( العمليات التي تم تنفيذها داخل المعالج وفق مراحل جلب وتنفيذ التعليمات في المعالج من جلب وفك وتشفير وتنفيذ وحفظ في الذاكرة تسمى )
العمليات التي تم تنفيذها داخل المعالج وفق مراحل جلب وتنفيذ التعليمات في المعالج من جلب وفك وتشفير وتنفيذ وحفظ في الذاكرة تسمى
المقدمة
تُعرف العمليات التي تُنفذ داخل المعالج بمراحل جلب وتنفيذ التعليمات، وهي سلسلة متسلسلة من الخطوات التي تمكن المعالج من معالجة البيانات وتنفيذ التعليمات. تتكون هذه المراحل من جلب التعليمات وفك تشفيرها وتنفيذها وحفظها في الذاكرة. في هذه المقالة، سوف نستكشف كل مرحلة من هذه المراحل بالتفصيل، مع التركيز على دور المعالج في كل مرحلة.
جلب التعليمات
المرحلة الأولى من جلب وتنفيذ التعليمات هي جلب التعليمات من الذاكرة الرئيسية إلى المعالج. يتم ذلك بواسطة وحدة التحكم في المعالج، المسؤولة عن إدارة تدفق التعليمات والبيانات. تقوم وحدة التحكم بتحديد عنوان التعليمات التالية التي يجب جلبها من الذاكرة عن طريق الرجوع إلى سجل عداد البرنامج (PC).
بمجرد تحديد العنوان، تُرسل وحدة التحكم طلبًا إلى الذاكرة الرئيسية لجلب التعليمات من هذا العنوان. يتم تخزين التعليمات المستلمة في سجل تعليمات مؤقت يُسمى سجل التعليمات.
فك التعليمات
بمجرد جلب التعليمات إلى المعالج، يجب فك تشفيرها وفهم معناها. تتم هذه العملية بواسطة وحدة فك التشفير، المسؤولة عن تحويل التعليمات من لغة الآلة إلى تمثيل داخلي يمكن للمعالج فهمه.
تقوم وحدة فك التشفير بتقسيم التعليمات إلى حقول منفردة، مثل رمز التشغيل والعناوين. يحدد رمز التشغيل نوع العملية التي يجب تنفيذها، بينما تحدد العناوين مواقع البيانات التي يجب معالجتها.
تنفيذ التعليمات
بعد فك تشفير التعليمات، تُنفذ بواسطة وحدة التنفيذ، وهي قلب المعالج. تتكون وحدة التنفيذ من وحدات فرعية متعددة، مثل الوحدة الحسابية المنطقية (ALU) ومسجلات المعالج.
تُجرى العمليات الحسابية والمنطقية في وحدة ALU. أما مسجلات المعالج فهي مواقع تخزين مؤقتة تُستخدم لتخزين البيانات الوسيطة والنتائج المؤقتة أثناء تنفيذ التعليمات.
حفظ النتائج
بمجرد تنفيذ التعليمات، قد تحتاج النتائج إلى تخزينها في الذاكرة أو في مسجلات المعالج. تتم هذه العملية بواسطة وحدة الكتابة، المسؤولة عن كتابة البيانات في مواقع الذاكرة أو مسجلات المعالج.
تُستخدم وحدة الكتابة أيضًا لتخزين التعليمات في الذاكرة بعد جلبها، مما يوفر وصولاً أسرع إلى التعليمات في عمليات الاستدعاء المستقبلية.
مراحل تنفيذ التعليمات
تُنفذ مراحل جلب وتنفيذ التعليمات بشكل متكرر حتى يتم تنفيذ جميع التعليمات في البرنامج. تتكون كل مرحلة من الخطوات الفرعية التالية:
مرحلة جلب التعليمات
- وحدة التحكم تحدد عنوان التعليمات التالية.
- وحدة التحكم ترسل طلبًا لجلب التعليمات من الذاكرة الرئيسية.
- التعليمات تُخزن في سجل التعليمات.
مرحلة فك التعليمات
- وحدة فك التشفير تقسم التعليمات إلى حقول.
- وحدة فك التشفير تحدد رمز التشغيل والعناوين.
- وحدة فك التشفير تحول التعليمات إلى تمثيل داخلي.
مرحلة تنفيذ التعليمات
- وحدة التنفيذ تُنفذ العمليات الحسابية والمنطقية في وحدة ALU.
- وحدة التنفيذ تستخدم مسجلات المعالج لتخزين البيانات الوسيطة والنتائج المؤقتة.
- وحدة التنفيذ تُنتج النتائج.
مرحلة حفظ النتائج
- وحدة الكتابة تخزن النتائج في الذاكرة أو في مسجلات المعالج.
- وحدة الكتابة قد تخزن التعليمات في الذاكرة.
- وحدة الكتابة تُحضر المعالج لعملية جلب التعليمات التالية.
الاستنتاج
مراحل جلب وتنفيذ التعليمات هي العمليات الأساسية التي تُنفذ داخل المعالج. تمكن هذه المراحل المعالج من معالجة البيانات وتنفيذ التعليمات من خلال جلب التعليمات وفك تشفيرها وتنفيذها وحفظها في الذاكرة. من خلال فهم هذه المراحل، يمكن للمرء الحصول على تقدير أفضل للوظائف الداخلية للمعالج وأهميته في أنظمة الكمبيوتر.