كيف يعمل الكمبيوتر
آلية عمل الحاسب الآلي
قبل أن بدأ بالشرح والتفصيل في آلية العمل ، نسرد بعض الالثوابت المتعلقة بالجهاز وهي المكونات المادية الثابتة للحاسب الآلي التي من خلالها نفهم كيف يعمل الكمبيوتر حيث أنها المسئولة عن تلقي الاوامر البرمجية وهي كالتالي :
- وحدات إدخال وإخراج O/I unite
-
- وحدة المعالجة المركزية Cpu
-
- وحدة التخزين memory
يعنينا بالشرح في آلية العمل شرح وحدة المعالجة المركزية
وحدة المعالجة المركزية Cpu ( المعالج Processer )
- ماهي وحدة المعالجة المركزية CPU أو ما يسمى ؟Central Processing Unit.
- وتعني بمعالجة البيانات التي تتضمنها البرمجيات، وتقوم أيضاً بتفسير المعلومات. كما يدل مصطلح وحدة المعالجة المركزية على فئة من الآلات المنطقية، التي تقوم بتنفيذ برامج حاسوبية معقدة. ويشار إلى أنها تصنع باستخدام ما يسمى بالدارات الكاملة، والمعالجات الدقيقة منذ سبعينيات القرن العشرين.
- وتقاس سرعة المعالجات بالميجاهرتز Megaherts, MhZ.
- أهمية المعالجات للحاسب الآلي وتعتبر المعالجات هي العقل المدبر لأجهزة الحاسوب، حيث أنها تستقبل الأوامر، وتقوم بمعالجتها ثم تعطينا النتائج، وتكون هذه النتائج على شكل معلومات مفيدة، من الناحية الاعتيادية تعتبر المعالجات عبارة عن قطعة مربعة الشكل، وخفيفة جداً في الوزن تخرج من أسفلها عدد من الآبرة، التي تسمح للمعالج بالاتصال مع مقبس المعالج على اللوحة الأم. ويتم ذلك لتبادل البيانات بينها وبين اللوحة الأم، تتكون في الأصل من ملايين الترانزستورات المجمعة في شريحة صغيرة، للغاية من مادة السليكون.
مكونات وحدة المعالجة المركزية تتكون من جزئيين رئيسين هما:
1- وحدة الحساب والمنطق: ALU
تأتي وحدة الحساب والمنطق في قلب وحدة المعالجة المركزية وهي اختصار , Arithmetic logic unit على شكل دائرة رقمية. ومن مهامها تنفيذ جميع العمليات الحسابية، كالجمع، والطرح، والقسمة، والضرب. هذه الوحدة تعتمد فقد على عملية الجمع في إيجاد باقي العمليات الحسابية، كالقسمة والطرح والضرب.
تنقسم وحدة الحساب والمنطق إلى:
- وحدة الفاصلة العائمة : حيث أن المعالج يجد صعوبة بالغة في تنفيذ العمليات الحسابية، التي تحتوي على فاصلة عائمة. لأن هذا النوع من العمليات يحتاج إلى عمليات حسابية كبيرة لحساب مثل هذا النوع من العمليات، لذا تم وضع هذه الوحدة، لتسريع مثل هذه العمليات.
- وحدة الأعداد الصحيحة حيث أن هذه الوحدة تختص فقط بالأعداد الصحيحة، والتي لا تحتوي على كسور، وتعد هذه الوحدة من أهم الوحدات في الحاسب.
- وحدة المسجلات ويوجد الكثير من المسجلات في وحدة الحساب والمنطق، وهذه المسجلات تقوم بالعديد من المهام. وهناك مسجلات خاصة، حيث أن المسجلات الخاصة لها عمل ووظيفة محددة تقوم بها
2- وحدة التحكم وحدة التحكم
من أهم المكونات الرئيسية والأساسية في وحدة المعالجة المركزية. وهذه الوحدة هي المسؤولة عن جلب المعلومات، التي تم إدخالها في الحاسوب، والتي تكون مخزنة في الذاكرة الرئيسية. حيث تعمل على فك الشفرات وتحليلها، ليقوم الحاسوب بتنفيذها، ويعمل في النهاية على نقل النتائج للذاكرة الرئيسية، بعد معالجتها، وذلك كي يتم تخزينها.
الوظائف الأساسية لوحدة المعالجة المركزية:
تقوم وحدة المعالجة المركزية بمعالجة التعليمات التي تتلقاها في عملية فك تشفير البيانات، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتنفيذ أربع خطوات أساسية:
- الجلب يتم تخزين كل تعليمة في الذاكرة، ولها عنوانها الخاص. يأخذ المعالج رقم العنوان هذا من عداد البرنامج، وهو المسؤول عن تتبع الإرشادات، التي يجب على وحدة المعالجة المركزية تنفيذها بعد ذلك.
- فك الشفرة تتم ترجمة جميع البرامج المراد تنفيذها إلى تعليمات التجميع. كما يجب فك الشفرة التجميعية إلى تعليمات ثنائية، والتي يمكن فهمها لوحدة المعالجة المركزية الخاصة بك، هذه الخطوة تسمى فك.
- التنفيذ أثناء تنفيذ التعليمات يمكن لوحدة المعالجة المركزية القيام بأحد الأمور الثلاثة التالية: القيام بالعمليات الحسابية باستخدام ALU، ونقل البيانات من موقع ذاكرة إلى آخر، أو الانتقال إلى عنوان مختلف.
- المتجر يجب أن تعطي وحدة المعالجة المركزية التغذية الراجعة بعد تنفيذ تعليمات، وبيانات الإخراج مكتوبة على الذاكرة.
اقرأ ايضا :
- الذكاء الاصطناعي في الاعلام
- جيتس و جـوبــز .... عندما تتقاطع المدارات
- جهاز الكمبيوتر........ التكنولوجيا لغة العصر الحالي
- جواهر في التاج الصيني .... تلخيص الكتاب
- ابليكشنن ورد برناج Microsoft word
يمكن الاطلاع الفيديو : لشرح آلية عمل الكمبيوتر