مكونات المعالج : أهم 4 أجزاء مصرح عنها من قبل الشركات

مكونات المعالج هي محط اهتمام علماء الهندسة العكسية , إذ تشير إلى عمليات معقدة للغاية يصعب العثور عليها بالتفصيل.

وأما في ظل انتشار أغراض الاستخدام المتعددة للمعالج. كان لا بد من تطوير يخضع لأعظم اختبارات التقنية في العالم.

وبالتالي فإن مكونات المعالج أعقد مما يظنه هواة الحاسوب.

حيث أن أهم ما تتميز به المعالجات سواء كانت قديمة أم ذات طراز حديث هو أنظمة الدوائر المتكاملة.

مع ذلك لا يزال من الصعب رؤية ما تقوم به تلك الدوائر في العين المجردة , حتى وإن حدث ذات يوم سوف نغفل عن الكثير من عمليات المعالجة المبهمة!.

عادة ما تسمى مكونات المعالج بالبنية الدقيقة التي خضعت لآلاف الاختبارات عبر رقائق الدوائر المتكاملة.

ماهي مكونات المعالج في الحاسوب؟

• وحدة المنطق الحسابي ALU.
• وحدة النقطة العائمة .FPU
• السجلات.
• ذاكرة الكاش أو المخبأ.

وحدة المنطق الحسابي ALU

تعتبر وحدة المنطق الحسابي جزء أساسي من مكونات المعالج ، على سبيل المثال فهي تعمل على تنفيذ مجمل العمليات الحسابية والمنطقية على مد بصر العمل الحسابي.

تقوم وحدة المنطق الحسابي بشتى عمليات التطبيق وفقا لتعليمات حاسوبية. منها مرحلتين AU وحدة حسابية ووحدة منطقية LU.

على سبيل المثال فإن لكل نقطة ثابتة وحدة معالجة. ولكل فاصلة عائمة وحدة معالجة.

و بالتالي سميت FPU معالج المساعد الرقمي.

من مكونات المعالج (وحدة النقطة العائمة)

بحسب ما تشير إليها العامية فهي من مكونات المعالج الرياضي المساعد. أو هي مرادفة جهاز حاسوب الأكثر انتشارا حيث يقوم بعمليات الفاصلة العائمة.

تدل الفاصلة العائمة بأبسط مفاهيمها على عمليات الجمع والطرح والقسمة والجذر التربيعي.

على سبيل المثال ، يمكن لبعض وحدات FPU أن تقوم بأداء وظائف حسابات أكثر تقدما.

نأخذ بعين الإعتبار الحسابات الأسية أو حتى المثلثات ، التي يكثر استخدامها في معالجة الرسم.

على الرغم من عدم ثبات الدقة في تلك الحسابات. إلا أن كاهل العمل يدور حول كتابة البرامج ووظائفها إن صح التعبير.

يتم الإعتماد على عمليات النقطة العائمة كونها معيار أساسي في بناء مكونات المعالج ، و بالتالي يصعب التخلي عنها.

السجلات

يمكن الإشارة إليها على أنها أحد مكونات المعالج التي تقتصر على تضمين الذاكرة اللحظية أو المباشرة في وحدة CPU.

و بالتالي يتم الاستعانة في السجلات من أجل تخزين البيانات ومعالجتها عند تنفيذ العمليات.

على سبيل المثال ، يمكن أن يحتوي السجل الواحد على عناوين تخزين أساسية مثل التعليمات. أو تسلسل البتات أو الأحرف الفردية.

لكل سجل قلابات متعددة ، وهي بالمجمل عبارة عن دوائر إلكترونية قادرة على تخزين بت واحد من المعلومات.

و بالتالي لا يغفل الكثير عن البيانات الثنائية التي هي أساس مكونات المعالج 0 أو 1.

حيث تمكن عملية جمع القلابات إلى تخزين قيم ثنائية أكبر فأكبر ، لتصل إلى البايتات أو حتى الكلمات.

لا شك بأن السجلات تحتوي أيضا على دوائر متعلقة بمنطق التحكم. على سبيل المثال فهي تسمح بتنسيق دفق البيانات داخل وحدة المعالجة المركزية.

بالإضافة إلى تحويل العمليات الحسابية إلى بيانات وتوجيهها نحو مواقع محددة داخل السجل.

ذاكرة المخبأ (الكاش)

و تشير إلى ذاكرة التخزين المؤقت ، وهي ذاكرة تستخدمها وحدة المعالجة المركزية لتقليل متوسط تكلفة المعالجة مثل الوقت والطاقة.

على سبيل المثال ، غالبا ما تستغرق مكونات المعالج وقتا في تجميع البيانات من وسائط التخزين الدائمة أو حتى ذاكرة رام.

لذلك تعمل ذاكرة المخبأ على تكوين نسخة احتياطية. وبالتالي الرجوع إليها بشكل متكرر ما يدل بالفعل على تقليل الوقت وتكلفة استهلاك الطاقة.

تتميز ذواكر المخبأ حديثة التصميم بوجود مستويات متعددة على شكل تسلسل هرمي.

على سبيل المثال لا الحصر ، مستويات L1 ,L2 L3 , L4.

ولكل مرحلة تخزين مستويات مختلفة وبيانات محددة غير مكررة في مرحلة أخرى.

ذاكرة كاش كصديق دائم لـ مكونات المعالج

لقد كانت الأجهزة القديمة مدمجة بذاكرة المخبأ ، حتى أنها كانت جزء أساسي من وحدة المعالجة المركزية.

على نحو آخر ، كان أول ظهور لها على معالجات IBM و ATLAS في الستينيات من القرن الماضي.

على سبيل المثال ، وعلى عكس ما وصلت إليه تقنية اليوم. كانت مكونات المعالج القديمة تحتوي على مستوى واحد فقط منها.

مع ذلك ونظرا لمدى أهميتها ، تم استخدامها بشكل دائم في مطلع الثمانينيات لتصبح رائجة الصنع مع معالجات IBM 801.

المراجع

1. ^ What is Processor: Components and Types.
2. ^ arithmetic-logic unit (ALU).
3. ^ .Floating-point unit
4. ^ What is a Register in Processors/CPUs?.
5. ^ CPU cache.