المعالج

وحدة المعالجة المركزية (CPU)
هي العقل المدبر لجهاز الكمبيوتر حيث تنفذ و تتحكم فيما تقوم بتشغيله على الكمبيوتر من نظم تشغيل او برامج. وسرعة المعالج تعتبر أكبر عامل يؤثر على الأداء العام في جهاز الكمبيوتر ولذلك تأخذ معظم أجهزة الكمبيوتر أسماءها من سرعة الـ CPU حيث تتراوح سرعاتها بين MHz400 وأكثر من MHz1000.ويعبر ذلك عن عدد الخطوات بالمليون التي يقوم الـ CPU بتنفيذها وهناك CPUيقوم بأداء أكثر من عملية واحدة في الخطوة الواحدة كما يوجد منها ما يمكنه القيام بأكثر من ستة عمليات في خطوة واحدة كما أن وحدة قياس السرعة موحدة بين الشركات المنتجة للـ CPUsوبالرغم من أنها ليست وحدة قياس دقيقة لأنها تعتمد على نوع المهمة التي يقوم بها الكمبيوتر الشخصي إلا أنها تعد وحدة قياس جيدة إلى حد ما بالنسبة لأغراض التنافس في الأسواق العالمية .
والـ CPUلها حجم صغير من الذاكرة الكلية والتي يطلق عليها Internal Cache وبالاعتماد على نوع العمل أو الوظيفة التي يقوم بها ال CPUيمكن أن نجد أكثر من %90من المعلومات التي يراد الوصول إليها داخل هذه الذاكرة ويمكن تزويدها بنوع آخر من الذاكرة أعلى سرعة منها والتي يطلق عليها L2أي External Cache أوLevel 2
ونجد ان الفتحات Slots الخاصة بالـ CPUمثل ـــ Slot A الخاصة بالـ CPUمن النوع Athlonو Slot 1الخاصة بالـCPU من النوع Pentium II تحتوى على الذاكرة L2 والمتواجدة في مجموعة الـ CPUsمن نوع Socket 7مثل AMD K6 وتستخدم الذاكرة الفرعية L2المثبتة داخل الـ Motherboard وتعتبر من أحدث الأنواع من الـ CPUs وهي ذات النوع Socket 37والخاصة بشركة Intelوالقائمة على الإصدارات رخيصة الثمن من Pentium IIIو Celeronحيث تعمل على توفير قدر صغير من الـ L2 Cache مباشرة على الشريحة .
مكونات وحدة المعالجة المركزية هي كما يلي :
1- وحدة الحساب والمنطق:
? تأتي وحدة الحساب والمنطق في قلب وحدة المعالجة المركزية على شكل دارة رقمية، ومن مسؤولياتها تنفيذ جميع العمليات الحسابية كجمع والطرح والقسمة والضرب.
? يجب التنويه إلى أن هذه الوحدة تعتمد على الجمع فقط في ايجاد كافة العمليات الحسابية من طرح وضرب وقسمة.
? تنقسم وحدة الحساب والمنطق إلى الأقسام التالية:-
1- وحدة الفاصلة العائمة: يجد المعالج صعوبة في تنفيذ العمليات الحسابية في حالة وجود فاصلة عائمة، لأنها تحتاج إلى عمليات عديدة لحسابها لذلك تم وضع هذه الوحدة لحسابها وتسريع عملية الحساب.
2- وحدة الأعداد الصحيحة: من اسمها يتضح عملها أي أنها وحدة خاصة في معالجة الأعداد الصحيحة فقط وتعد أهم وحدة في المعالج لأن الأعداد الصحية هي أكثر أعداد استخدام في جهاز الحاسوب.
3- وحدة المسجلات: يوجد العديد من المسجلات في وحدة الحساب والمنطق وتختلف طبيعة عملها فكل مسجل له دور يختلف عن الآخر فيوجد مسجلات عامة غير محددة الوظيفة أو العمل تقوم بعدة مهام ويوجد أيضا مسجلات خاصة وهذه المسجلات يكون عملها محدد ولا تقوم بأي عمل اخر.
2- وحدة التحكم:
تعتبر وحدة التحكم أحد المكونات الأساسية والرئيسية في وحدة المعالجة المركزية وهو مسؤول عن جلب المعلومات المدخلة في جهاز الحاسوب والتي تكون مخزنة في الذاكرة الرئيسية، حيث يعمل على فك شيفرتها وتحليلها ليقوم الحاسوب بتنفيذها ويعمل في النهاية إلى نقل النتائج للذاكرة الرئيسية بعد معالجتها لكي يتم تخزينها.
أشهر المعالجات الموجودة بالأسواق
? من أشهر المعالجات الموجودة في الأسواق هي معالجات شركة انتل وتعد من أسرع المعالجات وأكثرها كفاءة.
? توجد معالجات من أنواع أخرى تحظى بطلب قليل لأنها أقل جودة وأقل ثمن مثل معالجات شركة VIA.
تقاس سرعات المعالجات بالميجا هيرتز Megahertz وتكتب اختصارا MHz.
بماذا يحدد أداء المعالج ؟

1- تردد المعالج: ان المعالج ذي التردد الاعلى يعطي اداء اكبر، ولكن يكون هذا على شرط ان المعالجين نفس النوعية وبنفس المواصفات الفنية فاذا اتينا بمعالج اخر له نفس المواصفات ولكنه يزيد عنه في التردد فان هذا يعني انه افضل اداء.

2- تردد الناقل الامامي: كلما زاد تردد الناقل الامامي Fsb كلما ادى ذلك الى مزيد من البيانات التي تنتقل من المعالج الى الذاكرة الرئيسية (العشوائية) فناقل 133 يقضي نصف الوقت الذي يقتضيه ناقل 66 مع نفس الكمية من المعلومات، ولذلك لو اتينا بمعالجين من نفس الصنف ومتشابهة في المواصفات وبتردد 800 على سبيل المثال ، بحيث يكون احدهما بتردد ناقل 100 و الثاني بتردد ناقل 133 فان ذلك يعني ان المعالج الثاني يعطي اداء اكبر.

3- الذاكرة المخبئية: سواء كانت ذاكرة المستوى الاول او ذاكرة المستوى الثاني ، فان زيادتها يعني زيادة اداء المعالج، وهذا يفسر الفرق الشاسع بين معالج سيليرون الذي يعمل بذاكرة مخبئية من المستوى الثاني بحجم 128 كيلوبايت ومعالج بينتيوم 3 الذي يعمل بذاكرة مخبيئية من المستوى الثاني بحجم 256 كيلوبايت.

4- سرعة تردد الذاكرة المخبئية من المستوى الثاني: في الماضي كانت الذاكرة المخبئية من النوع الثاني تعمل بنصف او ثلث او ربع تردد المعالج ، واما معالجات هذا الوقت تعمل بذاكرة مخبئية من المستوى الثاني ترددها يساوي تردد المعالج بالضبط ، والعجيب ان معالجات بينتيوم 3 بذاكرة مخبئية 256 كيلو بايت وتردد مساوي لتردد المعالج تقدم اداء اعلى مقارنة بمعالجات بينتيوم 3 التي تحتوي على ذاكرة مخبئية بحجم 512 كيلوبايت وسرعتها تساوي نصف سرعة المعالج وكان هذا في المعالجات القديمة اما الان فان المعالجات الحديثة من بينتيوم 3 والتي تعمل بذاكرة 512 كيلوبايت فهي اسرع بكثير من تلك المحتوية على ذاكرة مخبئية بحجم 256 كيلوبايت.

5- حجم الترانزستورات: ويقصد بها الحجم الذي صنعت وفقه الملايين من الترانزستورات الموجودة في المعالج، فهناك وتقاس بالمايكرون ، وحاليا اشهر هذه الاحجام 0.18 مايكرون و 0.15 مايكرون و 0.13 مايكرون ، وكلما صغر حجم هذه الترانزستورات كلما ساهم ذلك في سرعة عملية الفتح والاغلاق لهذه الترانزستورات ، مما يعني اداء اكبر ، كذلك استهلاكا اقل للطاقة وانبعاثا حراريا اقل.