بسم الله الرحمن الرحيم
المعالج :
وهو يشبه المخ بالنسبة للإنسان ويشتمل على الدوائر اللازمة لتنفيذ العمليات الداخلية للحاسب برغم أن طوله لا يتجاوز 5سم ويقوم بمعالجة العمليات الحسابية والمنطقية وهو الذي يتولى تنفيذ تعليمات البرنامج ويعرف ماهي التعليمة التي يجري تننفيذها على الحاسب وماهو ترتيبها داخل البرنامج. وهو الذي يوجه المدخلات والمخرجات من وإلى وحدات الإدخال والإخراج الأخرى.
وأحياناً يسمى Microprocessor بمعنى المعالج الأصغر أو
Central processing unit. وتختصر CPU ومعناها وحدة المعالجة المركزية .
• يشتمل المعالج أو وحدة المعالجة المركزية على وحدتين:
1. وحدة الحساب والمنطق.(Arithemtic & Logical Unit) ALU
وتقوم بأداء العمليات الحسابية مثل :الجمع والطرح والضرب والقسمة .
والمنطقية مثل : مقارنة قيمتين هل هما متساويتين أم أن إحداها أكبر أو أصغر من الأخرى ، وإتخاذ القرار المناسب بناء على نتيجة المقارنة.
2. وحدة التحكم CU (Control Unit)
وهي تتحكم في تدفق البيانات بين أجهزة الحاسب وفي عمليات الإدخال والإخراج .
ويمكن تشبيه عملها الذي يتلخص في تنظيم حركة سير وحدات الحاسب المختلفة بعمل رجل المرور الذي يقوم بتنظيم حركة سير السيارات في الشارع.
تقاس سرعة المعالج بالميجاهيرتز (Migahertz) وتختصر هكذا (MHz) أو بملايين الدورات في الثانية الواحدة .
وكلما زادة سرعة المعالج كلما زادة سرعة تنفيذ العملية التي يجرى تنفيذها على الحاسب. ويختلف المعالج من حاسب الى أخر حسب نوع الجهاز . وبالتالي تختلف طريقة معالجة البياتات وسرعة تنفيذ البرامج المطلوب تنفيذها على الحاسب تبعاً لنوع المعالج وطريقة عمله .
ونوضح فيما يلي طريقة عمل المعالج وأنواع المعالجات في الحاسبات المصغرة . ومنه ستعرف التطور الذي حدث لهذا النوع من الحاسبات .
• كيف يعمل المعالج.
يتعامل الحاسب مع البيانات في صور ثنائية تتكون من (0 ، 1) ويتم نقل هذه البيانات الثنائية داخل دوائر الحاسب من الذاكرة الى المعالج ومن المعالج الى الذاكرة . أو من الذاكرة الى وحدات الإخراج أو من وحدات الإدخال الى الذاكرة .
ويتم نقلها عبر خطوط تسمى (Buses) أو مسارات ، وأحيانا تسمى (data path) .
ويختلف عدد هذه المسارات تبعاً لنوع المعالج على النحو التالي :
معالج 8 بت (8-bit) يستخدم ثمان مسارات لنقل البيانات .
معالج 16بت (16-bit) يستخدم 16مسارات لنقل البيانات.
معالج 32 بت (32-bit) يستخدم 32مسارات لنقل البيانات.
معالج 64 بت (64-bit) يستخدم 64مسارات لنقل البيانات.
يستخدم المعالج 8 بت ثمانية خطوط لنقل البيانات من مكان لآخر ولذلك يمكنه نقل 8بت في المرة الواحدة ( من الذاكرة الى باقي الوحدات أو من باقي الوحدات الى الذكرة ) .
أما المعالج 16 بت فيمكنه نقل 16بت في المرة الواحدة .
أما المعالج 32 بت ينقل 32 بت في المرة الواحدة .
وكلما زاد عدد خطوط نقل البيانات ( Buses) وتسمى أحياناً (Width Data Path) كلما زادة سرعة المعالج وبالتالي زادت سرعة الحاسب عموماً. والعكس صحيح .
فمثلا الرقم (1951) يحتاج الى 32 بت داخل الذاكرة . لأن كل خانة تخزن في 8بت.
والرقم يتكون من أربع خانات ، فيكون المجموع
8*4 =32. يتم نقل هذا الرقم لمعالج 8بت على 4 خطوات . لأن المعالج يشتمل على 8 مسارات ( 8 buses) ولذلك فهو ينقل في كل مرة 8 بت فقط .
أما المعالج 16 بت فيشتمل على 16 مسارا لنقل البيانات وبالتالي سينقل الرقم على خطوتين إثنتين.
أما المعالج 32بت ينقل الرقم كله في خطوة واحدة .
أما المعلج 64 بت فيستطيع نقل رقمين مثل هذا الرقم مرة واحدة .
إذاً كلما نقص عدد مرات النقل نتيجة لزيادة عدد مسارات المعالج زادة سرعة الحاسب .
أنواع المعالجات :
كانت المعالجات في البداية بطيئة جدا بالمقارنة بالمعالجات الحديثة . وكانت سرعة المعالج الذي أستخدم مع أول حاسب أنتجته شركة أي بي أم في عام 1981م والذي عرف بإسم PC .
مأخوذة من كلمة (Personal Computer) هي 7ر4 ميجاهيرتز . وأطلق على هذا المعالج موديل (8088). ثم تطورت الحاسبات فظهر حاسب أحدث أطلق عليه XT - بمعنى Extended Technology- في عام 1983م وتميز بإمكانية تركيب قرص صلب داخله وصلة سرعته الى 10 ميجاهيرتز . وأستخدم مع هذه الحاسبات معالج من نوع 8088 ايضا . وأستخدم مفهوم 8-bit data path في نقل البيانات بين المعالج ووحدات الحاسب الأخرى .
وفي اغسطس 1984م ظهرت حاسبات ( AT) – بمعنى Advanced Technology - وأستخدم معها معالج جديد عرف بإسم 80286 وتراوحة سرعته بين (8-16ميجاهيرتز).
وبذلك زادة سرعة تشغيل البيانات بسبب زيادة سرعة المعالج وطريقة نقل البيانات لأنه إستخدم مفهوم 16-bit data path.
وفي عام 1987م ظهر موديل جديد من حاسبات AT عرف بإسم 386 وأستخدم معه معالج عرف بإسم 80386. وتراوحة سرعته من 16-33 ميجاهيرتز.
وفي عام 1989م ظهر حاسب 486 وأستخدم معه المعالج 80486 وتراوحة سرعته في البداية من 16 – 33 ميجاهيرتز . إلا أن الانواع الحديثة منه وصلت سرعتها حتى تاريخ 1997م الى 133ميجاهيرتز .
وبالطبع فإن سرعة تشغيل البيانات زادة نتيجة زيادة سرعة المعالج وتغيير طريقة نقل البيانات مرة أخرى بإستخدام مفهوم 32-BIT DATA PATH مما حقق سرعةأعلى .
ويوضح الجدول التالي بإختصر المعالجات المستخدمة في الحاسبات المصغرة وسرعاتها.
السرعة(MHz) المعالج سنة الصنع الموديل
10-4.7 8088 1983/1981 PC/XT
16-8 80286 1984 AT
33-16 80386 1987 386
33-16 80486 1989 486
50 486SX2/50 1993 486
66 486DX2/66 1993 486
75 486DX4/75 1993 486
80 486DX4/80 1994 486
100 486DX4/100 1994 486
120 486DX4/120 1994 486
70 586-P75 1994 586
75 586-P80 1994 586
84 586-P90 1994 586
93 586-P100 1994 586
60 Pentium/60 1994 بينتيوم
66 Pentium/66 1994 بينتيوم
75 Pentium/75 1994 بينتيوم
90 Pentium/90 1995 بينتيوم
100 Pentium/100 1995 بينتيوم
120 Pentium/120 1995 بينتيوم
133 Pentium/133 1995 بينتيوم
ونود أن نوضح أن الشرح الوارد هنا ينطبق على حاسبات IBM والحاسبات المتوافقة معها والتي يطلق عليها عبارة Compatable.
ومعنى أن الحاسب أو المعالج متوافق مع IBM ( IBM Compatable ) أنه من إنتاج شركة أخرى ولكنه يستخدم نفس المعالج الذي يستخدمه جهازIBM ويستخدم نفس الأجهزة والبرامج التي يمكن تركيبها على جهاز IBM.
كلمة أخيرة:
عندما تسمع أن هذا الجهاز من نوع 286 أو 386 أو 486 إعلم أن هذا الجهاز يعمل مع المعالج 286 أو 386 أو 486.
المعالج :
وهو يشبه المخ بالنسبة للإنسان ويشتمل على الدوائر اللازمة لتنفيذ العمليات الداخلية للحاسب برغم أن طوله لا يتجاوز 5سم ويقوم بمعالجة العمليات الحسابية والمنطقية وهو الذي يتولى تنفيذ تعليمات البرنامج ويعرف ماهي التعليمة التي يجري تننفيذها على الحاسب وماهو ترتيبها داخل البرنامج. وهو الذي يوجه المدخلات والمخرجات من وإلى وحدات الإدخال والإخراج الأخرى.
وأحياناً يسمى Microprocessor بمعنى المعالج الأصغر أو
Central processing unit. وتختصر CPU ومعناها وحدة المعالجة المركزية .
• يشتمل المعالج أو وحدة المعالجة المركزية على وحدتين:
1. وحدة الحساب والمنطق.(Arithemtic & Logical Unit) ALU
وتقوم بأداء العمليات الحسابية مثل :الجمع والطرح والضرب والقسمة .
والمنطقية مثل : مقارنة قيمتين هل هما متساويتين أم أن إحداها أكبر أو أصغر من الأخرى ، وإتخاذ القرار المناسب بناء على نتيجة المقارنة.
2. وحدة التحكم CU (Control Unit)
وهي تتحكم في تدفق البيانات بين أجهزة الحاسب وفي عمليات الإدخال والإخراج .
ويمكن تشبيه عملها الذي يتلخص في تنظيم حركة سير وحدات الحاسب المختلفة بعمل رجل المرور الذي يقوم بتنظيم حركة سير السيارات في الشارع.
تقاس سرعة المعالج بالميجاهيرتز (Migahertz) وتختصر هكذا (MHz) أو بملايين الدورات في الثانية الواحدة .
وكلما زادة سرعة المعالج كلما زادة سرعة تنفيذ العملية التي يجرى تنفيذها على الحاسب. ويختلف المعالج من حاسب الى أخر حسب نوع الجهاز . وبالتالي تختلف طريقة معالجة البياتات وسرعة تنفيذ البرامج المطلوب تنفيذها على الحاسب تبعاً لنوع المعالج وطريقة عمله .
ونوضح فيما يلي طريقة عمل المعالج وأنواع المعالجات في الحاسبات المصغرة . ومنه ستعرف التطور الذي حدث لهذا النوع من الحاسبات .
• كيف يعمل المعالج.
يتعامل الحاسب مع البيانات في صور ثنائية تتكون من (0 ، 1) ويتم نقل هذه البيانات الثنائية داخل دوائر الحاسب من الذاكرة الى المعالج ومن المعالج الى الذاكرة . أو من الذاكرة الى وحدات الإخراج أو من وحدات الإدخال الى الذاكرة .
ويتم نقلها عبر خطوط تسمى (Buses) أو مسارات ، وأحيانا تسمى (data path) .
ويختلف عدد هذه المسارات تبعاً لنوع المعالج على النحو التالي :
معالج 8 بت (8-bit) يستخدم ثمان مسارات لنقل البيانات .
معالج 16بت (16-bit) يستخدم 16مسارات لنقل البيانات.
معالج 32 بت (32-bit) يستخدم 32مسارات لنقل البيانات.
معالج 64 بت (64-bit) يستخدم 64مسارات لنقل البيانات.
يستخدم المعالج 8 بت ثمانية خطوط لنقل البيانات من مكان لآخر ولذلك يمكنه نقل 8بت في المرة الواحدة ( من الذاكرة الى باقي الوحدات أو من باقي الوحدات الى الذكرة ) .
أما المعالج 16 بت فيمكنه نقل 16بت في المرة الواحدة .
أما المعالج 32 بت ينقل 32 بت في المرة الواحدة .
وكلما زاد عدد خطوط نقل البيانات ( Buses) وتسمى أحياناً (Width Data Path) كلما زادة سرعة المعالج وبالتالي زادت سرعة الحاسب عموماً. والعكس صحيح .
فمثلا الرقم (1951) يحتاج الى 32 بت داخل الذاكرة . لأن كل خانة تخزن في 8بت.
والرقم يتكون من أربع خانات ، فيكون المجموع
8*4 =32. يتم نقل هذا الرقم لمعالج 8بت على 4 خطوات . لأن المعالج يشتمل على 8 مسارات ( 8 buses) ولذلك فهو ينقل في كل مرة 8 بت فقط .
أما المعالج 16 بت فيشتمل على 16 مسارا لنقل البيانات وبالتالي سينقل الرقم على خطوتين إثنتين.
أما المعالج 32بت ينقل الرقم كله في خطوة واحدة .
أما المعلج 64 بت فيستطيع نقل رقمين مثل هذا الرقم مرة واحدة .
إذاً كلما نقص عدد مرات النقل نتيجة لزيادة عدد مسارات المعالج زادة سرعة الحاسب .
أنواع المعالجات :
كانت المعالجات في البداية بطيئة جدا بالمقارنة بالمعالجات الحديثة . وكانت سرعة المعالج الذي أستخدم مع أول حاسب أنتجته شركة أي بي أم في عام 1981م والذي عرف بإسم PC .
مأخوذة من كلمة (Personal Computer) هي 7ر4 ميجاهيرتز . وأطلق على هذا المعالج موديل (8088). ثم تطورت الحاسبات فظهر حاسب أحدث أطلق عليه XT - بمعنى Extended Technology- في عام 1983م وتميز بإمكانية تركيب قرص صلب داخله وصلة سرعته الى 10 ميجاهيرتز . وأستخدم مع هذه الحاسبات معالج من نوع 8088 ايضا . وأستخدم مفهوم 8-bit data path في نقل البيانات بين المعالج ووحدات الحاسب الأخرى .
وفي اغسطس 1984م ظهرت حاسبات ( AT) – بمعنى Advanced Technology - وأستخدم معها معالج جديد عرف بإسم 80286 وتراوحة سرعته بين (8-16ميجاهيرتز).
وبذلك زادة سرعة تشغيل البيانات بسبب زيادة سرعة المعالج وطريقة نقل البيانات لأنه إستخدم مفهوم 16-bit data path.
وفي عام 1987م ظهر موديل جديد من حاسبات AT عرف بإسم 386 وأستخدم معه معالج عرف بإسم 80386. وتراوحة سرعته من 16-33 ميجاهيرتز.
وفي عام 1989م ظهر حاسب 486 وأستخدم معه المعالج 80486 وتراوحة سرعته في البداية من 16 – 33 ميجاهيرتز . إلا أن الانواع الحديثة منه وصلت سرعتها حتى تاريخ 1997م الى 133ميجاهيرتز .
وبالطبع فإن سرعة تشغيل البيانات زادة نتيجة زيادة سرعة المعالج وتغيير طريقة نقل البيانات مرة أخرى بإستخدام مفهوم 32-BIT DATA PATH مما حقق سرعةأعلى .
ويوضح الجدول التالي بإختصر المعالجات المستخدمة في الحاسبات المصغرة وسرعاتها.
السرعة(MHz) المعالج سنة الصنع الموديل
10-4.7 8088 1983/1981 PC/XT
16-8 80286 1984 AT
33-16 80386 1987 386
33-16 80486 1989 486
50 486SX2/50 1993 486
66 486DX2/66 1993 486
75 486DX4/75 1993 486
80 486DX4/80 1994 486
100 486DX4/100 1994 486
120 486DX4/120 1994 486
70 586-P75 1994 586
75 586-P80 1994 586
84 586-P90 1994 586
93 586-P100 1994 586
60 Pentium/60 1994 بينتيوم
66 Pentium/66 1994 بينتيوم
75 Pentium/75 1994 بينتيوم
90 Pentium/90 1995 بينتيوم
100 Pentium/100 1995 بينتيوم
120 Pentium/120 1995 بينتيوم
133 Pentium/133 1995 بينتيوم
ونود أن نوضح أن الشرح الوارد هنا ينطبق على حاسبات IBM والحاسبات المتوافقة معها والتي يطلق عليها عبارة Compatable.
ومعنى أن الحاسب أو المعالج متوافق مع IBM ( IBM Compatable ) أنه من إنتاج شركة أخرى ولكنه يستخدم نفس المعالج الذي يستخدمه جهازIBM ويستخدم نفس الأجهزة والبرامج التي يمكن تركيبها على جهاز IBM.
كلمة أخيرة:
عندما تسمع أن هذا الجهاز من نوع 286 أو 386 أو 486 إعلم أن هذا الجهاز يعمل مع المعالج 286 أو 386 أو 486.
ليست هناك تعليقات :
إرسال تعليق