خطوات دورة الجلب والتنفيذ في الحاسوب

لقد أحدث الحاسوب الآلي ثورة في العالم في العصر الحديث، إذ تحول إلى أداة لكثير من الأعمال في مختلف مناح الحياة، ويجهل كثير من الناس كيفية عمل الحاسوب والأدوات التي يعتمد عليها في تنفيذ المهمات الموكلة إليه، وهذا المقال سوف يوضح خطوات دورة الجلب والتنفيذ.

قبل البدء بالحديث عن دورة الجلب والتنفيذ لا بدَّ من الحديث بشكل موجز عن الحاسب الآلي، ويشار إلى جهاز الكمبيوتر بالحاسب الآلي أو الحاسوب، وهو عبارة عن جهاز إلكتروني يمكنه التعامل من مختلف أنواع والبيانات من حيث تخزينها ومعالجتها واسترجاعها، إذ يمكن أن يستخدم في كتابة المستندات والألعاب وتبادل الرسائل الإلكترونية وفي الدخول إلى المواقع المختلفة على الإنترنت، وإنشاء عروض التقديمية والجداول والتحرير وتسجيل الفيديوهات وغير ذلك، إذ يعتمد الكمبيوتر على البرمجة وقدرته على التعامل مع البيانات والصور والمعلومات، ويعالج الحاسوب تلك البيانات بواسطة برامج إلكترونية تستخدم عمليات حسابية ومعادلات منطقية هائلة، ويساعد هذا على تسهيل العمل الإلكتروني والوصول إلى الغاية المطلوبة، وقد كان المحرك التحليلي الذي اخترعه تشارلز باباج في عام 1983م أول كمبيوتر للقراءة مبرمج فقط.

تمثِّل دورة الجلب والتنفيذ الوظيفة الأساسية التي تقوم بها وحدة المعالجة المركزية في الحاسوب، وتسمى أيضًا دورة الجلب وفك التشفير والتنفيذ أو دورة التعليمات، وتبدأ دورة الجلب والتنفيذ عند تشغيل الحاسوب، وتبدأ بعدها فورًا معالجة التعليمات من قبل المعالج، ويتم نسخ عنوان الذاكرة الذي يحفظ في عدادات البرامج في الحاسوب إلى MAR، ولذلك تسمى عملية الكمبيوتر الأساسية دورة الجلب والتنفيذ، وقد صمِّمَت وحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر من أجل فهم التعليمات، إذ تُجلَب التعليمات من الذاكرة الرئيسية بشكل متكرر مع بداية إقلاع جهاز الحاسوب حتى إيقاف التشغيل، وتعمل وحدة المعالجة المركزية على جلب التعليمات إلى سجلات الحاسوب من الذاكرة، ويحتفظ الحاسوب بالعنوان التالي لذاكرة التعليمات ويجلبها من الذاكرة الرئيسية.
وتعمل وحدة المعالجة المركزية على فك تشفير التعليمات المقدمة للحاسوب وتنفذها، وتظلُّ تكرر ذلك حتى تنتهي التعليمات المقدمة إليها، إذ يتطلب أحيانًا جزء من كود أحد البرامج العديد من التعليمات، ويتم نسخ الكود التابع لأحد البرامج من أجل تنفيذ عمليه من ذاكرة التخزين الثانوي إلى الذاكرة الرئيسية، ويعين على موقع الذاكرة في المكان الذي تم فيه تخزين التعليمات السابقة، وعند ذلك يبدأ البرنامج بالعمل.

تعتمد عملية الجلب والتنفيذ على نقل البيانات إلى وحدة المعالجة المركزية من أجل تشغيل البرامج والقيام بمختلف المهمات على الكمبيوتر، وفيما يأتي طريقة عمل دورة الجلب والتنفيذ:

تعدُّ ذاكرة الوصول العشوائي RAM، وتمثل هذه الذاكرة مكان التخزين الأساسي المتقلب، إذ أنَّ الحاسوب يفقد كل المعلومات والبيانات التي كانت موجودة في تلك الذاكرة، وتستخدم ذاكرة الوصول العشوائي في حفظ التعليمات والبيانات التي تكون قيد المستخدم في الحواسيب الحديثة، كما تستخدم في الاحتفاظ بنظام التشغيل والمستندات والبرامج المفتوحة خلال التشغيل، أمَّا إذا كانت ذاكرة RAM ممتلئة، فإنَّ الحاسوب يصبح بطيئًا، ويضيء ضوء محرك الأقراص الثابتة بشكل مستمر، ولذلك يقوم الحاسوب بتبديل القرص الذي يعمل عليه، وفي هذه الحالة قد يحتاج الحاسوب إلى ذاكرة تخزين أكبر أو بحاجة لتقليل البرامج المستخدمة، وتضم ذاكرة الوصول العشوائي عناصر إضافية كثيرة هي: نظام التشغيل وواجهة المستخدم الرسومية والتطبيقات، وهي ذاكرة للقراءة فقط، وهي نوع من التخزين الإلكتروني، وتوضع هذه الذاكرة عند التصنيع.

في النهاية تعرَّف القارئ على خطوات دورة الجلب والتنفيذ، إضافة إلى التعرف على الحاسب الآلي، وما هو مفهوم محتجز ذاكرة الوصول العشوائي وغير ذلك من المعلومات المتعلقة.