اليوم سنتعمق قليلا ونتحدث عن بعض التفاصيل، فهيا لنبدأ ..
بنية فون نيومان | von Neumann Architecture
المعالج (CPU) :>
المعالج هو العقل المفكر للحاسب الآلي والقلب النابض لهذه البنية.
يتكون المعالج من وحدتين رئيسيتين؛ الأولى هي وحدة التحكم "Control Unit" والثانية وحدة المنطق الحسابية "Arithmetic Logic Unit" .
وحدة التحكم : هي الوحدة المسؤولة عن تنفيذ البرامج أي عمل Execution للبرنامج وكذلك تحميل الـ instructions من الذاكرة الرئيسية "Main Memory" إلى المعالج، كما أن هذه الوحدة تقوم أيضا بعمل Decoding لهذه ال instructions وتقوم بتنسيق تنفيذ هذه التعليمات.
وحدة المنطق الحسابية(ALU) : هي وحدة تتولى القيام بالعمليات الحسابية والمنطقية كجمع الأرقام على سبيل المثال ومن ثم تخزينها في registers داخل ال CPU دون الحاجة للرجوع إلى الـ Main Memory بمعنى آخر العملية تكون سريعة جدا وبذلك يتم تخطي مرحلة الـ Main Memory .
الذاكرة الرئيسية (Main Memory):>
الغرض الأساسي من الذاكرة الأساسية هو عشوائية الوصول، لذلك تم تسميتها بـRam أي "Random Access Memory" ، بمعنى آخر يستطيع المعالج الوصول إلى أي مكان في الذاكرة بشكل لحظي؛ أي أنه يصل إلى أي معلومة في أي مكان وفي أي لحظة داخل الذاكرة ولذلك يتم تحميل البرامج عليها أثناء التشغيل لسرعتها، جدير بالذكر أن الذاكرة مكونة من Cells كما في الصورة المرفقة، وكل خلية من هذه الخلايا تحمل قيمة واحدة 0 أو 1 ، وأماكن تقاطع الخلايا تمثل عناوين الخلايا.
Input/Output
باختصار هذا المكون مسؤول عن ربط المستخدم بالنظام من حيث إدخال البيانات أو إخراجها فعلى سبيل المثال هذا المكون هو الذي يربط بين مدخلات لوحة المفاتيح والنظام كذلك الوصول إلى وحدات التخزين ووصول الشبكة إلخ ..
نظام الاتصالات | Communication system
هو النظام الذي يربط بين مكونات بنية فون نيومان جميعا؛ وهذا يكون عن طريق الـBus .
والآن بعد انتهينا من شرح بنية فون نيومان سنلخص هذه البنية في أسطر معدودة ..
1 - Fetch Instructions : يقوم المعالج بعمل Fetch للتعليمات من الذاكرة الرئيسية، ولهذا الغرض يقوم المعالج بإرسال محتوى الـProgram Counter من خلال الـ Adress Bus والذي يحتوي على عنوان الخلية التالية التي سيتم تخزين البيانات بها، ومن ثم يقوم بإرسال البيانات عن طريق الـ Data Bus .
** بإمكانك أن تقرأ المزيد عن الـ Program Counter بنفسك **
2 - Decode Instructions : يقوم المعالج بتحويل التعليمات إلى لغة الآلة أي ال0 و ال 1 .
3 - Fetch Operand : يقوم المعالج بتحميل المعاملات التي سيتم تطبيق التعليمات عليها.
4 - Execute Instruction : يقوم المعالج بتنفيذ العملية الحسابية أو المنطقية ومن ثم يقفز إلى العملية التي بعدها باستخدام ال Program Counter .
5 - Store Result : بعد إنهاء العمليات يتم تخزين النتائج إما في الذاكرة الرئيسية أو في الـRegisters بشكل مؤقت.
هكذا نكون قد شرحنا دورة فون نيومان الكلاسيكية، ما زلنا لم ننتهي من هذه الدورة بعد، بل علينا أن نتعلم المزيد عن كيفية تطبيقها على المهام المتعددة في نفس الوقت وليس المهام المتتابعة بشكل متوالي.
أعلم أن الدرس قد يكون دسما وقد تكون بعض الأمور غير واضحة لكن سيتم توضيح المزيد في الدروس القادمة بإذن الله.
إن أحسنت فمن الله وإن أسأت فمن نفسي والشيطان
دمتم هكرجية
دمتم هكرجية
