الكمبيوترات (الجزء الثاني)

الجزء الثاني

- كانت معظم المعالجات المركزية لأجهزة الحاسب الشخصية تصنع من قبل شركة Intel الشهيرة والتي تقع في ولاية كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية .
- سرعة المعالج :
يوجد بداخل كل حاسب ساعة خاصة تسمى بساعة النظام , ولكن لا تستخدم هذه الساعة لمعرفة الوقت، وإنما لإرسال نبضات كهربائية صغيرة إلى وحدة المعالجة والتي بدورها تقوم باستخدام هذه النبضات للتحكم في العمليات التي تنجزها، ولوجود هذه الساعة علاقة وثيقة بسرعة تردد المعالج , فعلى سبيل المثال المعالج الذي يقوم بالعمل على تردد 300 MHZ يستطيع أن يستقبل النبضات الكهربائية من الساعة بمعدل 300 مليون نبضة في الثانية وبما أن المعالجات تقوم عادة بإنجاز عملية واحدة فقط لكل نبضة كهربائية ( من نبضات ساعة النظام ) فبالتالي بإمكان المعالج إنجاز 300 مليون عملية لكل ثانية!! .
و من أهم أسباب جعل المعالجات ( أو الدوائر التي بداخلها ) بشكل أصغر فأصغر من قبل شركات تصنيع المعالجات هو جعل مسافات انتقال الكهرباء بين الترانزوستورز بداخل وحدة المعالجة أقصر,الأمر الذي يعمل على زيادة سرعة المعالج
- مكونات وحدة المعالجة المركزية وطريقة عملها :
تتكون وحدة المعالجة المركزية من عدة أقسام ولكننا هنا سوف نستعرض أهم هذه الأقسام والتي يتم من خلالها معالجة البيانات والقيام بمختلف العمليات في الحاسب وحدة التحكم و وحدة التنفيذ .
وحدة التحكم :
تتحكم في تنقل المعلومات بين وحدة التنفيذ والـ Regesters .
وحدة التنفيذ :
تقوم بتنفيذ أوامر البرنامج والموجودة في ذاكرة المعالج والمسماة بـ الـ Regesters وتنقسم وحدة التنفيذ إلى الأقسام التالية :
1 – (Arithmetic and Logic Unit) .ـ ALU : القسم المسؤول عن إنجاز العمليات الحسابية المتعلقة بالأرقام الصحيحة .
2 - ( Floating Point Unit ) ـ FPU : القسم المسؤول عن إنجاز العمليات الحسابية المتعلقة بالأرقام الكسرية أو العشرية .
3 - ( Multimedia Execution Unit ) ـ MMX : القسم المسؤول عن معالجة البيانات الخاصة بالرسومات والصور والصوت والصورة.
4 – الــ Registers : عبارة عن ذاكرة مؤقتة خاصة بوحدة المعالجة وتستخدم لحفظ البيانات مؤقتا لحين الانتهاء من معالجتها أو أثناء معالجتها .
من ناحية تقنية فإن المعالج CPU ( وحدة المعالجة المركزية) والذي يطلق عليه Microprocessor يقوم على عاتقه معظم أعمال الكمبيوتر، ويعتبر انه الكمبيوتر الحقيقي، وكل شئ آخر مما ذكر أعلاه أو غيره ما هو إلا عبارة عن مساعدين له في إحضار المعلومات وإرسالها لأماكن أخرى.
يرجع الفضل في معالجه تلك المعلومات التي تنساب من خلال الكمبيوتر إلى المعالج. وكلما كان المعالج أسرع وأكثر قوة كلما كان الكمبيوتر نفسه افضل وأكثر تكلفة.
إذا ما فتحت غطاء صندوق الكمبيوتر System Unit فسترى مساحة وفراغ كبير، والسبب في ذلك هو انه قد تم تصغير جميع مكونات الكمبيوتر، وأصبحت عبارة عن دوائر إلكترونية مدمجه ومتكاملة Integrated Circuit Chips. وتسمى IC للاختصار.
إن ذاكره الكمبيوتر وكذلك المعالج المركزي في الواقع عبارة عن Integrated Circuit Chips وكثيرا ما يحتوي الكمبيوتر على صفوف من قطع الدوائر الإلكترونية هذه. وإذا ما أضفت ذاكرة Memory جديده للكمبيوتر فانك تضيف دائرة إلكترونية مدمجه جديده له.
أنواع المعالج:
ان من العوامل المؤثرة في جوده الكمبيوتر هي سرعة (قدرة) المعالج CPU. وكلما كانت هذه السرعة اكبر كلما كان الكمبيوتر أسرع في معالجه المعلومات وأداء العمل.
يأتي المعالج بأسماء تجارية ونوعيات عديدة. ولعلك سمعت بتعبيرات مثل الكمبيوتر 386أو 486أو البنتيوم وغيرها، والواقع أن هذه الأرقام أو الأسماء هي وصف لنوعيات من المعالجات الموجودة داخل الكمبيوتر والتي تدل على سرعة الكمبيوتر. إن هذه الأسماء أطلقتها الشركات الصانعة وفي مقدمتها شركه إنتيل التي اشتهرت بصناعة المعالج. والواقع فلقد أعطت هذه الأرقام حتى للكمبيوتر اسمه.
لقد صنعت هذه الشركة العديد من المعالجات. وعلى مدى السنين القليلة الماضية فلقد تطورت معالجات الكمبيوتر لتكون اكثر سرعة. ولقد بدأت المعالجات قليلة القدرة بالمقارنة بما هي عليه الآن وهي كالتالي نسبه لتتسلسل زمن صنعها ولسرعتها:

					8088
					8086
			286	ويعرف باسم	80286
			386	ويعرف باسم	80386
486SXو	486DX	ومنها	486	ويعرف باسم	80486
					Pentium Pro
					Pentium 11
					Pentium 111

من المعالجات CPU التي أنتجتها شركه إنتيل في السنين الماضية ما أضيف لاسمها أحرف MMX وذلك للدلالة على قدرة اكبر لمعالجة برامج الوسائط الإعلامية Multimedia.
بالإضافة إلى ما تنتجه شركه انتيل من وحدات المعالجة CPU فإن هناك شركات أخرى تنتج هذه المعالجات وعلى سبيل المثالAMD و Cyrix. والواقع انك إذا نظرت للأنواع المتعددة من منتجات هذه الشركات من المعالجات فإنك ستجد أن التنافس بينها قائم ليس على أساس سرعة المعالج، ولكن غالبا على الثمن…. إن السبب في ذلك هو أن هذه الشركات تصنع المعالجات بجوده عالية للدرجة التي تجعلك مطمئناً لجودتها. ومهما كان نوع الشركة الصانعة فإن جميع البرمجيات ستعمل جيدا مع كمبيوترك.
سرعة المعالج:
إن سرعة المعالج تؤثر مباشرة على السرعه الخاصة بمعالجة المعلومات بالكمبيوتر بأكمله. فإذا كان لديك كمبيوترين وبنفس المواصفات ولكن أحدهما ذو معالج سرعته ضعف سرعة الآخر فستجد الكمبيوتر ذو سرعه المعالج العالية يقوم بالعمل أسرع مرتين عن الآخر.
إن سرعة المعالج تقاس بالميجاهيرتزMegahertz أو MHz للاختصار ويطلق عليها أيضا سرعة المؤقت Clock Speed وتعني عدد دورات التعليمات التي يمكن أن يؤديها في الثانية الواحدة. ومع التقدم في تقنية المعالجات فإن سرعتها في تزايد مستمر. وخلال السنتين الماضيتين تم إنتاج معالجات بسرعة 300MHz و 330MHz و 350MHz و 450MHz وبنتيومlll .
إن ميجا تعني مليون ولذلك فإن MHz 300 تعني ان المعالج يستطيع ان يقوم بتنفيذ 300 مليون أمر أو عمليه في الثانية الواحدة. وعندما تضغط على مفتاح في لوحه مفاتيح الكمبيوتر Keyboard فإنك في الحقيقة تقوم بإرسال تعليمات أو أوامر Instructions لتتم معالجتها في وحده المعالجة هذه
· وحدة الخزن الثانوي : إن برامج المستخدم والبيانات المخزونة في ذاكرة RAM تشغل مساحة كبيرة من الذاكرة كما أنها تكون عرضة للضياع عند انقطاع الطاقة عن الذاكرة الرئيسية ، لذلك يتم إضافة وحدة خزن ثانوي ذات مساحة كبيرة تكفي لعدد كبير من البرامج وهي ذات كلفة قليلة ، وتتميز بأنها غير متطايرة ولكنها تحتاج إلى زمن وصول أطول من الذاكرة الرئيسية وهناك عدة أنواع للذاكرة الثانوية مثل الأقراص المغناطيسية والأشرطة المغناطيسية والأقراص الضوئية (CD) .


ناقل النظام (System Bus) : وهي مجموعة خطوط كهربائية تربط وحدة المعالجة المركزية ببقية أجزاء الحاسوب ويمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات
- ناقل البيانات : ويتألف من 32,16,8 أو 64 خط اعتماداً على معمارية الحاسوب المستخدمة . ويستخدم لنقل البيانات الثنائية بين وحدة المعالجة وبقية الوحدات .
- ناقل العناوين : ويمكن أن يتكون من 24,20,16 أو 32 خط ويستخدم من قبل CPU لعنونة موقع ذاكرة أو وحدة الإدخال / الإخراج .
- ناقل السيطرة : وهي مجموعة خطوط تستخدم لنقل إشارات السيطرة من CPU إلى بقية الوحدات ضمن الحاسوب .

ب- المكونات البرمجية :

وهي مجموعة البرامج والتطبيقات التي ينفذها الكمبيوتر وهي حلقة الوصل بين المبرمج والكمبيوتر . ويمكن تقسيمها إلى :
1- [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]برامج الإقلاع : وهي برامج تخزن في ذاكرة ROM وتكون أول ما ينفذ عند بدء التشغيل , وعليها إجراء فحص لمكونات الكمبيوتر والإبلاغ عن أي أخطاء في النظام كما أنها تتعرض على الأجهزة الطرفية المربوطة للكمبيوتر وتحميل برامج قيادتها (Drivers) إلى الذاكرة الرئيسية , كما تقوم بتحميل برنامج نظام التشغيل إلى الذاكرة وتسلم السيطرة له .
2- نظام التشغيل : وهو برنامج معقد يسيطر على إدارة موارد النظام وتنفيذ البرامج التطبيقية وكذلك يمكن أن ينظم عملية تنفيذ أكثر من مهمة في نفس الوقت في الأنظمة متعددة المهام (Multi-Tasking) أو توزيع المهام على أكثر من معالج واحد في أنظمة البرمجة المتعددة
(Multi - Processing System) . كمثال على هذه البرامج (DOS, Linux, Vinx, Windows) .
3- المجمعات والمترجمات (Assemblers & Compilers) : وهي برامج تستخدم لترجمة وتحويل برامج المستخدم المكتوبة بلغات البرمجة العليا مثل (بيسك, فورتران, باسكال,...الخ) أو بلغة التجميع (Assembly) إلى لغة الماكنة .
4- البرامج التطبيقية : وهي البرامج التي يكتبها المستخدم أو يشتريها جاهزة لتنفيذ تطبيق معين مثل معالجات النصوص , وبرامج الرسوميات وبرامج التصميم بواسطة الكمبيوتر (CAD) , الخ .

مشكور اخي على الدرس الجميع لكل من يحب ان يتعرف على الكمبيوتر بشكل عام