاشته، مهم علمه و تعالی و پیشرفت و همکاری و دوستی و اون روح زیبای علم؛ اون محیطی که من عاشقش هستم و از معدود تعالی های ماورایی فراتر از این زندگی روزمره هست که آدم میتونه در عمرش پیدا کنه.

تمام علم و فناوری در طول تاریخ یک دستاورد جمعیه و متعلق به تمام بشریت.
از دانشمندان صدر اسلام ما گرفته تا دانشمندان بزرگ غربی معاصر.

در این تاپیک سعی میکنم اگر وقت شد موارد جالبی از دنیای سخت افزار رو درج کنم، و البته شما هم اگر مطلبی داشتید میتونید بذارید. یا سوال و جواب و اینها هم خوبه. فکر کنم نباید خودمون رو فقط به بعد نرم افزار محدود کنیم و برای تفریح و گرفتن انرژی هم که شده بجای جک و داستانهای تکراری روزمره و سرگرمی های بدون کاربرد و کم ارزش، به مسائل علم و فناوری خارج از حیطهء فعالیت اصلی خودمون هم بپردازیم.

راستی منظورم این نیست که مثلا مشخصات یک کارت گرافیک آنچنانی رو بذاریم که الان داره توی بازار عرضه میشه. اینطور مسائل در جاهای دیگر هم مطرح میشن و مد نظر بنده نیست.
ما دنبال موارد تاریخی و آموزنده هستیم. مواردی که دانش و بینش پایه ما رو بالا میبرن و چیزی بهمون یاد میدن، نه هیجان های زودگذر بدون محتوا. مواردی که محتوای فنی و علمی هم داشته باشن یا حداقل احساسات نوستالژیک علمی ما رو برانگیخته کنن تا در عصری که هم عصر شهوات و بی بند و باریه و هم عصر علم بتونیم وقت و انرژی بیشتری رو به استفاده از علم اختصاص بدیم.

راستی سوال و جواب در این حیطه ها هم اگر دارید حتما مطرح کنید. میتونه بحث خیلی جذاب و آموزنده و پرباری باشه.

[eshpilen]

خب اول میخوام یه IC خوشگل رو معرفی کنم.

این آی سی 4004 است:

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/27/C4004.JPG.jpg/220px-C4004.JPG.jpg


http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_4004

من بچه بودم بابام از اوراقی ها دم و دستگاههای کهنه رو میخرید و باهم قطعاتش رو باز میکردیم توش از این آی سی ها هم بود :D
حالا چرا این کار رو میکردیم خب فکر کنم چون اینطوری با هزینهء خیلی کمتر به قطعات با کیفیت و سالم زیادی دست می یافتیم! البته بابام تخصص و کارش الکترونیک نبود و با IC هاش کاری نداشت (الکتروموتور و رله و قطعات مکانیکی مختلفشون رو میخواست)، ولی من قطعات الکترونیک رو واقعا دوست داشتم.

من از این آی سی ها اون موقع خیلی خوشم میامد چون روشون یک درپوش طلایی مانند داشت که هم رنگش قشنگ بود و هم وقتی با زور و پیچ گوشتی اون رو ازش جدا میکردی زیرش چیپ و مدارها کاملا مشهود و در دسترس بودن. یادش بخیر یه میکروسکوپ هم بابام برام درست کرده بود (که هنوزم دارمش) که باهاش مدارهای اینا رو نگاه میکردم! توی چیپ هاشون یه جاهایی یه چیزهایی هم نوشته بود.

چقدر آی سی های دوست داشتنی ای بودن.

حالا توضیحش از مقالهء ویکیپدیا هم همینطور جالبه:

4004 یک سی پی یوی 4 بیتی است که بوسیلهء اینتل در سال 1971 منتشر شد. نخستین پردازندهء مرکزی (CPU) کامل بر روی یک چیپ واحد، و نخستین ریزپردازنده ای که بصورت تجاری در دسترس قرار گرفت.

خب اینجا یک سوال فنی پیش میاد که فرق پردازندهء مرکزی (CPU) و ریزپردازنده (Microprocessor) چیه؟
ضمنا میتونید بگید Microcontroller هم چیه تا یه چیزی بیشتر هم یاد بگیریم.

ساخت 4004 که در زمان خودش یک پیشرفت بزرگ بود بواسطهء فناوری جدید silicon gate مقدور شد.

راستی سرعتش (سرعت Clock) هم 108 تا 740 کیلوهرتز بود.

این پردازنده محتوی حدود 2,300 ترانزیستور بود.

در سالهای اخیر کلکسیون دارانی که این چیپ رو جمع آوری میکنن به اوج رسیدن، بخاطر اینکه این چیپ یادآور یک دستاورد قابل توجه در تاریخ فناوری رایانه است.
راستی چون قشنگ بود منم چنتاش رو نگه داشته بودم ولی بعدا گم و گور شدن :D
گفتم که من همیشه این IC رو خیلی دوست داشتم و بنظرم چیز مهمی بود. یه احساس خلاقیت و پرمغز بودن داشتم درموردش. جالبه اون موقع اصلا نمیدونستم یک CPU هست یا چیز دیگه مثل انواع IC های دیگر. خب دیگه حس ششم علمی داشتیم از بچگی :D
نه حالا بخوام واقعگرا باشم باید بگم احتمالا چون مدارهای زیادی روی برد بهش ختم میشد فهمیدم که چیز خوبی بیده :D

[eshpilen]

CPU مهم بعدی، Intel 8008 بود.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/KL_Intel_C8008-1.jpg/220px-KL_Intel_C8008-1.jpg


این یک سی پی یوی 8 بیتی بود که بوسیلهء اینتل در سال 1972 طراحی و ساخته شد.
این سی پی یو یک باس آدرس 14 بیتی داشت که بنابراین قادر به آدرس دهی 16 کیلوبایت از حافظه بود (2 به توان 14).

البته این چیپ رو Computer Terminal Corporation (به اختصار، CTC) به اینتل سفارش داده بود برای استفاده در ترمینال برنامه پذیر خودشون بنام Datapoint 2200 با instruction set ای که خودشون طراحی کرده بودن. اما ساخت این چیپ به تاخیر افتاد و از نظر اهداف پرفورمنس هم مطابق نظر CTC نبود، به همین خاطر CTC اقدام به ساخت CPU خودش کرد که از چندین مدار مجتمع TTL جداگانه ساخته شده بود. بعدها هم که CTC ترمینال های جدید خودش رو طراحی کرد، نسخهء کمی تغییریافتهء 8008 که توسط اینتل به CTC ارائه شد دیگه بقدر کافی برای اون دستگاههای جدید CTC قدرتمند نبود و بنابراین CTC از درگیری در پروژه 8008 منصرف شد و بجای اینکه 50 هزار دلار قیمت قرارداد خودش با اینتل رو بپردازه، حق انحصار فکری 8008 رو به اینتل واگذار کرد و پس از اون اینتل تونست با موفقیت این IC رو بصورت تجاری به فروش برسونه. بعد از 8008، 8080 اومد و بعد از اونم خانوادهء معروف و فوق العاده موفق x86.

نکته: البته پروژه 8008 در اون زمان و در CTC تحت نام 1201 شناخته میشد. احتمالا نامش رو بعدا اینتل عوض کرده.

سرعت Clock اون 0.2 تا 0.8 مگاهرتز بود.
تعداد ترانزیستورها: 3,500

سرعت 8008 از نظر تعداد دستورالعمل های اجرا شده در هر ثانیه اندکی کمتر از سرعت 4004 بود، اما بخاطر اینکه در هر بار روی واحدهای 8 بیتی دیتا پردازش انجام میداد (درحالیکه 4004 چهار بیتی بود) و از طرف دیگر به مقدار بیشتری از حافظه دسترسی داشت، در بیشتر کاربردها سرعت به نحو قابل توجهی از 4004 بیشتر میشد.

8008 قادر به دسترسی به 8 پورت ورودی و 24 پورت خروجی بود (دقیقا نمیدونم منظورش از پورت چیه، هرکس میدونه بگه).

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

منبع: http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8008

[eshpilen]

ریزپردازنده بعدی، Intel 8080 بود که دومین ریزپردازنده 8 بیتی اینتل بود و در 1974 منتشر شد.
این پردازنده یک پردازنده گسترش یافته و اصلاح شده از 8008 بود.
سرعت Clock اون: 2 مگاهرتز
بعضی وقتها این ریزپردازنده رو بعنوان «نخستین ریزپردازنده واقعا قابل استفاده» معرفی میکنن، هرچند که ریزپردازنده های قبلی در ماشین های حساب و کاربردهای دیگری استفاده شده بودن.

اینم یه نمونه از تصویر این ریزپردازنده:


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a6/NEC_8080AF_cropped.png/150px-NEC_8080AF_cropped.png


البته این عکسی که گذاشتم مربوط به کپی تولید شده توسط شرکت NEC است.
از این پردازنده ها هم من در مدارهای قدیمی زیاد دیده بودم. اون درپوش گرد روش و بدنهء سرامیکی سفید رو کاملا یادمه.

این ریزپردازنده از مجموعه دستورالعمل های یکسانی با 8008 استفاده میکرد و از نظر کدمنبع (فکر میکنم منظورش سورس کد اسمبلیه) با اون سازگار بود، اما تعدادی دستورالعمل های 16 بیتی بدردبخور رو هم به مجموعه دستورالعمل ها اضافه کرد.
دقت کنید درسته که میگیم فلان ریزپردازنده 8 بیتی است، ولی این دلیل نمیشه یکسری قابلیت هایی 16 بیتی نداشته باشه. مثلا با ترکیب دو رجیستر 8 بیتی و دستورالعمل های داخلی مربوطه، میشه یکسری عملیات 16 بیتی هم انجام داد.

این پردازنده یک باس آدرس 16 بیتی داشت که بنابراین قادر به دسترسی به 64 کیلوبایت از حافظه (2 به توان 16) بود.

همچون بسیاری دیگر از پردازنده های 8 بیتی، بخاطر سادگی، تمام دستورالعمل های این پردازنده در یک بایت جا میشدن (شامل شماره رجیستر، اما بدون دیتای مورد عمل). بعضی از این دستورالعمل ها با یک یا دو بایت دیتا دنبال میشدن که این دیتا میتونست یک دیتای مستقیم باشه، یک آدرس حافظه باشه، یا یک شماره پورت.

تعداد ترانزیستورها: حدود 6000

8080 در بسیاری از ریزکامپیوترهای اولیه مثل MITS Altair 8800، SOL-20 Terminal Computer، و IMSAI 8080 استفاده شد. ریزپردازندهء Zilog Z80 که بعدا آمد و تقریبا بطور کامل با 8080 سازگار بود و قابلیت های بیشتری داشت، از بستری که 8080 ایجاد کرده بود استفاده کرد و ریزپردازنده Z80 و سیستم عامل CP/M مبدل به ترکیب ریزپردازنده و سیستم عاملی شدند که از حدود 1976 تا 1983 بازار رو تسخیر کرده بودند، همچون کاری که یک دهه بعد خانواده x86 و سیستم عامل DOS برای کامپیوترهای شخصی (PC) کردند. حتی در 1979 بعد از ورود پردازنده های Z80 و 8085، پنج کارخانهء 8080 درحال فروش حدود نیم میلیون CPU در هر ماه به قیمت هر پردازنده حدود 3 تا 4 دلار بودند.

با فاصله کوتاهی بعد از انتشار 8080، پردازنده Motorola 6800 که یک طراحی رقیب بود بوجود آمد، و بعد از آن MOS Technology 6502 که نسخهء MOS Technology از 6800 بود. Zilog ریزپردازندهء Z80 رو معرفی کرد. در خود اینتل 8085 بوجود آمد که یک ریزپردازندهء سازگار و از نظر الکتریکی مناسب تر از 8080 بود. و همینطور یکسری ریزپردازنده های دیگر که اومدن و تکامل CPU ها به سمت CPU های امروزی شتاب گرفت که دست آخر منجر به نسل x86 شد.

پس این هم یک CPU پراهمیتی در تاریخ فناوری رایانه بوده.

چند نکته جالب:

- یک سیارک در کمربند اصلی سیارک ها به افتخار این ریزپردازنده بنام ‎8080 ‎Intel نامگذاری شده.
- شماره تلفن منتشر شدهء میکروسافت، ‎425-882-8080، به این خاطر انتخاب شده بود که کار اولیهء زیادی روی این چیپ صورت گرفته بود.
- بسیاری از شماره تلفن های اصلی اینتل هم فرم xxx-xxx-8080 رو دارن.

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

منبع: http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8080

[eshpilen]

پردازنده مهم بعدی Intel 8086 بود.

نکته: البته توجه داشته باشید که این ترتیب پردازنده هایی که من بهشون میپردازم پردازنده هایی هستن که با مطالعهء مقالهء اونها برام مشخص شده که از نظر تاریخی یک نقش تکاملی برجسته ای داشتن. وگرنه بین اینها پردازنده های خوب و پراستفادهء دیگری هم بوده، چه از کمپانی اینتل و چه کمپانی های دیگر. مثلا Intel 8085 که بعد از Intel 8080 اومد و نسخهء بهبود یافته ای از 8080 بود و از نظر تجاری هم کاملا موفق بود؛ یا Zilog Z80 محصول کمپانی Zilog که اونم پردازندهء بسیار موفقی بود که در محصولات مشهوری برای مدتها استفاده شد (و حتی هنوز هم در کاربردهایی استفاده میشه). منتها چون اینها از نظر صرف ساختار فنی یک گام تکامل ساختاری اساسی نسبت به نسل خودشون نبودن، و بعدهم بخاطر کمبود وقت و انرژی خودم، بهشون نپرداختم. این پردازنده هایی که من بهشون میپردازم هرکدام نمایندهء یک نسل هستن که محصولات مشهور و موفق دیگری که هرکدام برای خودشون دنیایی داشتن هم در اون نسل وجود داشتن، و اگر بخواید میتونید براحتی بقیهء اون ریزپردازنده های مرتبط و معاصر یا مشابه رو پیدا کرده و راجع به داستان جالب و زیبای هرکدام مطالعه کنید.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e1/KL_Intel_D8086.jpg/220px-KL_Intel_D8086.jpg


8086 یک پردازندهء 16 بیتی بود که بوسیلهء اینتل در فاصلهء اوایل 1976 تا اواسط 1978 (زمانی که منتشر شد) طراحی شد. 8086 باعث ظهور معماری x86 شد که بعدها تکامل پیدا کرد و خانواده موفق و مشهوری از معماری پردازنده ها که تا به امروز هم ادامه داشته رو بنیان گذاشت.

Intel 8088 که در 1979 منتشر شد، یک نسخهء اندکی تغییر یافته از 8086 بود با یک باس دیتای خارجی 8 بیتی (که اجازه میداد چیپ های پشتیبانی کمتر و ارزانتری مورد استفاده قرار گیرند). 8088 از آن جهت قابل توجه است که پردازنده ای بود که در IBM PC اولیه بکار رفت.

تعداد ترانزیستورها: 20 هزار فعال (29 هزار با احتساب همهء سایت های ROM و PLA)

میراث 8086 در دستورالعمل های پایهء رایانه های شخصی و سرور امروزی هنوز وجود دارد. همچنین دو رقم آخر نام آن به نسخه های بعدی گسترش یافته ای همچون Intel 286 و Intel 386 که همهء آنها سرانجام بعنوان خانوادهء x86 شناخته شدند قرض داده شد. اشارهء دیگر اینست که PCI Vendor ID وسایل اینتل، 8086h است.

تمام رجیسترها، همچنین باس های داخلی و خارجی دیتا، 16 بیتی بودند که این پردازنده را یک پردازندهء 16 بیتی واقعی میساخت. یک باس آدرس خارجی 20 بیتی امکان دسترسی به یک مگابایت آدرس فیزیکی را ممکن میساخت. حداکثر فضای آدرس خطی به 64 کیلوبایت محدود میشد، به سادگی چون رجیسترهای داخلی 16 بیتی بودند. برنامه نویسی روی محدوده های 64 کیلوبایتی با تنظیم رجیسترهای سگمنت درگیر میشد و تا زمانیکه 80386 سخت افزار مدیریت حافظهء پیچیده تری را ارائه کرد، همانطور باقی ماند.

8086/8088 میتوانست به یک پردازندهء کمکی جهت اضافه کردن پرفورمنس اعداد اعشاری بر اساس سخت افزار یا میکروکد متصل شود. Intel 8087 پردازندهء ریاضی استاندارد برای 8086 و 8088 بود که بر روی اعداد 80 بیتی عمل میکرد.

فرکانس ساعت در ابتدا 5 مگاهرتز بود اما آخرین نسخه های HMOS برای 10 مگاهرتز مشخص شده بودند.


ریزکامپیوترهایی که از 8086 استفاده کردند:

- نخستین ریزرایانهء تجاری ای که بر اساس 8086 ساخته شد Mycron 2000 بود.
- یکی از تاثیرگذارترین ریزکامپیوترها، IBM PC، از 8088، یک نسخه از 8086 با یک باس دیتای 8 بیتی، استفاده کرد.
- نخستین Compaq Deskpro از یک 8086 که در فرکانس 7.14 مگاهرتز کار میکرد استفاده کرد، اما میتوانست کارت های افزوده طراحی شده برای IBM PC XT با فرکانس 4.77 مگاهرتز را اجرا کند.
- یک 8086 هشت مگاهرتزی در AT&T 6300 PC (ساخته شده توسط Olivetti) استفاده شد، یک ریزکامپیوتر دسکتاپ سازگار با IBM PC.
- مدلهای 25 و 30 از IBM PS/2 با یک 8086 هشت مگاهرتزی ساخته شده بودند.
- Amstrad PC1512, PC1640, PC2086, PC3086 و PC5086 همه از CPU های 8086 در فرکانس 8 مگاهرتز استفاده میکردند.
- NEC PC-9801
- Tandy 1000 SL-series از CPU های 8086 استفاده میکرد.
- ماشین پردازش متن IBM Displaywriter و Wang Professional Computer، تولید شده بوسیلهء Wang Laboratories، از 8086 استفاده کردند.
- ناسا از CPU های 8086 اصل بر روی تجهیزات زمینی نگهداری شاتل فضایی دیسکاوری تا پایان برنامهء شاتل در 2011 استفاده کرد. این تصمیم بخاطر جلوگیری از پسرفت نرم افزار (software regression) که ممکن بود از آپگرید یا سویچ به کپی های غیر بی نقص حاصل شود گرفته شد.

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

منبع: http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8086

[eshpilen]

پردازنده ای که الان بهش میپردازیم Intel 80286 است.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/8d/KL_Intel_i286.jpg/220px-KL_Intel_i286.jpg


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