5. دارات التوقیت لتحقیق عملیة التسلسل التعلیمة
حالات وحدة التحكم: ·
ترتبط وحدة التحكم مع عدة وحدات قد تقع في إحدى الحالات التالیة:
البیانات Input Mode 1. حالة الإدخال
البیانات Mode Output 2. حالة الإخراج
3. حالة بدایة عملیة جدیدة
.Memory Read 4. حالة القراءة من الذاكرة
.Memory Write 5. حالة الكتابة في الذاكرة
6. حالة البحث عن تعلیمھ
.I/O Read 7. حالة القراءة من وحدة الإدخال
.I/O Write 8. حالة الكتابة في وحدة الإخراج
: Instructions التعلیمات ·
.1- مبین في الشكل الشكل 12
عناوین المعاملات
Operands Address
1 - الشكل 12
مع ملاحظة أن شفره العملیة تحدد نوع ومن الواضح أن عدد خانات شفره تنفیذھا
عدد خانات شفره n ، عدد التعلیمات m حیث
الثنائیة
ھذا وتخزن كل تعلیمة من التعلیمات في موقع في الذاكرة الرئیسة تحت عنوان محدد بحیث یتم
Program حفظ عنوان التعلیمة في مسجل خاص في وحدة التحكم یسمى عداد البرنامج
حیث یشیر إلى عنوان التعلیمة التالیة، وبعد البحث عن التعلیمة وإیجادھا تخزن Counter
Instruction Register التعلیمة في مسجل خاص في وحدة التحكم یسمى بمسجل التعلیمة
.
كیف ینفذ الحاسوب التعلیمة (عمل وحدة التحكم ) ؟
تقوم وحدة التحكم بتحدید عنوان التعلیمة في الذاكرة الرئیسیة وتشرف على تمریر التعلیمة من
الذاكرة إلى وحدة التحكم حیث تخزن في مسجل التعلیمة ثم تأخذ دارات شفره التعلیمة وتحللھا
لتحدید نوعھا، بعد ھذا تأخذ عناوین البیانات من مسجل التعلیمة ویتم تنشیط ھذه العناوین
مسجلات البیانات) ومن ثم تقوم وحدة التحكم ) CPU وتنقل البیانات اللازمة إلى سجلات
بإخبار وحدة الحساب والمنطق عن نوع العملیة المراد تنفیذھا على البیانات المحددة.
تصنیف التعلیمات: ·
1.تصنف التعلیمات حسب عدد العناوین المستخدمة في حقل العناوین إلى:
التعلیمات ذات الأربع عناوین : ·
حیث تحتوي ھذه التعلیمات على حقل شفره العملیة إضافة إلى أربعة حقول
تمثل أربعة عناوین.
OPC A1 A2 A3 A4
حیث أن:
عناوین المعاملین الأول والثاني. A1 , A2
عنوان ناتج تنفیذ العملیة. A3
عنوان التعلیمة التالیة A4
شفره العملیة. OPC
التعلیمات ذات الثلاثة عناوین: ·
.A إذا خزنت التعلیمات في الذاكرة بشكل متسلسل فلا داعي للحقل 4
وللانتقال إلى التعلیمة التالیة یكفي زیادة عداد البرنامج بمقدار 1 وتمثل التعلیمة ذات
ثلاثة العناوین كما یلي:
OPC A1 A2 A3
info@xpres-it.com م/عمار محمد عیسى الدبعي 45
وإجراء العملیة A1,A وحسب ھذه التعلیمة فانھ یتم جلب المعاملات من المواقع 2
.A المحدد نوعھا في شفره العملیة أما النتیجة فتخزن في الموقع 3
التعلیمات ذات العنوانین: ·
وحسب ھذه التعلیمة فان OPC,A1,A تحتوي ھذه التعلیمات على الحقول 2
وتنفذ علیھا العملیة المحدد نوعھا قي شفره A1,A المعاملات تجلب من المواقع 2
العملیة أما النتیجة فتخزن في أحد مسجلات وحدة المعالجة المركزیة.
التعلیمات ذات العنوان الواحد: ·
تحتوي ھذه التعلیمات على شفره العملیة بالإضافة لعنوان معامل واحد أما المعامل الآخر
فیتم استحضاره من المر كم.
2. تصنیف التعلیمات حسب عدد المواقع اللازمة لتخزینھا (حسب الطول):
التعلیمات أحادیة البایت : ·
طول ھذه التعلیمة 8 بت "خانات" أو 1بایت تستخدم ھذه الخانات لتخزین شفره
العملیة.
التعلیمات ثنائیة البایت:یستخدم البایت الأول لشفره العلمیة أما البایت الثاني ·
فیستخدم لتحدید عنوان المعامل.
التعلیمات ثلاثیة البایت:طول التعلیمة من ھذا النوع 3 بایت یستخدم الأول لتخزین ·
شفره العملیة أما الثاني والثالث فیستخدم لتخزین عناوین المعاملین الأول والثاني.
3.تصنیف التعلیمات حسب نوعھا:
التعلیمات الحسابیة كتعلیمات الجمع و الطرح الخ. ·
وتعلیمات الإزاحة للیسار أو الیمین. AND, OR التعلیمات المنطقیة كتعلیمات ·
تعلیمات الإدخال والإخراج والمخصصة لتنفیذ عملیة الإدخال أو الإخراج. ·
تعلیمات التكرار والمخصصة لتكرار تنفیذ عملیة. ·
تعلیمات نقل التحكم والمخصصة لنقل التنفیذ إلى تعلیمة لا تلي التعلیمة التالیة وذلك ·
اعتمادا على شرط معین أو بدون شرط معین.
دورة التعلیمة: ·
إن الذاكرة الرئیسة ووحدة الحساب والمنطق ووحدة التحكم ترتبط معاً وتتعاون في تنفیذ
التعلیمة من خلال تنفیذ مجموعة من التعلیمات یطلق علیھا دورة التعلیمة وتقسم دورة
التعلیمة إلى مرحلتین:
1. مرحلة البحث:
تبدأ ھذه المرحلة بتمریر محتوى عداد البرامج إلى مسجل العنوان. ·
بعد تحدید عنوان التعلیمة تقوم دوائر التحكم بإصدار الإشارات اللازمة لقراءة ·
التعلیمة من الذاكرة الرئیسیة حسب العنوان المسجل في مسجل العنوان.
تمرر التعلیمة إلى مسجل التعلیمة في وحدة التحكم وعنوان المعامل إلى مسجل ·
العنوان.
یقوم محلل التعلیمة باستقبال التعلیمة من مسجل التعلیمة لتحلیلھا ومعرفة نوع ·
العملیة وإصدار الإشارات اللازمة لوحدة الحساب والمنطق لتنفیذھا.
تتم زیادة عداد البرنامج بمقدار 1 للإشارة للتعلیمة التالیة في البرنامج. ·
2. مرحلة التنفیذ:
بعد تحدید نوع العملیة وتحدید عناوین المعاملات في المرحلة الأولى تبدأ المرحلة
الثانیة حیث یمكن إیجاز ھذه المرحلة في الخطوات التالیة:
تمرر المعاملات من الذاكرة الرئیسیة إلى وحدة الحساب والمنطق (قراءة ·
المعاملات).
تقوم وحدة الحساب والمنطق بإجراء العملیة المطلوبة على المعاملات. ·
تقوم وحدة التحكم بإصدار الإشارة الخاصة لوحدة الذاكرة لاستقبال النتیجة في ·
العنوان المحدد في التعلیمة.
: Instruction Decoder محلل التعلیمة ·
قلنا انھ لتنفیذ العملیة لا بد من تحلیل شفره التعلیمة لتحدید نوعھا وتنفیذھا ویقوم بھذه المھمة
وحدة خاصة داخل وحدة التحكم تسمى بمحلل التعلیمة، ویلعب ط ول شفره التعلیمة دورًا في
تحدید تركیب محلل التعلیمة حیث أن شفره التعلیمة تحدد عدد الأوامر التي یمكن تنفیذھا فلو
كان طول الشفیرة 8 فإن اكبر عدد من الأوامر یمكن تنفیذه یساوي 256 أمرًا.
وبھذا یمكن تعریف محلل التعلیمة على أنھ دائرة الكترونیة لھا عدد من المداخل مساو لطول
شفره التعلیمة وعدد من المخارج مساو لعدد عملیات الأوامر الممكن تنفیذھا.
:Main Memory الذاكرة الرئیسیة ·
لتنفیذ العمل لابد من التواجد ھذا العمل ( البرنامج) و البیانات اللازمة في الذاكرة الرئیسیة
بصورة مؤقتة حتى تتم عملیة المعالجة ویتم نقل النتائج إلى وحدات الإخراج وكما نعلم أن
الذاكرة الرئیسیة تتألف من مجموعة خلایا ثنائیة على شكل مصفوفة وتحمل الخلایا في السطر
Word الواحد نفس العنوان أو الموقع، ومسجل بیانات مؤقت یسمي مسجل الكلمة
ووحدة تحكم محلیة و ترتبط الذاكرة مع وحدة التحكم عن طریق مسجل العنوان Register
(باستخدام خطوط العنوان ) وبعض إشارات التحكم لتحدید عملیة القراءة أو الكتابة.
1.7.4 تركیب الذاكرة الرئیسیة:
یجب تمثیل رموز البیانات بالنظام الثنائي حتى یستطیع الحاسوب معالجة ھذه الرموز لھذا فإن
قادرة على تمثیل الأرقام الثنائیة ( صفر أو واحد ) لذا Cells الذاكرة الرئیسیة تتكون الخلایا
یمكن لھذه الخلایا أن تمثل بالمفاتیح حیث أن حالة المفتاح المغلق تمثل الواحد و المف توح تمثل
الصفر أو یمكن أن تمثل بواسطة الخلایا المغناطیسیة التي یسري فیھا التیار الكھربائي. فعند
سریان التیار الكھربائي في الخلیة المغناطیسیة فأنھ سوف یولد بھا مجالاً مغناطیسیاً و اتجاه
ھذا المجال یحدد الحالة التي تقع فیھا الخلیة. فإذا كان اتجاه المجال مع عقا رب الساعة فإن
الخلیة تقع في حالة الواحد و في حالة الصفر إذا كان المجال بعكس عقارب الساعة.
ومھما كان نوع خلایا الذاكرة فإنھ یمكن اعتبار الذاكرة لوحة الكترونیة مكونة من خلایا بحیث
1 یوضح ھذا : - تشكل ھذه الخلایا المصفوفة والشكل 13
تمثل أسطر ھذه المصفوفة المواقع في الذاكرة أما
الأعمدة فتمثل الكلمات ویختلف طول الكلمة ( عدد الخلایا في السطر ) من حاسوب لآخر فقد
تحتوي الكلمة على أربعة خلایا "بت"أو ثمانیة أو ست عشرة.
الممثل بالسطر فالكلمة الثالثة Address ولتحدید كلمة ما في الذاكرة لابد من تحدید موقعھا
ی تم الوصول إلیھا عن طریق العنوان 3 وھكذا . ومن ھنا یتبین لنا تركیب الذاكرة الرئیسیة
حیث تضم ھذه الذاكرة الأجزاء الرئیسیة التالیة:
حیث یخزن في المسجل عنوان الكلمة المراد address register 1. مسجل العنوان
الوصول إلیھا (رقم السطر في المصفوفة ).
حیث یسجل في المسجل الكلمة المراد الوصول word register 2. مسجل الكلمة
إلیھا (الأعمدة المشار إلیھا بالعنوان المسجل في مسجل العنوان ).
للإشراف على عملیات الوصول إلى Control Unit 3. وحدة تحكم محلیة
الكلمات(القراءة والكتابة ).
والممثلة بالمصفوفة نفسھا (خلایا الذاكرة). و الشكل Storage Unit 4. وحدة التخزین
1-14 یوضح تركیب الذاكرة الرئیسیة:
1 یوضح تركیب الذاكرة الرئیسیة - الشكل 14
1- شكل 13
یلعب مسجل العنوان دورًا في تحدید سعة الذاكرة حیث أن طول ھذا المسجل ( عدد الخلایا )
التي یمكن الوصول إلیھا فلو كان طول ھذا المسجل 8 بت Addresses یحدد عدد المواقع
فإن عدد المواقع یساوي أي 256 موقعاً. أما مسجل الكلمة فیحدد طول الكلمة التي یمكن
تخزینھا في الذاكرة.
مثال: إذا علمت أن طول مسجل العنوان یساوي 8 خلایا وطول مسجل الكلمة 4 خلایا
فاحسب حجم الذاكرة:
الحل:
من أھم العملیات التي یمكن أجراؤھا على البیانات ھي عملیة القراءة و الكتابة حیث تتم عملیة
القراءة كما یلي:
1. یؤخذ العنوان من وحدة المعالجة المركزیة (وحدة التحكم) ویخزن في مسجل العنوان.
2. تقوم وحدة التحكم المحلیة بالإشراف على عملیة البحث عن الكلمة المحدد عنوانھا في
مسجل العنوان .
3. عند إیجاد الكلمة المعینة تحت العنوان المحدد یتم نقلھا إلى مسجل الكلمة وبعدھا تنقل
إلى وحدة المعالجة.
أما عملیة الكتابة فتتم حسب الخطوات التالیة:
1. یحدد العنوان المراد تسجیل الكلمة فیھ بوضع ھذا العنوان في مسجل العنوان.
2. تتم عملیة البحث عن المواقع بإشراف وحدة التحكم المحلیة.
3. تسجل الكلمة في مسجل الكلمة وبعد تحدید الموقع تنقل من ھذا المسجل إلى الموقع
المحدد.


