Micro-Computers: مكونات فعلية تحدد أداء الكمبيوتر الصغير

4 أهم المكونات المادية التي تحدد أداء الكمبيوتر الصغير هي كما يلي:

مشاركة المدير في تحديد المتطلبات واختيار أجهزة الكمبيوتر المصغرة أكبر من ذلك في حالة الأنظمة الأكبر. وبما أن التفاعل المباشر مع أجهزة الحواسيب الصغيرة هو أكثر تكرارا من ذلك مع أنظمة أكبر ، يحتاج المدير إلى معرفة المزيد عن أجهزة الكمبيوتر المصغرة.

تأتي الحواسيب الصغيرة بأشكال وأحجام مختلفة ، تتراوح من أجهزة الكمبيوتر المكتبية إلى أجهزة الكمبيوتر الدفترية. كل واحد من الحواسيب الصغيرة لديه جميع المكونات الوظيفية لنظام كمبيوتر أكبر.

يحتوي على المكونات المادية العامة التالية التي تحدد أدائها:

1. اللوحة

2. بطاقات تحكم الجهاز

3. أجهزة التخزين الثانوية أو الجماعية

4. العرض وغيرها من الأجهزة

1. اللوحة الأم:

بشكل عام ، تحتوي اللوحة الرئيسية لجهاز الكمبيوتر على شريحة المعالجات الدقيقة (تسمى أيضًا وحدة المعالجة المركزية) ، ورقاقات الذاكرة الأساسية (تسمى أيضًا ذاكرة الوصول العشوائي RAM أو ذاكرة الوصول العشوائي) ، وقراءة الذاكرة فقط (ROM) لتخزين البيانات والإرشادات بشكل دائم ، وغيرها من الرقاقات والدوائر. لأداء التوقيت والمدخلات / الإخراج ووظائف الدعم الأخرى.

ترتبط المكونات المختلفة للوحة الأم ببعضها عن طريق مجموعة من التوصيلات الكهربائية المتوازية. تسمى مجموعة هذه الاتصالات بحافلة. يوجد عدد من فتحات توصيل بطاقات وحدة تحكم الأجهزة المختلفة لتوصيل الشاشة والأجهزة الأخرى ، مثل الطابعات وأجهزة التخزين الكبيرة مثل محرك الأقراص المرنة ومحرك الأقراص الثابتة ومحرك الأقراص المضغوطة (CD) والمودم وما إلى ذلك.

2. بطاقات تحكم الجهاز:

توفر معظم أجهزة الكمبيوتر الاختيار فيما يتعلق بنوع وتكوين الأجهزة التي قد يرغب المستخدم في إرفاقها بالكمبيوتر ، بالإضافة إلى الأجهزة القياسية مثل لوحة المفاتيح. لهذا الغرض ، توجد فتحات (تسمى أيضًا فتحات التوسعة) على اللوحة الأم حيث يتم تركيب بطاقات التحكم للأجهزة التي سيتم توصيلها بالكمبيوتر.

ومع ذلك ، يمكن ملاحظة أنه في بعض الأحيان بالنسبة لبعض الأجهزة ، تحتوي اللوحة الأم نفسها على الدوائر اللازمة للتحكم في الأجهزة من النوع القياسي. يتم ذلك لزيادة سرعة الاتصال بين الجهاز ووحدة المعالجة المركزية. ومع ذلك ، يتم تحقيقه على حساب مرونة استخدام جهاز تم تكوينه بشكل مختلف.

3. أجهزة تخزين كبيرة:

تخزين السعة عموما وجدت على جهاز كمبيوتر يحتوي على محرك الأقراص المرنة ، القرص الصلب ومحرك الأقراص المضغوطة (CD). يتميز محرك الأقراص المرنة بميزة وجود وسيط تخزين (قرص مرن) قابل للإزالة من محرك الأقراص ، في حين أن وسائط التخزين في القرص الثابت لا تكون قابلة للإزالة بشكل عام. ونتيجة لذلك ، يمكن أن تكون كثافة التسجيل أعلى.

إن سعة التخزين على القرص الصلب هي بضع مئات من سعة القرص المرن. تحاول محركات الأقراص المضغوطة الجمع بين ميزات الكثافة العالية وإمكانية الإزالة. ومع ذلك ، تتم قراءة محركات الأقراص المضغوطة الشائعة فقط (وهذا هو السبب في أنها تسمى CD-ROM) وتكون مفيدة فقط في حالة التخزين حيث من غير المحتمل تغيير المحتويات. يحتوي كل قرص مضغوط على سعة تخزين تكافئ تقريباً سعة القرص الثابت المعاصر.

4. العرض والأجهزة الأخرى:

قد يحتوي جهاز الكمبيوتر على أجهزة إدخال مثل لوحة المفاتيح ، والماوس ، والماسح الضوئي ، والقلم الضوئي ، ومكبر الصوت ، وما إلى ذلك. قد يكون لديك طابعة (طابعات) بالإضافة إلى وحدة العرض (الشاشة أو VDU) المرفقة بها للحصول على الإخراج منها. لغرض الاتصال ، قد يكون مودم متصل به والحصول على إخراج صوت أفضل ؛ قد يكون لها نظام مكبرات الصوت كذلك.

أداء الكمبيوتر الشخصي:

يعتمد أداء الكمبيوتر على مجموعة من العوامل ، بما في ذلك وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي والأجهزة الطرفية المرفقة بها. الأجهزة الطرفية بطيئة بالمقارنة مع وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي. يعتمد أدائها ، بدوره ، على أداء وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي.

هذا هو السبب في أنه يقال أن الحواسيب الصغيرة السريعة مبنية على وحدات المعالجة المركزية (CPUs) السريعة ذات ذاكرة الوصول العشوائي الأكبر والأسرع. سرعة وحدة المعالجة المركزية هي وظيفة من العديد من العوامل. بعض من المهم منها مذكورة أدناه.

(أ) سرعة الساعة:

تتضمن معالجة كل تعليمة برنامج دورتين تدعى دورة التعليمات ودورة التنفيذ. تتم مزامنة هذه الدورات بواسطة عدد معين من النبضات الإلكترونية التي يتم إنشاؤها بواسطة ساعة مضمنة في شريحة وحدة المعالجة المركزية.

سرعة هذه الساعة تؤثر ، إلى حد كبير ، على سرعة تنفيذ التعليمات. في كل مرة تنقر فيها هذه الساعة (وتنقر على 133 مليون مرة في الثانية في حالة رقاقة CPU 133 ميجاهرتز) ، يتم تنفيذ جزء من الدورة. وبالتالي ، شيء آخر متساو ، أعلى سرعة الساعة ، أسرع هو تنفيذ التعليمات.

(ب) الذاكرة المؤقتة:

ذاكرة الوصول العشوائي غير قادرة على مطابقة سرعة ساعة النظام ، وبالتالي ، يتم استخدام ذاكرة الوصول العشوائي أسرع بين ذاكرة الوصول العشوائي والمعالج لتحسين سرعة الاتصال بين البيانات والتعليمات بين المعالج وذاكرة الوصول العشوائي. تسمى هذه الذاكرة ذاكرة التخزين المؤقت.

تم تضمين ذاكرة التخزين المؤقت الأساسية (المستوى 1) في وحدة المعالجة المركزية (CPU) وتعمل على سرعة الساعة الداخلية الخاصة بالشريحة. يتم تثبيت ذاكرة التخزين المؤقت الثانوي (المستوى 2) على اللوحة الأم وتعمل بسرعة اللوحة الأم التي تكون عادة أقل من وحدة المعالجة المركزية. يؤثر حجم وسرعة ذاكرة التخزين المؤقت على سرعة الوصول ، وبالتالي سرعة المعالجة.

(ج) العمارة:

كل معالج قادر على تنفيذ عدد معين من التعليمات. قد يكون التعليمة في مجموعة التعليمات هي الجمع والطرح والحمل إلخ. وقد خفضت بعض المعمارية مجموعة التعليمات إلى مثل هذا الحجم الصغير الذي يمكن للمعالج معالجة تعليمة واحدة في وقت ساعة واحدة. تسمى هذه البنية هندسة الكمبيوتر مجموعة تعليمات مخفض (RISC).

يقال أن وحدات المعالجة المركزية (CPU) المستندة إلى مثل هذه البنية تكون أسرع. ومع ذلك ، فإن زيادة سرعة وحدة المعالجة المركزية وتعقيدات العمارة قد وضعت هذا الجدل للراحة. مع تضمين ملحق تعدد الوسائط بواسطة شركة Intel Corp. (تسمى تقنية MMX) ، تم تحسين سرعة معالجة الصور بشكل كبير في حالة استخدام شرائح وحدة المعالجة المركزية (CPU) باستخدام تقنية MMX. تستخدم المعالجات الحديثة خطوط أنابيب متعددة المراحل لمعالجة أكثر من تعليمات واحدة في المرة الواحدة.

يتحقق ذلك من خلال وحدة المعالجة المركزية التي تخمين التعليمات التالية ، وإذا حدث التخمين ، يتم عكس العملية ويتم تنفيذ التعليمات الصحيحة. تحتوي وحدات المعالجة المركزية (CPU) المصممة بشكل أفضل على احتمال أقل لمثل هذا الحدوث.

(د) كثافة الترانزستورات:

ارتفاع كثافة الترانزستورات على رقاقة وحدة المعالجة المركزية ، أسرع هو تجهيز التعليمات من قبل الشريحة. إن وحدة المعالجة المركزية الحديثة (التي توفر سرعة ساعة تبلغ 200 ميجاهرتز) تحزم الترانزستورات الخاصة بها بحيث تكون قريبة من بعضها البعض لدرجة أن المسافة بين ترانزستورات هي حوالي 0.35 ميكرون (واحد ميكرون يساوي 1/100 من قطر شعرة الإنسان).

بعبارة أخرى ، يتم تعبئة حوالي 300 ترانزستور في مساحة تساوي قطر شعرة الإنسان. تمتلك إنتل بنتيوم رقاقة حاليا ما يقارب 4.5 مليون ترانزستور داخل بوصة مربعة واحدة من السليكون.

قد يكون من المهم أن تضع في اعتبارك أن هذه العوامل لها دور تلعبه في تحديد السرعة القصوى الممكنة لوحدة المعالجة المركزية وأداء جهاز الكمبيوتر. يتم تقييد الإنتاجية الفعلية للكمبيوتر بواسطة سرعة الأجهزة التي تستخدمها.

يتم تحديد الأداء أيضًا من خلال نوع برنامج التطبيق المستخدم على جهاز الكمبيوتر. بالنسبة لنوع معين من برامج التطبيقات ، لن يحدث أي فرق كبير في حالة استخدام وحدة المعالجة المركزية بسرعة 66 ميجاهرتز أو وحدة المعالجة المركزية 200 ميجا هرتز إذا كان البرنامج غير قادر على استخدام سرعة وحدة المعالجة المركزية بشكل صحيح ، فإن الكمبيوتر الأسرع قد لا يحدث أي اختلاف كبير في الأداء .

على سبيل المثال ، بالنسبة لتطبيق معالجة الكلمات ، فإن سرعة الكتابة هي عامل يحد من سرعة وحدة المعالجة المركزية ، في حين أنه في تطبيق معالجة الصور ، ستحسن وحدة المعالجة المركزية لتقنية MMX السرعة بشكل كبير.