دوره الجلب تتم في وحدة

دوره الجلب تتم في وحدة التحكم، ولكن ما هي دورة الجلب والتنفيذ؟ وما الترتيب الصحيح لذلك؟ وما هي وظائف ومكونات وحدة التحكم؟ هذا ما سنتعرف عليه من خلال السطور التالية من المقال.

دوره الجلب تتم في وحدة

دوره الجلب تتم في وحدة

دورة الجلب تتم في وحدة ماذا؟

تتم دور الجلب داخل الحاسب الآلي في وحدة موجودة داخل المعالج تسمى “وحدة التحكم” أي “وحدة المعالجة المركزية”، وهي عبارة عن تسلسل تدخل من خلاله تعليمات من ذاكرة برنامج معينة إلى وحدة التحكم، وتعمل بعد ذلك على فك الشفرة الموجودة في الرسائل الواردة وتنفيذ المطلوب.

لكل معلومة عنوان معين ويعمل المعالج على أخذ هذا العنوان من عداد البرنامج الذي يكون مسئول عن تتبع التعليمات التي يجب أن تنفذها وحدة المعالجة المركزية.

ما هي دورة الجلب والتنفيذ

تعرف دورة الجلب والتنفيذ باسم دورة التعليمات التي تبدأ تلقائيًا عند تشغيل الحاسب الآلي؛ حيث يتم نسخ عنوان الذاكرة الذي يكون محفوظًا في عداد البرنامج إلى MAR، والعملية الأساسية للحاسب تسمى بدورة الجلب التنفيذ

تأتي المعلومات من الذاكرة الرئيسية بشكل متكرر من بداية فتح الكمبيوتر وحتى غلقه، وتقوم وحدة المعالجة المركزية بجلب المعلومات تلو الأخرى من الذاكرة الرئيسية إلى سجلات الكمبيوتر، وذلك ليقوم الحاسب الآلي بالاحتفاظ بعنوان ذاكرة التعليمات التالية حتى يجلبها من الذاكرة الرئيسية.

تعمل وحدة التحكم على فك الشفرات في التعليمات الواردة وتقوم بتنفيذها ويجب تكرار هذه العملية حتى لا يتم إيجاد تعليمات أخرى، وجزء واحد من كود البرنامج قد يتطلب عدد من التعليمات، ومن أجل تنفيذ البرنامج يتم نسخ هذا الكود من التخزين الثانوي إلى الذاكرة الرئيسية لوحدة التحكم ثم القيام بتعيينه على موقع الذاكرة ليتم تخزين التعليمات الأولى في البرنامج، ويصبح البرنامج قيد التشغيل الآن.

نتيجة لأن مواقع الذاكرة لها عنوان ذاكرة فريد؛ فهذا يساعد كل كود من الآلة أن يأخذ من مواقع الذاكرة الرئيسية، فعداد البرنامج يقوم بتخزين عنوان كل التعليمات ويخبر وحدة التحكم بالخطوات التي يجب القيام بها، وعندما يحدث تنفيذ لبرنامج معين؛ تعمل وحدة المعالجة المركزية دورة fetch-decode-execute، ويتم تكرارها كثيرًا حتى تصل إلى STOP.

ما الترتيب الصحيح لدورة الجلب والتنفيذ؟

تعرف معنا على الترتيب الصحيح لدورة الجلب والتنفيذ من خلال الخطوات التالية:

  1. يتم جلب البيانات والتعليمات من الذاكرة الرئيسية ثم القيام بتخزينها في الذاكرة المؤقتة الداخلية الخاصة بها، وبعد ذلك يتم العمل على فك التشفير من خلال قيام وحدة التحكم بترجمة التعليمات التي جلبتها على الفور، ويقوم المعالج بالتحقق من عداد البرنامج لمعرفة التعليمات التي سيقوم بتشغيلها في الخطوة التالية.
  2. يقوم عداد البرنامج بإعطاء قيمة عنوان في ذاكرة مكان التعليمات التالية، ويعمل كذلك على جلب قيمة التعليمات من موقع الذاكرة هذا، وما أن يتم ذلك تتم عملية التشفير والتنفيذ.
  3. يقوم الحاسب الآلي بتخزين محتوياته وإرسالها إلى ذاكرة الوصول العشوائي من خلال وحدة التحكم “CPU” التي تكون متصلة بذاكرة الوصول العشوائي عبر دبابيس العنوان.
  4. بعد ذلك؛ يتم تسجيل بيانات الذاكرة التي تحدث في حالة قراءة الذاكرة من قبل وحدة المعالجة المركزية، ثم يتم إرسال بيانات الذاكرة المسجلة إلى السجل الداخلي لوحدة التحكم باستخدام دبابيس بيانات ذاكرة الوصول العشوائي.
  5. بعد اكتمال ذلك يعود المعالج إلى عداد البرنامج من أجل تلقي التعليمات التالية، ويتم تكرار هذه الدورة حتى انتهاء البرنامج، وخلال مرحلة فك التشفير تأخذ وحدة فك تشفير المعلومات داخل الحاسب التعليمات من وحدة التحكم وتعمل على فك شفراتها حتى تتم معرفة نوع الوحدات القابلة للتنفيذ والتي سترسل إلى الوحدة التنفيذية حيث يتم حلها.
  6. تأتي بعد ذلك مرحلة التنفيذ وهي المرحلة ما قبل الأخيرة في دورة الجلب والتنفيذ، وخلالها يتم حل المعلومات المرسلة من وحدة فك التشفير.
  7. والمرحلة الأخيرة يتم فيها تنسيق التعليمات المستلمة وتطبيقها على البيانات أو الأرقام، وذلك بالاعتماد على التنسيق الرسومي الذي قام به الحاسب الآلي، ويتم إرسال التعليمات إلى وحدة تنفيذية وهي الأخيرة حيث ستعمل على إكمالها على الفور وحل الأمر المطلوب بالكامل، ويُكتب الحل في ذاكرة الكمبيوتر من أجل عرضه أو تطبيقه حسب الرغبة.

ما هو تعريف وحدة التحكم؟

وحدة التحكم هي وحدة المعالجة المركزية وتعتبر أهم أجزاء الحاسب الآلي وهي مسئولة عن تنظيم العمليات المختلفة التي يقوم بها الكمبيوتر، وتتكون من 3 أجزاء رئيسية هي:

  1. وحدة المنطق الحسابي (ALU).
  2. وحدة التحكم (CU).
  3. وحدة الذاكرة.

ووحدة التحكم هي جزء لا يتجزأ من وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر؛ حيث أن وظيفتها تتمثل في توجيه الذاكرة ووحدة المنطلق الحسابي وأجهزة الإدخال والإخراج إلى الطريقة التي يتم التعامل بها مع تعليمات معينة.

ما هي وظائف وحدة التحكم؟

  • تعمل على تشغيل الجهاز بسرعة لأنها المسؤولة الوحيدة عن تنفيذ الأوامر داخل البرنامج.
  • تقوم وحدة التحكم بجلب التعليمات من ذاكرة الوصول العشوائي في الكمبيوتر والعمل على فك التشفير للتعليمات الواردة، ثم العمل على تنفيذها بمساعدة الأجزاء الأخرى التي توجد بها.
  • تعمل وحدة المعالجة المركزية على تنفيذ برامج حاسوبية معقدة.
  • تشتمل وحدة التحكم على (MAR) وهو الجزء المسئول عن مسك المولدة من قبل العداد PC والعمل على نقله إلى ممر المعطيات حتى يتم إرساله إلى الذاكرة.
  • تضم وحدة التحكم أيضًا (PC) المسئول عن توليد عنوان الحجرة المركزية التي تحتوي على التعليمة التالية التي سيقوم بتنفيذها.
  • يوجد بوحدة التحكم (MBR) الذي يعمل كمسجل لتخزين شفرة التعليمة التي يتم إحضارها من الذاكرة، وتشتمل كذلك على الـ(IR) الذي يحتوي على التعليمة الحالية التي سوف تنفذ في وحدة الحسابيات والمنطق، وأخيرا الـ(Timer) الذي يولد الفترات الزمنية لتنفيذ التعليمات.

ما هي مكونات وحدة التحكم؟

تتكون وحدة التحكم من مجموعة من الوحدات التي تعمل على أداء وظائف محددة، وهي وحدة المعالجة المركزية التي بدورها تتكون من:

وحدة الحساب والمنطق

تسمى بـArithmetic and Logic Unit واختصارها ALU وهي توجد في قلب وحدة المعالجة المركزية في صورة دارة رقمية ومسئوليتها هي تنفيذ كافة العمليات الحسابية الأساسية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة.

ووحدة الحساب والمنطق تعمل فقط على على عملية الجمع من أجل الحصول على نواتج العمليات الحسابية مهما كانت العملية الحسابية الموجودة، وذلك من خلال العمليات المنطقية ويتم إجراء مقارنات بين النتائج حتى يتم الوصول إلى النتيجة الصحيحة أو المطلوبة.

تنقسم وحدة الحساب والمنطق إلى عدة أجزاء هي:

  • وحدة الفاصلة العائمة: تعمل على تنفيذ العمليات الحسابية التي تحتوي على فاصلة عشرية.
  • وحدة الأعداد الصحيحة: تعمل على تنفيذ العمليات الحسابية التي تحتوي على أعداد صحيحة وهي الوحدة الأهم على الإطلاق في معظم البرمجيات.
  • المسجلات: هذه المسجلات تتفاوت بنية المسجلات بين الحواسيب حيث أن عدد منها يشتمل على جملة من مسجلات الأغراض العامة وعدد آخر على غايات خاصة.

وحدة التحكم 

تسمى بـControl Unite (CU) وهي المكون الأساسي لوحدة المعالجة المركزية ومسئولة عن استحضار التعليمات التي تدخل إلى الحاسب الآلي والمخزنة في ذاكرته الرئيسية، ويعمل على فك شيفرتها حتى يتم تنفيذها، ثم تقوم في النهاية بحمل النتائج ونقلها إلى الذاكرة الرئيسية بعد عملية معالجتها في مسجلات CPU.

الحاسب الآلي

الحاسب الآلي هو جهاز الكمبيوتر الذي يعمل بطريقة آلية يتم فيه تخزين المعلومات والبيانات المختلفة والحفاظ عليها من السرقة بواسطة آليات معينة، كما يستخدمه البعض في إجراء المعاملات الحسابية بطريقة دقيقة جدًا، فهو يتكون من مكونات مادية وكذلك برمجية.

الكاتب : Doha Hashem