وحدة المعالجة المركزية (CPU)

هي الدوائر الإلكترونية للكمبيوتر المسؤولة عن تفسير تعليمات برامج الكمبيوتر وتنفيذ العمليات الأساسية وفقًا لتلك التعليمات. تتضمن العمليات الأساسية العمليات الحسابية والمنطقية والتحكمية والإدخال / الإخراج (I / O). يستخدم مصطلح وحدة المعالجة المركزية (CPU) على نطاق واسع في صناعة الكمبيوتر منذ أوائل الستينيات.

تتكون وحدة المعالجة المركزية بشكل أساسي من أربع وحدات وظيفية:

• وحدة التحكم: وهي مسؤولة عن التحكم في تدفق التعليمات والبيانات داخل وحدة المعالجة المركزية.

• وحدة المنطق الحسابي (ALU): تنفذ جميع العمليات الحسابية والعمليات المنطقية لوحدة المعالجة المركزية.

• السجلات: هي خلايا ذاكرة داخلية يمكن الوصول إليها بسرعة كبيرة. تُستخدم هذه المكونات لتخزين المتغيرات (البيانات والعناوين) أو النتائج الوسيطة للعملية الحسابية / المنطقية.

• ذاكرة التخزين المؤقت: هي ذاكرة أصغر وأسرع تعمل على تقليل الوصول إلى الذاكرة الرئيسية وبالتالي تحسين أداء وحدة المعالجة المركزية.

تتم مزامنة هذه الوحدات حسب معدل الساعة ومتصلة بثلاثة أنواع من الحافلات:

• ناقل البيانات: المسؤول عن نقل البيانات.

• ناقل العنوان: ينقل عناوين الذاكرة للقراءة أو الكتابة.

• ناقل التحكم: يسمح بإدارة المكونات الأخرى وأجهزة الإدخال / الإخراج.

تتميز بنية وحدة المعالجة المركزية أيضًا بمجموعة التعليمات التي يمكن تنفيذها. بشكل عام ، هناك نوعان من بنى مجموعة التعليمات:

• CISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المعقدة): مجموعة واسعة من التعليمات المعقدة التي يمكن أن تؤدي عمليات متعددة منخفضة المستوى مثل العمليات الحسابية أو الوصول إلى الذاكرة أو حسابات العناوين في عدة دورات على مدار الساعة.

• RISC (كمبيوتر مجموعة التعليمات المخفضة): مجموعة مختصرة من التعليمات تؤدي عملية واحدة منخفضة المستوى في دورة ساعة واحدة.