المقصود بمعمارية الحاسوب

معمارية الحاسوب هي دراسة تتفاعل مع عدة معدات مادية وبرمجية وتتفاعل مع بعضها البعض لكي تشكل نظام الحاسوب.
معمارية الحاسوب هي هندسة معمارية لجميع أجهزة الحاسب حيث توضح البناء الداخلي والخارجي للحاسب وتوضح أيضًا كيفية إدخال وإخراج البيانات منه وكيفية القيام بمعالجتها وبرع

جون فون نيومان

في تصميم الحاسبات.
معمارية الحاسوب هي مادة يتم تدريسها في كليات الهندسة قسم الحاسب الآلي وفي أي كلية تتعلق دراستها بالحاسوب وتشمل مواد تدريس الحاسب الآلي على كيفية بناء آلية الحاسوب وكيفية رسمها على الورق لكي تتعرف على كيفية إنتقال البيانات والتمكن من رؤيتها .
لدى عمارة الحاسوب وظيفة مهمة جدًا وهي دراسة البيانات والتحكم بها وفقا للأوامر التي تم أخذها .
عمارة الحاسوب هي الطريقة التي يتم من خلالها دراسة نظام الحاسب الالي والتفاعل مع عدة برامج ومعدات فهو نظام يتم وضعه لكي يقوم بتنظيم العمليات المتواجدة داخل الحاسب الآلي.
عند التعامل مع حاسب آلي نرى قائمة بها مجموعة من وحدات الوظيفة كالذاكرة، والمعالج، وبوابات الإدخال والإخراج، وشبكات التبديل ومهمة معمارية الحاسوب هي عمل تبادل للمعلومات بين الذاكرة والمعالج لكي تربطها بشكل أساسي .
معمارية الحاسوب هي الآلية التي تعمل على ترتيب وحدات مختلفة من خلال النظام الحاسوبي لكي تحدد كيفية إنتقال البيانات والمعلومات من وحدات الحاسب وإستخدامها كوحدة معالجة مركزية ، وذاكرة ، وبوابة إدخال وإخراج .

أقسام معمارية الحاسوب

وتنقسم معمارية الحاسوب إلى ثلاثة أقسام:

تصميم النظام وهي جميع المعدات المادية المتواجدة في الحاسوب، وتشمل أيضا معالجات البيانات لكن لا يدخل في إطارها وحدة المعالجة المركزية مثل وحدة معالجة الرسومات، طرق البيانات، وحدات التحكم بالذاكرة، والمعالجة التعددية، والوصول المباشر للذاكرة.
معمارية التعليمات وهي لغة

البرمجة

المتواجدة داخل وحدة المعالجة المركزية CPU، ووظيفتها

تحديد

الإمكانيات والوظائف وفقاً للبرمجيات القادرة على معالجتها وهذا يشمل على ، صياغة البيانات و أنماط عنوان الذاكرة، وتتضمن أيضا التعليمات التي يقوم

المبرمج

ون بإستخدامها.
معمارية الحاسوب المصغرة: وتشتهر بمسمى آخر وهو تنظيم الحاسوب هذا القسم يعمل على طرق البيانات، عناصر التخزين، ومعالجة البيانات ويشمل أيضا كيفية تطبيقها في الISA.

مكونات معمارية الحاسوب

توجد عدة مكونات أساسية لمعمارية الحاسب الآلي:-

أولا : بوابة الدخول والخروج.
ثانيا: الذاكرة .
ثالثا: وحدة المعالجة المركزية.

وجميع تلك المكونات تتضمن ناقلة التحكم، وناقلة البيانات، وناقلة العناوين بحيث تكون وظيفة معمارية الحاسوب هو القيام بتصميم آلية تبادل المعلومات والبيانات بين تلك المكونات وذلك من أجل

تحقيق الهدف

المطلوب.[1]

مكونات معمارية الحاسوب والفرق بينها وبين تنظيم الحاسوب

معمارية الحاسوب (أو بناء الحاسوب ) يتم إستخدامه لكي يدل على العلم الذي تم تدريس مفاهيمه من خلال الربط بين المكونات البرمجية المتمثلة في نظام التشغيل وبين المكونات المادية الملموسة للحاسب.
قام

العالم

جين امدال بتعريف معمارية الحاسوب على أنها (خصائص الحاسوب) ووضح العالم أنها تظهر في لغة التجميع مبرمجة، وتظهر لهيكلة النماذج الوظيفية (البرمجية )ولهيكلة المفاهيم.
يرتكز مفهوم معمارية الحاسوب على أنها تصمم مجموعة من التعليمات التي يتم توجيهها للشبكات المحلية LAN وفي الماضي تم الإعتماد على تصميم وحدة المعالجة المركزية والقيام بالتسلسل الهرمي لوحدة الذاكرة و والعمليات المتوازية ، ونظام الإدخال والإخراج.
تنظيم الحاسوب حيث تساعد منظمة الحاسب في تحسين المنتجات التي تعتمد على الأداء بحيث إذا أراد الشخص معرفة قدرة المعالجة قد يحتاج إلى تحسين

البرمجيات

لكي يحصل على عدد كبير من الأداء.
تساعد منظمة الحاسوب في التخطيط لإختيار المعالج وإجراء مشاريع للوسائط المتعددة وقد تحتاج للوصول سريعاً إلى البيانات لأن البرنامج الإشرافي يحتاج إلى مقاطعات سريعة.
تعتبر معمارية الحاسوب هي البصمة والوصف الوظيفي لمتطلبات وتطبيقات أجزاء الحاسب حيث يركز على طريقة أساسية لإنجاز وحدة معالجة مركزية.
تنظيم الحاسوب هو تصنيف وتصميم الحاسوب من خلال الخطوات العملية، ودوائر السيطرة الإلكترونية، دوائر التوقيت، البنية المنطقية للحاسبات، التصميم الإلكتروني لوحدات الحساب والمنطق والقيام بإدخال المترجمات واللغات من خلال طرق الإتصال المنظم بين وحدات الحاسب.
تنظيم الحاسوب هو عبارة عن صورة عميقة للهيكل الوظيفي والترابط المنطقي بين الأجهزة الوظيفية المختلفة.
يتعامل تنظيم الحاسوب على أساس التعامل مع معمارية الحاسوب حيث توجد مشاكل في التصميم ذات المستوى المنخفض.
الفرق بين معمارية الحاسوب وتنظيم الحاسوب هو أن تنظيم الحاسوب يتعامل مع دراسة سلوك وهيكل لكي يقوم بعملية بناء مختلفة لنظام الحاسب حيث تقسم وظائف النظام في عدة وحدات في البرامج والأجهزة من أجل إنشاء واجهة بينهم تسمى معمارية الحاسوب.
مفهوم المعمارية بالمعنى الشامل يجمع بين التصميم والتنظيم حيث توجد ثلاث معايير أساسية لمعمارية الحاسب وهي الأداء، الكلفة، حجم البرامج والبيانات، استهلاك الطاقة، الحجم، الثقل وجميع هذه

المعايير

تؤخذ في عين الإعتبار.
تقوم معمارية الحاسوب ببناء عدة أنظمة وذلك من خلال العديد من العناصر وذلك لتشكيل برامج وعناصر والقيام بجمعها وتشغيلها بأعلى كفاءة.
المعمارية لا تتعلق بتنظيم وتصميم الحاسوب فقط بل ترتبط ببرامج وتطبيقات ونظم تشغيل وذلك لكي يتم تشغيلها بجودة عالية بدون حدوث أي مشاكل.
وتساءل الكثير

على ماذا يعتمد تصميم نيومان

حيث يعتمد على أساس هيكله الحاسبات.

ما هي جوانب معمارية الحاسوب

تشمل معمارية الحاسوب على العديد من الجوانب المهمة لكل من المستخدم والمبرمج وذلك لكي تسهل عملية الإتصال مع مكونات الحاسب المادية ومن أهم تلك الجوانب:

أولا: القيام بإنشاء مجموعة من التعليمات التي يمكن إعتبارها وجهة نظر مبرمج الجهاز حيث أن الحاسب الآلي لا يمكنه فهم لغات البرمجة ذات المستوى العالي لذلك تم تحويلها إلى تعليمات مكتوبة بلغة الٓاله.
ثانيا: تنظيم الحاسوب: وهو عبارة عن عدد من المعلومات التي تقوم بتحديد الذاكرة والتي تساعد المبرمج في أخذ فكرة عن طرق ترتيب البيانات في مسار أكثر سرعة .
ثالثا: التطبيق: وهي عملية تصميم وتنفيذ تتم من خلال تنفيذ التصميم وتحديد نوع المعالج.

العالم الذي قام بإنشاء معمارية الحاسوب

حيث تعتبر معمارية الحاسوب من أهم الإختراعات التي أنشئت للقيام بعمل ربط بين المكونات المادية مع البرمجة بالإضافة أنها ساعدت على عدة إكتشافات جديدة في الحاسب الآلي ولا يستطيع المستخدم إستخدام الحاسب من غير إستعمال تلك الإكتشافات والذي قام بإنشاء معمارية الحاسوب هو العالم Von Neumann.

ما هو نموذج Von Neumann في معمارية الحاسوب

قام العالم John Von Neumann. بتصميم عدة قواعد وأسس لكي نستخدمها في تصميم الحاسب الآلي حيث يقوم الحاسب بمعالجة البيانات لكي تعمل بشكل تلقائي وقام العالم فون بوضع نموذج يخص معمارية الحاسوب وهذا النموذج يعمل به حتى وقتنا الحالي ويتضمن النموذج :

وحدة المعالجة المركزية وهي المسؤولة عن تنفيذ التعليمات الخاصة ببرامج الحاسوب وهي تشمل وحدة الحساب والمنطق ، ووحدة التحكم والعديد من المسجلات.
وحدة الذاكرة الأساسية.
النواقل.
أجهزة الإدخال والإخراج.

قواعد Von Neumann في عمارة الحاسوب

القيام بتخزين جميع المعلومات على الذاكرة الرئيسية.
تنفيذ التعليمات بشكل سهل ومنظم.
وضع هيكلة للحاسوب وهي عبارة عن وحدة المعالجة المركزية ووحدة التحكم.[2]