الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن عمارة الحاسب وأقسامه

بواسطة: نشر في: 23 يوليو، 2020
mosoah
بحث عن عمارة الحاسب

نقدم لكم في مقال اليوم بحث عن عمارة الحاسب ، أو معمارية الحاسوب وهذا لأنها الجزء الأساسي في بناء الحاسب الآلي، إلى جانب إنها البصمة والوصف الوظيفي لاستخدامات الحاسوب وتطبيقاته في أجزائه المختلفة، كما يركز على أساس وحدة طرق إنجاز وحدة المعالجة المركزية الداخلية حيث المهام، وتواصلها مع عناوين الذاكرة في ذاكرة الحاسوب، بالإضافة إلي إنه يوضح البناء الداخلي والخارجي للجهاز وكيفية دخول وخروج البيانات ومعالجتها، مع العلم أن معمارية الحاسوب هي مادة تدرس في كليات الهندسة في قسم الحاسبات، الوظائف التي بها تعني حركة البيانات والتحكم فيها بالأسهم حسب الأوامر المعطاة، ومن خلال موسوعة نقدم لكم ذلك البحث عن كل ما يخص معمارية الحاسوب.

بحث عن عمارة الحاسب

تُعرف عمارة الحاسب بأنها الطريقة التي يتم من خلالها دراسة تصميم نظام الحاسب الآلي، هذا التصميم الذي يتم من خلال تفاعل عدة برمجيات ومعدات مادية ملموسة، فهي النظام الذي يتم وضعه لتنظيم العمليات الوظيفية بالحاسب الآلي، فمختلف أجزاء الحاسوب وتطبيقاته تحتاج إلى وصف وظيفي، وتُعد عمارة الحاسب بمثابة هذا الوصف.

وعّرف العالم جين أمدال عمارة الحاسوب بأنها خصائص الحاسوب التي يتم برجمتها لتظهر في لغة التجمع، فمن خلال هيكلة مختلف النماذج الوظيفية تظهر تلك الخصائص.

أقسام عمارة الحاسب

تنقسم عمارة الحاسب إلى 3 أقسام:

  • القسم الأول الخاص بتصميم النظام والذي يتضمن كافة المعدات المادية بالحاسوب، ومن أمثلة تلك المُعدات: المعاجلة التعددية، وحدة التحكم بالذاكرة، معالجات البيانات.
  • القسم الثاني وهو خاص بمعمارية التعليمات، وهي ما تحتوي عليه وحدة المعالجة المركزية من لغة برمجة، فالبرمجيات التي تستطيع وحدة المعالجة المركزية معالجتها هي التي تلعب دورًا في تحديد قدرات وإمكانيات تلك الوحدة، ومن تلك البرمجيات صيغ البيانات، أنماط عنونة الذاكرة، أنماط مُسجلات المُعالج.
  • القسم الثالث وهو ما يُطلق عليه معمارية الحاسوب المصغرة، حيث يختص هذا القسم بتحديد طريقة تطبيق عناصر التخزين على برنامج isa، ومعالجة البيانات.

نموذح فون نيومان في عمارة الحاسب

وُيعد العالم الرياضي فون نيومان هو الذي قام بتصميم القواعد والأسس الأساسية التي نستعملها في تصميم الحاسب، حيث أن الحاسب هو آلة لمعالجة البيانات، تشتغل بشكل تلقائي تحت رعاية قائمة البرنامج؛ وتكون مخزنة جميعها في الذاكرة الرئيسية لها، ويتكون من:

  • جهاز إدخال.
  • جهاز إخراج.
  • ذاكرة ثانوية.

وقد صمم هذه القواعد وقام لتلخصيها في أربعة نقاط.

قواعد فون نيومان لتصميم الحاسب

  • تخزين مفهوم البرنامج حيث تخزن جميع المعلومات على الذاكرة الرئيسية.
  • محتوى الذاكرة هو عنونة تتم عن طريق الموقع بغض النظر إلى ما هو مخزن عليه.
  • تُنفذ التعليمات بشكل تسلسلي ومنظم.
  • هيكلة الحاسوب وهي وحدة التحكم ووحدة المعالجة المركزية.

أنواع تعليمات الآلة

  • نقل البيانات من الذاكرة إلى وحدة المعالجة المركزية.
  • العمليات الحسابية والمنطقية.
  • التحكم.
  • النقل أثناء عمليات الإدخال والإخراج.

1-وحدة التحكم

إن للعمليات التعليمية على أجهزة الحاسوب وضع آخر، كعملية الجمع، والتي تتحكم في العمليات التزامنية أي الوقت هي وحدة المعالجة المركزية ولكن بشكل خاص أما الذي تتحكم في وحدة التزامن هي وحدة التحكم، وتنفذ تحت تقنيات عالية، مثل:

  • التحكم الصلب.
  • التحكم الجزئي المبرمج.
  • نظام الحاسوب.

تمثل وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الرئيسية نواة نظام الحاسوب، بالإضافة إلى أن الذاكرة الثانوية وأجهزة الإدخال والإخراج تسمى بالأجهزة الطرفية.

 2-الذاكرة

  • تستخدم الذاكرة في تخزين البرامج والبيانات والتي تتم معالجتها من قبل وحدة المعالجة المركزية.
  • يمكن لوحدة المعالجة المركزية أن تدير البيانات والذاكرة الثانوية قبل تنزيلها على الذاكرة الرئيسية.
  • الذاكرة الرئيسية تخزن الكثير من البيانات والمعلومات والبرامج على المدى الطويل.
  • من اهم خصائصها: السرعة والحجم والتكلفة، إلى جانب التقنيات التي تستخدمها من التكنولوجيا.
  • الذاكرة الرئيسية تكون سريعة ومحدودة الحجم أم الذاكرة الثانوية تكون بطيئة وإليكم توضيح كامل للذاكرتين.

الذاكرة الرئيسية

  • هي مجموعة من خلايا التخزين، وكل خلايا تقوم بوضع عناوين مختلفة على شكل أرقام متسلسلة
  • إلى جانب خلايا التخزين التي يوجد بها مخزن لعنوان الذاكرة يعمل على تخزين العنوان الخاص للكلمة المراد كتابتها.
  • تحتوي على مخزن بيانات.
  • يوجد بها مفسر العناوين إلى جانب وحدة تحكم الذاكرة.

الذاكرة الثانوية

تنقسم إلى عدة أقسام ومنها:

  • القرص الصلب.
  • القرص المرن.
  • الشريط الممغنط.
  • الذاكرة البصرية.

3-أجهزة الإدخال والإخراج

أجهزة الإدخال

  • الفأرة .
  • لوحة المفاتيح.
  • القلم المضيء.
  • عصا التحكم.
  • الماسح الضوئي.
  • لوحة الرسم.
  • مدخل الصوت.

أجهزة الإخراج

  • شاشة عرض.
  • إخراج صوت.
  • خط الطباعة.
  • طابعة نافثة للحبر.
  • مخطط.
  • طابعة ليزرية.
  • طابعة مصفوفة نقطية.

4-نواقل البيانات

وهي الطريقة التي يتم الاستعانة بها من أجل نقل البيانات بين مختلف أجزاء الحاسب، ويحتوي ناقل وحدة المعالجة المركزية القياسي على أكثر من مكون وهم:

  • ناقل العنوان: حيث يتم من خلال نقل عنوان البيانات بين الذاكرة والمعالج.
  • ناقل البيانات: حيث يتم نقل البيانات بين أجهزة الإدخال والإخراج وبين الذاكرة والمعالج من خلاله.
  • ناقل التحكم: يتم استخدامه من أجل التنسيق بين مختلف العمليات بالحاسب، من خلال نقل التعليمات التي تصدرها وحدة المعالجة المركزية.

5-المسجلات

قبل معالجة البيانات يتم وضعها في مناطق تخزين بسرعات عالية وهي ما يُطلق عليها المُسجلات، وهي تتضمن ما يلي:

  • مُسجل عنوان الذاكرة، حيث يشتمل على مكان البيانات في الذاكرة والمُراد الوصول إليها.
  • المجمع، فبعد إجراء العمليات المنطقية والحسابية يتم تخزين نتائجها الوسطية في المُجمع.
  • مُسجل البيانات في الذاكرة، وهو يحتوي على البيانات التي تُنقل من الذاكرة وإليها.
  • عداد البرامج، وهو يحتوي على عنوان العملية التالية المُقرر تنفيذها.
  • مُسجل التعليمات الحالية، وهو يحتوي على التعليمات أثناء معالجتها.
  • مُسجل التعليمات المرحلي، وهو يحتوي على التعليمات التي لن تُنفذ بشكل مباشر.

في ختام هذا المقال نكون قد أوضحنا فيه تعريف عمارة الحاسوب وأجهزة الإدخال والإخراج، إلى جانب الذاكرة الرئيسية والثانوية، وأنواع التعليمات المتعلقة بالآلة وكل ما يتعلق بعمارة الحاسوب، أتمنى أن نكون أفيدنكم وأوضحنا لكم جميع الأمور الخاصة بمعمارية الحاسوب.