وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit
أهمية الـ CPU:
إن وحدة المعالجة المركزية ( Central Processing Unit CPU) تعتبر عقل الحاسب حيث إن العمليات الحسابية تتم بداخلها . و تسمى أيضا بالـ Processor
عمل الـ CPU:
لأداء مهمة ما باستخدام الحاسب يجب إدخال Data و Instructions . إن Instruction تصمم لأداء مهمة معينة مثل العمليات الحسابية و نقل الـ Data و إنجاز عمليات الإدخال والإخراج . برنامج الحاسب عبارة عن مجموعة من Instruction
خلال تنفيذ البرنامج يتم تحميل Data من Memory أو تخزينها في Memory. يمكن النظر إلى Memoryعلى أنها مجموعة من العناوين ، كل عنوان يستخدم في تخزين Data أو Instruction
يتكون CPU من registers, Arithmetic Logic Units (ALU), and a Control Unit (CU)
Registers عبارة عن مجموعة من مواقع الذاكرة تستخدم في التخزين المؤقت للقيم المراد معالجتها
ALU هي المسئولة عن العمليات الحسابية و المنطقية
CU تستخدم في التحكم في معالجة Instruction ونقل الـ Data وكذلك في إعطاء إشارات التحكم مثال على ذلك تحديد instruction التالية المراد تنفيذها في البرنامج .
المواصفات التي تؤخذ في الاعتبار عند شراء Processor:
1- السرعة (Speed)
سرعة processor هي عدد التعليمات التي يمكن أن يؤديها المعالج في الثانية و تقاس بمعدل نبضات الساعة ( Clock pulse ) وهو ما يعرف بـ MHz أو GHz
2- حجم الكلمة (Word size):
يقصد بها عدد البتات للأرقام أو القيم الذي يمكن للمعالج أن يتعامل معهم في المرة الواحدة. أو فمثلا هناك معالجات تستطيع معالجة أرقام كل منها مكون من 16 بت وتسمى معالجات ذات 16 بت ( 16-bit microprocessor ) . وكلما كان المعالج ذو عدد بتاتا كثر كلما أدى إلى أن يكون المعالج سريعا .
3- سرعة الناقل الأمامي FSB ( Front side bus speed )
الناقل الأمامي هو المسار الواصل بين المعالج والمكونات المهمة الأخرى مثل الذاكرة وكروت التوسعة . سرعة الناقل الأمامي تقاس بـ MHz آو GHz . وكلما زادت هذه السرعة كلما زادت كمية البيانات المتناقلة بين المكونات الأخرى .
4- Cache memory
هي ذاكرة خاصة بالمعالج ، تستخدم في التخزين المؤقت للبيانات و التعليمات التي يحتاج المعالج باستمرار بدل استدعاءها من الذاكرة الرئيسية وبالتالي فإن تخزين البيانات داخل هذه الذاكرة يسرع عمل الحاسب ، و بالتالي كلما زاد حجم هذه الذاكرة كلما كان زادت كفاءة عمل المعالج . وتقاس MB أو KB.
5- Architectures
يمكن المقارنة بين المعالجات على أساس تصميم وبناء المعالج أما من حيث طريقة عملية المعالجة او البناء الهيكلي للمعالج . وهنا نتطرق إلى بنود المقارنة التالية :
1- نوع تعليمات المعالج
هناك صنفين من أنواع التعليمات وهي :
أ. Reduced Instruction Set Computer (RISC)
تستخدم مجموعة صغيرة من التعليمات التي صُممت ليتم تنفيذها سريعًا
ب. Complex Instruction Set Computer (CISC)
تستخدم عدد كبير من التعليمات المعقدة مما يؤدي إلى خطوات أقل لكل عملية.
2- Multi-core
في الآونة الأخيرة تم تصنيع معالجات تحتوي على أكثر من core في شريحة واحدة وكأنه هناك أكثر من معالج موجود على اللوحة الأم بحيث يصبح المعالج قادر على معالجة أكثر من عملية في نفس الوقت. وبالتالي هناك أنواع من المعالجات حسب عدد core :
Single core CPU : يحتوي المعالج على core واحد فقط يقوم بعملية المعالجة ، و قد تحتوي اللوحة الأم على أكثر من مكان لوضع أكثر من CPU لزيادة كفاءة أداء الحاسب.
Dual Core CPU : يحتوي على 2 cores في نفس المعالج حيث يقومان بعملية المعالجة في نفس الوقت
ويوجد أيضا Triple Core CPU and Quad Core CPU
6- Intel Hyper-Threading
تقنية لتنفيذ أكثر من جزء من برنامج في نفس الوقت . هذا يجعل الحاسب يعمل وكما يحتوي على أكثر من معالج
7- Overclocking
تقنية تستخدم في زيادة سرعة المعالج عن سرعته الطبيعية ولكن هذه الخاصية قد تؤدي إلى ضرر بـ processor
8- MMX
مجموعة من التعليمات الخاصة بالـ Multi-media توجد في معالجات intel وهي تساعد زيادة كفاءة الحاسب عند التعامل مع الـ Multi-media
أنواع المعالجات:
أشهر الشركات المصنعة للمعالجات هي intel و AMD ، أفضل المعالجات قد تكون من شركات مصنعة مختلفة و لكنها تؤدي نفس الوظائف الأساسية .
أنواع Socket:
يسمى المكان الذي يوضع فيه المعالج على اللوحة الأم بالـ socket ، تختلف أنواعها حسب الشركة المصنعة للمعالج
:Intel
LGA 775 هو أشهر socket المستخدم مع معالجات Intel و كذلك 478socket . و المعالجات Xeon, Pentium M and the Core Duo processors كل له socket يختلف عن الآخر
تبريد جهاز الكمبيوتر:
هناك ارتباط مباشر بين زيادة سرعة المعالج والحرارة الخارجة منه. فكلما زادت سرعة المعالج ارتفعت حرارته . و المشكلة أنّ الحرارة قاتل حقيقي للإلكترونيات . ولتفادي هذه المشكلة فإنه يجب وضع مايسمى بـ heat sink و fan على المعالج للمحافظة على برودة المعالج .
كذلك يتم وضع Fan case لتبريد بقية المكونان وقد يكون هناك أيضا Fan لـ لكرت GPU أي كرت الشاشة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق