ما هو المعالج CPU |كورس مكونات الكمبيوتر

ما هوا المعالج أو وحدة المعالجة المركزية (CPU)

وحده المعالجه المركزية (CPU) او  العقل المدبر لجهاز الكمبيوتر ، ربما تكون قد سمعت عن هذا المصطلح التقني من قبل ،ولكن ما هو بالضبط ؟ما هوا المعالج وكيف يعمل ؟ سوف نجيب عن كل هذه الأسئلة فى هذا المقال ان شاء الله ،تابع ... 

أحيانا يتم تشبية المعالج او وحده المعالجة المركزية بالدماغ البشرى ،نظرا لأنة المتحكم المركزى فى جهازك الكمبيوتر مثلما يتحكم عقلك فى كل شئ فى جسدك ،كما أنه يرتبط به العديد من المعدات الطريفة  مثل الرام والهارد ديسك حيث يعمل المعالج  معهم جنبا الى جنب ،بما فى ذلك أجهزه الإدخال و الإخراج ، وفى أجهزة الحواسب الحديثة ،يتم احتواء وحدة المعالجة المركزية على شريحة دائرية متكاملة تسمى المعالج الدقيق او Microprocessor.

ما هى وحدة المعالجة المركزية وكيف تعمل ؟

وحدة المعالجة المركزية (بإلانجليزية: Central Processing Unit ) يتم اختصارها الى CPU، وهى عباره عن دائرإلكترونية متكاملة ومقعده جدا ، تقوم بمعالجة البيانات والأوامر وتشغيلها بإعطائها تعليمات للقيام بالعمليات والخوارزميات ، ويوجد وحدة المعالجة المركزية على اللوحة الأم للكمبيوتر ،ويوجد داخل وحدة المعالجة المركزية الآلاف بل ملايين من الترانزستورات المجهرية ،وهى عباره عن مفاتيح صغيرة تتحكم فى تدفق الكهرباء ونقل البيانات عبر الدوائر المتكاملة ،وتسمح لها  بتنفيذ الأجراءات التى يحتاجها لتشغيل البرامج المخزنة على ذاكرة النظام الخاص بك .كما انها  بوابات دقيقة يتم تشغيلها او إيقافها. 

تلعب سرعة وحدة المعالجة المركزية دورا كبيراً فى تحديد قوة جهازك الحاسوب وسرعة انجاز العمليات .

كيف يعمل المعالج ؟

تمثل الوظيفة الرئيسية للمعالج فى انه عندما تقوم بأدخال المدخلات من جهاز طرفى مثل (ماوس ،كيبورد ،طابعة ..إلخ ) او من برنامج على الكمبيوتر ،فيقوم المعالج بإخراج هذه المعلومات الى شاشتك او يقوم بتفيذ الأوامر التى تقوم بإعطائها للمعالج ، ويمكن للمعالج تنفيذ ملايين من العمليات فى الثانية الواحدة ،1) حيث يقوم المعالج بإحضار التعليمات من الذاكرة ،للمعرفة كيفية التعامل مع الأوامر والمدخلات ومعرفة التعليمات المقابلة لبيانات الإدخال التى يتلقاها ،وتعمل وحدة المعالجة المركزية مع ذاكرة الوصول العشوائى بإستمرار ،2) فك او ترجمة التعليمات الى نموذج يمكن ان تفهة وحدة المعالجة المركزية ، وهى لغة الآلة (النظام الثنائى ) .

3) ثم تقوم بعد ذلك بتنفيذ هذه التعليمات.

4) ثم تقوم المعالج بتخزين هذه الأوامر والبيانات التى حصل عليها من ذاكرة الوصول العشوائى ؛لإستراجاعها لاحقاً عن الطلب ،وهذا بإختصار فكرة عمل المعالج.

ما هى مكونات وحدة المعالجة المركزية ؟

يتكون وحدة المعالجة المركزية  من ثلاث عناصر مادية وهى :

1) وحدة الحساب والمنطق (ALU) 

توجد هذه الوحدة فى قلب وحدة المعالج، هي مسؤوله عن تنفيذ العمليات الحسابيه وفقا لتعليمات البرامج  مثل الطرح والجمع وضرب وهكذا.

2) وحده المسجلات (Registers)

وهي وحدات تقوم بتخزين البيانات او التعليمات التي تعالجها وحده الحساب والمنطق لحين معالجتها

3 )وحده التحكم والسيطره (Control Unit )

احد المكونات الرئيسيه للمعالج تتحكم وحده التحكم في جميع عمليات وحده المعالجه المركزيه ،حيث انها الوحده التي تجلب المعلومات من الذاكره الرئيسيه يقوم المعالج بمعالجتها ثم تقوم يرجعها الى الذاكره الرئيسيه عند الانتهاء من معالجتها

عوامل يجب التركيز عليها عند شراء المعالج 

1) الأنوية Cores 
سواء كنت ترغب فى تشغيل البرامج الأساسية والخفيفة او كنت ترغب فى تشغيل البرامج الثقيلة ، ف

تقوم كل نواة وحدة المعالجة المركزية بإجراء العمليات بشكل منفصل عن الأخرين ،وتعدد النواة يسمح بتنفيذ تعليمات متعددة فى وقت واحد ، وتعدد النواه مهم فى جعل البرامج تعمل بسلاسة لديك ، اذا كنت ترغب فى تشغيل تطبيقات متعددة فى وقت واحد او برامج كثيفة تعمل بالعديد من المهام فى وقت واحد فأنت بحاجة الى انوية متعددة فى جهازك حتى تستطيع بالقيام بهذه المهام.

2) المسارات Thread

المسارات او تعدد الخيوط وهى ليست موجوده بشكل مادى فى المعالج ولا تسطيع ان تراها لانها فى الأصل تقنية برمجية ، وهذه عباره عن مسارات تنتقل فيها البيانات او الأوامر من وجهتها من قطع الى اخرى. 

3) التردد Speed Frequency

لكل معالج تردد معين ويقاس الترد بالجيجا هيرتز (GHz) ويقصد به عدد العمليات التى يمكن للمعالج القيام بها فى الثانيةالواحدة وعلى سبيل المثال تعمل وحدة المعالجة المركزية التى تبلغ سرعتها 3.2 GHz على تنفيذ 3.2 مليار دورة فى الثانية الواحدة ، لذلك يساعد التردد العالى للمعالج على القيام بالعديد من العمليات بسرعة عالية مما يزيد من اداة جهازك لذلك يجب التركيز بشكل اساسى على تردد المعالج.

4) turbo boost 

وهى خاصية تقنية تقوم برفع تردد المعالج الأساسى الى تردد اعلى يسمى max Turbo Frequency وهوا اقصى تردد يستطيع المعالج العمل علية وهذه الخاصية ليست موجوده فى كل المعالجات ، بل موجوده فى المعالجات القوية ، ويتم تفعيل هذه الخاصية من اعدادات البايوس BIOS.

5) ذاكره التخزين المؤقت Cache

وهى ذاكرة مؤقتة داخل المعالج تقوم بحفظ البيانات التى تم طلبها عدة مرات من المستخدم او التى يحتاجها المعالج بشكل متكرر

الشركات المصنعة لوحدة المعالجة المركزية  للحواسب 

 نحن نقصد هنا معالجات مثل الكمبيوتر المكتبى واللابتوب ، ولا نتكلم هنا على الهواتف ،عندما نتحدث على الشركات المصنعة للمعالج فإننا نتحدث على اكبر شركتين تستحوذ على  السوق العالمى للمعالجات وهما شركة intel والمنافس الكبير لها وهى شركة AMD 

ما هى شركة إنتل Intel :

إنتل تعني "إلكترونيات متكاملة" او Integrated Electronics هي شركة تقنية أمريكية متعددة الجنسيات ، وهي من أكبر الشركات المتخصصة بصناعة رقاقات ومعالجات الكمبيوتر، يقع مقرها الرئيسي في سانتا كلارا ، كاليفورنيا ، في وادي السيليكون. اخترعها روبرت نويس. حصلت الشركة على براءه إختراع فى بنية المعالج x86 ،وانتجت عدة أصناف او عائلات مثل core  - pentium - xeon - Itanium(أشهرها وأكثرها إستخداماً)

ما هى شركة أى إم دى AMD:

AMD هى اختصار ل  "Advanced Micro Devices" وتعنى أجهزة ميكرو المتقدمة  ، وهي شركة أمريكية متعددة الجنسيات لأشباه الموصلات تقوم بتطوير معالجات الكمبيوتر ، يقع مقرها الرئيسي في سانتا كلارا ، كاليفورنيا. اخترعها جيري ساندرز ، جاك جيفورد ، جون كاري. بدأت في توفير معالجات x86 كشركة مصنعة للمصدر الثاني وأصبحت منافسًا لـ AM386.

 فى النهاية نحب ان نشكرك  على قراءه المقال ووصولك الى نهايتة ، ونأمل ان تكون قد استفدت من المقال وألا نكون قد اضعنا من وقتك ، ونتشرف بوجودك دائما فى هذه المدونة