الحاسوب 

بنية ذات مدخالت مهمات: تتلقى بثالث تقوم آلة Computer الحاسوب شكل على النتائج وتولد سلفا، معرفة قواعد وفق وتعالجها معرفة،

المكونات جميع تتضمن التي التشكيلة فهو الحاسوبي النظام مخرجات. أمابه. المرتبط والعتاد للحاسوب الوظيفية

وهي حواسيب، تسميتها يمكن التي المنتجات من كثيرة أنواع تتوافر على كلفتها تزيد ال والتي الرقاقة، الوحيدة الصغرية المعالجات من تتدرج الدوالرات. وال ماليين تكلف التي  الفائقة الحواسيب إلى دوالرات، بضعة

يشتمل بل فحسب، الكلفة اختالف على التنوع يقتصر اختالف على أيضا تقانة تطور يميز الذي السريع، التغير إيقاع والتطبيقات. وإن واألداء الحجم

من بالحواسيب، يتصل ما كل على باستمرار. ويشتمل يزداد الحواسيب، مكونات تصنيع في والمستخدمة لها، ]ر[ الموافقة المتكاملة الدارات تقانة

هذه ربط في المتوازي التنظيم لمفاهيم المتزايد االستخدام إلى الحاسوب،ببعض. بعضها المكونات

مفاهيم ثمة تطوره، وإيقاع الحواسيب، حقل تنوع من الرغم وعلى وعلى الراهنة، التقانة حالة على تطبيقها باستمرار. ويعتمد تطبق أساسيةواألداء. الكلفة عامل بحسب المصمم أهداف

مجموعة من أخرى، منظومة أي شأن شأنها الحاسوب، منظومة تتألف طريقة أي ،بنيتها بوصف تمييزها بعض. ويمكن مع بعضها مترابط مكونات

إفراديا. إضافة منها مكونة كل عمل أي ووظيفة، بينيا، المكونات هذه ربط فيه رئيسي مكون أي وصف تراتبي. ويمكن الحاسوب تنظيم فإن ذلك، إلى

ووظيفتها. ويوصف بنيتها ووصف واألساسية، الفرعية مكوناته إلى بتحليله األسفل إلى األعلى من التراتبي التنظيم الفهم. وسهولة للوضوح توخيا

تاريخية لمحة

بالعمليات القيام على القادرة الحاسبة اآلالت ظهرتاألول: الجيل أو عشر السادس القرن قسمة( في ضرب، طرح، )جمع، األولية الحسابية

اآلالت هذه معظم بقليل. وكان ذلك قبل ربما ميكانيكيا من يتكون ذكيا آلة Blaise Pascalباسكال]ر[ بليز وابتكر ذلك، وغير متحركة وسيور مسننات

) ليبينز غوتفريد والطرح. وطور الجمع بعمليات تقوم ميكانيكية حاسبة1646-1716) Gottfried Leibinsالضرب بعمليات ليقوم التصميم هذا

عشر. التاسع القرن حتى اآلالت هذه مثل استخدام أيضا. واستمر والقسمة

للبرمجة قابلة األغراض عامة حواسيب لبناء محاوالت جرت كذلك) باباج تشارلز اإلنكليزي ذاتها. فصمم الميكانيكية المكونات باستخدام

1791-1871) Charles Babageيقوم حاسوب أول1832 عام في ومن آليا

Difference Engineالفرق« »آلة أسماها خطوات بعدة اإلنسان تدخل دون عام باباج]ر[ في عني ذلك وطباعتها. بعد حسابية جداول حساب تستطيع وقد ،Analytical Engineالتحليلية« »اآللة أسماها أخرى آلة بتصميم1834 عدت المخطط1 الشكل ويوضح االستخدامات، متعدد حاسوب أول حقا

اآللة. لهذه الصندوقي

اإللكترونية الدارات اعتمد حاسوب أول أما فهو تصميمه في أساسا Electronic اإللكتروني العددي والمكامل )الحاسوبENIAC الحاسوب

Numerical Integrator And Computer مدرسة في1946 عام في أنجز الذي الواليات ـ بنسلفانية جامعة فيMoore School of Engineering للهندسة موور

1500و إلكتروني صمام18000 فيه استخدم وقد األمريكية، المتحدة وطرح جمع عملية5000 نحو إنجاز من الحاسوب هذا وتمكن ،Relay حاكمة

جعله مما الثانية في سبقته، التي الكهروميكانيكية الحواسيب على متقدما كيلو140 بلغت كهربائية طاقة العمل عند ويستهلك طنا،30 يزن وكان برمجته تتم وكانت العشري، النظام مبدأ على ويعمل واط، بإعادة يدويا

مرة. كل في جديد من التوصيالت

في البرامج تخزين فكرة إلى العمل فريق الصعوبات هذه قادت وقد المصممين أحد فاقترح مناسب، تخزين وسط تقسيما للحاسوب وظيفيا معالجة، ووحدة تحكم، ووحدة إخراج، ووحدات إدخال، وحدات من يتألف

)الحاسوبEDVAC إدفاك الحاسوب  صنع إلى ذلك ذاكرة. وأدى ووحدة .Electronic Discrete Variable Computerالمنفصلة( المتغيرات ذو اإللكتروني

مثل وصناعتها، الحواسيب تصميم مختلفة شركات ذلك بعد طورت Universal Automatic Computer (UNIVAC األول يونيفاك العميم اآللي الحاسوب

I)أعلى. وأداء أكبر بذاكرة الخمسينات أواخر في

ع عندئذ وكانت1953 عام IBM شركة وقدمت الرئيسي المصن البرنامج ذا األول اإللكترونــي حاسوبها المثقبة، البطاقات معالجة لتجهيزاتن، وكان ،701 الحاسوب وهو المخز العلمية. للتطبيقات األصل في مخصصا شركة جعلت7000/700 الحواسيب من طويلة سلسلة ذلك بعد وطورت

IBMالحواسيب. صناعة في األول المقام في

Transistorsالثاني: الترانزستورات]ر[ الجيل

الترانزستور استبدل ما عند الحاسوب في رئيسي تغير أول حدث أصغر معلوم، هو كما المفرغ. والترانزستور، الناقل( بالصمام )نصف حجما

وأقل  كلفة وأرخص يتطلب ال أنه كما المفرغ، الصمام من للحرارة تبديدا من مصنوع صلب عنصر هو بل زجاجية، وأنابيب معدنية وصفائح أسالكا

الثاني. جيله الحواسيب بناء دخل الترانزستور السيليكون. وباستعمال األساسية. العتاد تقانة على يعتمد أجيال في الحواسيب تصنيف وأضحى

ز حجمه. وصغر ذاكرته وسعة عملياته سرعة بزيادة غيره من جيل كل ويمي

الثانــي الجيل شهد فقد أخرى، تغيرات الحواسيب صناعة على طرأت أكثر تحكم ووحدات ومنطق حساب وحدات إنتاج لغات واستعمال تعقيدا

معSystem Software نظام برمجيات وتقديم المستوى، عالية برمجةالحاسوب.

المتكاملة]ر[ الثالث: الدارات الجيل

عصر فابتدأ اإللكترونيات، في ثورة أطلق إنجاز1958 عام في حدثة، اإللكترونيات الدارة . إنهاIntegrated Circuit المتكاملة الدارة باختراع الصغري

للحواسيب. الثالث الجيل تعرف التــي المتكاملة

الحواسيب أجيال تعريف حول عام اتفاق يوجد : الاألخيرة األجيال لتحديد اقتراح مجرد هو (1) الجدول في ذكر الثالث. وما الجيل تلت التــي

والخامس الرابع الجيلين . المتكاملة الدارات تقانة في التطورات على اعتمادا على يزيد ما وضع الممكن من غدا ،LSI النطاق الواسع التكامل ظهور ومع

الواسع التكامل حقق واحدة. كذلك متكاملة دارة رقاقة على مكون1000 النطاق أن ويمكن رقاقة، لكل مكون10.000 على تزيد كثافةVLSI جدا

مكون. 100.000 من أكثر إلى الحاليةVLSI الرقاقات في العدد يصل 

الجيل

التاري خ

التقريبي

النموذجية السرعةالتقانة(بالثانية )عملية

11964-40.000مفرغ صمام1957

21958-200.000ترانزستور1964

31965-1971

صغير تكامل ومتوسطالنطاق

1.000.000

41972-1977

واسع تكامل10.000.000النطاق

واسع تكامل-51978 النطاق 100.000.000جدا

الحواسيب أجيال( 1) الجدول

 

وازدياد جديدة، منتجات ظهور معدل وارتفاع السريع، التقانة تقدم ومع األجيال وفق التصنيف أصبح العتاد، وتطوير واالتصاالت البرمجيات أهمية

أقل الجديدة للتطورات التجاري التطبيق إن القول وداللة. ويمكن وضوحا أحدث تغيرا ومازالت العشرين، القرن من السبعينيات أوائل في رئيسياللتحقيق. قابلة نتائجها

يسمى ما ظهور هو الحواسيب صناعة شهدته تطور أهم أن غير والذي الثمانينيات، بداية ـ([ في )الحاسوب ]ر:الشخصي الشخصي الحاسوب

الصغرية. المعالجات وتطور التكامل العالية الدارات تقانة لتطور نتيجة أتى عالية قدرات ذات حواسيب أنتجت الماضية سنة والعشرين الخمس وفي نسبيا. منخفضة وبكلفة  السابقة بالحواسيب مقارنة جدا

غرية المعالجات Microprocessors الص

نحو على المعالجات، رقاقات على المكاملة العناصر كثافة ازدادت أخذت الزمن، الذاكرة. وبمرور رقاقات على العناصر كثافة الزدياد مماثل رقاقة كل إلى جديدة عناصر تضاف الوحيد الحاسوب فأصبح فشيئا، شيئا

الرقاقات. من أقل عدد إلى يحتاج المعالج

. وكانت4004 الصغري المعالج 1971 عام فيIntel إنتل شركة طورت المركزية المعالجة وحدة مكونات كل على تحتوي التــي األولى الرقاقة

4004 الصغري للمعالج الصغري. يمكن المعالج بوالدة وبشرت متكاملة،ر بالجمع يضرب وأن بتات أربعة من عددين يجمع أن فقط. المكر

 

يتعامل أن يمكن التــي البتات عدد في ذلك بعد السريع التطور ويتجلى يكون قد ولكن لذلك، قطعي مقياس هناك مرة. وليس كل في المعالج معها

بتات عدد وهو ،Data Bus Width المعطيات مسرى عرض هو األنسب المقياس مرة. فعلى كل في منه أو المعالج إلى ترسل أن يمكن التــي المعطيات

إلى مرمزة أعداد على تعمل التــي المعالجات من عدد طور المثال، سبيل16 كلمات وتكتب تقرأ أن تستطيع المعالجات تلك ولكن السجالت في بتا

الصغري المعالج ظهور تتابع مرة. ثم كل في فقط، بتات8 إلى مرمزة المعالج ثم بتات،8 ذي صغري معالج أول آنئذ وكان 1972 عام8008

االستخدام. عام صغري معالج أول وكان ،1974 عام8080 الصغري

ذاته الوقت وفي لم أنها غير بتا،16 ذات معالجات تطوير بدأ تقريبا هو المعالجات هذه السبعينيات. وأحد نهاية حتى االستخدام عامة تكن

32 ذات صغرية معالجات طورت . ثم8086 المعالج واحدة، رقاقة على بتا إلى وصل أن إلى النحو هذا على األمر واستمر ،80386 المعالج منها

كالمعالج هيرتز غيغا2 إلى عملها سعات تصل  التي بينتيوم المعالجاتPentium IV.

للحاسوب المكونة الوظيفية الوحدات

الحاسوب يقسم ذاكرة، ووحدة خرج، ووحدة دخل، وحدة إلى وظيفيا ووظيفتها منها كل مهمات تحكم. وتتلخص ووحدة ومنطق، حساب ووحدة

اآلتي: النحو على

أو )معطيات المرمزة المعلومات الوحدة هذه الدخل: تستقبل وحدة غيرها( أو المفاتيح لوحة )مثل لإلدخال الخارجية األجهزة تعليمات( من

ترسلها أو ومعالجتها لحفظها الذاكرة إلى وترسلها الحساب وحدة إلى فورالمعالجتها. والمنطق

الوسط إلى الرسائل أو المعالجة نتائج إرسال الخرج: ومهمتها وحدة اإلظهار)الشاشة ووحدات الطابعات مثل اإلخراج أجهزة عبر الخارجيوغيرها(.

أصبح المتكاملة الدارات تقانات تطور ومع تقوم دارات تصنيع ممكنا واإلخراج اإلدخال بوظائف الغرض. لهذا مبرمجة معا

المعطيات من لكل الوسيطة النتائج الوحدة هذه الذاكرة: تحفظ وحدة الوحدة هذه الحقا. وتتضمن لتنفذ تحريرها عند البرامج وتحفظ والتعليمات،

الممغنطة األشرطة مثل ملحقة تخزين ووسائطMain Memory رئيسة ذاكرةالضوئية. واألقراص والصلبة المرنة الممغنطة واألقراص

العمليات بجميع القيام عن مسؤولة والمنطق: وهي الحساب وحدةالحاسوب. تعليمات عليها ستنص التي والمنطقية الحسابية

من التعليمات جلب على باإلشراف الوحدة هذه التحكم: تقوم وحدة لتنفيذ الحاسوب وحدات مختلف عمل وتنسيق وتفسيرها الذاكرة وحدة

مختلفتين بطريقتين ذلك يتحقق أن ويمكن التعليمة، عليها تنص التي العمليةبرمجية. أو عتادية

والحساب التحكم وحدتا دمجت المتكاملة الدارات تقانة لتطور ونتيجة بجميع تقوم واحدة وحدة في األخرى اإلضافية المكونات وبعض والمنطق

.Central Processing Unit المركزية المعالجة بوحدة وسميت المهام

تحتوي البنية، بسيطة البدايات في المركزية المعالجة وحدات كانت السجالت من مجموعة التحكم ووحدة والمنطق الحساب وحدة إلى إضافة

)كعداد خاصة ألغراض كرست أخرى ومجموعة العامة، لألغراض تستخدم التعليمات وسجل الذاكرة معطيات وسجل الذاكرة عنوان وسجل البرنامج

ومن الوظيفي والتقسيم البنية حيث من الوحدات هذه وغيرها( وطورتوالسرعة. التكامل ودرجة الحجم حيث

إن إذ حاسوب ألي المعالجة وحدة في األهم الجزء التحكم وحدة وتعد اإلشارات بتعيين وتنفيذها وتفسيرها الذاكرة من التعليمات جلب منها الهدف

المركزية. المعالجة وحدة من المعالجة جزء إلى وإرسالها وتفعيلها التحكمية

الدارات باستخدام الطريقتين: األولى بإحدى التحكم وحدة وتفعل المبنية التحكم وحدة وتسمى المنطقية .Hardwired Control Unit عتاديا الحديثة الحواسيب معظم في والمستخدمة األعم وهي الثانية والطريقة

تعتمد التيMicroprogramming الصغرية بالبرمجة يسمى ما استخدام فهي المعالجة وحدة تعليمات من تعليمة كل تترجم سهلة لغة تطوير على

التعليمات تسمى التحكم لوحدة المستوى منخفضة تعليمات إلى المركزية. Microinstructions الصغرية

األساسية العمل مبادئ

من ويتألف الحاسوب، سلوك الذاكرة في المخزن البرنامج يحكم من التعليمات الذاكرة. تجلب في وحفظت رتبت التعليمات من مجموعة تنفيذ يتطلب البرنامج. وقد تنفيذ عند المركزية المعالجة وحدة إلى الذاكرة جلبها يجبData معطيات استعمال العملية وسط من أو الذاكرة من أيضاواإلخراج. اإلدخال وحدات عبر الخارجي التخزين

المركزية المعالجة وحدة مرحلتين: تقوم على عادة تعليمة كل تنفذ التعليمة بتفسير تقوم ثم واحدة، واحدة الذاكرة من التعليمات بجلب أوالوتنفيذها. جلبت التي

جلب في الصحيح التتابع على عادة البرنامج تنفيذ صحة تعتمد المركزية المعالجة وحدات جميع تخصص الذاكرة. لهذا من التعليمات سجال

عادة يستخدمProgram Counter البرنامج عداد يسمى المهمة لهذه خاصا عنوانPC البرنامج عداد يحفظ التنفيذ. لهذا في التالية التعليمة إلى لإلشارةالحقا. ستجلب التــي التعليمة

على األول القسم اثنين. يحتوي قسمين إلى عادة التعليمات تقسم المركزية. المعالجة وحدة بها ستقوم التيOperation Code التعليمة رمز

التعليمات وتنقسم وتعليمات المعطيات، معالجة إلى: تعليمات للعملية وفقا أو المعالجة وحدة في والوجهات المصادر مختلف بين المعطيات تناقل

المعالجة وحدة حالة إلدارة وتعليمات بالبرنامج، التحكم وتعليمات الذاكرة،المركزية.

لتحديد أكثر، أوOperand معامل على فيحتوي الثاني القسم أما Addressing العنونة طرق يسمى بما معالجتها المطلوب الفعلية العنوانات

Methodsالحاسوب. هذا في المستخدمة 

 

 

 

 Interrupts المقاطعات

األخرى المجتزئات بوساطتها تستطيع آلية الحواسيب جميع توفر هذه للمعالج. تقدم العادية المعالجة والدخل/الخرج( مقاطعة )الذاكرة

المعالجة. فمعظم كفاءة لتحسين وسيلة األول المقام في المقاطعات الخارجية األجهزة المعالجة وحدة وعلى المعالج، من بكثير أبطأ مثال

يعني وهذا مهمته، البطيء الخارجي الجهاز ينهي حتى االنتظار المركزية للطرفية الفرصة إلتاحة المقاطعة إمكانية تضاف لهذا كبير، وقت إضاعة

الحالي البرنامج تنفيذ فيعلق جاهزيتها عند المعالجة وحدة مقاطعة )حافظا عنوان البرنامج عداد تحميل ثم البرنامج(، في التالية التعليمة عنوان

3 الشكل المقاطعة. يوضح خدمة برنامج في األولى التعليمة لهذه مخططاالعملية.

ألجهزة األحيان بعض في المركزية المعالجة وحدات معظم تسمح Direct Memory Access (DMA) الذاكرة إلى المباشر بالنفاذ واإلخراج اإلدخالحفظها. أو المعطيات لقراءة

النظام: مسرى

النظام« »مسرى يسمى ناقل وسط المذكورة الوحدات بين يربطSystem Busثالثة عادة الوحدات. وله مختلف بين المعلومات نقل منه الغاية

لنقل يستخدم الذيAddress Busالعناوين« »مسرى هي وظيفية، مسارات لنقلData Bus  المعطيات ذاكرة. ومسرى لموضع المحددة اإلشارات ومسرى األخرى، الوحدات إلى المركزية المعالجة وحدة من المعطيات

المركزية المعالجة وحدة من التحكم إشارات يحمل الذيControl Bus التحكم هذه4 الشكل واإلخراج. ويبين اإلدخال وحدات إلى أو الرئيسية الذاكرة إلى

البنية.

المعطيات خطوط إلى للنفاذcontrol lines التحكم خطوط تستخدم للتحكم وسيلة وجود من والبد فيها تتشارك المكونات جميع ألن والعنونة،

التحكم إشارات وترسل باستخدامها، بين والتوقيت األوامر معلومات من كالالنظام. مجتزئات

منها: نوعه النظام مسرى واختيار تصميم في تفيد كثيرة معايير توجد طلب عند التحكم وطريقة والمعطيات(، العنوانات خطوط من )لكل وعرضه

أو )قراءة المعطيات نقل ونوع النظام، مصادر إلى النفاذ طرفية من أكثرمتزامن(. غير أو )متزامن التوقيت وطريقة كتابة،..(،

 

PCI  Peripheral Component الطرفية للمكونات البيني الوصل مسرى إنInterconnectويمكن المعالج، عن ومستقل واسع مجال عرض وذو شائع هو

صممPCI المعيار طرفي. إن مسرى أو متوسط، كمسرى يعمل أن خصيصا إذ اقتصادية مالءمة الحديثة لألنظمةI/O الدخل/الخرج متطلبات لمالءمة قليلة رقاقات يتطلب . ويبينPCI المسرى بـ آخر مسار ربط يدعم وهو جدا هذا استخدام -آ5 الجزء يبين حيث المسرى، هذا الستخدام مثالين5 الشكل حين في المكتبية، الشخصية كالحواسيب المعالج وحيد نظام في المعيار

-ب5 الجزء يبين في كما المعالجات متعدد نظام في المعيار لهذا توظيفا المسرى على للمحافظة الشكل في المبينة الجسور المخدمات. تستخدم

PCI المعالج. سرعة عن مستقال

الذاكرة: وحدة

والتخزين الرئيسية الذاكرة من حاسوب كل في الذاكرة وحدة تتألف مرنة مغنطيسية أقراص أو مغنطيسية شرائط من عادة يتكون الذي الثانوي

)تساويWord الكلمات أوBytes البايتات من عدد من منها كل وصلبة. تتألف الكلمة عنونة أو منها بايت كل عنونة يمكن بحيث وتنظم البايتات(، من عددا

السرعة أهمها عوامل بعدة الذاكرات عناصر اختيار كلمة. ويعتمد كلالمتبادلة. المعطيات حجم إلى إضافة القدرة واستهالك

الزمن بأنه ويعرف ،Access Time النفاذ زمن الذاكرة أداء معايير من المعطيات وتوفر ،read القراءة أمر إصدار لحظة بين ينقضي الذي األصغري

الذاكرة سعة تقاس الذاكرة. كذلك معطيات خطوط على جاهزة أحيانا ينقضي الذي األصغري الزمن بأنها تعرف التيMemory Cycle الذاكرة بدورة

إلى النفاذ طريقة حيث من أيضا، متتاليتين. وتصنف قراءة عمليتي بين النفاذ ذات الذاكرات هو األول صنفين. الصنف إلى فيها المختلفة المواضع

المواقع لجميع النفاذ زمن ويكون ،Random Access Memory  RAM العشوائي . النواقل أنصاف من المصنعة الذاكرات ومثالها ترتيبها، عن النظر بغض ذاته

Sequential Access Memory التتابعي النفاذ ذات الذاكرات هو الثاني والصنف(SAM)، وسط في قراءتها المراد الكلمة موضع على النفاذ زمن فيها ويعتمد

الذاكرات المغنطيسية. وتصنف التخزين شرائط في كما التخزين من أيضا هي محتوياتها بقراءة فقط تسمح التي فالذاكرات والكتابة، القراءة حيث

ذاكرة فهي اآلخر الصنف أما . Read Only Memory (ROM) فقط قراءة ذاكرة Read/Write والكتابة القراءة ذاكرة وتسمى منها والقراءة فيها بالكتابة تسمح

Memory (RWM).

بقدر كبيرة الحديثة الحواسيب معظم في الرئيسية الذاكرة تكون . النواقل أنصاف من عادة ومصنعة المركزية المعالجة لوحدة العنوان مسرى تخزن بكامله ما برنامج استيعاب الرئيسية الذاكرة تستطيع ال وعندما إلى الثانوية. وللوصول التخزين وحدات في حينها في تنفذ ال التي األجزاء

الذاكرة وحدة استجابة لتسريع حل اعتمد العصرية للحواسيب جيد أداء الرئيسية الذاكرة بين خاص تنظيم وذات السريع النوع من ذاكرة بوضع

 .Cache Memory]ر[ الخبيئة أو الخابية بالذاكرة وتسمى الثانوية والذاكرة

بين الكبير التباين منها علمية أسس على المنهج هذا نجاح يعتمدو  الذي البرنامج توضع بطريقة وتتعلق الذاكرة، ووحدة المعالجة وحدة سرعة Locality ofالمرجع« »محلية يسمى ما أو الذاكرة في تنفيذه يجري

Reference6 الشكل . يبين رسما بين الخبيئة الذاكرة توضع لمكان توضيحياالرئيسية. والذاكرة المركزية المعالجة وحدة

أكبر الرئيسية الذاكرة حجم كان ولما فال الخابية الذاكرة من نسبيا تقسم الخابية. لهذا الذاكرة إلى تنفيذه يجري الذي البرنامج كامل نقل يمكن

تسمى اصغر أجزاء إلى الخابية والذاكرة الرئيسية الذاكرة يجريBlocks كتال الذاكرة استخدام -ب. يتطلب6 الشكل ذلك يوضح كما الذاكرتين بين تبادلها الستبدال مناسبةReplacement Algorithms استبدال خوارزميات اعتماد الخابية

الموجودة المعلومات بوحدة يستبدل عندما الخابية الذاكرة في مؤقتا األقل الكتلة استبدال خوارزمية شهرة وأكثرها غيرها، المعالجة استخداما

Least Recently Used (LRU).

البرمجيات

System Software النظام برمجيات إلى حاسوب كل برمجيات تقسم مجموعة هي النظام . برمجياتApplication Software التطبيقية والبرمجيات عدادها، في من أو للحاسوب الصانعة الشركات تقدمها التي البرمجيات

كثيرة بفعاليات وتقوم المحوسب النظام فعاليات جميع تنسيق على وتعمل إدارة وتحريرها، التطبيقية البرامج وإدخال المستثمر، أوامر منها: تفسير

الدخل بوحدات التحكم التخزين، وسائط من واسترجاعها الملفات حفظ عالية بلغات المستثمر يكتبها التي التطبيقية البرامج ترجمة والخرج،

هذه النظام. تشمل على الموجودة القياسية البرامج مع ووصلها المستوى ،Compilers المترجماتو ،Operating System التشغيل نظام البرمجيات

.File Systems الملفات ونظمEditors والمحررات

عالية بلغات عادة المستثمر يكتبها برامج هي التطبيقية البرامج وغيرها ،C++، C ولغة وباسكال فورتران مثل High Level Languages المستوى

العمليات عن تعبر بلغة البرامج هذه العلمية. تكتب المعضالت بعض لحل الذي الحاسوب نوع عن مستقلة بصيغة معالجة عمليات أي أو الحسابية

البرامج. هذه لتنفيذ  سيستخدم

للحواسيب المتطورة البنى

ذات حواسيب بأنها السابقة المبادئ تعتمد التي الحواسيب تصنف . وقدComplex Instruction Set Computers (CISC) معقدة تعليمات مجموعة

سجال عدد زيادة منها الحواسيب هذه أداء لتحسين كثيرة طرق استخدمت تقانات أحدث واستخدام المركزية، المعالجة وحدة في العامة األغراض ت

إلى إضافة الحاسوب، مكونات تصنيع في وقت كل في المتكاملة الداراتالخابية. الذاكرة وتنظيم تصنيع طرق تحسين

التعليمات: توارد

الحديثة المعالجات استخدمت نسبيا نهجا التعليمات توارد وهو جديداInstruction Pipeliningتؤمن محددة صيغة في المعالجة وحدات تنظم بحيث

كل أن على ذلك التعليمات. يعتمد تنفيذ تسريع إلى يؤدي توارد خط وجود يتم ال زمنية فترات تتضمن مرحلة كل وأن مراحل، عدة من تتألف تعليمة

الوقت ذلك استغالل األخرى. يمكن الوحدات أو الذاكرة مع فيها التخاطبالحالية. التعليمة تنفيذ مع التوازي على التالية التعليمة لجلب 

 

التنفيذ في التراكب إمكانية لزيادة مراحل إلى التعليمة دورة تقسم الخطي غير التنفيذ أو المقاطعة حاالت لمعالجة ويخصص الفعالية، وزيادة

معظم وتستخدم التعليمات توارد مزايا على للمحافظة مختلفة إجرائيات 7 الشكل ويبين التعليمات، معالجة في المقاربة هذه الحديثة المعالجات

تمثيال هي: تعليمة لكل مراحل ست استخدام عند التراكب لهذا تخطيطيا وتنفيذ ،OL العوامل وتحميل ،ID التعليمة ترميز وفك ،IF التعليمة جلب

آ الشكلين مقارنة من . يتضحOS الذاكرة إلى العوامل وكتابة ،EX التعليمةالتوازي. على وتنفيذها التعليمات تراكب من الناتج الزمن في الوفر وب

التفرعية: المعالجة

وهي الخمسينيات، منذSupercomputers الفائقة الحواسيب ظهرت البداية في واعتمدت التوازي، على تعليمات عدة تنفيذ تستطيع على كثيرا

تتكون وحيدة مركزية معالجة وحدة باستخدام توارد خط في المعالجة مبدأ زيادة وبالتالي التوازي على تعليمات عدة تنفيذ يتيح مما مراحل، عدة منالحاسوب. أداء

 

 

وحدات عدة استعمال فهو الحواسيب أداء لزيادة البديل المنهج أما يمكن واحدة. إذ مهمة لتنفيذ  التوازي على تعمل مستقلة مركزية معالجة المهمة من مختلفة أجزاء على واحد بآن لتعمل الحواسيب من شبكة برمجة

)ويسمى الموزع النظام هذا ذاتها. يستخدم الترابط الضعيف بالنظام أحياناLoosely Coupledمهمات إلى بسهولة تجزئتها يمكن التي المهمات ( لمعالجة

من الكثير أن قليال. إال النتائج تبادل أو بينها التخاطب ويكون مستقلة، جزئية تتطلب ولكن جزئية مهمات إلى تجزئتها يمكن الكبيرة العلمية المسائل

تبادال سريعا التبادالت لهذه الزمن بينها. ويكون الوسيطة للنتائج ودائما كبيرا نسبيا البطيئة والخرج الدخل وحدات الستخدام نظرا فائدة يجعل مما نسبيا التي السابقة المشكلة على الغرض. وللتغلب لهذا محدودة الشبكات هذه بنيت فقد الحواسيب لمختلف المعالجة وحدات بين االتصاالت عن تنجم

توظف حواسيب والشديدة المستقلة المركزية المعالجة وحدات من عددا بينها فيما الترابط إلى النفاذ المعالجة وحدات ومنطقيا. وتستطيع فيزيائيا

. إنMultiprocessors المعالجات متعددة وتسمى بسرعة، منها كل معطيات بكثير أصعب الحواسيب لهذهCompilers المترجمات أو التفرعية البرامج كتابة كانت لو حتى  وحيدة معالجة وحدة لها التي بالحواسيب الخاصة تلك من

التعليمات. توارد مبدأ تستخدم

المتعددة هما المعالجات المتعددة الحواسيب من نوعان يوجد المعالجات والمتعددةShared Memmory المشتركة الذاكرة ذات المعالجات

في المعالجات جميع . تستطيعDistributed Memory الموزعة الذاكرة ذات لتبادل عبرها وتتصل مشتركة رئيسية ذاكرة إلى النفاذ األولى الحواسيب

محلية ذاكرة له معالج كل فإن الثانية الحواسيب في . أماالمعطياتو البرامج جزئي نظام عبر خاصة رسائل بإرسال المعالجات بقية مع وتتصل به، خاصة8 الشكل المعالجات. ويوضح جميع بين يربط والخرج للدخل مخططا

9 الشكل السابقتين. ويوضح للحالتين صندوقيا الربط شبكات حاالت أيضا عدد يكون عندما المعالجات المتعددة الحواسيب في المستخدمة المعالجات هذه برمجة أن المعالجات(. غير آالف حتى )مئات كبيرا للحواسيب )المكتوبة العادية البرامج تنفيذ تستطيع وال معقدة الحواسيب

استخدامها مازال المعالج( بكفاءة. لهذا الوحيدة التطبيقات ببعض محصوراالخاصة. العلمية

 

العباس فيصل