- ما هو المعالج الدقيق؟
- تاريخ المعالجات الدقيقة
- ميزات المعالجات الدقيقة
- ما هو المعالج الدقيق؟
- وظيفة المعالج الدقيق
نفسر ما هو المعالج الدقيق ، وتاريخ وخصائص هذه الدائرة المتكاملة. أيضا ، ما هو عليه ووظائفه.
ما هو المعالج الدقيق؟
يطلق عليه المعالج الدقيق أو مجرد معالج إلى الدائرة المركزية المتكاملة لـ نظام الكمبيوتر، حيث يتم تنفيذ العمليات المنطقية والحسابية (الحسابات) للسماح بتنفيذ البرامج ، من نظام التشغيل حتى ال برنامج التطبيق.
يمكن أن يعمل المعالج الدقيق بواحد أو أكثر وحدة المعالجة المركزية (وحدات المعالجة المركزية) ، تتكون كل منها من سجلات ووحدة تحكم ووحدة حسابية منطقية ووحدة حساب النقطة العائمة (أو معالج رياضي).
وبالمثل ، فقد تم توصيله عمومًا عن طريق مقبس باللوحة الأم أو اللوحة الأم ، جنبًا إلى جنب مع نظام المشتت الحراري المكون من مواد تبديد حراري معينة و المعجببرودة (مروحة داخلية).
بينما يمكن أن يحتوي نفس المعالج الدقيق على واحد أو أكثر من النوى المادية أو المنطقية ، حيث يتم تنفيذ جميع أعمال الحساب ، يمكن أن يحتوي نظام الكمبيوتر نفسه على عدة نوى معالجات العمل بالتوازي.
ليس من السهل قياس أداء هذه المعالجات ، ولكن غالبًا ما يتم استخدام تردد الساعة (المقاس بالهرتز) للتمييز بين قوة أحدهما والآخر.
تاريخ المعالجات الدقيقة
ظهرت المعالجات الدقيقة كنتاج للتطور التكنولوجي لفرعين محددين: الحوسبة وأشباه الموصلات. كلاهما كانت بداياتهما في منتصف القرن العشرين ، في سياق الحرب العالمية الثانيةباختراع الترانزستورحيث تم استبدال الأنابيب المفرغة.
منذ ذلك الحين ، تم استخدام السيليكون لتوليد دوائر إلكترونية بسيطة ، مما أدى لاحقًا (بداية الستينيات) إلى إنشاء الدوائر الرقمية الأولى: منطق الترانزستور-المقاوم (RTL) ، منطق الصمام الثنائي الترانزستور (DTL) ، منطق الترانزستور-الترانزستور ( TTL) والمنطق التكميلي للباعث (ECL).
ستكون الخطوة التالية نحو المعالجات الدقيقة هي اختراع الدوائر المتكاملة (SSI و MSI) ، مما يسمح ببدء تجميع وتصغير المكونات. الآلات الحاسبة الأولى لاستخدام هذا تكنولوجيا ومع ذلك ، فقد تطلبوا ما بين 75 و 100 دائرة متكاملة ، وهو أمر غير عملي. وبالتالي فإن الخطوة التالية في تقليص حجم العمارة الحسابية كانت تطوير المعالجات الدقيقة الأولى.
كان أول معالج هو Intel 4004 تم تصنيعه في عام 1971. وكان يحتوي على 2300 ترانزستور ومعه 4 فقط بت يمكن أن تؤدي السعة 60.000 عملية منطقية في الثانية ، بتردد ساعة 700 هرتز. ومنذ ذلك الحين ، استثمر السباق التكنولوجي في تطوير رقائق ميكروية أفضل وأكثر قوة: 8 بت و 16 بت و 32 بت و 64 بت . ، تصل حاليًا إلى ترددات أعلى من 3 جيجاهرتز.
ميزات المعالجات الدقيقة
يمنع التخزين المؤقت استخدام ذاكرة الوصول العشوائي دون داع.
تشبه المعالجات الدقيقة ملف الحاسوب مصغر رقمي ، لذا فهو يعرض بنيته الخاصة ويؤدي العمليات في إطار برنامج تحكم. تتكون هذه العمارة من:
- مغلفة طلاء سيراميكي يغطي السليكون ويحميه من العناصر (مثل الأكسجين في هواء).
- مخبأ. نوع من الذاكرة فائقة السرعة متاح للمعالج ، لذا فهو لا يستخدم الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيب ولكن عند الضرورة ، منذ ذلك الحين على مستويات مختلفة من مخبأ يتم حفظ البيانات المستخدمة للاسترجاع الفوري.
- معالج الرياضيات. تسمى وحدة الفاصلة العائمة ، وهي جزء من المعالج يتعامل مع العمليات المنطقية والرسمية.
- السجلات. ذاكرة عمل قصيرة في المعالج ، مصممة لتتبع تشغيله وظروفه.
- الموانئ القنوات التي تسمح للمعالج بالاتصال بملف معلومة مع باقي مكونات النظام.
ما هو المعالج الدقيق؟
المعالجات الدقيقة هي "عقل" الكمبيوتر: مركزه المنطقي للعمليات الحسابية والمنطقية ، حيث سيتم تنفيذ جميع برامج النظام ، سواء تلك الخاصة بنظام التشغيل أو التطبيقات التي ينفذها الكمبيوتر. اسم المستخدم. هناك أيضًا المنطق الثنائي لوصول النظام والذاكرة. بمعنى: المعالج هو المحرك المعلوماتي للكمبيوتر.
وظيفة المعالج الدقيق
يعمل المعالج الدقيق على أساس سلسلة من التعليمات الأولية المبرمجة مسبقًا والمخزنة في شكل كود ثنائي. سيتم تنظيم هذه التعليمات في الذاكرة الرئيسية ، ويتم تقديمها وفقًا لعدة مراحل ، وهي:
- الجلب المسبق. أو القراءة المسبقة للتعليمات من الذاكرة الرئيسية للنظام.
- أحضر. إرسال التعليمات المحددة إلى وحدة فك التشفير.
- فك. ترجمة التعليمات إلى سلسلة من العمليات التي سيتم تنفيذها ، وقراءة المعاملات اللازمة للقيام بذلك.
- تنفيذ. استكمال تدريب مكونات النظام.
- جاري الكتابة. حفظ النتائج في الذاكرة الرئيسية أو السجلات.
يتم تنفيذ هذه المراحل في عدة دورات وحدة المعالجة المركزية ، وتعتمد مدتها على التردد الذي يعمل به المعالج الدقيق.