بحث عن عمارة الحاسب جاهز للطباعة لمساعدة العديد من طلاب كليات الهندسة في دراستهم وخاصة المتخصصين في قسم الحاسبات، حيث إن عمارة الحاسب تهدف إلى التعرف على الأجزاء والمكونات الداخلية للحاسوب وأهم العمليات التي تتم في داخله والتقنيات الخاصة به، لذلك سنتعرف على أهم محتويات هذا البحث من خلال موقع الماقه.
بحث عن عمارة الحاسب جاهز للطباعة
عمارة الحاسب الآلي تساعد بشكل كبير في تعرف الطلاب على هيكلة الحاسب الآلي وطريقة التحكم في المعلومات وإدخال البيانات وإخراجها، حيث تعتبر بمثابة عقل الإنسان الذي بدونه لا يقدر على التفكير أو العمل، لذا كتابة بحث عن عمارة الحاسب جاهز للطباعة من الضروري أن يشمل على أهم التعريفات والأسس الخاصة بعمارة الحاسب الآلي.
محتويات البحث
- مقدمة البحث.
- تعريف عمارة الحاسب.
- الأقسام الخاصة بعمارة الحاسب.
- نموذج فون نيومان في عمارة الحاسب.
- مكونات وحدة المعالجة المركزية في نموذج فون نيومان.
- أنواع ذاكرة عمارة الحاسوب.
- استخدامات ذاكرة عمارات الحاسوب.
- تطوير عمارة الحاسوب للجهاز.
- مكونات ناقل وحدة المعالجة المركزي القياسي.
- الفرق بين أجهزة الإدخال وأجهزة الإخراج.
- خاتمة البحث.
مقدمة بحث عن عمارة الحاسوب
عند البدء في كتابة المقدمة عن بحث عن عمارة الحاسب جاهز للطباعة يجب أن تظهر بالشكل الآتي:
نظرًا للتطور الكبير ودخول التكنولوجيا في كافة وسائل الحياة تطورت دراسة الحاسب الآلي بشكل كبير وتم إدخال العديد من التقنيات الحديثة عليها، وللتمكن من مواكبة هذا التطور لا بد من التعرف على أساسيات عمارة الحاسوب والتي سوف نتناولها بالتفصيل في نقاط هذا البحث.
تعريف عمارة الحاسوب
عمارة الحاسوب هي الاهتمام بدراسة التفاعلات التي تتم بين الأجزاء والمعدات البرمجية التي تتم داخل نظام الحاسوب، ويتمثل تعريفها التفصيلي في النقاط الآتية:
- تعتبر عمارة الحاسوب من أهم الأجزاء الخاصة بتكوين الحاسب الآلي.
- تشتمل على الجزء الخاص بدخول وخروج البيانات والمعلومات في البنية الداخلية للجهاز وتتضمن طريقة معالجتها.
- تهتم عمارة الحاسوب بدراسة حركة البيانات وكيفية التحكم بها من خلال النقر بالأسهم لتنفيذ الأوامر التي يتم إصدارها.
الأقسام الخاصة بعمارة الحاسب الآلي
تحتوي عمارة الحاسوب على ثلاثة أقسام رئيسية تتمثل فيما يلي:
القسم الأول: تصميم النظام
ويمكن التعرف على تصميم النظام من خلال الآتي:
- تتمثل اهتمامات تصميم النظام في دراسة المعدات المادية، والتي يكون من بينها معالجة البيانات.
- لا يدخل من ضمنها وحدة المعالجة المركزية والتي تحتوي على وحدة معالجة الرسومات والوصول المباشر للذاكرة والتحكم بها بالإضافة إلى المعالجة التعددية ووحدات التحكم.
القسم الثاني: معمارية التعليمات
تتمثل معمارية التعليمات الخاصة بالحاسوب فيما يلي:
- تعتبر اللغة الخاصة بالبرمجة والتي توجد في وحدة المعالجة المركزية CPU.
- تقوم معمارية التعليمات بتحديد وظائف وإمكانيات وحدة المعالجة المركزية CPU اعتمادًا على البرمجيات التي تقدر على معالجتها أو القيام بإنجازها.
- كما أنها تشتمل على العديد من الأنماط المختلفة مثل مسجلات المعالج، عنونة الذاكرة، صيغ البيانات، بالإضافة إلى مجموعة التعليمات والبيانات التي يقوم المبرمجون باستخدامها.
القسم الثالث: معمارية الحاسوب المصغرة
يتم الاعتماد على هذا القسم في تنظيم الحاسوب، ويحدد العديد من المهام الآتية:
- الطرق الخاصة بالبيانات.
- معالجة البيانات.
- العناصر الخاصة بالتخزين وكيفية تطبيقها في ال ISA.
نموذج فون نيومان في عمارة الحاسب
عند كتابة بحث عن عمارة الحاسب جاهز للطباعة يجب أن يشمل أحد نماذج التطوير في عمارة الحاسب كما يظهر في الفقرة الآتية:
من أفضل النماذج الرياضية التي تم وضعها في عام 1945 هو النموذج الخاص بالعالم الشهير فون نيومان، حيث قام بإعداد نموذج معمارية الحاسب الآلي والذي بدوره أصبح معيار يتم الاعتماد عليه في دراسة تقنيات الحاسب والأنظمة المرتبطة به حتى اليوم، والجدير بالذكر أن هذا النظام يضم عدة أجهزة ووحدات أساسية تتمثل فيما يلي:
- وحدة الذاكرة الأساسية MAIN MEMORY UNIT.
- أجهزة الإدخال والإخراج INPUT-OUTPUT UNITS.
- وحدة المعالجة المركزيةCENTRAL PROCEXXING UNIT .
مكونات وحدة المعالجة المركزية في نموذج فون نيومان
وفقًا لدراسات التي أجراها العالم الرياضي فون نيومان فإن وحدة المعالجة المركزية تتكون من ثلاثة مكونات أساسية وهم:
1ـ وحدة التحكم
وتعتبر هذه الوحدة مسؤولة عن العديد من المهام في النظام، وهي:
- تتحكم هذه الوحدة بوحدة الحساب والمنطق ووحدة الذاكرة وأجهزة الإدخال والإخراج.
- مسؤولة عن التحكم في جميع الإشارات المتعلقة بالمعالج والعمل على توازن حالة التدفق في عمليات الإدخال والإخراج.
- تعتبر مسؤولة عن توضيح كافة المعلومات الخاصة بالبرنامج الذي قامت بقراءته من خلال وحدة الذاكرة.
- ومن وظائفها تأمين إشارات التحكم والتوقيت المطلوبة من قبل مكونات الحاسب الآلي الأخرى.
- يتم من خلالها استقبال التعليمات الخاصة حول حركة البيانات داخل النظام.
2ـ وحدة الحساب والمنطق
تتمثل مسؤوليات هذه الوحدة فيما يلي:
- هذه الوحدة مسؤولة عن إنجاز كافة العمليات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب وغيرها من العمليات.
- إنجاز كافة العمليات المنطقية.
3ـ المسجلات
تتمثل تلك المسجلات في الحفاظ على البيانات قبل عملية معالجتها، وتتميز بأنها مناطق تخزين فائقة السرعة، وتشمل ما يلي:
- مسجل عنوان الذاكرة: حيث يشير إلى مواقع البيانات المراد الوصول لها في ذاكرة النظام.
- المجمع: يتولى تخزين النتائج الوسطية الخاصة بالعمليات الحسابية والعمليات المنطقية.
- مسجل التعليمية الحالية: يضمن هذا المسجل معالجة التعليمية أثناء عملية تنفيذها.
- عداد البرامج: يتم من خلاله تحويل عنوان التعليمية التالية المراد تنفيذها.
- مسجل البيانات في الذاكرة: يتم من خلاله الاحتفاظ بالبيانات التي يتم انتقالها من وإلى الذاكرة.
- مسجل التعليمات المرحلي: مسؤول عن الاحتفاظ بالبيانات والتعليمات التي يتم ترحيلها ويتم تنفيذها في وقت لاحق.
أنواع ذاكرة عمارة الحاسوب
تنقسم الذاكرة الخاصة بالحاسب الآلي إلى قسمين، وهما:
- الذاكرة الرئيسية: تحتوي على مجموعة من خلايا التخزين، حيث تعمل كل خلية على وضع عدد من العناوين المختلفة على شكل أرقام متسلسلة، بالإضافة إلى وجود خلايا تحتوي على مخزن خاص بعناوين الذاكرة وتخزين العناوين الخاصة بالكلمات المطلوب كتابتها.
- الذاكرة الثانوية: تعتبر هذه الذاكرة بطيئة بالمقارنة مع الذاكرة الرئيسية، وتتكون من القرص الصلب والقرص المرن والشريط الممغنط والذاكرة البصرية.
استخدامات ذاكرة عمارة الحاسوب
يتم استخدام الذاكرة الخاصة بعمارة الحاسوب في العديد من الأمور الهامة والأساسية في عمل النظام، ومنها:
- يتم الاعتماد عليها في تخزين البيانات ومعظم البرامج التي يتم معالجتها داخل وحدة المعالجة المركزية.
- تتميز بالسرعة في الأداء.
- لها حجم محدود وتختلف عن الذاكرة الثانوية لأنها بطيئة.
تطوير عمارة الحاسوب للجهاز
مع مرور الزمن وحدوث التطور التكنولوجي مر الحاسب الآلي بالعديد من التطورات والتي تظهر أشكالها في الآتي:
- يظهر تطوير عمارة الحاسوب في شكل الحاسوب نفسه، حيث كان الحاسوب القديم يأخذ شكل غرفة كاملة ولكن مع التطور تغير شكل الحاسب إلى أن أصبح أسهل وأصغر مما يسهل حمله في كل مكان.
- تم تصميم جهاز الحاسوب بعدد من المكونات البسيطة مثل الشاشة ولوحة المفاتيح ووحدات التخزين، ولكن مع عصر التكنولوجيا والطفرة العلمية أصبح الحاسب يقتصر على جهاز لوحي يسهل حمله في حقيبة اليد.
- نتيجة لكثرة استخدامات جهاز الحاسوب تم تطوير مصادر التيار الكهربائي الذي يعتمد في تشغيله عليها حيث أصبح يعمل عن طريق الشاحن والبطارية الداخلية مما نتج عنه سهولة الاستخدام وتوفير الجهد في التشغيل.
مكونات ناقل وحدة المعالجة المركزي القياسي
من خلال ناقل وحدة المعالجة المركزي القياسي يتم انتقال كافة البيانات بين أجزاء الحاسوب المختلفة، ويتكون من الآتي:
- ناقل العنوان: حيث يتم نقل العنوان الخاص بالبيانات بين المعالج والذاكرة.
- الناقل الخاص بالتحكم: يتم من خلاله نقل معلومات التحكم من وحدة المعالجة المركزية، كما يتم من خلاله التحكم والتنسيق لجميع العمليات داخل الحاسوب.
- ناقل البيانات: يتحكم هذا الناقل في البيانات ويتم نقلها بين المعالج ووحدة الذاكرة وأجهزة الإدخال الأخرى.
الفرق بين أجهزة الإدخال وأجهزة الإخراج
لكل من أجهزة الإدخال والإخراج وظائف محددة، حيث يتمثل الفرق بينهما فيما يلي:
- أجهزة الإدخال: تكون مسؤولة عن قراءة البرامج والبيانات المختلفة ووضعها في الذاكرة الأساسية لنظام الحاسب الآلي.
- أجهزة الإخراج: تتمثل مسؤوليات تلك الأجهزة في عرض وتقديم البيانات والمعلومات بعد معالجتها إلى المستخدم.
خاتمة البحث
مجال عمارة الحاسب الآلي دائمًا في تطور مستمر، بداية من التغيرات التي حدثت في شكل الجهاز وصولًا إلى إمكانيات الجهاز والتقنيات الحديثة المستخدمة في تصنيعه والتي ساهمت في التسهيل على العديد من المستخدمين.
لعمل بحث عن عمارة الحاسب جاهز للطباعة بشكل ناجح يجب الحرص على احتواء هذا البحث أساسيات عمارة الحاسب حتي يستطيع القارئ فهم الأجزاء الأخرى المتعلقة بالحاسب، حيث إن التعرف على التطور التكنولوجي يساعد على تنمية العقل والتشجيع على الابتكار وتعلم الأشياء الجديدة.
