انت كنت محترف هارد وير ولم تعلم هذه المعلومات اسمح لى انى اقول للك فا انت على خطاء كبير .فا لوكنت مبتداء فى الصيانه فا هذا مدخل جيد لك حتى تبنى معلوماتك على اساس علمى صحيح تعالى نبداء ونتكلم عن:-
وحدة المعالجة المركزية اختصارا (CPU)(بالإنجليزية: Central Processing Unit) أو يطلق عليها اختصارا المعالج (Processor) هي أحد مكونات الحاسوب الرقمي التي تقوم بتفسير التعليمات
ومعالجة البيانات التي تتضمنها البرمجيات. يعتبر المعالج بالإضافة للذاكرة الرئيسية
ووحدات الإدخال والإخراج من أهم مكونات الحواسب الدقيقة (microcomputers) الحديثة. تعرف المعالجات التي تم تصنيعها بواسطة الدارات
المتكاملة (integrated circuits) بالمعالجات
الدقيقة (microprocessors) والتي
بدأ تصنيعها منذ منتصف سبعينات القرن العشرين على شكل رقاقات مدمجة حلت محل معظم
أنواع المعالجات الأخرى.يدل مصطلح وحدة معالجة مركزية على فئة من الآلات المنطقية
التي تقوم بتنفيذ برامج حاسوبية معقدة والتي تشمل أيضا العديد من الحواسب القديمة
التي كانت موجودة قبل ظهور هذا المصطلح في بداية الستينات من القرن العشرين.صممت المعالجات بداية كمعالجات خاصة بتطبيقات معينة وكأحد
مكونات الحواسيب الكبيرة والتخصصية لكن ارتفاع تكاليف هذا الأسلوب من التصميم أدى
إلى إفساح المجال أمام ظهور معالجات رخيصة وقياسية متعددة الأغراض.هذه النزعة نحو التوحيد القياسي بدأت بالظهور في عصر
الحواسب المركزية (mainframe) ذات
الترانزستورات المنفصلة (discrete transistors) والحواسب الصغيرة (minicomputers) وتسارع مع انتشار الدارات المتكاملة حيث سمحت هذه الدارات بزيادة
تعقيد المعالجات وتصغير حجمها. أدى التوحيد القياسي والتصغير المستمر للمعالجات
إلى انتشارها الواسع وتجاوزها للتطبيقات التي انحصرت بالحواسب المتخصصة حيث دخلت
المعالجات المكروية في شتى مجالات الحياة المعاصرة من السيارات إلى أجهزة الهاتف
الخليوية وألعاب الأطفال.
وهو وصلة تصل وحدة المعالجة المركزية بلوحة الأم وتثبتها
بها وتأمن الوصلات الكهربئية لها. ومعظم الحواسيب المكتبية المستخدمة الآن تستعمل
مقابسا لوحدال المعالجة المركزية
SLOT
PGA
LGA
1-SLOT
حيث أن وحدة البروسيسور تثبت على لوحة إلكترونية مطبوعة متطاولة ويتم
إدخالها إلى شق الرمات وبطاقات التوسيع.
2- PGA
Pin
grid array = PGA
شبكه ابر مصفوفه
حيث أن وحدة المعالجة المركزية تحتوي في أسفلها مصفوفة من الإبر
التي تدخل إلى ثقوب موجودة داخل المقبس من دون الحاجة إلى قوة لإدخالها لكي لا
تُتنى الإبر. ثمى يتم مسك الدبابيس كي لاتفلت الوحدة.
3-LGA
(Land grid array = LGA)
شبكه سطوح مصفوفه
منذ عام 2007 إزداد استخدام مقابس شبكة سطوح مصفوفة ويزداد أنواع المقابس التي تستخدم هذا الشكل.
وهي تقنية أزالت الإبر عن وحدة المعالجة المركزية و وضعة مكان كل إبرة سطح معدني
ولذلك سمي سطوح وأصبحة الإبر موجودة على المقبس نفسه, ويتم التواص بضغط كل سطح على
الإبرة المقابلة لها في المقبس.
- اشهر الشركات المصنعه للبرسيسور
INTEL
هي من أكبر الشركات أمريكية المتخصصة برقاقات ومعالجات
الكمبيوتر، وهي التي اخترعت المعالج الدقيق x86 ،الذي في معظم الحواسيب الشخصية. تأسست الشركة في عام1968 كشركة
للإلكترونيات المتكاملة ومقرها في (سانتا كلارا، كاليفورنيا، أمريكا)، تأسست هذ
الشركة على يد روبرت نويس وغوردون مور. مقر الشركة في سانتا كلارا، كاليفورنياتنتج إنتل العديد من قطع الحاسوب منها اللوحة الأم (Motherbored)، قطعت الشبكات (Network cards)، ذاكرة الفلاش (Flash memory)، وكرت الشاشة، والمعالجات (CPU)، وغيرها من الأجهزة والقطع
التي تستخدم في الحاسوب. كان أول معالج (رقاقةَ المعالج الدقيقِ التجاريةِ) تم صنعه
في عام 1971.
وتعتبر إنتل من الشركات التي أسهمت في تطوير بروتوكولات الشبكات
ومن أشهرها إيثرنت
AMD 
شركة أمريكية متعددة الجنسيات يقع مقرها في صني فيل بولاية
كاليفورنيا. وهي تصنع وتطور وحدات المعالجة المركزية والتكنولوجيات المتعلقة بها
للأسواق العالمية والاستهلاكية. تم إنشاؤها في عام 1969 بواسطة مجموعة من المديرين
السابقين للشركة منهم جيري ساندرز، إد تيرني، جون كاري، سفن سيمونسن، جاك جيفورد،
بالإضافة لثلاثة أعضاء من فريق جيفورد وهم فرانك بوتي، جيم غايلز، لاري ستينغر.
تعتبر شركة أ.إم.دي هي ثاني أكبر مورد لمعالجات الحاسب الآلي
المبنية على نظام x86 والموزع
الثاني على مستوى العالم لبطاقات الرسوم الخاصة بالحاسب الآلي بعد أن سيطرت على
شركة إيه تي أي عام 2006.
مما يتكون البروسيسور ؟؟
يتكون البروسيسور من عدد من الوحدات الرئيسية هي :
وحدة التحكم والسيطرة (cu=control unit) :وهي الوحدة المسؤولة عن
التحكم بمسير البيانات داخل المعالج وتنسيق تبادلها بين أجزاء المعالج الداخلية ،
طبعا هذه الوحدة هي المتحكمة في عمل المعالج ، لذلك فهي ضرورية الوجود في كل معالج
، كما أنها جزء لا يتجزأ من المعالج ولا يمكن تطويرها.
وحدة الاتصال بالناقل (bus interface unit) : وهي
الوحدة التي تتحكم في نقل البيانات بين المعالج والاعضاء الاخرى المكونة للحاسوب ،
وخاصة الذاكرة العشوائية ، أي أنها تنظم مسير البيانات بين المعالج والأجزاء
الأخرى للحاسب.
وحدة الحساب والمنطق (alu=arithmetic and logic unit) :
وتقسم الى قسمين : أ - وحدة الأعداد الصحيحة : تقوم بمعالجة العمليات الحسابية
التي تتكون من أعداد صحيحة لا تحتوي على فاصلة عشرية ، تستخدم هذه العمليات في
التطبيقات الثنائية الابعاد مثل word ,powerpoint ومعظم
البرامج التي نستخدمها ، أي أن هذه الوحدة تستخدم من قبل التطبيقات الثنائية
الابعاد ، لذلك هي مهمة جدا لان معظم البرامج التي نستخدمها تعتمد على هذه الوحدة.
ب - وحدة الفاصلة العائمة (fpu=floating
point unit) : تقوم بمعالجة العمليات الحسابية التي تحوي فاصلة
عشرية ، تستخدم هذه الوحدة من قبل البرامج التي تعتمد على هذا النوع من العمليات
الحسابية مثل الالعاب الثلاثية الابعاد وبرامج التصميم الهندسي مثل autocad ، أصبحت هذه الوحدة مهمة جدا في
أيامنا هذه نظرا لان الالعاب الحديثة تعتمد في سرعتها على هذه الوحدة .
حديثا قامت الشركات المصنعة لبطاقات الشاشة بوضع مسرع يقوم
بتخفيف الاعتماد على وحدة الفاصلة العائمة من قبل الالعاب الحديثة.
المسجلات - : ذواكر صغيرة جدا
وسريعة جدا ، توجد داخل المعالج وذلك لحفظ الارقام المراد معالجتها من قبل وحدة
الحساب و المنطق ، حيث أنه لا يتم تنفيذ أي عملية في المعالج الا بحفظ معطياتها في
المسجلات لحين تنفيذها. طبعا المسجلات ذواكر مؤقتة (ram) ، من النوع الستاتيكي (sram=static ram) ، وهذا
هو السر في كونها سريعة جدا ، حيث أنها لا تحتاج الى معدل انعاش ( الانعاش هو
اعادة تقوية الاشارة الكهربائية "التي هي البيانات" ، والا فإن الذاكرة
ستفقد محتوياتها ، وهذه العملية تبطىء الذاكرة).
*طريقة عمل المعالج : المعالج حتى ينفذ
الاوامر فانه يتبع خطوات لتنفيذ الاوامر ، هذه الخطوات هي : 1يقوم المعالج بجلب الاوامر
المراد تنفيذها والمخزنة في الذاكرة العشوائية ، تسمى هذه العملية fetch.
2 بعد أن جلب المعالج الاوامر فانه
يقوم بتحديد البيانات اللازمة لتنفيذ هذه الاوامر وتسمى هذه العملية decode ، ثم يقوم المعالج بجلب
البيانات المطلوبة.
3 يقوم المعالج بتنفيذ الاوامر execute ومن ثم ارسال نتائجها الى
الذاكرة العشوائية.
طبعا سرعة المعالج لها أثر كبير في سرعة الحصول على نتائج
التعليمات ، وتقاس سرعة المعالج بالميجاهيرتز (mhz=mega
hertz) ، والمعالج له سرعتين :
أ - السرعة الداخلية (internal clock) : وهي سرعة تبادل البيانات داخل المعالج ، (أي عدد النبضات التي تستطيع أن
تصدرها أي وحدة داخل المعالج) ، مثلا اذا كان هناك معالج سرعته الداخلية 500
ميغاهيرتز ذلك يعني أن جميع وحداته الداخلية ترددها (أي سرعتها) 500 ميغاهيرتز
والتي تساوي 500000000 نبضة في الثانية الواحدة ، طبعا كلما زاد تردد المعالج
الداخلي زادت كمية الاوامر التي المتبادلة داخل المعالج وبالتالي تنفيذ عمليات
أكثر في الثانية الواحدة ، وذلك بالطبع سيزيد من سرعة الحاسب بشكل عام.
ب - السرعة الخارجية (external clock) : والتي تسمى system bus وهي
سرعة تبادل البيانات بين المعالج وبين الساوث بردج ، فمثلا المعالج بينتيوم 3
سرعته الخارجية 133 ميغاهيرتز ذلك يعني انه يسري بينه وبين الساوث بردج 133000000
نبضة في الثانية على كل بت من الناقل ، دعني أشرح ذلك بطريقة أوضح ، الناقل بين
المعالج و الساوث بردج يتكون من عدد من الخطوط النحاسية الدقيقة جدا (في جميع
المعالجات الحديثة عددها 64) يسمى كل واحد منها "بت" ، وكل نبضة تسري في
البت الواحد في الثانية الواحدة قادرة على نقل بت واحد من البيانات ، لذلك عندما
نقول أن التردد الخارجي لمعالج = 133 ميغاهيرتز ذلك يعني أنه تسري 133000000 نبضة
في كل بت في الثانية الواحدة ، فلو افترضنا أن عدد البتات = 64 فان كمية البيانات
التي تسري بين المعالج والساوث بردج في الثانية= (133000000 * 64) / 8 = 1064000000
بايت وتساوي 1.064 جيجابايت في الثانية . الغرض من ذلك بيان أهمية السرعة الخارجية
، فكلما ازدادت زادت كمية الاوامر والبيانات التي تصل الى المعالج وبالتالي زادت
من من فاعلية السرعة الداخلية للمعالج ، فلو أن معالج سرعته الداخلية سريعة جدا لكن
السرعة الخارجية بطيئة فاننا لن نستطيع الاستفادة من السرعة الداخلية للمعالج بشكل
كامل ، لأن كمية الاوامر والبيانات التي تصل الى المعالج أصلا قليلة والمعالج
يستطيع تنفيذ أضعاف هذه الكمية .
طبعا سرعة المعالج الداخلية والخارجية ليست كل شىء ، لأنه كلما
تقدم الزمن يضاف على المعالج بعض الميزات التي تزيد من سرعة المعالج دون الحاجة
الى زيادة السرعة للمعالج ، بعض هذه الميزات :
1- التدرج الفائق (superscalar) : وهي كون المعالج يحوي أكثر من خط
لتنفيذ العمليات ، فمثلا اذا وصل الى معالج يحتوي على خط معالجة واحد عمليتين في
نفس الوقت سوف يقوم خط المعالجة بتنفيذ الاولى ثم بعد الانتهاء منها يقوم بتنفيذ
الثانية ، لكن اذا وصلت هاتان العمليتان الى معالج يحوي خطي معالجة فاءن كل تعليمة
يتم تنفيذها في خط معالجة في نفس الوقت وبذلك نحصل على النتائج بشكل أسرع.
2- تقسيم خطوط المعالجة الى مراحل (pipelining) : أي أن خط المعالجة يتم تقسيمه
الى مراحل ، كل مرحلة تقوم بتفيذ جزء من العملية الى اتمام التنفيذ ، اليك المثال
التالي للتوضيح : لنفرض أن هنالك معمل لصناعة الطاولات الخشبية ، وأن الطاولة
تحتاج ال 4 خطوات لاتمامها ، وأن كل خطوة تتطلب 10 دقائق ، فلو أن هناك هناك عامل
واحد في المعمل فانه سوف يستغرق 40 دقيقة لاتمام الطاولة ، ثم يبدأ بصنع طاولة
أخرى ، أي أننا نحصل على طاولة واحدة من المعمل كل 40 دقيقة ، ولو افترضنا أن معمل
اخر يقوم بصنع الطاولات نفسها لكن هذا المعمل يحتوي عل 4 عمال ، كل عامل يقوم
بتنفيذ خطوة واحدة في صنع الطاولة ثم يعطيها للعامل الذي يليه ثم يستلم طاولة أخرى
وبعد تنفيذ خطوة واحدة فيها بعد 10 دقائق يمررها الى زميله وهكذا ، ذلك يعني أنه
كل 10 دقائق سوف نحصل على طاولة جديدة أي 4 طاولات كل 40 دقيقة بخلاف طاولة واحدة
كل 40 دقيقة في المعمل الأول. يمكن تشبيه ذلك بما يحصل في المعالج ، حيث أن العامل
هو المرحلة في خط المعالجة والطاولة هي التعليمة المراد تنفيذها .
طبعا هناك الكثير من الميزات التي أضيفت للمعالجات لكن تلك
أهمها.
* طرق اتصال المعالج باللوحة الام : المعالج في
الاصل شريحة صغيرة جدا "مساحتها بضعة مليمترات مربعة" من السليكون ، هذه
الشريحة يتم تثبيتها على أحد نوعين من الاغلفة :
1- يتم تثبيتها على غلاف بلاستيكي
مربع الشكل "وأحيانا تثبت داخله" ، يحوي هذا الغلاف في أسفله على ابر pins ، طبعا يتم وصل شريحة السليكون
بهذه الابر التي تتصل من الاسفل بمقبس المعالج ، يسمى هذا النوع من المعالجات socket processor.
2- يتم تثبيت هذه الشريحة على لوح
الكتروني طويل يشبه الكروت المختلفة ويتصل هذا اللوح بشق مخصص على اللوحة الام
ويسمى هذا النوع من المعالجات slot processor.
حديثا المعالجات جميعا من النوع socket
ولا يوجد slot .
قبل أن أنهي هذا الموضوع أحب أن ألمح الى أن هناك ذاكرة داخل
المعالج تسمى الكاش ميموري cache memory ، هذه
الذاكرة وظيفتها تقليل اعتماد المعالج على الذاكرة العشوائية لانها بطيئة ولا
تناسب سرعة المعالج ، لذلك فان الكاش ميموري تخزن البيانات المستخدمة بشكل متكرر من
قبل المعالج وهي التي تزود المعالج بها عندما يطلبها لانها سريعة جدا تناسب سرعة
المعالج (بالمناسبة هي من نوع sram) .
وفي النهاية أذكر أن كل معالج يختلف في بنائه الداخلي عن الاخر
، وكلما صدر معالج جديد فانه سوف يحتوي على بعض الوحدات الثانوية التي تزيد من
أداؤه ، فلو أحضرنا معالجين الاول بينتيوم3 والاخر بينتيوم 4 (والاثنان تقوم
بصنعهما شركة انتل INTEL التي
تشكل هي وشركة AMD أكبر
شركتين في تصنيع المعالجات )وكان تردد كل منهما 1400 فان البينتيوم 4 سوف يعمل
بأداء أعلى من البينتيوم3 بسبب اختلاف البنية الداخلية لكل منهما ، لذلك يجب الحذر
من هذه المسألة عند شراء حاسب جديد
اهلا بكم لا تنسونا با التعليقات
ردحذف