❗️ نظرة عامة عن معمارية الحاسوب (Computer Architecture)❗️
تعتبر معمارية الحاسوب مجالًا مهمًا في علوم الحاسوب والهندسة الكهربائية، وتهتم بتصميم وتنظيم هياكل وعناصر الحواسيب ونظم الحاسوب
ثريد طويل🧵
تعتبر معمارية الحاسوب مجالًا مهمًا في علوم الحاسوب والهندسة الكهربائية، وتهتم بتصميم وتنظيم هياكل وعناصر الحواسيب ونظم الحاسوب
ثريد طويل🧵
🟢تشمل معمارية الحاسوب المكونات الفيزيائية للحواسيب مثل:
- المعالج المركزي (CPU)
- الذاكرة
- وحدات المدخل والمخرج
- الشبكات
- البروتوكولات
- البرمجيات المستخدمة للتواصل مع تلك المكونات
- المعالج المركزي (CPU)
- الذاكرة
- وحدات المدخل والمخرج
- الشبكات
- البروتوكولات
- البرمجيات المستخدمة للتواصل مع تلك المكونات
يتم تصميم معمارية الحاسوب لتلبية مجموعة محددة من المتطلبات والأهداف، بما في ذلك الأداء والكفاءة والتوفير في استهلاك الطاقة وسهولة الاستخدام وقابلية التوسع
تُعد معمارية الحاسوب عاملًا حاسمًا في تحديد قدرة الحاسوب على تنفيذ المهام وتحقيق أداء عالي
تُعد معمارية الحاسوب عاملًا حاسمًا في تحديد قدرة الحاسوب على تنفيذ المهام وتحقيق أداء عالي
🟢تنقسم معمارية الحاسوب إلى عدة مستويات، بدءًا من:
⬅️ المستوى الأعلى:
هو مستوى الأداء والتوجيهات العامة للتصميم
⬅️ المستوى الأدنى:
هو مستوى تنفيذ التعليمات والدوائر الإلكترونية
⬅️ المستوى الأعلى:
هو مستوى الأداء والتوجيهات العامة للتصميم
⬅️ المستوى الأدنى:
هو مستوى تنفيذ التعليمات والدوائر الإلكترونية
🟢من أبرز مستويات معمارية الحاسوب:
1⃣ معمارية المجموعة التوجيهية (Instruction Set Architecture)
2⃣ معمارية المكونات الداخلية (Internal Components Architecture)
3⃣ معمارية النظام (System Architecture)
4⃣ معمارية الشبكات (Network Architecture)
1⃣ معمارية المجموعة التوجيهية (Instruction Set Architecture)
2⃣ معمارية المكونات الداخلية (Internal Components Architecture)
3⃣ معمارية النظام (System Architecture)
4⃣ معمارية الشبكات (Network Architecture)
1⃣ معمارية المجموعة التوجيهية (ISA):
هي جزء هام من معمارية الحاسوب، وتعتبر واجهة بين الأجهزة البرمجية والأجهزة الفيزيائية في الحاسوب
تحدد ISA التعليمات وطرق التنفيذ التي يمكن للمبرمجين استخدامها لكتابة البرامج وتشغيلها على الحاسوب
هي جزء هام من معمارية الحاسوب، وتعتبر واجهة بين الأجهزة البرمجية والأجهزة الفيزيائية في الحاسوب
تحدد ISA التعليمات وطرق التنفيذ التي يمكن للمبرمجين استخدامها لكتابة البرامج وتشغيلها على الحاسوب
تعليمات ISA تتنوع وتشمل مجموعة متنوعة من التعليمات التي يمكن تنفيذها بواسطة وحدة المعالجة المركزية (CPU) وغيرها من الوحدات الحاسوبية
تشمل أنواع التعليمات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة
وتشمل التعليمات المنطقية عمليات المنطق البولياني مثل:
- AND
- OR
- NOT
- XOR
تشمل أنواع التعليمات الحسابية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة
وتشمل التعليمات المنطقية عمليات المنطق البولياني مثل:
- AND
- OR
- NOT
- XOR
هناك مجموعة متنوعة من المعماريات المعروفة لـ ISA، مثل معمارية x86 التي تستخدمها معالجات إنتل وAMD، ومعمارية ARM التي تستخدمها معالجات الهواتف الذكية وأجهزة الحوسبة المحمولة
تختلف هذه المعماريات في تصميمها ومجموعة التعليمات المتاحة وطرق التنفيذ
تختلف هذه المعماريات في تصميمها ومجموعة التعليمات المتاحة وطرق التنفيذ
2⃣ معمارية المكونات الداخلية (Internal Components Architecture):
تتعامل مع تصميم وتنظيم المكونات الفعلية داخل الحاسوب، تشمل هذه المكونات:
- وحدة المعالجة المركزية (CPU)
- وحدات الذاكرة
- وحدات التخزين المؤقت (Caches)
- وحدات المنطق المركزي (ALU)
- ووحدات التحكم (Control Units)
تتعامل مع تصميم وتنظيم المكونات الفعلية داخل الحاسوب، تشمل هذه المكونات:
- وحدة المعالجة المركزية (CPU)
- وحدات الذاكرة
- وحدات التخزين المؤقت (Caches)
- وحدات المنطق المركزي (ALU)
- ووحدات التحكم (Control Units)
وحدة المعالجة المركزية (CPU) تعتبر العقل الحاسوبي وتتحكم في تنفيذ التعليمات وإجراء العمليات الحسابية والمنطقية
وتتكون من العديد من المكونات الداخلية مثل وحدة التحكم ووحدة الحساب والمنطق والسجلات المؤقتة ووحدة الاستدلال
وتتكون من العديد من المكونات الداخلية مثل وحدة التحكم ووحدة الحساب والمنطق والسجلات المؤقتة ووحدة الاستدلال
وحدات الذاكرة تتضمن الذاكرة العشوائية (RAM) والذاكرة القابلة للبرمجة (ROM)، وتستخدم لتخزين البيانات والتعليمات التي يتم استخدامها في تنفيذ البرامج
وحدات التخزين المؤقت (Caches) تستخدم لتسريع وتحسين عمليات الوصول إلى الذاكرة، حيث يتم تخزين المعلومات التي يتم استخدامها بشكل متكرر في وحدات التخزين المؤقت الأقرب إلى وحدة المعالجة المركزية
وحدات المنطق المركزي (ALU) هي المسؤولة عن تنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية الأساسية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة والعمليات المنطقية البسيطة مثل AND وOR
وحدات الاتصال والربط (Interconnects) تمكن تواصل المكونات الداخلية في الحاسوب ونقل البيانات بينها، وتشمل الشبكات الداخلية والقنوات والباصات والوصلات
3⃣ معمارية النظام (System Architecture):
تهتم بتصميم وتنظيم الهيكل العام والتفاعلات بين مكونات الحاسوب، بما في ذلك الشبكات والمختبرات والواجهات ووحدات المدخل والمخرج
تعمل معمارية النظام على تحديد كيفية تنظيم المكونات المختلفة بشكل يدعم وظائف النظام ويضمن توافقها وتفاعلها
تهتم بتصميم وتنظيم الهيكل العام والتفاعلات بين مكونات الحاسوب، بما في ذلك الشبكات والمختبرات والواجهات ووحدات المدخل والمخرج
تعمل معمارية النظام على تحديد كيفية تنظيم المكونات المختلفة بشكل يدعم وظائف النظام ويضمن توافقها وتفاعلها
🟢تشمل معمارية النظام بعض العناصر المهمة التالية:
أ- الشبكات والاتصالات:
تشمل تصميم وتنظيم الاتصالات والشبكات الداخلية والخارجية للحاسوب
يتم استخدام بروتوكولات ومعايير الاتصال المختلفة لتوصيل المكونات وتبادل البيانات بينها
أ- الشبكات والاتصالات:
تشمل تصميم وتنظيم الاتصالات والشبكات الداخلية والخارجية للحاسوب
يتم استخدام بروتوكولات ومعايير الاتصال المختلفة لتوصيل المكونات وتبادل البيانات بينها
ب- وحدات المدخل والمخرج:
تشمل الواجهات التي يتم من خلالها إدخال البيانات والمعلومات إلى الحاسوب (مثل لوحة المفاتيح والفأرة والماسح الضوئي) وإخراج النتائج (مثل الشاشات والطابعات والمكبرات الصوتية)
تشمل الواجهات التي يتم من خلالها إدخال البيانات والمعلومات إلى الحاسوب (مثل لوحة المفاتيح والفأرة والماسح الضوئي) وإخراج النتائج (مثل الشاشات والطابعات والمكبرات الصوتية)
ج- الواجهات البرمجية:
تشمل الأدوات والبروتوكولات والمكتبات التي تسهل التفاعل بين البرمجيات المختلفة والمكونات الأخرى في الحاسوب
د- وحدات التخزين:
تشمل وحدات التخزين المختلفة مثل الأقراص الصلبة ووحدات التخزين السحابي والذاكرة الفلاشية
تشمل الأدوات والبروتوكولات والمكتبات التي تسهل التفاعل بين البرمجيات المختلفة والمكونات الأخرى في الحاسوب
د- وحدات التخزين:
تشمل وحدات التخزين المختلفة مثل الأقراص الصلبة ووحدات التخزين السحابي والذاكرة الفلاشية
ه- الأمان والحماية:
تهتم معمارية النظام بتصميم نظام أمان قوي وآليات حماية البيانات والمعلومات المخزنة والمرسلة في الحاسوب من الاختراق والتلاعب
تهتم معمارية النظام بتصميم نظام أمان قوي وآليات حماية البيانات والمعلومات المخزنة والمرسلة في الحاسوب من الاختراق والتلاعب
4⃣ معمارية الشبكات (Network Architecture):
تشير إلى تصميم وهيكلة الشبكات الحاسوبية، تهدف معمارية الشبكات إلى تحديد كيفية تنظيم وتوصيل الأجهزة والمكونات في الشبكة بطريقة تسمح بنقل البيانات وتبادل المعلومات بينها بطريقة فعالة وآمنة
تشير إلى تصميم وهيكلة الشبكات الحاسوبية، تهدف معمارية الشبكات إلى تحديد كيفية تنظيم وتوصيل الأجهزة والمكونات في الشبكة بطريقة تسمح بنقل البيانات وتبادل المعلومات بينها بطريقة فعالة وآمنة
🟢تتضمن معمارية الشبكات بعض العناصر الرئيسية التالية:
أ- توبولوجيا الشبكة:
تحدد توبولوجيا الشبكة الهيكل العام للشبكة وكيفية توصيل الأجهزة والعقد فيها
وتشمل الشبكات:
- الحلقية (Ring Networks)
- النجمية (Star Networks)
- الشجرية (Tree Networks)
- الشبكية (Mesh Networks)
وغيرها
أ- توبولوجيا الشبكة:
تحدد توبولوجيا الشبكة الهيكل العام للشبكة وكيفية توصيل الأجهزة والعقد فيها
وتشمل الشبكات:
- الحلقية (Ring Networks)
- النجمية (Star Networks)
- الشجرية (Tree Networks)
- الشبكية (Mesh Networks)
وغيرها
ب- بروتوكولات الاتصال:
تحدد بروتوكولات الاتصال القواعد والمعايير التي يجب اتباعها لتمكين التواصل بين الأجهزة وتبادل البيانات في الشبكة
مثل بروتوكول الإنترنت (TCP/IP) الذي يستخدم في شبكة الإنترنت
تحدد بروتوكولات الاتصال القواعد والمعايير التي يجب اتباعها لتمكين التواصل بين الأجهزة وتبادل البيانات في الشبكة
مثل بروتوكول الإنترنت (TCP/IP) الذي يستخدم في شبكة الإنترنت
ج- الطبقات والبروتوكولات:
تستخدم معمارية الشبكات طريقة تنظيم الشبكة في طبقات متعددة
تتضمن:
- طبقات الشبكة الفيزيائية
- طبقة الشبكة
- طبقة النقل
- طبقة الجلسة
- طبقة العرض
- طبقة التطبيق
يتم استخدام بروتوكولات مختلفة في كل طبقة لتنفيذ وظائف محددة
تستخدم معمارية الشبكات طريقة تنظيم الشبكة في طبقات متعددة
تتضمن:
- طبقات الشبكة الفيزيائية
- طبقة الشبكة
- طبقة النقل
- طبقة الجلسة
- طبقة العرض
- طبقة التطبيق
يتم استخدام بروتوكولات مختلفة في كل طبقة لتنفيذ وظائف محددة
د- الأمان والحماية:
تهتم معمارية الشبكات بتصميم نظام أمان وحماية الشبكة من الاختراقات والتهديدات الخارجية
يشمل ذلك استخدام تقنيات التشفير والمصادقة والتحقق لضمان سلامة البيانات والاتصالات
تهتم معمارية الشبكات بتصميم نظام أمان وحماية الشبكة من الاختراقات والتهديدات الخارجية
يشمل ذلك استخدام تقنيات التشفير والمصادقة والتحقق لضمان سلامة البيانات والاتصالات
ه- أداء الشبكة:
تهدف معمارية الشبكات إلى تحقيق أداء مرتفع وكفاءة في استخدام الموارد الشبكية
يشمل ذلك تصميم الشبكة بطريقة تسمح بنقل البيانات بسرعة عالية وتقليل التأخير وضمان توافر الشبكة
تهدف معمارية الشبكات إلى تحقيق أداء مرتفع وكفاءة في استخدام الموارد الشبكية
يشمل ذلك تصميم الشبكة بطريقة تسمح بنقل البيانات بسرعة عالية وتقليل التأخير وضمان توافر الشبكة
جاري تحميل الاقتراحات...