عند شرائنا لحاسوب جديد، غالبا ما نسأل عن سعة وحدة تخزينه وعن سعة الذاكرة العشوائية، فنبني قوة وكفاءة الحاسوب عليهما، لكن بعد شرائه، نلاحظ ارتفاع حرارته واشتغال تلك المبردات الهوائية دون معرفة السبب، انه المعالج، العقل المادي للحاسوب وقطعته الأثمن من ديث الكفاءة. فما هو المعالج؟ وما الذي يجعله من أثمن القطع في الحاسوب؟
يقوم المعالج بمعالجة البيانات، أي يستقبلها ثم يحولها الى معلومات نستفيد منها، فهذه القطعة المربعة الصغيرة والخفيفة الوزن تتكون في الأصل من ملايين الترانزيستورات المجموعة في شريحة صغيرة من السيليكون، يوجد بأسفلها مجموعة من الابر التي تتصل باللوحة الأم.
يتكون من ثلاث وحدات، وحدة الحساب والمنطق، ووحدة التحكم الرئيسية، ووحدة المسجلات، كما يجدر الاشارة الى وجود شركتين عملاقتين تهتم بصناعة هذه المعالجات، شركة انتل و شركة اي ام دي وأن المعالج انتل كور اي 9 هو اخر وأثمن معالج صدر حتى اليوم.
تعتبر طريقة عمل المعالج الذي يعتبر دماغ الحاسوب من أبهر الطرق، والتي احتكرتها شركة انتل لسنين عديدة، فهذا التطور التكنولوجي مكن من صناعة حواسيب، هواتف بل روبوتات تتبع خواريزمية لتنفذ خوارميات أخرى بطريقة منطقية تعتمد المبادئ الرياضية لتحول المعطيات الى معلومات أو خدمات تتميز بدقة وكفاءة عالية.
مكوناته:
وحدة الحساب والمنطق:
وتتكون هذه الوحدة من ثلاثة أجزاء، الأعداد الصحيحة، الفاصلة العائمة وتشغل هذه الوحدة موضعا مهما في جوهر المعالج، فهي تقوم بجميع العمليات الحسابية "الجمع-الطرح-القسمة-الضرب" على شكل عملية واحدة وهي الجمع، وهذا ما يثبت سرعتها ولو كانت لأضعف المعالجات اذ أنها تقاس بالمليار دورة في الثانية وهذا ما سيشار اليه في طريقة العمل، كما أن هذه الدارة الرقمية تجري مقارانات بين النتائج للوصول الى النتيجة الصحيحة والمطلوبة.
و تنقسم الى:
وحدة الأعداد الصحيحة فهي تضم أعداد المجموعة ز بمعنى الأعداد الموجبة والسالبة الخالية من الفاصلة، و كمعلومة فقط، فهذه الأعداد يمكن أن تتعدى 8 بيت السعة الأصغر للتسجيل والحفظ، ولتحويل عدد من المجموعة العشرية الى البيت أو المجموعة الثنائية ينبغي قسمته على 2 وكتابة الباقي على شكل عدد ذي أرقام متسلسلة تبدأ بباقي آخر قسمة وهي القسمة ذات الخارج 0 .
وحدة الفاصلة العائمة: هي وحدة ذات دقة غير متناهية، تشمل لمجموعة آر، وترجع عدم دقتها الى سببين رئيسيين:
أنها لا تستطيع كتابة الجدر المربع أو الأعداد على شكل 3/10
أن عملية التحويل تكون غير دقيقة، فمجموعة البيت تضم رقمين 1 و0، و نعلم أنه للحصول على هذين الرقمين كباق لقسمة على 2 لابد أن يكون المقسوم عددا صحيحا وهنا نجد قوة المعلوميات الرياضية ومنطقيتها في اتباع الخوارزميات.
وحدة المسجلات:
تعتبر الدفاتر والكنانيش أهم المسجلات عند الانسان، حيث تحفظ البيانات عن طريق الكتابة، لكن هل ينطبق هذا على المعالج؟
أثناء تنفيذ تعليمة ما، فان هذه الوحدة تسجل كل البيانات الممنوحة للحاسب حتى تتحقق وحدة الحساب والمنطق من توفر كل البيانات لتسجل الخارج في نفس الوحدة
وحدة التحكم:
يعتبر المكون الأساسي في المعالج، فهو كذلك "الروبوت" الذي ينفد كل التعليمات المدخلة الى جهاز الحاسوب والمخزنة فيه عن طريق فك الشيفرة الذي أشرنا اليه سابقا، اضافة الى أنه وسيلة نقل المعلومات المحصل عليها في الذاكرة الرئيسية بعد معالجتها في المسجلات.
مسجلات التعليمات: تحفظ بها التعليمة المراد تنفيذها حتى يكتمل تنفيذها.
عداد البرنامج: بعد حفظ التعليمة بمسجلات التعليمات، تقوم هذه الوحدة بجلب البيانات الى وحدة المسجلات
محلل التعليمة: بعد تسجيل البيانات في وحدة المسجلات، تقوم هذه الوحدة بتحويل التعليمة الى خطوات حتى تتمكن وحدة الحساب والمنطق من العمل بها
كيفية عمله:
يعمل المعالج بالتوازي مع مكونات أخرى في الحاسوب، فبمجرد فهم كيفية عمل المعالج، يمكننا فهم كيفية عمل الحاسوب.
تنتقل المعلومات من لوحة المفاتيح الى الحاسب ثم تتم ترجمتها أي تحويلها الى البيت، ترسل الى الذاكرة العشوائية الرام ويحفظ جزء منها في مسجلاتها ثم يفصل بين التعليمات و الأرقام، فالتعليمات تمر لوحدة التحكم و تسجل في مسجلاتها ليتلقى عداد البرنامج الأمر ثم يأخد البيانات التي تمر بوحدة المسجلات (تكون هذه البيانات بالبيت أي على شكل الرقمين 0 و1) ثم يحلل محلل التعليمات الموجود بوحدة التحكم التعليمة ثم تتبع خطواتها في وحدة الحساب والمنطق ثم يحصل الناتج في وحدة المسجلات ليأخد حيزه في الذاكرة العشوائية، وتتم هذه العمليات في أقل من ثانية من الوقت، فالمعالج مزود بساعة كلما كان الوقت فيها أقل كلما كانت سرعة التنفيذ أكثر
ويمثل هذا الفيديو كيفية عمل المعالج
الموضوع من طرف :mkhatib
ضمن مسابقة المحترف لأفضل تدوينة لسنة 2017
