Transcript مكونات الحاسب

‫عمارة الحاسب‬
computer Architecture
‫يعنى هذا العلم ‪:‬‬
‫بدراسة تصميم مكونات الحاسب‬
‫عمارة الحاسب‬
‫عمارة املعالج في الحاسب‬
‫)‪(Processor Architecture‬‬
‫عمارة الحاسب من حيث‬
‫جميع املكونات التي تدخل‬
‫في بناء الحاسب‬
‫ما توقعاتك للفرق بين مستويات دراسة عمارة الحاسب ؟‬
‫لوحة النظام (‪)System Board‬‬
‫اللوحة األم‬
‫) ‪( MOTHER BOARD‬‬
‫ملاذا سميت باللوحة األم ؟‬
‫املعالج بالنسبة للحاسب‬
‫مثل العقل بالنسبة لإلنسان‬
‫إذن ‪ ...‬ما وظيفة املعالج ؟‬
‫وحدة املعالجة املركزية‬
Center Processing Unit (CPU)
‫مكونات املعالج‬
‫وحدة‬
‫وحدة الحساب‬
‫و املنطق‬
‫املسجالت‬
‫وحدة‬
‫تحكم‬
‫وحدة إدارة وحدات‬
‫أخرى‬
‫الذاكره‬
‫ما وظيفة وحدة الحساب و املنطق ؟‬
‫وحدة الحساب و املنطق‬
‫‪ : LOGIC UNIT‬إجراء العمليات الحسابية كالجمع‬
‫و الضرب و العمليات المنطقية كالمقارنة‬
‫‪ARITHMETIC AND‬‬
‫ما وظيفة وحدة التحكم ؟‬
‫وحدة التحكم ‪ : Control Unit‬وهي التي تتحكم في عمل‬
‫المعالج وتتكون من ‪:‬‬
‫‪ (1‬عداد البرنامج ‪ Program Counter‬يحتوي على‬
‫عنوان التعليمة التالية المفترض تنفيذها بعد استكمال تنفيذ‬
‫التعليمه الحاليه‬
‫‪ (2‬مسجل التعليمات ‪ Instruction Register‬يحتفظ فيه‬
‫بتعليمة البرنامج التي هي تحت التنفيذ‬
‫‪ (3‬وحدة تحليل التعليمات ‪ (Instruction Decoder‬هل هي‬
‫عملية حسابيه أم منطقيه ‪ ,‬وماهي ‪ ,‬أم عملية نقل بيانات )‬
‫ما وظيفة وحدة املسجالت ؟‬
‫املسجالت ‪Registers‬‬
‫يحتوي المعالج على مجموعه من المسجالت ذات‬
‫االستخدام العام لحفظ البيانات األوليه قبل تنفيذ‬
‫العمليات عليها أو حفظ نتيجة العمليات الحسابية‬
‫أو المنطقية‬
‫ما وظيفة وحدة إدارة الذاكرة ؟‬
‫وحدة إدارة الذاكره‬
‫‪(1‬‬
‫‪(2‬‬
‫‪(3‬‬
‫‪(4‬‬
‫‪Memory Management‬‬
‫التحكم في اتجاه حركة البيانات من وإلى الذاكره‬
‫توفير قنوات االتصال بالذاكرة وتشمل ‪ :‬مسار العنوان‬
‫‪Address Bus‬ومسار البيانات ‪Data Bus‬‬
‫توجيه المعالج إلى عنوان الذاكره التي توجد بها التعليمة‬
‫المطلوب تنفيذها‬
‫توجيه المعالج إلى عنوان الذاكره التي توجد بها البيانات‬
‫المطلوب معالجتها‬
‫كما أن هناك وحدات أخرى ‪:‬‬
‫تشمل مصدر للنبضات ‪ Clock‬ووحدة إدارة منافذ‬
‫اإلدخال و اإلخراج ( ‪ )I/O ports‬وغيرها من‬
‫الدوائر المسانده‬
‫عصف ذهني‬
‫مااملقصود بلغة اآللة‬
‫‪Machine Language‬‬
‫بعد االنتهاء قومي بلصق إجابتك في لوحة السمكة‬
‫لغة اآللة ‪Machine Language‬‬
‫الحاسب ال يفهم اال لغة اآللة ( ‪) 0 , 1‬‬
‫اذا كان الحاسب يقوم بتنفيذ برنامج في‬
‫لغة فيجول بيسك ستوديو أو غيرها من‬
‫التطبيقات‬
‫البد من تحويل تعليمات هذه البرامج‬
‫وكذلك البيانات المتعلقة بها إلى لغة‬
‫اآلله لكي يقوم المعالج بتنفيذها‬
‫كيف يعمل املعالج ؟‬
‫‪ (1‬يقوم عداد البرنامج والدائرة التي تتحكم في الذاكره بتوجيه المعالج‬
‫الى العنوان المناسب لتحميل التعليمه التاليه حيث يتم تحميلها‬
‫وحفظها في مسجل التعليمات‬
‫‪ (2‬تقوم دائرة التحكم في الذاكره بتوجيه المعالج الى العنوان المناسب‬
‫لتحميل البيانات المتعلقة بالتعليمة في الخطوة السابقه حيث يتم‬
‫تحميلها وحفظها في أحد المسجالت‬
‫‪ (3‬تقوم وحدة تحليل التعليمات بتحليل التعليمة الموجودة في مسجل‬
‫التعليمات وتحويلها الى خطوه واحده او عدة خطوات من العمليات‬
‫التي تقوم بها وحدة الحساب والمنطق‬
‫‪ (4‬تقوم وحدة الحساب والمنطق بتنفيذ العمليات الحسابيه او المنطقيه‬
‫على البيانات الموجودة في المسجالت بحسب ماتتطلبه التعليمة‬
‫المحمله‬
‫‪)5‬قد يكون من نتائج تنفيذ التعليمه السابقه حفظ بعض البيانات في الذاكره‬
‫أو إدارة جهاز خارجي متصل بالحاسب‬
‫‪)6‬تقوم الدائرة التي تتحكم في ذاكرة العمليات بتوجيه المعالج الى العنوان‬
‫التالي المحفوظ فيها التعليمة التالية‬
‫وتتكرر الخطوات السابقه الى ان يستكمل تنفيذ كافة البرنامج‬
‫املعالج الدقيق‬
‫امليكروبرسسر‬
‫‪Microprocessor‬‬
‫هو دائرة متكاملة تجمع في داخلها الدوائر االلكترونية التي‬
‫تدخل في بنية المعالج في الحاسب ويتم بناء هذه الدوائر‬
‫في نفس الوقت وعلى شريحة واحدة من السليكون‬
‫املعالج قديماً‬
‫املعالج حديثاً‬
‫ــ ان ابسط نوع من الميكروبسسر هو النوع البدائي المعروف بالمعالج‬
‫‪4004‬الذي انتجته شركة انتل عام ‪1971‬م‬
‫ويحتوي المعالج في بنيته الداخليه ‪16‬مسجالً وكانت سعة كل مسجل ‪4‬‬
‫بتات فقط كما أن وحدة الحساب والمنطق تنفذ العمليات على مدخالت‬
‫مكونة من ‪ 4‬بتات فقط‬
‫وتوصف بنية هذا المعالج بأنها ‪:‬‬
‫‪4-bits architecture‬ألن بنية جميع القطع األساسية داخل المعالج‬
‫كانت بسعة ‪4‬بتات‬
‫ــ لحل المشكله السابقه تبع ذلك تصنيع معالجات ذات بنية مكونه من‬
‫‪8-bits architecture‬‬
‫ـــ ثم تبع ذلك تصنيع المعالجات ذات بنية‪:‬‬
‫‪16-bits architecture‬‬
‫ـــ حاليا ً فان المعالجات الحديثة من فئات‪core i3 ,core i5,core i7‬‬
‫ذات بنية ‪64-bits architecture‬‬
‫التطور في تقنية امليكروبرسسر؟‬
‫ــ التطور في تقنية تصنيع أشباه الموصالت‪:‬ـ‬
‫بهدف تقليص حجم القطع االلكترونية بما يمكن من وضع‬
‫اكبر عدد منها في مساحة محددة من السليكون‬
‫ـــ تطوير الدائرة االلكترونية بحيث يمكنها العمل باستخدام‬
‫فرق جهد أقل‬
‫ـــ يتم تصنيع الميكروبرسسرات الحديثه بحيث تتضمن في‬
‫بنيتها الداخليه دوائر مسانده متعددة كانت في الماضي تصنع‬
‫في قطع منفصلة عن المعالج‬
‫ـــ زيادة سرعة النبضات ‪clock speed‬التي تتحكم في‬
‫تشغيل المعالج‬
‫‪ ‬قومي بمالحظة الصور التي أمامك ثم استنتجي مع زميالتك أن‬
‫امليكروبرسسر يدخل في عمارة معظم األجهزة الذكية ؟‬
‫‪ ‬ثم قمن بتدوينها في سبورة الفراشة‬
‫ــ من المعالجات المستخدمه في الحاسبات الشخصيه أو‬
‫المحمولة‬
‫‪ Pentium‬أو ‪ Celeron‬او ‪Core i5‬‬
‫ــ معظم المعالجات في الهواتف الذكية هي من فئة خاصة من‬
‫المعالجات يعرف ‪RISC‬مثل‬
‫المعالج ‪A7‬والذي قامت شركة ابل بتصنيعه وتقوم شركة‬
‫سامسونج بتصنيعه ويدخل في تركيب األجهزة الذكية من‬
‫شركة ابل مثل ‪ipad mini , iphone5s‬‬
‫مااسم أكبر شركة منتجة للميكروبرسسرات‬
‫املستخدمة في الحاسبات ؟‬
‫تعد شركتا انتل ‪ Intel‬و ‪AMD‬‬
‫)‪(Advanced Micro Devices‬‬
‫أكبر منتجين للميكروبرسسرات المستخدمه في الحاسبات‬
‫أثري معلوماتك‬
‫تم اختصار اسم الشركة من االلكترونيات المتكاملة‬
‫‪Integrated Electronics‬‬
‫انتل هي أكبر الشركات األمريكية المتخصصة برقاقات‬
‫ومعالجات الكمبيوتر ‪ ,‬تأسست الشركة عام ‪ 1968‬م كشركة‬
‫لاللكترونيات المتكاملة ومقرها في‬
‫( سانتا كالرا – كاليفورنيا – أمريكا)‬
‫تأسست على يد روبرت نويس وغورون مورو وتعتبر‬
‫شركة انتل من الشركات التي اسهمت في تطوير‬
‫بروتوكوالت الشبكات ومن اشهرها انترتت‬
‫بماذا تقاس سرعة املعالج ؟‬
‫بعدد العمليات في الثانية الوا حدة‬
‫تقاس بوحدة‬
‫الميجاهرتز )‪( MHZ‬‬
‫مليون عملية بالثانية‬
‫القيقاهرتز )‪( GHZ‬‬
‫بليون عملية بالثانية‬
‫الواجب‬
‫قومي برسم خريطة العقل الذهنية لدرس اليوم‬