تفاصيل وحدات المعالجة المركزية

[right] أهمية وحدة المعالجة المركزية :


تعتبر وحدة المعالجة المركزية في الحاسب من أهم الأجزاء بل أهمها على الإطلاق لأنها بمثابة العقل في الجهاز, كما أنها تعمل على إنجاز كافة العمليات الحسابية في سرعات مذهلة , بالإضافة إلى معالجة مختلف أنواع البيانات والتنسيق بين جميع أجزاء الحاسب ، و يعتبر المعالج من أكثر الأجهزة تعقيدا, حيث يحتوي على ملايين الترانزستورات والتي تترابط مع بعضها البعض بواسطة شعيرات معدنية ( من الزجاج المصهور ) والتي لها سمكها أرق مئات المرات من سمك الشعرة الواحدة للإنسان!! .

- بيئة تصنيع وحدة المعالجة المركزية :


تصنع المعالجات المركزية في غرف خاصة جدا تمتاز بالنظافة الفائقة , حيث تعتبر هذه الغرف أنظف بـ 10000 مرة من غرف العمليات الخاصة بالمستشفيات!!

وذلك لتحاشي تعرض الترانزوستورات لأي جزء من الغبار ( ولو كان صغيرا ) والذي بإمكانه إتلاف آلاف منها ، و يقوم الأشخاص العاملون على تصنيع وحدات المعالجة بارتداء زي خاص يسمى (bunny suits) والذي يحمي من وقوع أي أجزاء متساقطة من قشرة أو شعر العاملين.

والجدير بالذكر هنا انه على مدى العشرون سنه الماضية , كانت معظم المعالجات المركزية لأجهزة الحاسب الشخصية تصنع من قبل شركة Intel الشهيرة والتي تقع في ولاية كاليفورنيا بالولايات المتحدة الأمريكية .

- سرعة المعالج :


يوجد بداخل كل حاسب ساعة خاصة تسمى بساعة النظام , ولكن لا تستخدم هذه الساعة لمعرفة الوقت، وإنما لإرسال نبضات كهربائية صغيرة إلى وحدة المعالجة والتي بدورها تقوم باستخدام هذه النبضات للتحكم في العمليات التي تنجزها، ولوجود هذه الساعة علاقة وثيقة بسرعة تردد المعالج , فعلى سبيل المثال المعالج الذي يقوم بالعمل على تردد 300 MHZ يستطيع أن يستقبل النبضات الكهربائية من الساعة بمعدل 300 مليون نبضة في الثانية وبما أن المعالجات تقوم عادة بإنجاز عملية واحدة فقط لكل نبضة كهربائية ( من نبضات ساعة النظام ) فبالتالي بإمكان المعالج إنجاز 300 مليون عملية لكل ثانية!! .

و من أهم أسباب جعل المعالجات ( أو الدوائر التي بداخلها ) بشكل أصغر فأصغر من قبل شركات تصنيع المعالجات هو جعل مسافات انتقال الكهرباء بين الترانزوستورز بداخل وحدة المعالجة أقصر,الأمر الذي يعمل على زيادة سرعة المعالج

- مكونات وحدة المعالجة المركزية وطريقة عملها :


تتكون وحدة المعالجة المركزية من عدة أقسام ولكننا هنا سوف نستعرض أهم هذه الأقسام والتي يتم من خلالها معالجة البيانات والقيام بمختلف العمليات في الحاسب وحدة التحكم و وحدة التنفيذ .

وحدة التحكم :

تتحكم في تنقل المعلومات بين وحدة التنفيذ والـ Regesters .

وحدة التنفيذ :

تقوم بتنفيذ أوامر البرنامج والموجودة في ذاكرة المعالج والمسماة بـ الـ Regesters وتنقسم وحدة التنفيذ إلى الأقسام التالية :


1 – (Arithmetic and Logic Unit) .ـ ALU : القسم المسؤول عن إنجاز العمليات الحسابية المتعلقة بالأرقام الصحيحة .

2 - ( Floating Point Unit ) ـ FPU : القسم المسؤول عن إنجاز العمليات الحسابية المتعلقة بالأرقام الكسرية أو العشرية .

3 - ( Multimedia Execution Unit ) ـ MMX : القسم المسؤول عن معالجة البيانات الخاصة بالرسومات والصور والصوت والصورة.

4 – الــ Registers : عبارة عن ذاكرة مؤقتة خاصة بوحدة المعالجة وتستخدم لحفظ البيانات مؤقتا لحين الانتهاء من معالجتها أو أثناء معالجتها