مبدأ معالج الكمبيوتر الحديث
المعالج المركزي هو العنصر الرئيسي والأكثر أهمية في النظام. وبفضل جميع المهام المتعلقة بنقل البيانات ، يتم تنفيذ الأوامر ، العمليات المنطقية والحسابية. معظم المستخدمين يعرفون ما هي وحدة المعالجة المركزية ، ولكن لا يفهمون مبدأ عملها. في هذه المقالة ، سنحاول شرح كيفية عمل وحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر وما هي المسؤولة عنه بوضوح.
محتوى
كيف يعمل معالج الكمبيوتر
قبل تفكيك المبادئ الأساسية لوحدة المعالجة المركزية (CPU) ، من المستحسن أن تتعرف على مكوناته ، لأنه ليس مجرد لوحة مستطيلة مركبة على اللوحة الأم ، بل هو جهاز معقد يتكون من العديد من العناصر. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول جهاز وحدة المعالجة المركزية في مقالتنا ، والآن لنبدأ في تحليل الموضوع الرئيسي للمقالة.
اقرأ المزيد: جهاز معالج الكمبيوتر الحديث
العمليات المنفذة
العملية هي واحد أو أكثر من الإجراءات التي تتم معالجتها وتنفيذها بواسطة أجهزة الكمبيوتر ، بما في ذلك المعالج. يتم تقسيم العمليات نفسها إلى عدة فئات:
- المدخلات والمخرجات . يجب توصيل عدد من الأجهزة الخارجية بالكمبيوتر بالضرورة ، على سبيل المثال ، لوحة المفاتيح والماوس. ترتبط مباشرة بالمعالج ويتم تخصيص عملية منفصلة لهم. ينفذ نقل البيانات بين وحدة المعالجة المركزية والأجهزة الطرفية ، ويسبب أيضا إجراءات معينة لغرض تسجيل المعلومات في الذاكرة أو ناتجه إلى معدات خارجية.
- عمليات النظام مسؤولة عن إيقاف تشغيل البرنامج ، وتنظيم معالجة البيانات ، بالإضافة إلى ذلك ، فهي مسؤولة عن التشغيل المستقر لنظام الكمبيوتر.
- كتابة وتحميل العمليات . يتم نقل البيانات بين المعالج والذاكرة باستخدام عمليات الطرود. يتم توفير السرعة عن طريق التسجيل المتزامن أو عن طريق تحميل مجموعات من الأوامر أو البيانات.
- من الناحية الحسابية المنطقية . يحسب هذا النوع من العمليات قيم الوظائف ، وهو مسؤول عن معالجة الأرقام ، وتحويلها إلى أنظمة حساب التفاضل والتكامل المختلفة.
- التحولات . بفضل التحولات ، تزداد سرعة النظام بشكل ملحوظ ، لأنها تسمح لك بنقل التحكم إلى أي فريق برنامج ، بشكل مستقل لتحديد ظروف الانتقال الأكثر ملائمة.
يجب أن تعمل جميع العمليات في وقت واحد ، لأن العديد من البرامج تعمل في الوقت الذي يكون فيه النظام نشطًا. يتم ذلك من خلال تشذير معالجة البيانات بواسطة المعالج ، والذي يسمح لك بتحديد أولويات العمليات وتنفيذها بالتوازي.
أوامر التنفيذ
تنقسم معالجة الأمر إلى جزئين - التشغيل والتشغيل. يعرض العنصر التشغيلي النظام بأكمله ما يجب أن يعمل عليه في الوقت الحالي ، ويقوم المعامل بنفس الطريقة ، بشكل منفصل فقط مع المعالج. تكون Kernels مسؤولة عن تنفيذ الأوامر ، ويتم تنفيذ الإجراءات بالتتابع. أولاً ، هناك تطوير ، ثم فك التشفير ، والتنفيذ الفعلي للأمر ، وطلب ذاكرة ، وحفظ النتيجة النهائية.
بفضل استخدام ذاكرة التخزين المؤقت ، يكون تنفيذ الأوامر أسرع ، لأنك لا تحتاج إلى الوصول باستمرار إلى ذاكرة الوصول العشوائي ، ويتم تخزين البيانات على مستويات معينة. يختلف كل مستوى من ذاكرة التخزين المؤقت في مقدار البيانات وسرعة التحميل والكتابة ، مما يؤثر على أداء الأنظمة.
التفاعلات مع الذاكرة
يمكن لـ ROM (Read Only Memory) تخزين معلومات قابلة للتغيير فقط ، ولكن RAM (RAM) يستخدم لتخزين رمز البرنامج والبيانات الوسيطة. مع هذين النوعين من الذاكرة ، يتفاعل المعالج عن طريق طلب ونقل المعلومات. يحدث التفاعل مع استخدام الأجهزة الخارجية المتصلة ، وعناوين الحافلات ، والتحكم ، ووحدات التحكم المختلفة. من الناحية الشكلية ، تظهر جميع العمليات في الشكل أدناه.
إذا كنت تفهم أهمية ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة القراءة فقط ، فبدونها بدون الأولى ويمكن القيام بها على الإطلاق إذا كان التخزين الدائم يحتوي على ذاكرة أكبر بكثير ، وهو أمر مستحيل التنفيذ حتى الآن. بدون ROM ، لن يعمل النظام ، لن يبدأ حتى ، لأنه يتم اختبار الجهاز أولا بمساعدة أوامر BIOS.
اقرأ أيضا:
كيفية اختيار ذاكرة الوصول العشوائي لجهاز الكمبيوتر الخاص بك
إشارات BIOS فك
عملية وحدة المعالجة المركزية
تتيح لك أدوات Windows القياسية تتبع الحمل على المعالج ، ورؤية جميع المهام والعمليات التي يتم تنفيذها. ويتم ذلك من خلال "مدير المهام" ، والذي يسمى بالمفاتيح الساخنة Ctrl + Shift + Esc .
يعرض قسم "الأداء" التسلسل الزمني لتحميل وحدة المعالجة المركزية وعدد مؤشرات الترابط والعمليات القابلة للتنفيذ. بالإضافة إلى ذلك ، يتم عرض ذاكرة kernel غير مقسم إلى صفحات أو unloadable. توفر نافذة "مراقبة الموارد" معلومات أكثر تفصيلاً عن كل عملية ، وتعرض خدمات العمل والوحدات المرتبطة بها.
اليوم نحن متواجدون وفحصنا بالتفصيل مبدأ تشغيل معالج الكمبيوتر الحديث. التعامل مع العمليات والأوامر ، أهمية كل عنصر في تكوين وحدة المعالجة المركزية. نأمل أن تكون هذه المعلومات مفيدة لك وتعلمت شيئًا جديدًا.
اقرأ أيضا: اختر معالجًا للكمبيوتر الخاص بك