وحدة المعالجة المركزية CPU
Download
Report
Transcript وحدة المعالجة المركزية CPU
الفصل األول
المعدات (الجزء األول)
د .زيد دشتي
جامعه الكويت – كلية العلوم – قسم علوم الحاسوب
[email protected]
Dr. Zaid Dashti
1
المعدات
Hardware
• يشير مصطلح المعدات ) (Hardwareالى األجزاء الملموسة من الحاسوب
كوحدة النظام ،والشاشة ،ولوحة المفاتيح ،والفأرة ،والكاميرا ،والطابعة،
ووحدات الذاكرة ،والقرص الضوئي ،والقرص الصلب ...وغيرها
Dr. Zaid Dashti
2
الحاسوب الشخصي
Personal Computers
• في العام 1981انتجت شركة IBMأول حاسوب شخصي
• هي الحواسيب التي نراها في المنازل والمكاتب والمدارس
• تعد من أشهر أنواع الحواسيب وارخصها ثمنا
Dr. Zaid Dashti
3
الحاسوب الشخصي
Personal Computers
• من أشهر أنواعها:
• الحواسيب الشخصية المتوافقة مع :IBM
• هي الحواسيب التي قامت شركات اخرى بتصنيعها وجعلتها متالئمة مع حواسيب IBM
• أغلبها تستخدم نظام التشغيل ويندوز Windows
• حواسيب :Apple
• يشير اليها البعض باسم Macوتستخدم نظام MacOS
• يحتاج الى اصدارات خاصة من البرامج وحتى االجزاء الداخلية اجب ان تكون مصممة الى
حد ما حتى يمكن توصيله نع هذا النوع من الحواسيب
Dr. Zaid Dashti
4
الحاسوب المحمول وحواسيب الجيب
Laptops and Palm Computers
• المساعد الرقمي الشخصي (Personal Digital Assistant )PDA
• يستخدم القلم أو لوحة مفاتيح مصغرة و الذي يستعمل من اجل تحديد المواعيد
و ارسال و استقبال البريد االلكتروني و تدوين المالحظات المهمة قبل
االجتماعات.
• يحتوي على ساعة وتقويما وآلة حاسبة
• يستطيع المستخدم من خالله استخدام معالج الكلمات والجداول االلكترونية
وممارسة اللعب
Dr. Zaid Dashti
5
الحاسوب المحمول وحواسيب الجيب
Laptops and Palm Computers
• الهاتف الخلوي :Mobile Phone
• هو جهاز اتصال الكتروني يعمل بمبدأ المناطق (الخاليا) ضمن شبكة السلكية
باستخدام االقمار الصناعية أو اشعاعات الراديو
• تستخدم الهواتف الخلوية لالتصال الصوتي ونقل الرسائل القصيرة النصية SMSاو
المدعمة بالوسائط كالصور والصوت والفيديو
• االن تزودنا هذه الهواتف بخدمة االتصال باالنترنت والتصف والبريد االلكتروني
Dr. Zaid Dashti
6
الحاسوب المحمول وحواسيب الجيب
Laptops and Palm Computers
• الهاتف الذكي :Smartphone
•
•
•
•
•
•
•
هو هاتف خلوي له قدرات مشابهة لقدرات الحاسوب
يمتلك نظام تشغيل
يمكنك تثبيت بعض البرمجيات
يحتوي على ذاكرة داخلية عالية مع القدرة على توسيعها لتخزين بيانات اكثر
ومعالجتها
يمكن من خالله االتصال باالنترنت واستخدام البريد االلكتروني
يحتوي على العديد من التكنولوجيا المتطورة مثل الكاميرا ،الراديو ،مشغل موسيقى
رقمي وقراءة المستندات
تحتوي بعضها على لوحة مفاتيح صغيرة او شاشات تعمل باللمس
Dr. Zaid Dashti
7
الحاسوب المحمول وحواسيب الجيب
Laptops and Palm Computers
• مشغل الوسائط المتعددة :Multimedia Player
• يمكن تخزين االغاني الرقمية والفيدية بعد تحميلها من الحاسوب من خالل معدات
وبرمجيات خاصة
• من اشهرها جهاز iPodالذي تنتجة شركة ،Appleويمتلك هذا الجهاز قرصا صلبا
تصل سعته الى 60جيجا وشاشة ملونه لعرض الفيديو
Dr. Zaid Dashti
8
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدة المعالجة المركزية :CPU
•
•
•
•
)(Microprocessor
تسمى ايضا بالمعالج الميكروي
تعد من اهم مكونات الحاسوب ،حيث تقوم بجميع الحسابات والعمليات
عند تنفيذ البرامج
تعتبر من الوحدات االساسية التي تحدد قدرة الحاسوب وسرعته والتي
تقاس بالميجاهرتز MGzاو الجيجاهرتز GHz
من الشركات التي تقوم بتصنيعها:
• شركة IBMاستخدمت معالج بنتيوم من انتاج Intel
• شركة Apple Macintoshاستخدمت معالجات Motorola
Dr. Zaid Dashti
9
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدة المعالجة المركزية :CPU
• تمتلك وحدات منفصلة لتنفيذ المهام وهي:
• وحدة التحكم :Control Unit
• تقوم بالتحكم والرقابة والتنظيم والتنسيق بين جميع الوحدات االخرى
• تتولى تفهم وتنفيذ العمليات المتعاقبة بدءا من نقل البيانات االزمة الى وحدة الحساب
والمنطق
• بعد اتمام العمليات المطلوبة ،تقوم بنقل النتائج الى مواقعها المحددة للتخزين
Dr. Zaid Dashti
10
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدة المعالجة المركزية :CPU
• تمتلك وحدات منفصلة لتنفيذ المهام وهي:
• وحدة الحساب والمنطق (:Arithmetic Logic Unit )ALU
• تقوم بالعمليات الحسابية Arithmetic Operationsاالساسية والعمليات مثل الجمع والطرح
والضرب والقسمة (مثال)A=10+5B :
• تقوم بالعمليات المنطقية Logical Operationsمثل المقارنات التي تسمح للحاسوب يتقييم
المواقف واتخاذ القرار (مثال)IF AVG >= 60 PRINT)“PASS”( :
Dr. Zaid Dashti
11
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدة المعالجة المركزية :CPU
• تمتلك وحدات منفصلة لتنفيذ المهام وهي:
• المسجالت :Registers
• عبارة عن مواقع تخزين خاصة عالية السرعه
• تخزن البيانات والمعلومات بشكل مؤقت ألستخدامها من قبل ALU
• هناك انواع مختلفة منها ولكل نوع مختص بتخزين نوع معين من البيانات
Dr. Zaid Dashti
12
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدة المعالجة المركزية :CPU
• تمتلك وحدات منفصلة لتنفيذ المهام وهي:
• النواقل :Busesوهي مجموعة من االسالم الدقيقة تربط وحدات الحاسوب
المختلفة وذلك لتمرير وتبادل المعلومات بين هذه الوحدات
• الصورة توضح مكونات CPU
Dr. Zaid Dashti
13
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• الذاكرة :Memory
• (وتسمى ايضا الذاكرة الرئيسية) حيث تخزن البيانات والتعليمات بشكل مؤقت
وانواعها هي:
• ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory )RAM
• ذاكرة القراءة فقط Read Only Memory
• ذاكرة BIOS
Dr. Zaid Dashti
14
أنواع الذاكرة
• ذاكرة الوصول العشوائي (:Random Access Memory )RAM
• تقوم بتخزين البيانات والمعلومات والبرامج (النشطة) بشكل مؤقت
• تتم كتابة البيانات عليها ومسحها باستمرار
• يمكن اخراج البيانات منها والتعديل عليها ثم اعادة تخزينها في الذاكرة
• عند تشغيل الجهاز يتم تحميل نظام التشغيل اليه كما يتم نسخ البرامج التطبيقية
وتحميلها في الذاكرة RAM
• تفقد محتوياتها عند فصل التيار الكهربائي ولذلك البد من حفظ عملك عند
فواصل زمنية دورية
Dr. Zaid Dashti
15
أنواع الذاكرة
• ذاكرة القراءة فقط :Read Only Memory
• ذاكرة صغيرة جدا تخزن البرمجيات للقراءة فقط مثل التعليمات االزمة
للحاسوب لكي يبدأ عملة عندما يتم تشغيلة والتي تسمى استنهاض ( Booting
)Up
• محتواها اليحذف عند فصل التيار الكهربائي
• الحاسوب ال يستطيع الكتابة عليها
Dr. Zaid Dashti
16
أنواع الذاكرة
• ذاكرة :BIOS
• رقاقة خاصة مثبتة على اللوح األم للقراءة فقط ROM
• تحتوي برمجية نظام االدخال/االخراج االساسي في الحاسوب
• مثال :تستخدم نسخ نظام التشغيل الى RAMعند تشغيل الحاسوب
Dr. Zaid Dashti
17
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدات التخزين :Storage Units
• تستخدم لتخزين البيانات والبرامج والنتائج بشكل دائم ويتم الرجوع اليها وقت
الحاجة
• من اهم وحدات التخزين هي االقراص الصلبة Hard Disksوالتي تعد من
اكثر اشكال التخزين استخداما
• القرص الصلب هو القرص الرئيسي في الحاسوب ويسع كمية هائلة من
البيانات حيث يخزن نظام التشغيل والبرمجيات التطبيقية
Dr. Zaid Dashti
18
األجزاء الرئيسية للحاسوب
The Main Parts of a Computer
• وحدات االدخال :Input Devices
• تستخدم الدخال البيانات واالوامر الى جهاز الحاسوب مثل لوحة
المفاتيح والفأرة
• وحدات االخراج :Output Devices
• تستخدم لعرض البيانات واألوامر التي تم ادخالها الى جهاز الحاسوب
• يمكن ان ياخذ االخراج شكل صوت (السماعات) وصورة (الشاشة)
Dr. Zaid Dashti
19
منافذ االدخال واالخراج
Input/Output Ports
• هي النهايات الموجودة خلف وحدة النظام
• تستخدم لوصل اجهزه خارجيه والطرفيات المختلفه مع جهاز
الحاسوب
Dr. Zaid Dashti
20
أنواع منافذ االدخال واالخراج
Types of Input/Output Ports
• الناقل التسلسلي العالمي (:Universal Serial Bus )USB
• له القدرة على ربط 127جهاز مع الحاسوب من خالل كيبل واحد
• ومن هذه االجهزه :الطابعة ،الكاميرا الرقمية ،والماسح الضوئي.
• المنافذ المتتالية :Serial Ports
• تنقل البيانات بشكل متسلسل الواحدة تلو االخرة من األجهزه التي تصلها
مثل جهاز المودم وتدعى COM1,COM2
Dr. Zaid Dashti
21
أنواع منافذ االدخال واالخراج
Types of Input/Output Ports
• المنافذ المتوازية :Parallel Ports
•
•
•
•
يوجد في المنفذ المتوازي 25فتحة
يستخدم لتوصيل الطابعة ،وهو اسرع من المنفذ التسلسلي
يرسل في الدفعة الواحدة 8بتات من البيانات
تدعى LPT1,LPT2
• منفذ الشبكة :Network Port
• هو المنفذ الذي يربط الحاسوب بالشبكة حيث يحتوي المقبس من االعلى على قطعه
بالستيكية اليد من ضفطها حتى تتمكن من وصله بالحاسوب
Dr. Zaid Dashti
22
أنواع منافذ االدخال واالخراج
Types of Input/Output Ports
• المنفذ الناري :FireWire
• يستخدم لتوصيل بعض االجهزةو مثل الكاميرا الرقمية والماسح الضوئي لتحسين
نوعية الصور واالفالم
• هو ناقل بيانات سريع جدا يستطيع نقل البيانات بسرعة تصل الى 800-400ميجابت
في الثانية
• ومن عيوبة ،مرتفع التكلفة ونادرا ما يتوافق مع الحواسيب القديمة
Dr. Zaid Dashti
23
العوامل مؤثرة على أداء الحاسوب
Computer Performance Factors
• يقصد بأداء الحاسوب ،سرعة انجاز CPUللتعليمات او العمل
المطلوب ،وهناك عدة عوامل تؤثر على أداء الحاسوب ومنها:
• تردد الساعة :Clock Speed
•
•
•
•
مكون أساسي في أي حاسوب
يرتبط مباشرة مع المعالج
يتحكم تردد ساعة الحاسوب بسرعة عمل المعالج فكلما زادت تردد
الساعة كلما زادت عدد التعليمات التي ينفذها CPUفي الثانية ومما
يؤدي الى زيادة في سرعة الحاسوب
يقاس تردد الساعة بالميجاهرتز
Dr. Zaid Dashti
24
العوامل مؤثرة على أداء الحاسوب
Computer Performance Factors
• حجم ذاكرة الوصول العشوائي:
• فكلما زادت سعة ذاكرة الوصول العشوائي كلما زادت سرعة جهاز الحاسوب
• يالحظ التغيير على سرعة الجهاز الكلية عند اضافة ذاكرة اضافية
• سرعة القرص الصلب:
•
•
•
•
تحدد سرعة االقراص الصلبة من خالل زمن الوصول الى البيانات الذي يقاص
بالميللي ثانية
كلما قل زمن الوصول ،زادت سرعة تخزين البيانات على القرص الصلب أو
استرجاعها منه
تقاس السعه التخزينية لالقراص الصلبة بالجيجابايت
الجيجابايت الواحد يساوي 1024ميجابايت
Dr. Zaid Dashti
25
العوامل مؤثرة على أداء الحاسوب
Computer Performance Factors
• مساحة القرص الصلب :Hard Disk Space
• البد ان تتوافر مساحة خالية كافية على القرص الصلب واال فان الحاسوب سيكون
بطيئا
• وينشئ نظام التشغيل Windowsما يسمى «بالملفات المؤقتة» على القرص الصلب
ليساعدها على العمل ،وتحذف هذه الملفات عند توقف Windowsعن العمل
Dr. Zaid Dashti
26
العوامل مؤثرة على أداء الحاسوب
Computer Performance Factors
• إلغاء تجزئة الملفات :Defragmenting Files
•
•
•
•
عند حذف البرامج ستنشأ فراغ بين الملفات والبرامج في القرص الصلب
عند ادخال معلومات جديد ،سوف يتم تخزينها في هذه الفراغات
والسترجاع المعلومات ،يقوم الحاسوب بالبحث عن االماكن المختلفة مما يقلل من
سرعة االداء
ولذلك ينصح بعمل الغاء التجزئة لترتيب الملفات والبرامج في جهازك ووضعها في
المكان المناسب مما يوفر مساحة اضافية على القرص الصلب
Dr. Zaid Dashti
27
العوامل مؤثرة على أداء الحاسوب
Computer Performance Factors
• نوع وسرعة المعالج :CPU Speed
•
•
•
•
تعد وحدة المعالجة المركزية المكون األهم الذي يلعب الدور الئيسي في تحديد سرعة
الحاسوب
تقاس سرعة هذه الوحده بالميجاهرتز او بالجيجاهرتز
كلما زادت سرعة المعالج كلما كانت سرعة الجهاز اعلى
كذلك المعالج المنخفض الجودة يستهلك الكثير من الطاقة مما يزيد من مشكالت
الحرارة ويؤثر على اداء الحاسوب
Dr. Zaid Dashti
28
العوامل مؤثرة على أداء الحاسوب
Computer Performance Factors
• عدد البرامج المشغلة في الوقت نفسة Number of Running
:Applications
• يقصد بتعدد المهام Multitaskingتشغيل عده تطبيقات دفعة واحدة مثل
Windows
• كلما زاد عدد التطبيقات الفعالة في الوقت نفسه كلما انخفض اداء الحاسوب اذ ان ذلك
بتطلب استهالكا اكبر للذاكرة
Dr. Zaid Dashti
29