كيف يعمل المعالج .. مع الثورة العلمية والتقنية التي يشهدها العالم بأثره، صرت التكنولوجيا جزءًا لا يتجزأ من حياة الإنسان، فالحواسيب والأجهزة المحمولة القابلة للحمل والصرافات والآلات الماهرة، عامتها من الأجهزة ذات التخطيط الإلكتروني العويص، والذي يعتمد برمته على ما يعلم بالمعالج، فما هو المعالج وما هي طريقة عمله، هو الذي سيتم التعرف أعلاه في مقالنا ذاك.
كيف يعمل المعالج
كيف يعمل المعالج، يعتبر المعالج أو ما يعلم بالبروسيسور القطعة الإلكترونية الأهم في أي جهاز إلكتروني، وهو عبارة عن شريحة ضئيلة ورقيقة، على الأرجح تكون مربعة الطراز، مبرمجة اعتمادًا على لغة برمجية موقف لها، بحيث صبر عدد من التعليمات، التي مقدرتها من التحكم بالعناصر والقطع الإلكترونية الأخرى التي يتألف منها هذا الجهاز، أي هي باعتبار المتحكم الأساسي والمنظم لسير الشغل، وفي بعض الأجهزة الأكثر تعقيدًا، بالإضافة لوجود ذاك المعالج، تبقى عدد من الشرائح والقطع المعاونة التي تدعى كوبروسيسورز، فيما يطلق على المعالج الأساسي اسم CPU أو المعالج المركزي
فكرة عمل المعالج
يمكن تشبيه المعالج المختص بأي جهاز إلكتروني، بالعقل في جسد الإنسان، فهو المسؤول عن ترتيب سير متفاوت النشاطات الخاصة بذاك الجهاز، ولديه المعالج عادةً سلكًا خاصًا به، يقوم ذلك السلك بالوميض، بحيث يبقي سلسلة النشاطات التي تجري في إطار المعالج ضمن تتابع وتجهيز محدد، ويطلق عليه ذلك الكابل بالكلوك أو ساعة المعالج، ويعمل بواحدة هي الجيجا هرتز GHz، والتي تعادل مليار مرة في الثانية الواحدة، وذلك ما يجيز لهذه الشريحة الضئيلة القيام بالكثير من النشاطات المعقدة أثناء فترة زمنية قصيرة جدًا.
خطوات عمل المعالج
وقتما يقوم المستخدم بإعطاء المعالج وجّه ما، فإن ذلك المعالج سيقوم بسلسلة من العمليات المكانة والمنظمة لأداء ذلك الموضوع، حيث يجتاز بمجموعة من الخطوات، والتي هي:
عملية الجلب: أو ما يعلم ب fetch، يقوم المعالج خلالها بجذب مجموعة البيانات الأساسية لذلك الأمر من ذاكرة البرنامج الرام، إذ تكون تلك المعلومات مخزنة بكيفية معنونة يسهل الوصول إليها.
عملية فك الترميز: decode، بعدما يقوم المعالج بجذب البيانات، سيجب فوقه فك تشفيرها بحيث تصبح بلغة يمكن له فهمها، من أجل استعمالها.
عملية الإنتهاج: بعد تأدية الأوامر، يقتضي على المعالج أن يعيد النتائج للمستخدم، ولذا ما يحصل في إطار هذه العملية.
أشكال المعالجات
يتكون المعالج من عدد من النوى، والتي تعين على حفظ المعلومات، وتزيد من سرعته في تأدية العمليات، حيث لديها كل نواة ذاكرة إستظهار خاصة بها، ويحدث عادة تصنيف المعالجات على حسب عدد النوى فيها، ومن فئات هذه المعالجات نذكر:
المعالجات أحادية النواة: وهي هذه التي يمكن لها تأدية وجّه فرد لاغير في جميع مرة.
المعالجات ثنائية النواة: تتفوق على تلك الوحيدة من حيث السرعة، فهي يمكن لها أن تعمل بأكثر من اتجاه في آن شخص.
المعالجات رباعية النواة: تحتوي أربع نوى، تجعل من أدائها أعلى سرعةً وفعاليةً.
المعالجات الثمانية النواة: هي هذه التي تحوي معها ثماني نوى مستقلة، وتمتلك قدرة فائقة على معالجة عدد من العمليات بأسلوب متزامن، وسرعة كبيرة.
وفي الختام يكون قد تم علل كيف يعمل المعالج، إضافة إلى ذلك التعريف بما هو المعالج، والخطوات الرئيسية التي يليها لتأدية التعليمات، مع ذكر أبرز التصنيفات في عالم العالجات الإلكترونية.