بحث عن وحدة المعالجة المركزية ومكوناتها

يُطلق على وحدة المعالجة المركزية باللغة الإنجليزية “Central Processing Unit” وتُرمز لها بـ “CPU” لتسهيل الإشارة إليها، وتُعرف في كثير من الأحيان باسم “المعالج” Processor” وتعتبر وحدة رئيسية في الكمبيوتر، حيث تقوم بتنفيذ التعليمات الموجهة إليها ومعالجة البيانات البرمجية، وتعتبر من أكثر المكونات دقة إلى جانب الذاكرة الرئيسية ووحدات الإدخال والإخراج، ويجب الإشارة إلى أن هذه الوحدات مصنوعة باستخدام الدوائر المتكاملة والمعالجات الدقيقة منذ السبعينات من القرن العشرين.

تعريف وحدة المعالجة المركزية

يُطلق مصطلح المعالجة المركزية على مجموعة من الآلات المسؤولة عن تشغيل البرامج الحاسوبية، وفي البداية كانت المعالجات محصورة في تطبيقات معينة بسبب ارتفاع أسعارها، ولكن مع التقدم التكنولوجي الحالي فقد تم فتح العديد من الآفاق لمعالجات بأسعار أقل.

مكونات وحدة المعالجة المركزية CPU

وحدة الحساب والمنطق

تمثل وحدة الحساب والمنطق (ALU)، وهي مجموعة من الدوائر الرقمية، قلب وحدة المعالجة المركزية، وتقوم بمهمة إجراء العمليات الحسابية المختلفة، بجميع أنواعها.

تعتمد هذه الوحدة على إجراء عملية الجمع للحصول على نتائج جميع العمليات الحسابية الأخرى بغض النظر عن نوعها، وذلك باستخدام العمليات المنطقية مثل الـ OR والـ AND والـ XOR، وتتم عمليات المقارنة حتى يتم الوصول إلى النتيجة الصحيحة. وتتكون الوحدة من عدة أقسام للحساب والمنطق:

وحدة الفاصلة العائمة

تواجه المعالج صعوبة في إجراء العمليات الحسابية التي تحتوي على الفاصلة العشرية، حيث يتطلب ذلك قوة حسابية عالية لحساب الأرقام التي تحتوي على هذه العلامة، لذلك تم وضع الفاصلة العائمة لتسهيل هذه العمليات الحسابية.

وحدة الأعداد الصحيحة

تعتبر وحدة الحساب والمنطق المكونة من الأعداد الصحيحة التي تفتقر للعلامات العشرية والكسور هي المسؤولة عن جميع العمليات الحسابية المهمة التي تتم في وحدة الحساب والمنطق.

المسجلات

تختلف طريقة تشكيل المسجلات باختلاف الحواسيب، حيث تشمل بعضها مسجلات الأغراض العامة، وتحتوي الأنواع الأخرى على مجموعة من المسجلات الخاصة. والفرق بينهما هو أن المسجلات العامة يمكن استخدامها لعدة أغراض دون تقييدها بغرض محدد، بينما المسجلات الخاصة هي المسجلات المحددة لوظيفة معينة دون غيرها.

وحدة التحكم

تُعد وحدة التحكم Control Unite أو CU المكون الرئيسي والأساسي في وحدة المعالجة المركزية، حيث تقوم بدورة لجمع جميع التعليمات التي تم توجيهها للحاسوب أو المعلومات التي تم تخزينها في الذاكرة الرئيسية. وتعمل هذه الوحدة على فك شفرات هذه التعليمات لتمكين الحاسوب من تنفيذها، ثم تقوم بحمل النتائج ونقلها إلى الذاكرة الرئيسية في الحاسوب بعد إتمام المعالجة بواسطة وحدة المعالجة المركزية CPU.

• يتطلب تنفيذ العملية المرغوبة تحديد نوع العملية، فهم التعليمات الخاصة بها وتفسيرها بشكل متسلسل.
• يقوم بتفسير الأوامر وإعطائها لمختلف وحدات جهاز الحاسوب الأخرى، ومن ضمنها وحدات الإخراج، لتنفيذ جميع العمليات الحسابية المفعلة داخل الحاسوب.
• يقوم بعملية مقارنة بين العمليات الحسابية المختلفة مثل الضرب والقسمة والطرح.
• يتم نقل الأوامر من برنامج إلى آخر وتخزينها داخل الذاكرة المخصصة للتخزين.