كل ما تريد معرفته عن المعالج أو وحدة المعالجة المركزية (CPU)

 

الكثير مِنَّا لا يعرف ما هو المعالج، وما هي وظائفه ومكوناته، وهذا المقال يوضح لنا كل هذا.

أولاً: ما هي وحدة المعالجة المركزية “CPU”:

  • هي الوحدة في الحاسب الآلي المسؤلة عن ترجمة ومعالجة التعليمات والأوامر التي تأتي من الهاردوير والسوفت وير، وتحويل هذه التعليمات لمخرجات ثنائية 0|1 يفهمها باقي أجزاء الحاسب، وهي من أهم مكونات الحاسب اللآلي.
  • تتكون وحدة المعالجة من ملايين الترانزستورات التي طبعت بتقنية “Photo-lithography” على رقاقة من السيليكون، هذه الترانزستورات تختزن البيانات على هيئة اللغة الثنائية 0|1 (binary language)، وهي اللغة التي يفهمها باقي مكونات الحاسب، مما يمكن المعالج من إجراء عمليات الحساب والمنطق.
  • يختزن البروسيسور المعلومات في الذاكرة على هيئة bytes، هذه المعلومات إما أن تكون بيانات أو تعليمات، إذا كانت بيانات فهي عبارة عن حرف أو عدد أو لون وهكذا، أما التعليمات فهي التي توجه المعالج لما يجب أن يفعله بالبيانات من عمليات مثل: الجمع والطرح وما إلى ذلك; ولتنفيذ هذه العمليات يوجد في وحدة المعالجة المركزية عدة مكونات.

arabtechub المعالج cpu

ثانيًا: ما هي مكونات المعالج:

  • وحدة الحساب والمنطق (Arthimic Logic Unit-ALU): توجد هذه الوحدة في قلب وحدة المعالجة المركزية، وهي مسئولة عن تنفيذ العمليات الحسابية مثل: الطرح والجمع والضرب وهكذا، وللعلم هذه الوحدة تعتمد على الجمع فقط في عمل باقي العمليات الحسابية، وتنقسم هذه الوحدة لعدة مكونات:
  1. وحدة الفاصلة العائمة: تمثل الفاصلة عائقًا كبيرًا أمام المعالج; حيث أنها تحتاج عمليات حسابية كبيرة وكثيرة جدًا مما يبطئ عمل المعالج; لذلك تم وضع هذه الوحدة خصيصًا لتسهيل حساب عمليات وضع الفاصلة العائمة.
  2. وحدة الأعداد الصحيحة: ويتضح وظيفتها من اسمها، وهي أهم وحدة في المعالج; حيث يتعامل الحاسب في أغلب الوقت مع الأعداد الصحيحة.
  3. وحدة المسجلات: وهي وحدات تقوم بتخزين البيانات أو التعليمات التي تعالجها وحدة الحساب والمنطق لحين معالجتها.
  • وحدة التحكم (Control Unit): هي أحد المكونات الرئيسية للمعالج حيث أنها الوحدة التي تجلب المعلومات من الذاكرة الرئيسية ليقوم المعالج بمعالجتها، ثم تقوم بإرجاعها إلى الذاكرة الرئيسية عند الانتهاء من معالجتها.

arabtechub المعالج cpu

 

ثالثًا: تمثيل لما يحدث عند معالجة البيانات:

 عندما تأتي تعليمة من السوفت وير، يقوم مؤشر التعلمية (instruction point) باكتشافها ثم يوجه جالب التعليمة (instruction fetch) إلى المكان الذي تم تخزين التعليمة به في الذاكرة; حيث يقوم جالب التعليمة بجلب التعليمة إلى مترجم التعلمية (instruction decoder) الذي يقوم بترجمة التعليمة وفك شفرتها لتفهمها وحدة الحساب والمنطق، ثم تقوم وحدة الحساب والمنطق بعد ذلك بعملها من معالجة للبيانات وهكذا حتى تتم معالجة جميع البيانات لتظهر لك النتيجة على شاشة الحاسوب، وكل تعليمة تمثل نبضة (Hertz) فكلما زاد عدد التعليمات التي يقوم البروسيسور بمعالجتها في الثانية زادت سرعة المعالج; حيث تقاس سرعة المعالج بالميجاهرتز لكل ثانية، وهذا ما يسمي بـ”Clock Speed”، فإذا كانت سرعة المعالجة مثلاً 2.5GHZ فإن البروسيسور يستطيع معالجة 2.5 بليون تعليمة في الثانية الواحدة.

رابعًا: محاور وحدة المعالجة (Cores):

  • لكل بروسيسور عدد من المحاور، ووجود معالج ثنائي المحور (dual-core) يعني أنه قادر على معالجة ضعف العدد من التعليمات التي يمكن أن يعالجها بروسيسور أحادي المحور أو النواة.
  • بعض المعالجات مثل: معالجات intel core i7 , i3 تحتوي على خاصية “Hyper-Threading”، والتي تضاعف عدد المحاور نظريًا أي أنه إذا كان هناك معالج ثنائي الوحدة فإنه يعمل كمعالج رباعي الوحدة بنفس القدرة، أي أن عدد التعليمات التي يتم معالجتها أصبح مضاعفًا.. معالجات intel core i5 لا تدعم هذه الخاصية.

خامسًا: معلومات هامة عن المعالج:

يوجد مكون هام جدًا من مكونات المعالج دائمًا ما نغفل عنه على الرغم من أهميته الكبيرة في تسريع عملية المعالجة وهو “Cache” وحدة تخزين مؤقتة مثل: الرام RAM ولكنها أسرع بكثير، وهي موجودة بداخل المعالج نفسه تقوم بتخزين البيانات لحين معالجتها، وتعتبر أفضل للمعالج في تخزين البيانات التي يتم معالجتها من الرام لأنها سريعة في تخزين وتبادل البيانات، وتقدر سعتها بالميجابايت، وكلما زادت سعة الكاش cache زادت كمية المعلومات التي يعالجها المعالج في نفس الوقت مما يسرع عملية المعالجة.

توجد أيضًا خاصية “Turbo Boost” والتي تزيد من سرعة البروسيسور “Clock Speed”; حيث أنه إذا ما كانت سرعته 2.5GHZ مثلاً فإنه يصبح 3GHZ وهكذا، هذه الخاصية متوفرة في معالجات intel core i5 , i7.

افضل بروسيسور

ليس من الشرط أن تعتمد أفضلية المعالج و قوته عن غيره على سرعته أو عدد المحاور وإنما تعتمد أفضلية البروسيسور أيضًا على ما يشغله المعالج من برامج; حيث أنه يمكن أن يتفوق معالج أبطأ في تشغيل برامج معينة.

  • للتعرف على ماهية كرت الشاشة وأجزاءه وكل شيء عن كرت الشاشة تفقد هذا المقال : (اقرأ هنا)