ما هي معالجة الكمبيوتر؟

معالجة الكمبيوتر هي إجراء أو سلسلة من الإجراءات التي يقوم بها المعالج الدقيق، المعروف أيضًا باسم وحدة المعالجة المركزية (CPU)، في الكمبيوتر عند تلقي معلومات. وتُعد وحدة المعالجة المركزية نوعًا من “الدماغ” الإلكتروني لنظام الكمبيوتر، وتقوم بتنفيذ سلسلة من التعليمات التي يتم تغذيتها بواسطة البرامج المثبتة على محرك الأقراص الثابتة بجهاز الكمبيوتر وتحميلها في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

على الرغم من أن أنظمة الكمبيوتر الحديثة أصبحت أسرع وأكثر تعقيدًا من نظيراتها السابقة، إلا أنها لا تزال تؤدي نفس النوع الأساسي من معالجة الكمبيوتر.

في مستوى وظيفتها الأساسي، تتكون وحدات المعالجة المركزية (CPU) من مجموعة من الترانزستورات التي من خلال سلسلة من الحالات الكهربائية الثنائية من (0 و 1) أو “on” و “off” تؤدي العمليات الحسابية والمنطقية التي تضيف معًا ما يصل إلى القدرة على معالجة الكمبيوتر. تعمل التعليمات التي يتم تغذيتها إلى وحدة المعالجة المركزية بواسطة برنامج على تغيير حالات هذه الترانزستورات لإجراء عمليات حسابية للبرنامج. يتم عادةً إعادة هذه النتائج إلى ذاكرة RAM ليستخدمها البرنامج.

هناك أربع حالات متميزة تمر بها المعالجة من أجل إنتاج مخرجات بيانات ذات مغزى لأي برنامج. يشار إلى هذه الحالات عادةً باسم الجلب وفك التشفير والتنفيذ وإعادة الكتابة. الجلب (Fetch) هو الحالة الأولى التي يصل فيها الكمبيوتر إلى ذاكرته لاسترداد التعليمات، والتي تكون دائمًا سلسلة من الأرقام التي يمثلها رمز ثنائي. الكود الثنائي عبارة عن سلسلة من ثمانية بتات من الأرقام – سلاسل من 1 و 0 – والتي تمثل معًا “بايت” واحدًا من البيانات.

بعد إحضار هذه التعليمات، تقوم عملية المعالجة بفك تشفيرها (Decode). يتم الآن تقسيم التعليمات إلى أجزاء ذات معنى أو سلسلة من البايت بواسطة وحدة التحكم في وحدة المعالجة المركزية (CU). ثم يتم تنفيذ هذه التعليمات من قبل CU.

عندما تكون التعليمات حسابات رياضية معقدة، تعتمد وحدة المعالجة المركزية على وحدة المنطق الحسابي (ALU) لتنفيذها. في خطوة معالجة الكمبيوتر النهائية، يتم إعادة كتابة البيانات. يتم توجيهها مرة أخرى إلى الذاكرة لاستخدامها بواسطة البرنامج، أو يمكن تخزينها في سجلات الذاكرة داخل وحدة المعالجة المركزية نفسها لاستخدامها لاحقًا بواسطة البرنامج.

تدور خطوات المعالجة الأربع هذه عبر وحدة المعالجة المركزية بشكل مستمر، طالما تم تحميل البرنامج في الذاكرة وتشغيله في الكمبيوتر نفسه. تزداد سرعة دورات طاقة المعالجة بواسطة وحدات المعالجة المركزية (CPU) باستمرار حيث أصبحت أنظمة الكمبيوتر أكثر تقدمًا، وأصبحت أجهزة الكمبيوتر قادرة الآن على إجراء دورات معالجة جيجاهيرتز.

تعادل دورة جيجاهيرتز واحدة من المعالجة ما يعادل مليار مجموعة تعليمات يتم إجراؤها بواسطة وحدة المعالجة المركزية كل ثانية.

اقتراحات المُحرر

الوسوم