السديري. محمد د

وحدات المعالجة أو وحدات وحدات المعالجة أو وحدات CPUCPUالتشغيل المركزية التشغيل المركزية

وحدات المعالجة أو التشغيل وحدات المعالجة أو التشغيل CPUCPUالمركزية المركزية

هي من أهم وحدات الحاسب وهي بمثابة العقلالمدبر للحاسب والمسير له و القلب النابض له،

بل هي الحاسب اآللي نفسه.: وظائف وحدة المعالجة

استقبال البيانات من وحدات اإلدخال .–: للتعليمات الموجودة في – معالجة هذه البيانات طبقا

البرامج.إرسال نتائج معالجة البيانات إلى وحدات اإلخراج.–.التحكم واإلشراف على جميع الوحدات–

مكونات وحدات التشغيل مكونات وحدات التشغيل المركزيةالمركزية

الرقابة والتحكمControl Unit دورها تفسير التعليمات والتوجيه للمعالجة. فهي تتولى إحضار التعليمات –

من الذاكرة الرئيسية وتحليل شفراتها ومن ثم إعطاء إشارات التحكم للوحدات المختلفة المعنية بتنفيذ األوامر.

وحدة العمليات الحسابية والمنطقيةArithmetic- Logic Unit - ، xهي الوحدة المسئولة عن إجراء جميع العمليات الحاسبية من + - –

والعمليات المنطقية مثل المقارنات بين األعداد واألحرف واتخاذ القرارات Micro Procter.

وحدة الذاكرة الرئيسية أو التخزين األولية Main Memory Unit تعرف باسم الذاكرة الرئيسية أو الذاكرة. هي الذاكرة الرئيسية للحاسب و –

هي تقوم باحتجاز أو إمساك البيانات والتعليمات بين خطوات المعالجة وتزويد وحدات التحكم والرقابة و وحدات العمليات الحاسبية والمنطقية

:. و هي : مؤقتا بها خالل المعالجة بمعنى حفظ المعلومات والتعليمات حفظامن مكونات وحدة المعالجة المركزية.

الذاكرةالذاكرة

للذاكرة الرئيسية ثالث وظائف رئيسية:

تحتفظ بالبيانات للمعالجة تحتفظ بالتعليمات "البرامج" لمعالجة البيانات تحتفظ بالبيانات التي تمت معالجتها و

أصبحت معلومات ذات قيمة و تنتظر لترسل إلى المخرجات "الطابعة" أو أجهزة التخزين

"القرص الصلب" أو الشاشة.

الذاكرة هي مقدار استيعاب البيانات و المعلومات أثناءالخوينة أو أو الخانة )Byteالتشغيل و تقاس بالبايت

هي أصغر وحدة قياس و تمثل الصفر أو الواحد Bitالبت و بما أن وحدة البايت صغيرة بت(8و البايت تساوي

عوضا عنها. Kilo Byteفإننا نستخدم الكيلو بايت الكيلو بايتKilo Byte بايت. 1024تساوي كيلو بايت كما توجد وحدة 1024المبجا بايت تساوي

ميجا 1024تخزين كبيرة هي جيجا بايت و هي تساوي بايت.

الذاكرةالذاكرة

هي الذاكرة الداخلية ألي حاسب آلي الذاكرة الرئيسية و تقوم بحفظ " تخزين " نوعين من المعلومات :

البيانات التي تتم معالجتها بواسطة الحاسب األنواع المختلفة من البرامج وهي مجموعة التعليمات

التي تتوالى عمليه المعالجة عندما يكون الحاسب في حالة التشغيل

الذاكرة الرئيسية تكون ضمن حاوية شرائح الرامRAM Chips و شريحة الرام . RAM Chip هي هذه الذاكرة

التي تؤثر على كمية البيانات المخزنة في المدة القصيرة، و هي تحدد حجم البرامج و ملفات البيانات التي يمكن

العمل و التعامل بها في وقت محدد.

الذاكرة الذاكرة

تنقسم وحدة التخزين األولية أو الذاكرة :الرئيسية إلى قسمين رئيسيين

ذاكرة التداول العشوائيRandom Access Memory

” RAMالرام “– ذاكرة القراءة فقطRead Only Memory

”ROM“ لروما–

األولية التخزين وحدة األولية أقسام التخزين وحدة أقسام

RAMRAMذاكرة التداول العشوائي ذاكرة التداول العشوائي

ذاكرة التداول العشوائيRAM و يطلق عيها ذاكرة و هي الذاكرة التي يتم فيها تسجيل القراءة و الكتابة

كما يمكن أن تقرأ " كتابة "البيانات من قبل المستخدم "قراءة“.منها البيانات

سرعة الحصول على المعلومات في الحاسب اآللي، فكلما زاد RAMتقاس بحجم ذاكرة التداول العشوائي

حجم هذه الذاكرة زادت سرعة الحصول على البيانات و زادت سرعة الحاسب في تخزين البيانات و استرجاعها من الموقع القريب من المستخدم. فالحاسب اآللي ب

.512 أو 256 أو 128 رام أقل سرعة من حاسب 64

RAMRAMذاكرة التداول العشوائي ذاكرة التداول العشوائي

هي الذاكرة التي يعتمد عليها في تحميل نظام التشغيلباإلضافة إلى برامج و بيانات أخرى حتى ساعة إقفال الجهاز

مرة أخرى. و تقدر سعة الذاكرة بالكيلو بايت أو الميجا بايت . هي ذاكرة مؤقتة بحيث تحتفظ بمحتواها كاملة بعد الكتابة عليها

إذا لم ينقطع عنها التيار الكهربائي أو إذا لم يتم التسجيل عليها مرة أخرى.

ذاكرة التداول العشوائيRAMأو القراءة و الكتابة بنوعيها تفقد الذاكرة اإلستاتيكية أو الذاكرة الديناميكية“”

محتوياتها عند انقطاع التيار الكهربائي عنها و لذلك سميت فهي تستخدم Volatileبالذاكرة المتالشية أو المتطايرة

لتخزين البيانات و البرامج عندما يكون الجهاز في حالة تشغيل .

RAMRAMذاكرة التداول العشوائي ذاكرة التداول العشوائي

ذاكرة التداول العشوائيRAM نوعان رئيسيان يستخدمان هما:

“الذاكرة الديناميكية“المتغيرة DRAM الذاكرة اإلستاتيكية SRAM

الذاكرة الذاكرة الديناميكية“المتغيرة“الديناميكية“المتغيرة“

DRAMDRAM تستخدم مكثفات تزيد من قدرتها التخزينية أربعة أمثال

الذاكرة رام و لكنها تفقد محتواها من فترة إلى أخرى فهي تحتاج شحن.

هي الجزء الذي يكون الجزء األكبر من الذاكرة وهي تحتاجإلى وصول تيار كهربائي مستمر لها حتى تستطيع االحتفاظ

بالمعلومات وهي عبارة عن خاليا إلكترونية تصطف في صورة مصفوفات وتنتقل إليها البرامج من وحدات التخزين عندما يطلب المستخدم تشغيلها. كما تنتقل إليها البيانات

التي تحتاجها البرامج في أثناء التشغيل.

SRAMSRAMالذاكرة اإلستاتيكية الذاكرة اإلستاتيكية

الذاكرة الرئيسية يتم تصنيعها من الذاكرةالديناميكية

هو الجزء األغلى سعرا وهو يستخدم أساسا في25Nansecالذاكرة المخبأة وتبلغ سرعتها

60بينما تبلغ سرعة الذاكرة المتغيرة Nansec ولذلك فهي تستخدم لكي تمد المعالج بالبيانات التي يحتاجها فالمعالج هو أسرع وحدات الحاسب ويحتاج

إلى ذاكرة إلكترونية سريعة حتى ال تبطأ حركته.

ROMROMذاكرة القراءة فقط ذاكرة القراءة فقط ذاكرة القراءة فقطROM فقط فهي الذاكرة للقراءة تستعمل

يمكن قراءةتستخدم للتخزين الدائم للمعلومات. و هي تلك التي عليها. وال يمكن الكتابةما تحتويها

تستخدم لالحتفاظ بالمعلومات الدائمة التي يحتاجها الحاسب مثل. هي ذاكرة دائمةنظام التشغيل و أشكال الرموز و غيرها. و

هي الذاكرة المصنعة لتحفظ بيانات يمكن قراءتها وال يمكنمسحها و العبث فيها. ففيها يمكن معرفة البيانات الخاصة و

األساسية التي يحتاجها الحاسب لبدء تشغيله فموقع نظام التشغيل و عناوين بوابات اإلدخال و اإلخراج موجودة فيها و ال

يمكن أن تمسح حتى بانقطاع التيار الكهربائي.

ROMROMذاكرة القراءة فقط ذاكرة القراءة فقط

تستخدم روم لقراءة المعلومات منهادون التخزين عليها أثناء عملية التصنيع

من الشركة الصانعة و تستخدم الختزان مجموعة البرامج الخاصة بنظام

التشغيل الخاصة بالجهاز و كذلك برامج للغات.

إلى نوعين رئيسيينROMتنقسم ذاكرة القراءة فقط الذاكرة المستديمةNon volatile memory التي

يمكن تخزين البيانات فيها بصفة مستديمة و ال يمكن أن تفقد محتواها عند انقطاع التيار الكهربائي كما أنه

ال يمكن الكتابة عليها بعد كتابتها في المرة األولى. الذاكرة شبه المستديمة و هي التي يمكن تغيبرها

بطريقة معينة. و يوجد نوعان هما: PROMذاكرة القراءة قابلة للبرمجة – EPROMذاكرة القراءة قابلة للبرمجة و إعادة البرمجة –

ROMROMذاكرة القراءة فقط ذاكرة القراءة فقط

ذاكرة القراءة قابلة للبرمجةPROM يمكن برمجة هذا النوع لمرة واحدة فقط من قبل –

المستخدم أو الشركة المصنعة. و متى ما تم برمجتها فال يمكن تغير محتواها مرة ROMفأنها تصبح روم

أخرى إال باستبدالها بأخرى. ذاكرة القراءة قابلة للبرمجة و إعادة البرمجة

EPROM يمكن برمجتها مرة أخرى و مسح محتواها و إعادة –

برمجتها مرة أخرى بعملية تسليط أشعة فوق بنفسجية Ultravioletعليها

ROMROMذاكرة القراءة فقط ذاكرة القراءة فقط

المعالجات الدقيقة المعالجات الدقيقة MicroprocessorMicroprocessor

وحدة المعالجة المركزية المعاصرة تستخدم رقائق أشباه و التي Microprocessorالموصالت تسمى المعالجات الدقيقة

تدمج وحدة الرقابة والتحكم و وحدة العمليات الحسابية و هي Chipوالمنطقية و وحدة الذاكرة الرئيسية في هذه الرقيقة

التي تستخدم اليوم في معظم الحاسبات الشخصية. فنتيجة للتطور و الثورة العظيمة التي حدثت في الحاسبات أمكن

التوصل إلى وضع عدد من الدوائر اإللكترونية على شريحة و احدة من رقائق السيلكون ال يتعدى حجمها بوصة مربعة.

تصنع المعالجات الدقيقة من قبل شركات مختلفة مثل شركة أنتلIntel و ماتورالMatrola و أى أم إلكس AMX بسرعات مختلفة و

كفاءات مختلفة. و الشك بأن صغر حجم المعالجات أدى إلى مضاعفة سرعة الحاسبات آالف المرات و ذلك ألن المسافة التي

.� يجب أن يقطعها التيار الكهربائي أصبحت ضئيلة جدا

تساعد السرعة و الكفاءة المعالجات الدقيقة على تحديد قوةالمعالجة للحاسب و كذلك تساعد على تحدد قوة معالجة

المعالج أيضا التالي:طول الكلمة– سرعة الدوران– نفل البيانات–

طول الكلمة من أهم العناصر التي تحدد سرعة المعالج و يقصد التي يستطيع الحاسب معالجتها في Bitsبها عدد الخوينات

32 خانة يستطيع معالجة 32المرة الواحدة. شريحة معالج ب ( من البيانات في الدورة الواحدة و كذلك معالج Byte 4خانة )

خانة من البيانات في 64 ( يستطيع معالجة Bytes 8 خانة ) 64الدورة الواحدة. كلما كانت الكلمات أطول كانت سرعة

المعالجة أفضل .

المعالجات الدقيقة المعالجات الدقيقة MicroprocessorMicroprocessor

العنصر الثاني: سرعة العنصر الثاني: سرعة الدوران الدوران

يجب أن تمر جميع العمليات في الحاسب بمراحل و خطوات منتظمةفكل مرحلة يجب أن تتبعها المرحلة الثانية و هكذا . تضع وحدة الرقابة

و التحكم الموجودة في وحدة المعالجة المركزية نبضات للمعالج تتزامن مع عمليات الحاسب و تثبت هذه النبضات بواسطة الساعة

الداخلية و يحدث إجراء التشغيل عند كل دقة للساعة الداخلية و تحدد السرعة التي يمكن أن يشغل بها المعالج البيانات.

تقاس سرعة الدوران بالميجاهرتزMHZ حيث تساوي الميجاهرتز الواحد مليون نبضة في الثانية . و يمكن للحاسبات التي لها سرعة دوران أكبر أن تشغل بيانات أسرع من تلك التي لها سرعات دوران

يحمل سرعة ساعته ا 8088أقل. على سبيل المثال معالج أنتل لديها سرعة الساعة 3 بينما معالج أنتل بنتيم MHZ ميجاهرتز 4.47

و بينما معالج MHZ ميجاهرتز 900 و MHZ ميجاهرتز 450تتراوح بين جيجاهرتز 2 يمكن أن تصل سرعة ساعته إلى أكثر من 4أنتل بنتيم

GHZ

العنصر الثالث عرض ناقل العنصر الثالث عرض ناقل البيانات البيانات

تقاس كفاءة المعالج و قوته وجودته بالسرعةMHZ فكلما زادت سرعة المعالج كلما أمكن تنفيذ عدد كبير من

العمليات داخل جهاز الحاسب في الثانية الواحدة إلنجاز و معالجة البيانات. كما يعتمد المعالج على إنجاز المهام

على الذاكرة الداخلية كوحدة تخزين مؤقتة باإلضافة إلى ، 8طول البيانات التي يتم التعامل معها إلتمام المعالجة )

بت( فيه التخزين. فكلما 512، 256، 128، 64، 32، 16زاد طول البيانات التي يتعامل تناقلها و معالجتها بين المعالج و الوحدات األخرى كلما زادت سرعة اإلنجاز.

لوحة الدوائر الرئيسية لوحة الدوائر الرئيسية يكون المشغل الرئيسيCPU الذاكرة الرئيسية للحاسب و الساعة

العاملة بالبطارية و الدوائر األخرى متصلة مع بعضها البعض و جميع الشرائح موجودة على شريحة واحدة رئيسية تسمى لوحة الدوائر

. Mother board or Main boardالرئيسية أو اللوحة األم و يمكن إضافة و حدات إضافية للحاسب كزيادة الذاكرة الرئيسية

أو إضافة ألعاب أو رسوم أو أي جهاز آخر كطابعة أو ماسح ضوئي أو كرت صوت أو صورة أو وحدات الرسم البياني أو غيرها عن

طريق فتحات التوسعة و مساحات إضافية للتوسعة موجودة على لوحة الدوائر الرئيسية يمكن إدخال الوحدات اإلضافية فيها.

و تتكون لوحة الدوائر الرئيسية من وحدة التشغيل المركزية و(CPU ٌو الذاكرة الرئيسية )RAM و ROM و شرائح أخرى

Math Co-processor chipمرتبطة بالذاكرة و المعالج الحسابي و منافذ التوسعة.