شرح جميع تقنيات المعالجات Intel و AMD (المرحلة الأولى)

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

هدف هذا المنتدى هو إنشاء أسرة عربية ملمة بعلوم الحاسوب وقادرة على النقاش الواعي المتحضر في هذا الموضوع وفي سبيل هذا الهدف جاء على بالي عمل هذا الموضوع وهو كما يقول العنوان شرح لجميع تقنيات المعالجات من الشركتين إنتل وإي إم دي وأنا أرى أن هذه التقنيات بعد المعماريات هي الأهم في أداء المعالج حيث تجعله متفوق في بعض العمليات عن غيره وتجعله ذو كفاءه أكبر وسوف يجعل كل الأعضاء يعرفون ماذا يريدون من المعالجات وأي المعاجات أفضل لتلبية طلباتهم من أداء في الألعاب وبرامج الجرافيك والمحاكاة وغيرها من العمليات ولكن المشكلة عدم إلمامي بهذه التقنيات كلها لذلك قررت الإستعانة بأعضاء المنتدى الأفاضل عن طريق عمل الموضوع على مرحلتين


المرحلة الأولى :

وهي عبارة عن طرح جميع التقنيات التي نود في معرفتها ويقوم الأعضاء بإيضاح ما يعرفونه منها


المرحلة الثانية :

أقوم بتجميع الشرح لهذه التقنيات وعملها في موضوع ملخص لكي يتسنى لكل الأعضاء الإستفادة منه طبعا مع ذكر أسماء الأعضاء الذين ساعدوني في الشرح وأنا أعرف أنكم لا تنتظرون مقابل لما تؤدونه من خدمات ولكن لكل حقه وبإذن الله سوف يأخذه وإن الله لا يضيع أجر العاملين


نحن الآن في المرحلة الأولى وسوف أقوم بطرح التقنيات التي أود أن يقوم الإخوة بشرحها وهاهي :

تقنيات معالجات إنتل :

Intel® Turbo Boost Technology
Intel® Hyper-Threading Technology
Intel® Virtualization Technology (VT-x)
Intel® Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d)
Intel® Trusted Execution Technology
Intel® Multi-Core Technology
Intel® Smart Cache
Intel® 64 Architecture
Intel® vPro™ Technology
Intel® Quick Assist Technology
Intel® Fast Memory Access
Intel® Flex Memory Access
Intel® Demand Based Switching
Enhanced Intel Speed Step® Technology (EIST)
Execute Disable Bit
AES New Instructions
Idle States
Thermal Monitoring Technologies

تقنيات معالجات إنتل الرسومية :

Intel® HD Graphics
Intel® HD Graphics with Dynamic Frequency
Intel® Quick Sync Video
Intel® InTRU™ 3D Technology
Intel® Wireless Display
Intel® Flexible Display Interface (Intel® FDI)
Intel® Clear Video HD Technology
Intel® Advanced Vector Extensions (AVX)
Dual Display Capable

التعليمات أو الـ(Instructions) لمعالجات إنتل :

MMX, SSE (1, 2, 3, 3S, 4.1, 4.2), EM64T, VT-x, VT-d, AES, AVX, TBT, ESIT, TXT

تقينات معالجات إي إم دي :

HD Internet Technology
AMD Virtualization
AMD64 Technology
Hyper Transport™ Technology
AMD Multi-Core Processing
AMD Turbo CORE Technology
AMD Power Now! ™ Technology
AMD Cool Core™ Technology
Dual Dynamic Power Management
Direct Connect Architecture

التعليمات أو الـ(Instructions) لمعالجات إي إم دي :

MMX (+), 3DNOW! (+), SSE (1, 2, 3, 4A), X86-64, AMD-V

اللون الأحمر : هذه التقنية مهمة - اللون الأزرق : هذه التقنية مضافة مؤخرا - اللون الأخضر : هذه التقنية قد تم شرحها بشكل وافي ولا تحتاج للشرح مرة أخرى

هذه هي التقينات مبدئيا وإن شاء الله سوف يتم إستكمالها

ملحوظة : التعليمات (Instructions) قد يكون بعضها متشابه مع التقنيات ولكني وضعتها بغرض التوضيح وفي حالة تشابهها مع إحدى التقنيات أو عدم تشابهها سوف يتم الإشارة إلى ذلك في الشرح يعني كما نرى في الصورة AES موجودة في التعليمات وأنا أيضا ضايفها للتقنيات فمن يقوم بشرحها أرجوا أن يشير إلى ذلك https://s13.directupload.net/images/110214/qej8l8cp.jpg


المهم نأتي لشروط الإشتراك في الموضوع :


واحد : من أراد الشرح يقوم بكتابة شرح وافي وبقدر الإمكان مبسط مع عدم ترك أي جزئية وإذا كان بالإمكان ضرب أمثلة فخير وبركة ويتم شرح كل تقينة في مشاركة لوحدها أي من أراد شرح تقنيتان يقوم بعمل ذلك في مشاركتين مختلفيتن


إثنان : من الممكن شرح عضوين لتقنية واحدة فأختار منها الأفضل وسوف أقوم بشكر المشاركة وهذا يعني أني أخذت هذا الشرح ثم أقوم بإظار التقنية باللون الأخضر وهذا يعني أن هذه التقنية قد تم شرحها ولا تحتاج للشرح مرة أخرى


ثلاثة : إذا أراد أي عضو إضافة أي تقنية يود في أن تشرح فليكتبها في الموضوع المخصص وأنا سوف أضيفها بإذن الله إلى القائمة


أربعة : أرجوا من الإخوة عدم كتابة أي مشاركة في هذا القسم من الموضوع لا تحتوي على شرح أو توضيح وإنما يقوم بذلك في الموضوع الذي أنشأته خصيصا لذلك ورابطه بالأسفل

هذا كان كل شيء والآن أرجوا من الإخوة الإلتزام بالشروط وأنا آسف على تقيد الحريات ولكن هذا لصالح الموضوع

أتمنى من الإخوة مساعدتي في الموضوع وعدم التهاون في شرح أي شيء مهما كان بسيطا وليذكر الأجر من الله على ما يقدمه أن أعرف أن في المنتدى الكثير من الإخوة الذين يعتمد عليهم


وأنا أشكر الإخوة المشاركين مقدما

الموضوع الخاص بالأسئلة والردود والشكر :من هنا

التعديلات :


- 13.2.2011 / 19:57

ولا يهمك يا shark74 تم إضافة التقنيات التي تود معرفتها مع بعض التقنيات الأخرى

- 14.2.2011 / 10:55

تم تعديل القائمة بشكل أفضل وموضح أكثر

- 15.2.2011 / 9:04

تم إضافة بعض التقنيات الجديدة
أرجوا من الإخوة أن يقوموا بشكر الشرح الذي يعجبهم حتى أعلم أن هذا الشرح وافي وإذا تعدى عدد الشكر العشر مرات سوف أقوم بوضع التقنية باللون الأخضر

- 16.2.2011 / 11:32

تم تعديل القائمة وإضافة تقنية الـ (Intel® Demand Based Switching) إلى القائمة

- 17.2.2011 / 8:19

تم تعديل الشرط الرابع وأرجوا من الإخوة الإلتزام به وجزاكم الله خيرا

- 19.2.2011 / 15:34

تم حذف موضوع شرح تقنية الـMulti Core بسبب خطأ في الشرح إن شاء الله سوف يتم التعديل ووضع الشرح المعدل والمصحح مرة أخرى مع الشرح الجديد غدا صباحا

- 20.2.2011 / 16:56

تم وضح موضوع شرح تقنية الـMulti Core معدل ومصحح مرة أخرى وآسف على التأخير

- 8.3.2011 / 23:17

تم تلوين التقنيات التالية باللون الأخضر :

Intel® Turbo Boost Technology
Intel® Hyper-Threading Technology
Intel® Virtualization Technology (VT-x)
Intel® Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d)

طبعا بما أني وجدت هذا الإقبال الأكثر من ممتاز على الموضوع بعد مضي يوم :D

قررت أن أبدأ أنا بالموضوع وأقوم أنا بالشرح لبعض التقنيات أولا

شرح تقنية Intel Turbo Boost :

هذه التقنية من التقنيات السهلة والمفيدة أيضا فهي تعمل على رفع أداء المعالج وقت الحاجة إليه عن طريق رفع تردد المعالج إلى أقصى حد ويتم حساب هذا الحد عن طريق بعض المعادلات الجبرية ( الخوارزمية ) مراعيا العوامل التالية :

1- رقم الأنوية المفتوحة
2- الحرارة الناتجة عن رفع التردد
3- الكهرباء المستهلكة عند رفع التردد

وهكذا فعندما يكون المستخدم في حاجة إلى بعض الأداء الزائد تقوم هذه التقنية برفع تردد المعالج حتى بلوغ أقصى حد للتردد حسب العوامل المذكورة في الأعلى

أي بكلمات أبسط:

هذه التقنية أشبه بالماء الخلوط بالسكر ( مشروب منشط ) عندما تقوم بعمل شيء شاق جدا ويستهلك كل طاقتك تقوم بشرب هذا المشروب لكي يزيد من طاقتك وقدرتك على العمل لفترة وجيزة وبهذا تنجز العمل أسرع وأفضل

عند إطلاق معمارية الساندي بريدج تم تحديث هذه التقنية وإصدار النسخة الثانية ( Intel Turbo Boost 2.0 ) ولكن هي نفس فكرة العمل ذاتها إلا أنها أستخدمة بها بعض المعادلات الأفضل مما أدى إلى تحسين هذه التقنية

مثال على واقع الحاسوب :
عندما تقوم بغط بعض المعلومات على برنامج الـWin RAR وهو كما هو معروف من البرامج التي تقوم بإسلهلاك قوة المعالج مائة بالمائة ففي هذه الحالة تقوم هذه التقنية برفع تردد المعالج من 2GHz مثلا إلى 2.4GHz مثلا وبذلك بدل أن تأخذ هذه العملية 5 دقائق سوف تأخذ أربعة وهكذا تتم الأمور في كل العمليات المستهلكة بشكل كامل لطاقة المعالج

في النهاية أرجوا أن يكون الشرح قد أعجبكم ومن كان عنده سؤال فليسأل في الموضوع المخصص وأنا حاضر إن شاء الله

ملحوظة لن أضع هذه التقنية باللون الأخضر حتى يتسنى لم أراد شرحها مرة أخرى بشكل أفضل أن يقوم بذلك

شرح تقنية Intel Hyper Threading :

هذه التقنية تعمل على خلق نواة وهمية لكل نواة حقيقة تعمل موازية لها فهي بذلك بشكل بسيط مضاعفة عدد الأنوية عن طريق غير مباشر مما يجعل هذا المعالج يعمل بضعف سرعته

نأتي لشرح مفصل أكثر كل البرامج الموجودة في هذا العالم ماهي إلا عبارة عن بعض المسائل أو المشاكل وحل هذه المسائل هو المعالجة ولكن كل نواة لا تستطيع حل أكثر من مسألة واحدة في نفس الوقت ولهذا كان الغرض من تعداد الأنوية ( عقل الإنسان قادر على معالجة ملايين الأشياء في نفس الوقت فأنت تتنفس وتأكل وتقرأ وقلبك يعمل في نفس الوقت حتى دون معاناة منك فسبحان الخالق :)) فلما لم يكن تعداد الأنوية ممكنا بسبب الحرارة الناجمة وعدم صغر دقة التصنيع قام المخترع بعمل نواة وهمية تعمل عمل النواه الحقيقة وإن كانت تعمل في حدود قوة النواة الحقيقية وبهذه التقنية أصبح المعالج الذي يمتلك نواتين أي يستطيع معالجة مسئلتين في نفس الوقت يعمل على معالجة أربعة في حدود عمل النواه الحقيقة مما يزيد من سرعته وقوته في المعالجة بشكل ملحوظ

هناك أمر آخر مفيد في هذه التقنية وهو ليست كل البرامج تعمل على إسهلاك قوة المعالج كاملة فهناك برامج لا تستهلك سوى 50 في المائة مثلا من قوة المعالج لأن معالجة المسئلة الواحدة لا تأخذ سوى هذه الطاقة فتقوم هذه التقنية بجعل نواه وهمية تقوم بمعالجة مسئلة أخرى فيستهلك مائة في المائة من قوة المعالج وهذا ما نريده

أي بكلمات أبسط :

إذا كنت تستطيع حمل حجرة وزنها 30 كيلو وتقطع بها مسافة في زمن قدره 5 ثوان فإذا كان هناك حجرين كل واحد وزنه 15 كيلو جراما وأنت لا تستطيع حمل غير حجرة واحد في نفس الوقت ( معالجة مسألة واحدة في نفس الوقت ) فسوف تضظر إلى الذهاب بالحجرة الأولى في خمس ثوان ثم العودة وحمل الأخرى في خمس ثوان أخرى مع أنك قارد على حمل 30 كيلو إلا أنك لم تستغل كل قوتك لكن مع هذه التقنية يكون لديك مساعد فإذا حملت الحجرة الأولى حمل هو الثانية ووضعها على الحجرة الأولى بحيث يكون مجموع ما تحمله 30 كيلو بحيث تنهي العمل في نصف الوقت وتستغل كل طاقتك

معنى في حدود قوتك (أو قوة النواه الحقيقية ) أي أنه لا يستطيع مساعدتك في حمل أحجار مجموع وزنها أكثر من 30 كيلو فلا تنسى أنه وهمي وليس له طاقة وإنما هو موجود للمساعدة فقط

تختلف إستفادة البرامج من هذه التقنية فهناك برامج تستفيد منها بشكل كبير وأخرى بشكل بسيط وأخرى لا تستفيد منها بالمرة فمثلا :
برامج الضغط تستفيد بشكل كبير جدا ( حيث أنها تعتمد في الأساس على عدد ما يستطيع المعالج تشفيره في الثانية أو فك تشفيره )
برامج الجرافيك تستفيد منه بشكل أقل ( حيث أنها تعتمد أساسا على قوة المعالج وبذلك تستفيد من التردد الأعلى ولهذا كانت تقنية Turbo boost أفضل )
الألعاب لا تستفيد بالمرة لأن معظمها لا يستفيد بأكثر من أربعة أنوية مهما كان عددها فهي غير مصممة لذلك

في نهاية الموضوع نستفيد أن لهذه التقنية فائدة لكل من يحب التصميم والعمل على برامج التشفير وغيرها ولم يتسنى لي ذكر كل البرامج المستفيدة من هذه التقنية ولكن ليس لها فائدة لمن يحب اللعب فلماذا تدفع في ما لا تستفيد به وهذا هدف الموضوع معرفة ما تستفيد به من غيره لكي لا تدفع في ما لا يستحق
نستطيع أن نشاهد في هذه الصورة تأثير هذه التقنية فكما هو موضح هناك أربعة أنوية ولكن هناك ثمانية مسارات للمعالجة لأن لكل نواة حقيقية تعمل نواة وهمية موازية

https://s10.directupload.net/images/110214/rkg9bbxv.jpg

أرجوا أن يكون الشرح قد أعجبكم ومن لم يفهم شيء يستطيع السؤال في القسم المخصص

وأخيرا أرجوا أن أكون حمستكم للمشاركة يا خبراء المنتدى ولتعتبروها مسابقة يرينا فيها كل منكم ما يستطيع ( فرد عضلات يعني :D) ويحث الأخوة على القراءة والفهم والتلخيص والشرح حتى لا ينسوا ما قرؤوه

ملحوظة : لن أضع التقنية باللون الأخضر حتى يشرحها مرة أخرى من أراد شرحها

شرح تقنية Intel Virtualization Technology (VT-x) :

أولا نأتي لمعنى الـVirtualization ( المحاكاة أو الإفتراض ) وهو محاكاة نظام إفتراضي لنظام واقعي أو حقيقي يعني يكون هناك نظام تشغيل حقيقي وهو النظام المنصب على الجهاز (Win 7,Win Vista) ونقوم بتنصيب نظام تشغيل وهمي عليه (ليس موجود حقيقة على الجهاز) وهو ليس بالمسمى الجديد ولكن هو موجود منذ فترة بعيدة ولكن كانت برامج تقوم به وليس تقنيات ربما أشهر البرامج التي تقوم بالمحاكاة هو برنامج VMWare وفائدة المحاكاة هو أنه إذا إفترضنا أن لدينا نظام ويندوز 7 منصب على الجهاز وهناك برنامج لا يعمل إلى على ويندوز إكس بي ففي الحالة العادية سوف نضطر إلى تنصيب نظام تشغيل جديد لكي أشغل البرنامج ولكن مع المحاكاة فسوف أستطيع محاكاة نظام ويندوز إكس بي على وندوز 7 وبها يعمل البرنامج دون الحاجة إلى تنصيب نظام جديد أو أي شيء آخر ومن فوائد الـVirtualization الأخرى هي إستعمال العتاد بشكل أفضل حيث يتم توزيع كل الإمكانيات المتاحة لدى الجهاز بشكل أفضل على البرامج مما يؤدي إلى فاقد أقل في الأداء

نأتي الآن إلى التقنية (Intel Virtualization Technology) وهذه التقنية تعمل على فصل أنوية المعالج المتعدد فتوهم الجهاز بأن كل منها معالج لوحده وهكذا تستطيع تخصيص كل نواه لكل نظام إفتراضي فيكون الأداء أفضل بشكل عام

قد تختلط عليك التقنيات الآن بين الـVirtualization والـHyper Threading أو الـMultitasking وفي هذا أقول الـMultitasking هو عبارة عن نظام تشغيل واحد تعمل عليه مجموعة من البرامج في توازي و الـHyper Threading هو جعل لكل نواة حقيقية نواة وهمية تعمل على مساعدة النواة الحقيقية ولا يمكن إستخدامها بشكل منفصل كليا أما الـVirtualization فهو عبارة عن معالج به أكثر من نواة وتقوم بإيهام الجهاز بأن كل نواة عبارة عن معالج خاص (منفصل تماما) ولكل نواة نظام تشغيل خاص على كل نظام تشغيل مجموعة من البرامج

نأتي الآن إلى مثال على واقع الحاسوب :
أنت لديك نظام ويندوز 7 ولديك معالج رباعي يمكنك أن تقوم بعمل ثلاثة نظم تشغيل وهمية إضافية مثلا على النظام الحقيقي وسوف يكون لديك أربعة أنظم تشغيل لكل نظام نواة واحدة تعمل بشكل منفصل تماما

طبعا هذا يزيد من سرعة العمل على الأنظمة المختلفة وملاشاة الوقت بين الإنتقال بين النظم المختلفة

لاحظ إذا كان معالجك يدعم تقنية الـHyper Threading فسوف يكون لكل نظام تشغيل نواة حقيقية وأخرى وهمية مما يساعد على معالجة مسألتين في نفس الوقت

ليس كل المستخدمين يحتاجون إلى هذه الأداة حيث أنه هناك شريحة قليلة جدا من الناس يعتمد عملهم على هذه النظم ولهذا هي ليست تقنية مهمة لهذه الدرجة وإن كانت مفيدة لا شك

هناك نظام محاكاة مبني داخل ويندوز 7 نستطيع أن نراه جميعا وهذه صورة له

https://s7.directupload.net/images/110214/aeobftnc.jpg

أنا آسف الويندوز عندي ألماني

المهم في النهاية أرجوا أن يكون الشرح كان وافيا وموضحا لهذه التقنية الممتازة وفي حالة أي سؤال أنا حاضر ولكن في القسم المخصص كما إتفقنا

ملاحظة : أيضا لن أقوم بتلوين هذه التقنية باللون الأخضر حتى يتسنى لكن من أراد شرحها بأن يشرحها مرة أخرى أو أو من أراد توضيح ما هو غير واضح

نكمل عمليت شرح تقنيات المعالجات إن شاء الله

هذه التقنية التي سوف أقوم بشرحها الآن ماهي إلا إمتداد للتقنية السابقة أي توسع وتحسين لها بحيث تؤدي إلى نتائج أفضل حيث أن تقنية الـIntel Virtuailzation (VT( ماهي إلا مظلة تشمل تحتها الكثير من التقنيات التي تعمل على تحسين عملية الإفتراض إلى أحسن حد ممكن والوصول بها إلى أقصى درجات الكمال نظرا لإستخدام الكثير من الشركات الكبرى لهذه التقنية الجبارة

شرح تقنية الـIntel® Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d):

في التقنية السابقة قمنا بشرح تأثير التقنية على المعالج لرفع مستوى عملية المحاكاة هذه التقنية ليست متصلة بشكل مباشر بالمعالج وإنما لها تأثير أكبر على الـ(I/O devices) ولنقم بشرح هذه الكلمة أولا

الـ(I/O devices) هي إختصار لكلمة input/output devices وهي بمعنى وحدات الإخراج والإدخال في الجهاز مثل لوحة المفاتيح والفأرة والطابعة والشاشة وغيرها من الوحدات المعروفة التي نقوم بوصلها على الجهاز عن طريق مداخل الساتا والـUSB أو المداخل الأخرى

بعد معرفة معنى هذه الكلمة أعتقد أصبح من الواضح بماذا تتعلق هذه التقنية

هذه التقنية تقوم تخصيص بعض الوحدات الإدخالية أو الإخراجية لنظام تشغيل معين من الأنظمة سواء وهمي أو حقيقي لرفع مستوى الأداء وتقليل الوقت في الإستجابة للأوامر

نأتي للشرح بالتفصيل لكي نقوم بعمل نظام وهمي (Virtual Machine) يجب أن يكون هناك ما يسمى بالـ(Virtual Machine Monitor) وإختصاره (VMM) وهو الذي يقوم بتوزيع الموارد المتاحة للجهاز على أنظمة التشغيل المختلفة و هو أيضا الذي يقوم بتخصيص الوحدات الإخراجية والإدخالية للأنظمة المختلفة

هذه التقنية (VT-d) تقوم بمساعدة الـVMM في عمله لكي يقوم بإستغلال الموارد المتاحة بالشكل الأمثل وتقوم بزيادة توافق التطبيقات والموثوقية في الجهاز عن طريق شيء نسميه الـ(direct memory access (DMA) وهي أداة تقوم بمنع الوحدات الإخراجية والإدخالية من الخروج عن المسار المحدد لها لتقليل الفاقد في الأداء وتقليل الأخطاء وزيادة درجة آمان تطبيق الأوامر

مثال على واقع الحاسوب :

أنت لديك نظامان للتشغيل أحدهما وهمي والآخر حقيقي ولديك إثنان من الدي في دي في الجهاز فهذه التقنية تقوم بتخصيص لكل من النظامان دي في دي خاص يعمل له فقط دون تدخل أحد الدي في ديهات في النظام الغير مخصص لها لكي تعمل بكل طاقتها في خدمة النظام المخصص

تلخيص التقنية : هذه التقنية تقوم بتخصيص كل وحدة لنظام تشغيل معين كي يمكنه إستغلال كل طاقته في خدمة هذا النظام

طبعا هذه التقنية أيضا ليست مفيدة بالنسبة للكثير من الإخوة حيث أنهم لا يقومون بإستخدام النظم الإفتراضية أساسا مع أنها أيضا تقنية مفيدة

أضطررت في شرح هذه التقنية لإستخدام بعض الألفاظ التي تعقد الأمور قليلا لكن أنا حاولت تلخيص الأمر قدر المستطاع

طبعا كل من عنده أي إستفسار يستطيع طرحه في القسم المخصص

ملحوظة : أرجوا من الإخوة إذا فهموا الشرح أن يقوموا بشكر المشاركة وكما إتفقنا إذا تعدى عدد مرات الشكر 10 مرات سوف أقوم بتلوينها باللون الأخضر

شرح تقنية الـ(Intel Trusted Execution Technology) :

أود أن أشير فقط إلى أني لن أقوم بشرح هذه التقنية بالتفصيل وإنما سوف أمر عليها بشكل بسيط وسهل فقط حيث أن هذه التقنية تعتبر الأعقد حتى الآن وشرحها سوف يكون ممل جدا بالنسبة للكثير من الإخوة ولذلك سوف أحاول تبسيط الكلام قدر المستطاع

نبدأ إن شاء الله

أعتقد أن كثير من الإخوة يستطيعون أن يستوحوا عن طريق قراءة الإسم أن هذه التقنية لها علاقة بحماية الجهاز وهذا الكلام صحيح فهذه التقنية تعمل بشكل في منتهى التعقيد بغرض الوصول إلى نظام يستحيل على أي شخص التجسس عليه أو سرقة بعض المعلومات منه

لكن صراحة قد تم المبالغة في هذه الحماية لدرجة أن أنه لا يستطيع أي برنامج مهما كان معروفا وأمنا ونظيفا الوصول إلى معلومات الجهاز أو تعامل مع أحد البرامج الموجودة على الجهاز حتى أن التواصل بين الوحدات الإخراجية والإدخالية لا يتم إلا عن طريق بعض الأكواد المشفرة والمعقدة التي لا يمكن فك تشفيرها إلا عن طريق الجهاز نفسه لذلك مع هذه التقنية سوف تكون محمي تماما من أي تدخل خارجي غير مرغوب فيه

نأتي الآن لطريقة العمل وأنا أعدكم أن أحافظ على البساطة بقدر المستطاع

لكي يكون الجهاز قابل لتفعيل هذه التقنية يجب توافر خمسة أشياء هي واحد دعم من المعالج ودعم من الشريحة (الجسر الشمالي لحماية وسائط التخزين والجسر الجنوبي لحماية الوحدات الإخراجية والإدخالية) غير ذلك يجب توافر خزينة للأكواد تسمى بالـ(Trusted Platform Module (TPM) ودعم من البايوس ونظام التشغيل

حماية هذه التقنية تتم عن طريق ست وحدات رئيسية :
1- شيء نسميه الـ Protected Execution (PE) وهو عمل كل التطبيقات في منطقة محمية ومعزولة تماما عن كل تطبيقات الأخرى من الذاكرة
2- Sealed Storage (TPM) منطقة محمية على المدى البعيد من الذاكرة ولا تقوم بتقديم المعلومات والأكواد إلا للجهات المسموح لها بذلك وهذه المنطقة هي التي تمثل الـTrusted Platform Module
3-Protected Input (PI) آلية تعمل على التواصل الآمن بين الوحدات الإدخالية والنظام
4-Protected Graphics (PG) آلية تعمل على التواصل الآمن بين الوحدات الإخراجية والنظام
5-Attestation (ATT) جهة مراقبة تعمل على مراقبة كل ما في النظام وكل التطبيقات والإبلاغ عن أي تغيير
6-Protected Launch (PL) العمل على التشغيل الآمن لتطبيقات النظام والنظام نفسه في بيئة الـPE

عند بدء أي تطبيق لأول مرة يتم مراعاة ثلاث عوامل أساسية وهي طريقة بدء التطبيق ومخرجات ومدخلات التطبيق وطريقة إستخدام الذاكرة وعن طريق هذه العوامل يتم إنشاء بصمة لهذا التطبيق وفي حال الإختلاف يقوم النظام بإتخاذ الإجراءات المناسبة منها مثلا منع إكمال التطبيق

من الجدير بالذكر أيضا أن هذه التقنية تعمل على حماية تقنية الـIntel virtualization كي تتم عملية الإفتراض في بيئة آمنة تماما ولا تحدث أي مشاكل أو إختراقات وهناك دعم تام لها

أود أن أذكر أيضا أن هذه التقنية يجب تفعيلها أي لن تكون مفعلة بمجرد إمتلاكك لمعالج يدعم التقنية وإما يجب تشغيلها أولا

هذه كانت نبذة عن التقنية وأكيد منكم من يقول الآن (كل ده نبذة :ah46:) في الحقيقة نعم هذه التقنية إذا قمنا بشرحها بكل تفاصيلها لن تأخذ أقل من ثلاث صفحات كاملة وأنا متأكد إذا رأى أيا منكم هذا المنظر سوف يقوم بإقفال الجهاز ويقوم من على الكمبيوتر لذلك قمت بالتلخيص

نأتي الآن إلى رأيي في هذه التقنية : دعوني أقول أن هذا مبالغ فيها جدا يعني معقولة أن الأمر بين ما أقوم أنا بإدخاله وبين ما يقوم الجهاز بردة الفعل عليه يجب أن يمر بست إحتياطات أمنية .... حتى لوحة المفاتيح لم تسلم من التقية نحن لا نقول أنها غير مفيدة في الحقيقة هذه التقنية قامت بقفل الباب على كل الهاكار بشكل تام لا نملة تستطيع دخول الجهاز ولا حتى الخروج منه دون تصريح لكن هذا كثير جدا علينا معلوماتنا ليست مهددة إلى هذه الدرجة يعني أقولكم من أبدى الإهتمام بهذه التقنية الجيش الأمريكي والناسا ووزارة الداخلية الأمريكية :eek: أما نحن فنحن لسنا في حاجة لمثل هذه الإحتياطات الأمنية وأنا أعدكم أنه لما تكون شركة مايكروسوفت ملكي سوف أستخدم هذه التقنية إن شاء الله :D

يعني كنت أود أن أصل مع هذا الرأي إلى أن هذه التقنية لا طائل منها بالنسبة للمستخدم العادي على الإطلاق وأن توافرها من عدمه ليس مهما لانك لن تحتاجها وإذا إحتجاتها هناك نسبة كبيرة لعدم مقدرتك على إستخدامها طبعا مع إحترامي لكم ولكن أنا أتحدث عن المستخدم الطبيعي الذي لا يهمه إلا الإستخدامات العادية للجهازعوضا عن أن هذه الطريقة هي طريقة الهاردوير لحماية الجهاز أما بالنسبة لطريقة السوفتوير فهناك في ويندوز سفن برنامج رائع جدا يسمى Bitlocker وهو البرنامج الوحيد المقابل لهذه التقنية بشكل فعلي وهو سهل وآمن جدا أيضا ومريح أما هذه التقنية ففقط عشان أستخدمها لازم أكون خبير

في النهاية أرجوا أن يكون هذا التوضيح البسيط قد أعجبكم وقد حرصت على توضيحها لأن معظم المستخدمين يحرصون على إقتناء هذه التقنية لأنهم يستشعرون من إسمها أنها مهمة جدا وأن الجهاز ليس آمنا من غيرها وهذا الموضوع قائم أساسا لمثل هذه التقنيات المخادعة

وطبعا أي سؤال أنا جاهز ولكن في القسم المخصص وأيضا إذا فهمتوا الموضوع فأرجوا الشكر حتى أعرف ما إذا كان وافيا أم لا وحتى أضع التقنية باللون الاخضر

قبل البدء في الشرح أود فقط أن أقول لكم ماذا حدث لقد إكتشفت كما قرأتم في شرح تقنية الـSmart Cache خطأ بسبب عدم التركيز فقمت بتعديله ثم نبهني الأخ Khalil Koja إلى جزئية لم أكن مستوعبها بشكل صحيح ربما يعتقد هو أن هذه الجزئية بسيطة لكن من وجهة نظري هي موضوع جذري ومهم جدا لذلك قررت حذف الشرح تماما حتى لا يتراكم الخطأ وقمت بعمل شرح جديد معدل وصحيح إن شاء الله مائة في المائة

طبعا الشرح السابق كان فيه أغلاط عن موضوع إختلاف تقنية الـDual Core و الـMulti Core فأرجوا منكم حذف كل ما قرأتموه في الشرح السابق تماما من رؤوسكم وتهيأت عقولكم لتلقي شرح جديد مختلف ومنسق بشكل أفضل ومصحح من كل الأخطاء بإذن الله

شرح تقنية الـ(Intel Multi-Core Technology) :

كما قلنا هذه التقنية يظهر أثرها على البناء الداخلي للمعالج بشكل ملحوظ

قبل الدخول مرة أخرى لشرح التقنية أود أن نمر مرة سريعة أخرى على تكوين المعالج

كما قلنا المعالج يتكون من حجرة (package) هذه الحجرة بها رقاقات سلسكونية (Chip) هذه الرقاقات تحتوي على نواة (Core) ونواه بداخلها مسار للمعالجة (Thread) ويوجد أيضا على هذه الرقاقة موارد (resources) تستخدمها النواة في المعالجة وطبعا كما قلنا هذه الموارد هي الكاش ميموري

هذه هي مكونات المعالج الرئسيسة والتي تهمنا الآن بالطبع هناك غيرها مثل مسار البيانات (Data Bus) وهو المسار الذي يتم نقل البيانات عليه من وإلى المعالج وهناك أيضا متحكم الذاكرة (Memory Controller) وهو عبارة عن رقاقة تتحكم في تدفق المعلومات بين المعالج وذاكرة الرام كانت في السابق مزروعة داخل الجسر الشمالي ثم تم دمجها مباشرة مع المعالج حتى لا تضطر المعلومات أن تسير من المعالج إلى الجسر الشمالي ثم إلى الرام أو العكس وإما تسير من المعالج إلى الرام مباشرة أو العكس مما يسرع عملية نقل المعلومات
هذه كانت بعض المكونات الموجودة في المعالج أيضا ولكن هي لا تهمنا الآن

نأتي الآن إلى شرح التقنية

كما قلنا في السابق كانت المعالجات تحتوي على نواة واحدة بها مسار واحد للمعالجة مما كان يمكانها من معالجة شيء واحد فقط في نفس الوقت مما كان يؤدي إلى تصلب الجهاز في حال معالجة أي شيء مجهد أو كبير وكان هذا أمر مزعج طبعا فقام الإنسان بإختراع تقنية تسمى الـMultitasking هذه التقنية فكرتها أن يقوم المعالج بمعالجة كل البرامج في نفس الوقت بمعنى يقوم المعالج بمعالجة المسألة الأولى من البرنامج الأول ثم المسألة الأولى من البرنامج الثاني ثم المسألة الأولى من البرنامج الثالث ثم يعود مرة أخرى لمعالجة المسألة الثانية من البرنامج الأول والمسألة الثانية من البرنامج الثاني وهكذا مما يعطي الإنطباع بأن البرامج شغالة كلها بجانب بعضها في نفس الوقت لكن طبعا هناك برامج من الصعب إستخدام هذه التقنية معها بسبب إجهادها للمعالج وبسبب إستخدامها لجزئ كبير من الموارد المتاحة فجاءت فكرت عمل نواتين بدل من واحدة في المعالج لكن بسبب دقة التصنيع الكبيرة (130 نانومتر إلى 90 نانومتر) لم نستطع عمل نواتين منفصلتين في المعالج الواحد بسبب عدم كفاية المكان فقمنا بصنع النواتين على رقاقة واحدة وبموارد منفصلة ممكان يؤدي إلى تسريع عملية معالجة الأشياء لكن كان بسبب تشاركهم في رقاقة واحدة عدم قدرتهم بالعمل منفصلين عن بعض أي يجب أن يقوموا بمعالجة نفس البرنامج ولا يستطيعان معالجة برامج مختلفة في نفس الوقت ولكن بإستخدام تقنية الـMultitasking وبسبب تدعيمها بنواتين بدل من نواه واحدة أدى هذا طبعا إلى زيادة السرعة والكفائة وإن كان النواتين لا يستطيعان العمل منفصلتين

طبعا هذا الحل قضى على تصلب الجهاز لكنه لم يؤدي المطلوب منه بشكل كلي وهو العمل على معالجة برنامجين في نفس الوقت بشكل فعلي لكن لما صغرت دقة التصنيع (65 نانومتر إلى ما شاء الله أن يكون) إستطاع الإنسان وضع كل نواة على رقاقة منفردة عن الأخرى وبموارد منفصلة في البداية لكنه قام بدمجها مع الوقت وقد قمنا بتوضيح السبب في شرح تقنية الـSmart Cache مما أتاح أن تقوم كل نواة بمعالجة شيء مختلف عن الأخرى هذا طبعا أدى إلى تسريع عملية المعالجة بشكل ملحوظ وكبير جدا

بعد أن قمنا بشرح التقنية نأتي للحيرة الحادثة بين تقنية الـMulti-Core و تقنية الـDual-Core
هو الموضوع مش أن هاتين التقنيتين متضادتين وإنما الثانية جزء من الأولى بمعنى
Dual-Core تعني أن هذا المعالج يحتوي على نواتين سواء منفصلتين أم متصلتين المهم أنه يحتوي على نواتين
أما Multi-core تعني أكثر من نواة أي أن هذا المعالج يحتوي على أكثر من نواه بالإطلاق ممكن أن يحتوي على إثنان (Dual-Core) أو ثلاثة (Three Cores)أو أربعة (Quad-Core)أو حتى ستة (Six-Core)

أي أن الـDual Core هو نوع من الـMulti Core إذا فليس هناك فرق

نأتي الآن إلى جزء التاريخ في الموضوع والفرق بين الـCore 2 Duo و الـPentium Dual Core (الذي كانت الملحوظة بتاعت الأخ Khalil Koja أساسا عليها وهي سبب في تغير كل الموضوع)

في البداية في سنة 2000 تم طرح سلسلة جديدة من المعالجات كانت تدعى Pentium 4 كانت أحادية النواة والتي كانت الموديلات بتاعته من 505 : 661 وتم طرح هذه الموديلات على المقابس المختلفة من المقبس 438 إلى مقبس 775 وطبعا إختلفت المعماريات على هذه الموديلات وبعد إختراع تقنية الـDual Core والتي كانت أول مراحل الـMulti Core تم إستخدامها في الـPentium 4 وتم تسمية الـPentium 4 المستخدم فيه هذه القنية بالـPentium D وكانت بدايته من سنة 2005 وميديلاته من 805 إلى 960 وهو بدقة تصنيع من 90 نانومتر إلى 65 نانومتر وفيه تم إستخدام تقنية الـDual Core التي يكون الأنوية بها على نفس الرقاقة

في بداية سنة 2007 تم طرح Pentium جديد وهو الـPentium Dual Core وهو بدقة تصنيع 65 في البداية ثم تم الإنتقال إلى دقة تصنيع 45 وموديلاته هي المعروفة لدينا من E2100 إلى E6800 ومعمارية الـPentium Dual Core هي نفسها معمارية الـCore 2 Duo لكن الـPentium Dual Core أضعف في الإمكانيات قليلا وطبعا تم إستخدام تقنية الـDual Core فيه كما إستخدمة في الـCore 2 Duo وهي بعمل نواتين على رقاقتين مختلفتين
الحمد لله إنتهى الشرح وسامحوني عدت في هذا الشرح كثيرا من الكلام من الشرح السابق ولكن حتى يفهم أيضا من لم يقرأ الشرح السابق وقمنا في هذا الشرح بتوضويح وتصحيح ما قد شرحته بشكل خاطئ في المرة السابقة

طبعا أشكر الأخ Khalil Koja على تنبيهه المهم جدا وأرجوا من الإخوة عدم التجاوز في أي خطأ يرتكب في الشرح حتى أصحح أنا معلوماتي وأستطيع تصحيح الشرح حتى لا يدحث أي خطأ في فهم الإخوة

شرح تقنية الـ(Intel Smart Cache) :

في البداية سوف نقوم بعمل دورة سريعة على سبب إنشاء الكاش ميموري ووظائفه وأنواعه

الكاش (Cache Memory) :

سبب إنشاء الكاش هو تقريبا نفس سبب إنشاء الرام بفرق بسيط

تم إنشاء الرام بسبب بطئ الهارد في كتابة وقراءة المعلومات وبما أن المعالج سريع جدا في المعالجة فلو كان المعالج يستقي البيانات من الهارد مباشرة كان سوف يتسبب في عنق زجاجية مهولة لذلك كان من الضروري إنشاء منطقة تخزين أسرع من الهارد يتم فيها وضع البرامج التي نقوم بتشغيلها إلى حين إغلاقها وعودتها إلى الهارد مرة اخرى إذا وظيفة الرام تنحصر في أنه إذا قمنا بتشغيل برنامج يتم نقل معلومات البرنامج إلى الرام حتى تتم تقديمها للمعالج وقت الحاجة إليها ولذلك كان يجب على الرام أن يكون كبير نسبيا بالنسبة لحجم البرامج

وتم إنشاء الكاش بسبب عدم مقدرة الرام على توفير السرعة المطلوبة في نقل البيانات إلى المعالج أيضا إلا أن الكاش لا يحتفظ بكل بيانات ومعلومات البرنامج وإنما الجزء الصغير الذي تتم معالجته فقط لتقديمه للمعالج ولذلك الكاش ميموري ليس كبير وإنما يتكون من بعض الميجابايتات فقط

إذا العملية تسري بهذا الشكل : واحد يقوم المستخدم بتشغيل برنامج فيتم نقل كل معلومات البرنامج من الهارد (ذاكرة بطيئة جدا وكبيرة جدا) إلى الرام (ذاكرة أسرع ولكن أصغر) ثم يتم نقل الجزء البسيط من معلومات البرنامج التي يتم معالجتها إلى الكاش (ذاكرة فائقة السرعة ولكن صغيرة جدا) لكي تقدمها بالسرعة المطلوبة للمعالج فلا تحدث عنق زجاجية

نأتي الآن إلى بعض التفاصيل الدقيقة عن الكاش

الكاش ميموري مقسم إلى مستويان وأحيانا ثلاثة

المستوى الأول (L1) : حجمه صغير جدا ما بين 16 إلى 128 كيلوبايت ولا يحتوي إلا على الأوامر التي يتم تنفيذها بشكل متكرر ودوري من المعالج ويتحتوي أيضا على التعليمات (Instructions)

المستوى الثاني (L2) : حجمه متوسط ما بين 1 إلى 6 ميجابايت تقريبا ويحتوي على المعلومات التي تتم معالجتها الآن وتوضع المعلومات في تسلسل وبالترتيب لأن المعالج يعالج الأوامر بشكل متسلسل وبالترتيب ويقوم المعالج بمعالجة المعلومات المتسلسة المتوافرة في المستوى الثاني من الكاش على الترتيب حتى يصل إلى المعلومات الغير متوافرة في الكاش وهنا يتم إستدعاء التسلسل التالي من المعلومات من الرام وتتم المعالجة بهذه الطريقة حتى يعتمد المعالج في إمداده بالمعلومات في معظم الوقت على ذاكرة الكاش السريعة جدا وليس ذاكرة الرام البطيئة نسبيا فلا تحدث عنق زجاجية

المستوى الثالث (L3) : حجمه كبير ما بين 4 إلى 12 ميجابايت ويمكن توافره أو لا ويدعى مخزن الكاش وهو الحلقة الواصلة بين المستوى الثاني والرام (في حال وجوده) بمعنى أن المعلومات تصل من الرام إلى المستوى الثالث ثم يقوم المستوى الثالث بإمداد المستوى الثاني بالتسلسل التالي من المعلومات بدلا من الرام وتتم نقل البيانت بهذه الطريقة حتى لا يضطر المعالج إلا إنتظار تسلسل المعلومات حتى وصولها من الرام إلى المستوى الثاني من الكاش وإنما يتم توافرها فورا من المستوى الثالث السريع جدا في نقل البيانات (لأنه أيضا يتمتع بسرعة الكاش) فلا تحدث عنق زجاجية على الإطلاق وطبعا من الأفضل وجود المستوى الثالث ليقوم هو بإمداد المستوى الثاني بدلا من الرام فؤدي هذا إلى زيادة ملحوظة في أداء المعالج

بعد أن قمنا بتوضيح بسيط عن الكاش ميموري ومستوياته وطريقة عمله سوف نقوم بتوضيح الفرق بين الكاش المشترك بين الأنوية والكاش المنفصل بين الأنوية وأيهم الأفضل

الكاش ميموري المنفصل يفهم من إسمه أنه سوف يكون لكل نواه كاش خاص بها ومنفصل تماما عن كاشات الأنوية الأخرى وأما الكاش ميموري المشترك فسوف يكون للأنيوية جميعا كاش مشترك يخدمهم جيمعا

لاحظ أن : المستوى الثالث والثاني فقط هما اللذان يمكن إشراكهم بين الأنيوية أما المستوى الأول فلا يمكن عمل ذلك معه وإنما يجب أن يكون لكل نواه كاش من المستوى الأول خاص بها

طبعا الكاش ميموري المشترك أفضل من المنفصل ربما يستغرب كثيرا منكم هذا الأمر ولكن في الكاش ميموري المشترك تستطيع الأنيوية إستعارة المعلومات التي بينهم يعني إذا قامت نواه بطلب تسلسل من المعلومات لكي تقوم بمعالجته ثم بعد أن تم إحضار هذا التسلسل من المعلومات سواء من الرام أو المستوى الثالث طلبت نواه أخرى نفس التسلسل من المعلومات فلن تضطر إلى إنتظار إحضار التسلسل مرة أخري وإنما يسمح لها بإستعارة المعلومات ومعالجتها فورا دون الإنتظار لأنها متوافرة أصلا في الكاش المشترك وبذلك تتم تسريع عملية المعالجة بشكل مؤثر وملحوظ

نأتي الآن وأخيرا إلى شرح التقنية وأنا آسف على المقدمة الطويلة ولكني أحرص على أن يخرج الإخوة بأكثر كم من الفائدة

ليس كل البرامج متساوية في طول تسلسل المعلومات فهناك برامج يكون تسلسل المعلومات بتعها قصير ( صغير في الحجم ) وهناك برامج يكون تسلسل المعلومات بتعها طويل ( كبير في الحجم ) لذلك كان كبر حجم الكاش من المييزات المهمة في المعالج

فمثلا إذا إفترضنا أنك لديك كاش ميموري حجمه 4 ميجابايت وتريد معالجة برنامج تسلسل المعلوماته حجمه 8 ميجابايت فسوف تضطر إلى معالجة نصف التسلسل أولا ثم الإنتظار إلى أن يتم إحضار النصف الآخر من التسلسل ثم بعد ذلك تكمل معالجة التسلسل وهذا أطول طبعا من أن يكون لديك كاش ميموري حجمه 8 ميجابايت فتتم عملية المعالجة دون مقاطعة وطبعا أن يكون هناك مستوى ثالث من الكاش أفضل بكثير حتى يمد هو المستوى الثاني بدلا من الرام بتسلسل المعلومات فهو أسرع من الرام بكثير المشكلة أنك لن تجد كاش لنواه واحدة حجمه 8 ميجابايت

طبعا الكاش المشترك يكون كبير جدا مثلا 8 ميجابايت إلا أنه ليس مسموح لنواة أن تحتكر كل المساحة أو معظمها للمعالجة حتى وإن كان الكاش مشترك وإنما لها حد أقصى لا تتجاوزه مثلا 2 ميجابايت للنواه بفرض أن المعالج رباعي وبذلك حتى مع كبر الكاش ميموري وإستطاعته لإحتواء تسلسلات المعلومات الطويلة والكبيرة في الحجم إلا أن النواه الواحدة لن تستطيع الإستفادة منه كاملا وبذلك تنحصر فائدة الكاش المشترك في إمكانية إستعارة تسلسل المعلومات فقط ومازالت النواه سوف تضطر لإنتظار باقي التسلسل حتى يتم إحضاره

هذا الكلام قد إنتهى بهذه التقنية العبقرية Intel Smart Cache فهذه التقنية تقوم بتوفير المساحة للنواة إذا إحتاجة إليها مهما كان مساحتها بمعنى إذا إفترضنا أن الكاش 8 ميجابايت وأن هناك نواة تقوم بمعالجة برنامج تسلسل معلوماته حجمه 6 ميجابايت ففي الظروف الطبيعية لن تستطيع النواه معالجة كل التسلسل مرة واحدة لأنها ليس مسموح لها أن تأخذ وحدها كل هذا الحجم من الكاش أما بهذه التقنية فهي تقوم بإفراد المساحة المطلوبة حسب الأولوية أي عندنا معالج رباعي حجم الكاش بتاعه 8 ميجابايت وهناك نواه كما قلنا تعالج برنامج تسلسل معلوماته حجمه 6 ميجابايت ونواتان أخرتان كل واحدة منهن تعالجان برنامج تسلسل معلوماته حجمه 1 ميجابايت والنواه الأخيرة خاملة لا تعالج شيء فبهذه التقنية سوف يتم تقسيم الكاش كما يلي 6 ميجا للنواه الأولى و1 ميجا لكل من النواتان الثانية والثالثة وولا شيء للنواه الأخيرة التي لا تعمل شيء وبذلك قد تم إستغلال الكاش المشترك بالطريقة الأمثل وحق لها وصفها بالذكية (Smart Cache) وهكذا سوف تتم عملية المعالجة بسرعة فائقة جدا ولن تنظر أي نواه جلب تسلسل المعلومات وهكذا تتم تسريع عملية المعالجة بشكل قوي جدا جدا

هذا كان كل شيء وقد قمنا في هذا الشرح بالمر على الكاش وكل شيء متعلق به وعلى طريقة معالجة المعلومات وفهمنا تقنية الـIntel Smart Cacheوأنا أعتقد أن هذا الشرح هو الأطول حتى الآن ولكن ليس الأصعب بل سهل جدا وممتع

في النهاية طبعا كل من عنده سؤال فليطرحه في الموضوع المخصص وأنا جاهز إن شاء الله وأود أن أشكر بعض الإخوة الذين ألتزموا وقاموا بكتابة مشاركاتهم في الموضوع المخصص

وسامحوني إن كنت أطلت عليكم

فقط قبل البدء في الشرح أريد أن أعتذر عن التأخر في وضع هذا الشرح ولكن لأسباب ليست في يدي فأرجوا المعذرة

شرح تقنية الـ(Intel 64 Architecture) :

إستعدوا يا جماعة لأن هذا الشرح سوف يحتوي على كثير من الرياضيات ونظرية الإحتمالات

أولا أود أن أقوم بشرح جزء بسيط يوضح لكم ما هي لغة الآلة 1 و 0 (اللغة الثنائية)

هذان الرقمان يمثلان الإحتمالان يوجد أو لا يوجد أبيض أو أسود ممتلئ أم فارغ صح أم خطأ وتعبر في علوم الإلكترونيات بمعنى وجود جهد كهربي أم لا

فإذا إفترضنا أن لدينا سلك واحد نحاس مثلا فهناك إحتمالان إما أن يكون به فرق جهد بالنسبه للأرض فنقول هنا أن هذا السلك به فولت و يحمل القيمه 1 وإما أن يكون فارغ وفي هذه الحالة يحمل القيمة 0 هذا السلك نسميه فى الإلكترونيات (بت) 8 اسلاك بجانب بعضهم نطلق عليهم (بايت)

فإذا إفترضنا أن هناك خمسة أسلاك بجانب بعضها ويمثلون القمية 01010 فنفهم من هذه القيمة أن السلك الأول ليس به بجهد والثاني به جهد والثالث ليس به جهد والرابع به جهد والأخير ليس به جهد ....... جيد

هذا بفرض معرفتنا للقيم فإذا قلت لك هناك خمسة أسلاك كل سلك له إحتمالان إما 1 أو 0 فكم عدد الإحتمالات الغير متكررة الموجودة لهذه القيم

الجواب هو ( عدد إحتمالات السلك الواحد ^ عدد الأسلاك ) إذا الجواب هو 2^5 يساوي 32 وهذه الإحتمالات تمثل القيم من 00000 إلى 11111

إذا في حال 8 بت الإحتمالات هي 2^8 يساوي 256 إحتمال
في حال 16 بت الإحتمالات هي 2^16 يساوي 65536 إحتمال

هذا هو النظام المتبع في جميع الأجهزة الإلكترونية والكمبيوترية والحاسبية التي يطلق عليها الأجهزة الرقمية (Digital Devices)

أود أيضا أن أمر على جزئية أخرى وهي تكوين القرص الصلب والرام

تكوين القرص الصلب (Hard Drive) :
القرص الصلب يتكون من واحدة أو أكثر من الإسطوانات (Platters) هذه الإسطوانات مغطاه بمادة مغناطيسية وهناك رؤوس محمولة على أذرع خاصة إما بالكتابة أو القراءة وتقسم هذه الإسطوانات إلى مسارات (Tracks) كل مسار به العديد من القطاعات (Sectors) حجم هذا القطاع حاليا عادة ما يكون 512 بايت وفي كل قطاع يتم تخزين البيانات على هيئة بتات 1 أو 0

في أول قطاع موجود في القرص الصلب تتم عملية تخزين المعومات عن كل القطاعات وعنونتها بقيمة مكونة حسب نظام التشغيل المستخدم إما 32 بت أو 64 بت إذا كل قطاع في القرص له عنوان وعن طريق هذا العنوان يستطيع القرص الصلب الوصول إليه بطلب من المعالج

تكوين الرام (RAM) :
يهمنا فقط من تكوين الرام أن به مجموعة من المكثفات أو المسجلات (Chips) هذه المسجلات يتم تقسيمها إلى أعمدة وصفوف ليتم تكوين خلايا تخزينية لكل خلية عنوانها المكون حسب نظام التشغيل أيضا من 32 أو 64 بت ويمكن مخاطبتها مباشرة عن طريق هذا العنوان
طبعا هذه ليست كل المكونات ولكن للإختصار فقط لم أكتب كل شيء

ربما تقولوا الآن ما فائدة هذا كل الكلام ...... سوف تعرفون لاحقا

نأتي لشرح التقنية

هذه التقنية أيضا من القتنيات التي لها أثر كبير على شكل المعالج وطريقة بنائه ولا يخلو منها أي معالج أي أن هذه التقنية أشبه بالمعمارية بشكل كبير وقد تم طويرها على مر العصور بدء من 8 بت وصولا إلى 128 بت حتى الآن ومن يعلم ماذا سوف يحدث في المستقبل وفي الحقيقة هذه التقنية متفرعة جدا وتؤثر تقريبا على كل شيئ في الجهاز ولذلك أنا لا أود الدخول في كل هذه التفرعات ولكن سوف أقوم بشرح ماهو مهم بالنسبة للإخوة فقط

هناك في المعالج مسار يدعى الـ(Adress Bus) هذا المسار مسؤول عن حمل قيم العناوين وهو يمثل الورقة التي تحمل عنوان معين التي يعطيها لك والدك لوصف أي مكان

هذه التقنية تؤثر على هذا المسار ويكون عرض هذا المسار حسب هذه التقنية إما 64 بت (أي 64 سلك بجانب بعضها ) أو 32 بت أو 16 بت أو حتى 128 بت في الأعوام القادمة المهم أن حسب هذه التقنية يحدد عرض هذا المسار

وطبعا بما أن لهذا المسار أهمية كبيرة إذا لابد أن يكون لعرضه أهمية كبير وسوف أضح لكم هذا بالمثال التالي

إذا إقترضنا أن والدتك أعطتك ورقة مكتوب على هذه الورقة عنوان الجزار وأردت منك أن تحضر لها كيلو لحمة ( أكيد طبعا إذا كنا مش قدرين في الحقيقة نأكل لحمة خلينا نأكلها في الأمثلة ) وبمساعدت هذه الورقة سوف تستطيع الوصول إلى الجزار وشراء متطلباتك إذا إذا كان عندك ورقة مكتوب فيها عناوين للكثير من المحال التجارية والبقالات وغيرها فسوف تستطيع الوصول إليها وإحضار ما تود منها لكن ماذا عن ما هو ليس مكتوب في الورقة مثلا محلات الكمبيوتر (من هذا الذي كتب هذه الورقة هتو هولي هنا عشان أعلمه كيف يحترم محلات الكمبيوتر ) فهل سوف تستطيع الوصول إلى محلات الكمبيوتر أكيد الجواب هو لا (لن أستطيع شراء الجهاز الجديد) إذا هذه الورقة تحدد ما تستطيع إحضاره من أشياء وما لا تيستطيع إحضاره

وهكذا هو الحال في الكمبيوتر عندما تم عنونت كل القطاعات في القرص الصلب وكل الخلايا التخزينية في الرام تم إعطاؤها عنوان طوله على حسب نظام التشغيل المستخدم طبعا مع مراعات ما يستطيع المعالج دعمه من أنظمة تشغيل فإذا إفترضنا أن نظام البشغيل من نوع 32 بت إذا

سوف يكون على القطاع الأول من القرص الصلب عنونة كل القطاعات الأخرى من القرص برقم معين مكون من 32 خانة دون التكرار طبعا ونفس الحاجة بالنسبة للرام والخلايا التخزينية يأتي السؤال ذو المليون جنيه كم رقم يمكن أن نكونه من 32 خانة علما بأن إمكانية كل رقم إما أن يكون 1 أو 0

هنا تأتي فائدة موضوع الإحتمالات إذا نحسبها بنفس القانون
( 2 ^ 32 ) يساوي 4294967296 إحتمال وهذه الإحتمالات تمثل القيم من 00000......0 إلى 11111......1 صحيح حسنا

في القرص الصلب يتم عنونة كل قطاع بواحد من هذه الأرقام إذا هناك 4294967296 قطاع يمكن عنونتهم وبما أن كل قطاع حجمه 512 بايت إذا 4294967296 * 512 يساوي تقريبا 2.19 تيرابايت ولن تستطيع إستخدام أكثر من ذلك لا لأنك القرص ليس به أكثر من هذه المساحة وإنما لأن المعالج لن يستطيع إستخدام أكثر من هذه المساحة لأنه لا يحمل عنوان لها

هذه هي مشكلة أن معظم أنظمة التشغيل لا تستطيع رؤية أكثر من 2.19 تيرابايت التي نسمع عنها كثيرا وهناك حلان لهذه الشكلة

إما نظام تشغيل 64 بت لأنه إذا قمنا بحساب عدد القطاعات التي يمكن عنونتها سوف نجد أنها تساوي (2 ^ 64 ) يساوي 18446744073709551616 وبما أن كل قطاع حجمه 512 بايت إذا 18446744073709551616 * 512 يساوي تقريبا 9.4 زيتابايت ( 1 زيتابيت = 1000000000 تيرابايت ) طبعا هذه مساحة خرافية ولكن هكذا تم معالجة هذه المشكلة على الأقل للخمسين سنة القادمة ( إذا كان 64 بت يدعم كل هذه المساحة فما بالك بالـ128 بت )

وهناك حل آخر طرحته أسوس ببرنامج يسمى Disk Unlockerوهو برنامج يقوم بمساعدت نظام الشغيل بالتعرف على هذه المساحة حتى مع نظام تشغيل نوعه 32 بت ولكني لا أود الخوض فيه في الوقت الحاضر

نأتي إلى تأثر هذا الموضوع على الرام طبعا يتم عنونة كل خلية تخزينية عنوان فباستخدام نظام تشغيل 32 بت نقوم بحساب الإحتمالات إذا ( 2 ^ 32 ) 4294967296 الذي يعادل 4 جيجابايت ولن يستطيع المعالج رؤية أكثر (خلي بالك أنا قلت لن يستطيع المعلاج رؤية أكثر من ذلك إنما ما يستطيع إستخدامه أقل لأن هناك جزء من الذاكرة محجوز للنظام وجزء آخر ذاهب للبطاقة الرسومية ومش عارف فين وفين أيضا المهم الموضوع عادة ما يصفصف على 3 جيجا أو أقل بقليل من ذلك) وهذه مشكلة أيضا معروفة طبعا لكن هنا ليس لها إلا حل واحد وهو الإنتقال إلى نظام 64 بت وفي هذه الحالة ( 2 ^ 64 ) 18446744073709551616 أي ما يعادل تقريبا 16 إكسابايت ( 1 إكسابايت = 1000000 تيرابايت ) وهذه أيضا قيمة خرافية

وتؤثر طبعا هذه التقنية على بعض الأشياء الأخرى مثل ( Data Bus ) وقد تحدثنا عنه سابقة

نأتي إلى النهاية أعرف أني لم أتكلم كثيرا عن التقنية نفسها ولكن هذا لأن التقنية نفسها لا تهمنا كثيرا وإنما تأثير التقنية على باقي قطع الجهاز وأيضا لأن شرحها معقد ويطول جدا لذلك أردت أن نكتفي بهذا القدر ومن أراد الزايدة فلا بأس يمكن أن يبحث ويضيف للموضوع كما يشاء ومهما صغر حجم ما يضيفه

أرجوا إذا كان هناك أي خطأ تنبيهي لذلك وأي أحد عنده سؤال أنا حاضر إن شاء الله

أعدكم أن أحاول وضع الشرح القادم أسرع من هذا الشرح

مشكوووور على هذا المجهود الاكثر من رائع