المزيد من المعلومات

المزيد من المعلومات

يجب ان تعلم ان معالج الحاسوب او المعالجات بشكل عام ليست قطعة واحدة إنما هي العديد من الأجزاء و المكونات لتعمل فيما بينها لمعالجة البيانات وسنذكر في هذا المقال مكونات المعالج :

ما هي مكونات المعالج ؟

مكونات وحدة المعالجة المركزية هي:

‏وحدة المنطق الحسابي (ALU)

⭕ وحدة المنطق الحسابي هي جزء من وحدة المعالجة المركزية التي تنفذ العمليات الحسابية والمنطقية على المعاملات في كلمات تعليمات الكمبيوتر في بعض المعالجات يتم تقسيم ALU إلى وحدتين:

1️⃣ وحدة حسابية (AU)

2️⃣ وحدة منطقية (LU)

 ‏وحدة التحكم (CU)

⭕ توجه العمليات و الذاكرة والوحدة المنطقية وأجهزة الإخراج والإدخال للكمبيوتر حول كيفية الاستجابة لتعليمات البرنامج

‏السجلات Registers

⭕ الذاكرة عالية السرعة الموجودة داخل وحدة المعالجة المركزية يتم استخدامها بواسطة المعالج لتخزين كميات صغيرة من البيانات المطلوبة أثناء المعالجة، مثل:

1️⃣ عنوان التعليمة التالية التي سيتم تنفيذها

2️⃣ التعليمات الحالية التي يام تحليلها

3️⃣ نتائج الحسابات

‏Cache

⭕ ذاكرة التخزين المؤقت هي مقدار صغير من ذاكرة الوصول العشوائي عالية السرعة (RAM) التي يتم إنشاؤها مباشرة داخل المعالج يتم استخدامه للاحتفاظ مؤقتًا بالبيانات والتعليمات التي من المحتمل أن يعيد المعالج استخدامها

Buses

⭕ هي وصلة داخلية عالية السرعة تستخدم لإرسال إشارات التحكم والبيانات بين المعالج والمكونات الأخرى

 ‏Clock

⭕ تستخدم للتنسيق بين جميع مكونات الكمبيوتر

ترسل الساعة نبضًا كهربائيًا منتظمًا يزامن (يحافظ في الوقت المناسب) على جميع المكونات ويُعرف تردد النبضات بسرعة الساعة Clock speed

ويتم قياس سرعة الساعة بالهرتز Hertz، يمكن تنفيذ المزيد من التعليمات كلما زاد التردد وتُستخدم مكونات وحدة المعالجة المركزية هذه في عمل المعالج الدقيق

ما معنى الترابط في المعالج Hyper-threading  ؟

كما نعلم جميعاً، وحدة المعالجة المركزية “Central Processing Unit” أو اختصاراً “CPU” هي الدماغ في جهاز الكمبيوتر الخاص بنا والذي يُنفذ كل الأعمال الحسابية؛ وبما أن التكنولوجيا تنمو بسرعة كبيرة للغاية، وحدة المعالجة المركزية الآن تأتي متعددة النوى و بميزة الترابط Hyper-threading “مسارات معالجة متعددة”.

كيف يعمل الترابط في المعالج ؟

عند تمكين الترابط، كل “معالج منطقي _ logical core” قادر على العمل بشكل مستقل ويمكن أن يتوقف عند الانتهاء، حيث سيعمل ويتوقف بشكل منفصل عن باقي الأنوية التي تتشارك نفس الميزة.
خلال هذه العملية، عندما يتوقف واحد من المعالجات المنطقية يمكن للآخر تولي العمل عن هذه النواة المتوقفة.

الترابط Hyper-threading

يسمح للمعالج بتولي المزيد من المهام وتنفيذ الأوامر في وقت واحد، إذ يقوم بعمل تحسيات على مستوى المعالج حيث يمكن أن لا تدرك الفرق في اليوم الأول للاستخدام، ولكن في حالة استخدام الحاسوب لأمور التصميم و برامج المونتاج الثقيلة ستلاحظ الفرق لأن هذه البرامج ستأخذ القدر الأكبر من المعالج ويمكن أن تزيد سرعة المعالجة عن 25% في حالة استخدام ميزة الترابط Hyper-threading في المعالج.

هل CPU هوا نفسه GPU ؟

في الحقيقة أنهما متشابهين نوعا ما باللفظ و قد يكونا متشابهين في المهام فالشيء المشترك بينهما هوا أنهما وحدتين للمعالجة ولكن ال CPU مخصص للمعالجة الحسابية و المنطقية و التجميع بينما ال GPU مخصص للمعالجة الرسومية والتمثيل الجرافيكي وعمليات المحاكاة الوهمية .

ما هو الـ CPU ؟

الـ CPU و هي إختصار لعبارة “Central Processing Unit” وإختصارا يتم وصفها بالمعالج أو الـ Processor، و إن ترجمناها للعربية فهي “وحدة المعالجة المركزية”، وحتى نضع المفاهيم في أبسط حالاتها ولا ندخل في تعقيدات الـ “Microprocessors” والـ “Transistors” التي تكوِّن المعالج، فهي ببساطة أداة ضرورية في الحاسوب، و يمكننا أن نقول هي عقل الحاسوب؛ يقوم المعالج بمعالجة البيانات التي تقوم بها في حاسوبك، فبدون المعالج لا يمكن إجراء أي عمليات على الحاسوب إطلاقا لذلك وجب على المعالج أو الـ CPU أن يكون قوياً من أجل التعامل مع البيانات الكبيرة بسلاسة.

يتم تركيب الـ CPU على اللوحة الأم، و يقوم الـ CPU بمعالجة البيانات المارة له مباشرةً من ذاكرة الحاسوب العشوائية أو الـ RAM، وإذا كان هذا المكونان ذوي قدرا وبسعتين كبيرتين فسيوفران لك إستخداماً سريعاً للحاسوب، و إذا ما تشنج الحاسوب أو توقف عن العمل، فالغالب المشكل من المعالج الغير قادر على معالجة بيانات محددة أو يأخذ وقتاً في معالجتها.
لذلك و إختصاراً، المعالج هو عقل الحاسوب الذي يعالج البيانات المارة له أثناء الإستخدام، وهو منفصل و يتواجد في لوحة الأم الخاصة بالحاسوب.
من أهم الشركات المُصنعة للـ CPU يوجد كل من Intel و كذا AMD.

ما هو الـ GPU ؟

الـ GPU و هي إختصار لعبارة “Graphical Processing Unit” أو وحدة معالجة الرسوميات، و هو أيضاً معالج مختص في معالجة البيانات و الحسابات الكبرى، لكن الإضافة هنا هي الـ Graphical، إذ يستطيع الـ GPU أيضاً التعامل مع البيانات “الجرافيكية” بشكل أفضل و توفيرها بدقة عالية

و نحتاج إلى مثل هذه الخاصية في الألعاب على سبيل المثال، فتشغيل لعبة ضخمة بجرافيك عالي تحتاج إلى GPU بالتأكيد وذلك لمعالجة البيانات الجرافيكية للعبة، وكذلك أثناء التعامل مع الفيديوهات بدقة عالية مثل 4K و غيرها، يختلف الـ GPU حسب أنواع البطاقات المتوافرة في السوق، لكن الحديثة منها قوية و توفر جرافيك خيالي و يمكنك ملاحظة ذلك جلياً أثناء لعبك للألعاب أيضاً.
من أهم الشركات المصنعة للـ GPU نجد Nvidia على رأس القائمة، وأيضا Intel .

ما هو كرت الشاشة أو GPU ؟

GPU هي اختصار Graphic Processing Unit اي وحدة المعالجة الرسومية و هي جزء في الحاسوب او الهاتف المحمول  مختصة في معالجة الجرافيك وعرض رسومات الحاسوب بشكل متطور ومتقدم وهو المسؤول الأول عن أداء الألعاب والمونتاج بمساعدة وحدة المعالجة المركزية.

ما هو المعالج أو CPU ؟

CPU هو اختصار Central Processing Unit اي وحدة المعالجة المركزية و يعد المعالج من أهم العناصر الموجودة داخل جهاز الكمبيوتر، حيث تتيح وحدة المعالجة المركزية للمستخدمين القيام بكافة العمليات على الكمبيوتر، بما في ذلك تصفح الويب، ممارسة الألعاب، استخدام اللرامج وغيرها من الأمور؛ حيث يعتبر هو النواة التي تقوم عليها أي عملية في الكمبيوتر.

 

ما هو البيوس (Bios) ؟

البيوس عبارة عن برنامج لكنه برنامج مدمج في اللوحة الأم ومخزّن على رقاقة روم، تحتفظ بمحتوياتها حتى لو انطفئ جهاز الحاسب، ليكون نظام البيوس جاهزاً في المرة التالية عند تشغيل الجهاز.
البيوس هو اختصار لعبارة “Basic Input Output System” ومعناه نظام إدخال البيانات الأساسي وإخراجها.

فعندما تضغط زر تشغيل الحاسوب، تسمع صوت نغمة معلنة بدء التشغيل، ثم تظهر بعض المعلومات على الشاشة وجدول مواصفات الجهاز، ويبدأ نظام ويندوز بالعمل. وعند تشغيل الحاسوب يقوم بما يسمى الـ”POST”، وهو اختصار لـ “Power On Self Test” أي الفحص الذاتي عند التشغيل، ويفحص الحاسب أجزاء النظام كالمعالج والذاكرة العشوائية وبطاقة الفيديو والأقراص الصلبة والمرنة والأقراص المدمجة والمنافذ المتوازية والمتسلسلة والناقل التسلسلي العام ولوحة المفاتيح وغيرها.

 

وإذا وجد النظام أي أخطاء عند هذه النقطة، فإنه يتصرف تبعاً لخطورة الخطأ.
ففي بعض الأخطاء يكتفي بأن ينبه لها أو يتم إيقاف الجهاز عن العمل وإظهار رسالة تحذيرية حتى إصلاح المشكلة، ويستطيع أيضاً إصدار بعض النغمات بترتيب معيّن كي ينبه المستخدم لموضع الخلل.
بعد ذلك يقوم البيوس بالبحث عن نظام التشغيل ليسلمه مهمة التحكم في الحاسب.

ولا تنتهي مهمة البيوس هنا، بل تسند إليه مهمات إدخال البيانات وإخراجها في الحاسب طوال فترة عمله، ويعمل جنباً إلى جنب مع نظام التشغيل لكي يقوم بعمليات الإدخال والإخراج.

ومن دون البيوس لا يستطيع نظام التشغيل تخزين البيانات أو استرجاعها.
ويخزّن البيوس معلومات مهمّة عن الجهاز مثل حجم الأقراص المرنة والصلبة ونوعها، وكذلك التاريخ والوقت، وبعض الخيارات الأخرى على رقاقة رام خاصة تسمى رقاقة “السيموس”، وهي عبارة عن نوع من الذاكرة العشوائية تخزّن البيانات لكنها تفقدها إذا انقطع عنها التيار الكهربائي.

لذا تزود هذه الذاكرة ببطارية صغيرة تحافظ على محتويات هذه الذاكرة في أوقات إطفاء الجهاز، وتستهلك هذه الرقاقات القليل من الطاقة، بحيث تعمل هذه البطارية عدة سنوات.

كما يمكن للمستخدم العادي أن يُعدل في محتويات ذاكرة السيموس بالدخول إلى إعدادات البيوس عند إقلاع الجهاز.

ويتحكم البيوس في جميع أجهزة الحاسوب بلا استثناء، وعليه أن يكون قادراً على التعامل مع أنواع العتاد المركب في الحاسب. قد لا تستطيع بعض رقاقات البيوس القديمة، مثلاً التعرف إلى الأقراص الصلبة كبيرة السعة الحديثة، أو أن لا يدعم البيوس نوعاً معيناً من المعالجات.

لذا، منذ عدة سنوات أصبحت اللوحات الأم تأتي مزودة برقاقة بيوس من النوع القابل لإعادة البرمجة، ليتمكن المستخدم من تغيير برنامج البيوس من دون تغيير الرقاقات نفسها.
ويتم تصنيع رقاقات البيوس من قبل العديد من المصنعين، أبرزهم شركات فونكس “Phoenix” وشركة “أوورد Awards ” وشركة “American Megatrends”. وإذا نظرت إلى أي لوحة أم تجد عليها رقاقة البيوس مكتوباً عليها اسم الشركة المصنعة لها.

في البداية يجب ان تعرف ان  معالجات 64 بت تتفوق على معالجات 32 بت بأضعاف في سرعة نقل البيانات وسرعة خدمات الحاسوب وتوفير مزايا أفضل للمعالجات .

 أما المعالجات التي تحتوي على نواة ذات 32 بت فتعتبر معالجات قديمة، ونذكر منها: Pentuim 4 و Pentuim D و Core2duo.

أما المعالجات التي تحتوي على نواة ذات 64 بت فهي معالجات حديثة من العصر الحديث، نذكر منها Intel Atom CPU N455 فما فوق و معالجات  Intel Core I3 I5 I7 I9 .

❗ يجب أن تعرف أن معالج 32 بت يُطلق عليه إسم آخر هو x86 ومعالج 64 بت يحتوي على إسم أخر أيضا إنه x64

➡️ 32bit = x86
➡️ 64bit = x64

1- الرامات:

معالج 64 بت يمكن أن يتعرف على 128 جيجا من الرام كأقصى حد، أما معالج 32 بت فأقصى حد سيتعرف عليه لن يتجاوز 3 جيجا في الرامات.

2- متطلبات أنظمة التشغيل :

لتنصيب نظام 32 بت على حاسوبك فغالبا أقل حجم للرام من أجل التنصيب هي 64 ميجا !!

أما 64 بت يحتاج 2 جيجا كأقل حجم.

3- البرامج والألعاب والتطبيقات :

تقريبا جميع البرامج تحتوي على نواتين نواة لحواسيب 32 بت ونواة لحواسيب 64 بت، على سبيل المثال عند تحميل نظام تشغيل معين سواء لينكس أو الويندوز، نأخذ Windows 10 Pro x86 يتم تنصيبه على نواة 32 بت و 64 بت في نفس الوقت.

أما Windows 10 Pro x64 فيثبت على معالج بنواة 64 بت فقط و إذا وجدت Windows 10 Pro x86 x64 في نفس الوقت، فاعلم أن النظام متوافق مع كلا المعالجين.

حسنا في البداية يجب علي أن إعيد توضيح ما هي وسائط التخزين الثابتة , ببساطة هي أجهزة التخزين التي تعمل بنفس مبدأ ذواكر الفلاش دون أقراص معدنية تدور كما في وسائط التخزين المعتادة وتلك و الوسائط يرمز لها بالاختصار : SSD ويعني solid state disk وقد كانت تلك الوسائط تعد ثورة تقنية حيث ان سرعات القرائة و الكتابة فيها تتجاوز وسائط التخزين المعتادة مثل HDD او CD او DVD وما الى غيره عشرات بل مئات المرات وكما يعلم الخبير التقني أن ذاكرة الوصول العشوائي هي وسط بين وسائط التخزين و المعالج حيث يتم حفظ المعلومات في ذاكرة الوصول العشوائي مؤقتا لكي يتعامل معها المعالج بشكل أسرع

حسنا ما دمنا نتحدث ان وسائط التخزين الثابتة اصبحت سريعة في القرائة و الكتابة و أن بعضها أصبح حتى أسرع من بعض الذواكر المؤقتة فلم لا يتم جزء منها كأستخدامها كذاكرة عشوائية أو حتى لماذا لا يقوم معالج الحاسوب بالتعامل المباشر مع تلك الوسائط ؟!!
الأجابة عزيزي القارئ ببساطة
هو أن وسائط التخزين الثابتة لها عدد معين من عدد مرات الكتابة على الذواكر التي يحتويها بينما الذاكرة العشوائية تقوم بالكتابة على اجزاء الذاكرة الخاصة بها ملايين المرات خلال ساعة واحدة قفط ؟
أي أنك اذا اردت إستخدام وحدة تخزين ثابتة كذاكرة عشوائية فأن عمرها سيقل ليبقى بضعة أيام ثم أنك بحاجة لإعادة تغيرها

.

و السبب الأهم من ذلك أن تقنية الكتابة على وسائط التخزين سواء كانت ثابتة ام متحركة يختلف إختلاف كليا عن تقنية القرائة و الكتابة في الذواكر العشوائية !!

و بشكل مبسط دون الخوض العميق في كيف تتم القرائة و الكتابة في تلك الوسائط يكون بشكل تسلسلي وهذا الامر لا يمكن مطلقا في معمارية المعالجات لانها تقوم بأستدعاء البيانات بشكل عشوائي يعتمد على اولوياتها أي انه مهما زادت سرعة الوسائط في التخزين ستبقى الذواكر العشوائية أسرع في تحديد مكان البيانات التي يريدها المعالج لحوسبتها.

بقلم المهندس ايوب يوسف ايوب