خطوات دورة الجلب والتنفيذ

دورة الجلب تتم في وحدة

التحكم .

دورة الجلب تتم في وحدة التحكم ” وحدة المعالجة المركزية” ، فتعتبر دورة الجلب هي التسلسل الذي تحصل فيه وحدة المعالجة المركزية على تعليمات من ذاكرة برنامج معينة ، وتقوم بفك تشفير الرسالة الواردة وتنفيذ هذا الطلب المحدد ، كل من التعليمات لها عنوان ، والمعالج يأخذ العنوان من شيء يسمى عداد البرنامج ، وهو المسؤول عن تتبع التعليمات التي يجب أن تنفذها وحدة المعالجة المركزية.

ما هي دورة الجلب والتنفيذ

تعد دورة الجلب والتنفيذ (أو دورة الجلب-فك التشفير-التنفيذ) هي الوظيفة الرئيسية لوحدة المعالجة المركزية وتعرف أيضا باسم دورة التعليمات. تبدأ هذه الدورة فور تشغيل الكمبيوتر، حيث يتبعها المعالج لمعالجة التعليمات. تتكون الدورة من عدة مراحل، حيث يتم نسخ عنوان الذاكرة المحفوظ في عداد البرنامج إلى الريجستر MAR. يعتبر الجلب التنفيذ هو العملية الأساسية للكمبيوتر.

تم تصميم وحدة المعالجة المركزية لفهم مجموعة التعليمات، ويتم يجلب التعليمات من الذاكرة الرئيسية  ويتم ذلك بشكل متكرر من وقت تمهيد الكمبيوتر حتى إيقاف تشغيله، كما تجلب وحدة المعالجة المركزية التعليمات واحدة تلو الأخرى من الذاكرة الرئيسية إلى السجلات الكمبيوتر، حيث يحتفظ الكمبيوتر بعنوان ذاكرة التعليمات التالية ليتم جلبها من الذاكرة الرئيسية.

كما تقوم وحدة المعالجة المركزية بفك تشفير التعليمات، وتنفذ وحدة المعالجة المركزية التعليمات، وينبغي تكرار ذلك حتى لا يتم إيجاد تعليمات أخرى، وقد يتطلب جزء واحد من كود البرنامج عدة تعليمات، ولتنفيذ برنامج يتم نسخ كود البرنامج من التخزين الثانوي إلى الذاكرة الرئيسية “وحدة المعالجة المركزية” ثُمّ يتم تعيينه على موقع الذاكرة حيث تم تخزين التعليمات الأولى في البرنامج، ويبدأ تنفيذ البرنامج قيد التشغيل الآن.

تأخذ كل كود من الآلة تعليمات من مواقع الذاكرة الرئيسية، حيث لكل موقع في الذاكرة عنوانا فريدا، ويقوم عداد البرنامج بتخزين عنوان كل تعليمة ويخبر وحدة المعالجة المركزية بتنفيذها بالترتيب المناسب. وعند تنفيذ برنامج ما، تقوم وحدة المعالجة المركزية بدورة استرداد-تشفير-تنفيذ، والتي تتكرر حتى يتم تنفيذ التعليمة STO.

خطوات دورة الجلب والتنفيذ

تتبيّن خطوات دورة الجلب والتنفيذ من خلال ما يلي:

يتم في البداية جلب بعض البيانات والتعليمات (البرنامج) من الذاكرة الرئيسية ثم تخزينها في مناطق الذاكرة المؤقتة الداخلية الخاصة بها، ثُم يتم بعد ذلك فك التشفير، حيث تقوم وحدة المعالجة المركزية بترجمة التعليمات التي جلبتها للتو، ويتحقق المعالج من عداد البرنامج لمعرفة التعليمات التي سيتم تشغيلها بعد ذلك.

يعطي عداد البرنامج قيمة عنوان في ذاكرة مكان التعليمات التالية، كما يقوم المعالج بجلب قيمة التعليمات من موقع الذاكرة هذا، وبمجرد جلب التعليمات يجب فك تشفيرها وتنفيذها، فعلى سبيل المثال: قد يتضمن ذلك أخذ قيمة واحدة ووضعها فيALU، ثم أخذ قيمة مختلفة من a تسجيل وجمع الاثنين معًا.

يشير مظهر هذا العداد في البرنامج إلى الذاكرة التي تحتوي على تعليمات للمعالج. يزداد قيمة العداد بمقدار واحد في كل مرة يتم فيها تنفيذ دورة معلومات كاملة، ثم يتم تسجيل عنوان الذاكرة في هذه المرحلة. يقوم الكمبيوتر أيضا بتخزين محتوى الكمبيوتر وإرساله إلى الذاكرة العشوائية عبر وحدة المعالجة المركزية (CPU) المتصلة بالذاكرة العشوائية عبر دبابيس العنوان.

عندما يقرأ المعالج المركزي الذاكرة، يتم تسجيل البيانات التي تمت قراءتها، ويتم إرسال البيانات المسجلة إلى السجل الداخلي للمعالج المركزي باستخدام دبابيس بيانات ذاكرة الوصول العشوائي.

عندما يتم الانتهاء من ذلك، يعود المعالج إلى العداد البرنامجي ليبحث عن التعليمات التالية، وتتكرر هذه العملية حتى ينتهي البرنامج. وأثناء مرحلة فك تشفير المعلومات، تأخذ وحدة فك تشفير التعليمات داخل الحاسوب التعليمات من وحدة المعالجة المركزية وتقوم بفك تشفيرها لتحديد نوع الوحدات القابلة للتنفيذ التي سترسل إليها، ثم يتم إرسالها إلى الوحدة التنفيذية للتنفيذ.

أثناء مرحلة التنفيذ، وهي المرحلة القبل الأخيرة في دورة التنزيل والتنفيذ، يتم حل المعلومات المرسلة من وحدة فك التشفير، وتنقسم طرق حل التعليمات إلى أربع طرق أساسية وفقًا لنوع وطبيعة التعليمات المراد حلها.

يمكن ملاحظة هذه الطرق في كيفية حل تعليمات البتات المتحركة، حيث يقوم الحاسوب بحل المشكلة المطلوبة عن طريق معالجة ترتيب البتات التي تحتوي على البيانات، وباستخدام وحدة العمليات المنطقية والحسابية، يتم حل هذه التعليمات الحسابية.

طريقة حل تعليمات الانتقال تتمثل في تغيير القيمة التالية لعداد البرنامج لاستخدام الكود أكثر من مرة، وأما طريقة حل تعليمات الذاكرة فتتضمن قراءتها وكتابتها من المعلومات الأساسية إلى ذاكرة النظام بواسطة وحدة المعالجة المركزية.

المرحلة الأخيرة من التنفيذ بالنسبة للترتيب الذي ينسق به الكمبيوتر في هذه المرحلة التعليمات المستلمة ويطبقها على البيانات أو الأرقام اعتمادًا على التنسيق الرسومي الذي أجراه الكمبيوتر، كما يتم إرسال التعليمات إلى آخر وحدة تنفيذية ستقوم بإكمالها فورًا تم حل الأمر المطلوب بالكامل، حيث تتم كتابة الحل في ذاكرة الكمبيوتر ليتم عرضه أو تطبيقه حسب رغبة المستخدم.

ما هو محتجز في ذاكرة الوصول العشوائي

تعتبر ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وسيلة تخزين أساسية وعابرة للحالات، حيث تفقد البيانات والتعليمات المخزنة فيها بمجرد إيقاف تشغيل الكمبيوتر. وتستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) حاليا في أجهزة الكمبيوتر الحديثة للاحتفاظ بالبيانات والتعليمات التي يتم استخدامها حاليا، بما في ذلك نظام التشغيل والوثائق والبرامج المفتوحة.

بينما إذا كانت ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ممتلئة، وكان جهاز الكمبيوتر الخاص بطيئًا ويومض ضوء محرك الأقراص الثابتة باستمرار، فإنّ جهاز الكمبيوتر يقوم بالتبديل إلى القرص، وإذا حدث هذا فمن الواضح أنّ جهاز الكمبيوتر يحتاج إلى مزيد من ذاكرة الوصول العشوائي أو أنّه بحاجة إلى استخدام برامج أقل استهلاكًا للذاكرة.

تحتفظ العناصر المخزنة في ذاكرة الوصول العشوائي ببياناتها من خلال التالي

• نظام التشغيل.
• التطبيقات.
• واجهة المستخدم الرسومية (GUI).

كما أنّ الذاكرة (ROM) تعتبر ذاكرة القراءة فقط، وهي نوع من التخزين الإلكتروني، والذي يتم تضمينه في الجهاز أثناء التصنيع، حيث يمكن إيجاد رقاقات ROM في أجهزة الكمبيوتر والعديد من الأنواع الأخرى من المنتجات الإلكترونية، كما تستخدم أجهزة VCR ووحدات التحكم في الألعاب وأجهزة راديو السيارة ذاكرة القراءة فقط لإكمال وظائفها بسلاسة.

الحاسب الآلي

يمكن وصف الحاسوب الآلي بأنه جهاز إلكتروني يتعامل مع المعلومات والبيانات عن طريق تخزينها وإسترجاعها ومعالجتها، ويتم استخدامه لأغراض مختلفة مثل كتابة المستندات وإرسال البريد الإلكتروني ولعب الألعاب والوصول للإنترنت والبحث عن مواقع الويب، ويمكن استخدامه أيضا لأغراض متعددة ومعقدة مثل إنشاء الجداول والعروض التقديمية وتحرير وتسجيل الصوت والفيديو وعرضها وغيرها من المهام.

يعتمد عمل الحاسوب على قدرته على البرمجة، حيث يتم استخدام البيانات والمعلومات الأولية كمدخلات ويتم معالجتها باستخدام برامج إلكترونية تطبق العمليات الحسابية والمعادلات المنطقية، وذلك لتنفيذ الأوامر وتسهيل العمل الإلكتروني وتوفير الحلول بمساعدة هذه البرامج. يعتقد أن المحرك التحليلي كان أول حاسوب مبرمج للقراءة فقط، والذي اخترعه تشارلز باباج في عام 183.