وحدة المعالجة المركزية الأساسية، متعددة النواة، الموضوع، النواة مقابل المواضيع، خيوط المعالجة المتعددة
فريق التحرير
ما هو التزامن أو النواة الواحدة؟
In Operaفي أنظمة البرمجة، يُعرَّف التزامن بأنه قدرة النظام على تشغيل برنامجين أو أكثر في وقت واحد.ping المراحل الزمنية.
كما ترون، في أي وقت، هناك عملية واحدة فقط قيد التنفيذ. ولذلك، فإن التزامن هو مجرد تقريب عام للتنفيذ المتوازي الحقيقي. يمكن العثور على هذا النوع من المواقف في الأنظمة التي تحتوي على معالج أحادي النواة.
ما هو التنفيذ المتوازي أو (متعدد النواة)؟
في التنفيذ المتوازي، يتم تقسيم المهام التي سيتم تنفيذها بواسطة العملية إلى أجزاء فرعية، وتقوم وحدات المعالجة المركزية المتعددة (أو النوى المتعددة) بمعالجة كل مهمة فرعية في نفس الوقت بالضبط.
كما ترون، في أي وقت، تكون جميع العمليات قيد التنفيذ. في الواقع، هي المهام الفرعية للعملية التي يتم تنفيذها بالتوازي، ولكن لفهم أفضل، يمكنك تصورها كعمليات.
ولذلك، فإن التوازي هو الطريقة الحقيقية التي يمكن من خلالها معالجة مهام متعددة في نفس الوقت. يمكن العثور على هذا النوع من الحالات في الأنظمة التي تحتوي على معالجات متعددة النواة، والتي تتضمن جميع المعالجات التجارية الحديثة تقريبًا.
الفرق الرئيسي
- تعمل النوى على زيادة كمية العمل المنجز في المرة الواحدة، بينما تعمل الخيوط على تحسين الإنتاجية وتسريع العمليات الحسابية.
- يعد Cores أحد مكونات الأجهزة الفعلية بينما يعد مؤشر الترابط مكونًا افتراضيًا يدير المهام.
- تستخدم النوى تبديل المحتوى بينما تستخدم الخيوط وحدات معالجة مركزية متعددة لتشغيل العديد من العمليات.
- تتطلب النوى وحدة معالجة إشارة فقط بينما تتطلب الخيوط وحدات معالجة متعددة.
ما هو الموضوع؟
الخيط هو وحدة التنفيذ على البرمجة المتزامنة. تعد تقنية Multithreading تقنية تسمح لوحدة المعالجة المركزية بتنفيذ العديد من المهام لعملية واحدة في نفس الوقت. يمكن تنفيذ هذه المواضيع بشكل فردي أثناء مشاركة مواردها.
ما هو تعدد؟
يشير تعدد العمليات إلى المهمة المشتركة التي تقوم بتشغيل عمليات تنفيذ متعددة داخل نظام التشغيل. ويمكن أن تتضمن عمليات نظام متعددة.
كيف يعمل تعدد مؤشرات الترابط؟
على سبيل المثال، تدعم معظم وحدات المعالجة المركزية الحديثة تقنية تعدد العمليات. يمكن أن يوفر لك تطبيق بسيط على هاتفك الذكي عرضًا توضيحيًا مباشرًا لنفس الشيء.
عند فتح تطبيق يتطلب جلب بعض البيانات من الإنترنت، يتم استبدال منطقة المحتوى في التطبيق بأداة تدوير. وستستمر هذه الأداة في الدوران حتى يتم جلب البيانات وعرضها.
يوجد في الخلفية موضوعان:
- واحد جلب البيانات من الشبكة، و
- واحد يعرض واجهة المستخدم الرسومية التي تعرض القرص الدوار
يتم تنفيذ كلا هذين الخيطين واحدًا تلو الآخر لإعطاء وهم التنفيذ المتزامن.
ما هي وحدة المعالجة المركزية الأساسية؟
نواة وحدة المعالجة المركزية هي جزء من شيء أساسي لوجودها أو شخصيتها. بنفس الطريقة في نظام الكمبيوتر، يشار إلى وحدة المعالجة المركزية أيضًا باسم النواة.
هناك نوعان أساسيان من المعالجات الأساسية:
- معالج أحادي النواة
- معالج متعدد النواة
ما هي المشكلة الرئيسية مع النواة الواحدة؟
هناك مشكلتان رئيسيتان تتعلقان بـ Single Core.
- لتنفيذ المهام بشكل أسرع، تحتاج إلى زيادة وقت الساعة.
- تؤدي زيادة وقت الساعة إلى زيادة استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة إلى مستوى عالٍ للغاية، مما يجعل المعالج غير فعال.
الحل المقدم من متعدد النواة:
- إنشاء نواتين أو أكثر على نفس القالب لزيادة قوة المعالجة مع الحفاظ على سرعة الساعة عند مستوى فعال.
- يمكن للمعالج الذي يحتوي على نواتين يعملان بسرعة فعالة معالجة التعليمات بسرعة مماثلة للمعالج أحادي النواة. تبلغ سرعتها ضعفين، إلا أن العملية متعددة النواة تستهلك طاقة أقل.
فوائد المعالج متعدد النواة
فيما يلي بعض مزايا المعالج متعدد النواة:
- المزيد من الترانزستور لكل اختيار
- اتصالات أقصر
- انخفاض السعة
- يمكن لدائرة صغيرة أن تعمل بسرعة عالية
الفرق بين النواة والخيوط
| المعاملات | جوهر | المواضيع |
|---|---|---|
| تعريف | نوى وحدة المعالجة المركزية تعني مكون الأجهزة الفعلي. | تشير المواضيع إلى المكون الظاهري الذي يدير المهام. |
| طريقة عملنا | يتم تغذية وحدة المعالجة المركزية بالمهام من سلسلة رسائل. ولذلك، فإنه يصل إلى مؤشر الترابط الثاني فقط عندما تكون المعلومات المرسلة بواسطة مؤشر الترابط الأول غير موثوقة. | هناك العديد من الأشكال المختلفة لكيفية تفاعل وحدة المعالجة المركزية مع سلاسل رسائل متعددة. |
| تطبيق | تم تحقيق ذلك من خلال عملية التداخل | يتم تنفيذها من خلال مقاضاة وحدات المعالجة المركزية المتعددة |
| بينيفت كوزميتيكس | زيادة حجم العمل المنجز في وقت واحد. | تحسين الإنتاجية، والتسريع الحسابي. |
| الاستفادة من | يستخدم Core تبديل المحتوى | يستخدم وحدات المعالجة المركزية المتعددة لتشغيل العديد من العمليات. |
| وحدات المعالجة المطلوبة | يتطلب وحدة معالجة الإشارة فقط. | يتطلب وحدات معالجة متعددة. |
| مثال | تشغيل عدة تطبيقات في نفس الوقت. | تشغيل متتبع الويب على مجموعة. |
ما هو خيوط المعالجة المتعددة؟
كانت تقنية Hyper-threading أول جهد قامت به شركة Intel لجلب الحساب المتوازي إلى أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمستخدم النهائي. تم استخدامه لأول مرة على وحدات المعالجة المركزية لسطح المكتب مع Pentium 4 في عام 2002.
في ذلك الوقت، كانت معالجات Pentium 4 تحتوي على نواة وحدة معالجة مركزية واحدة فقط. وبالتالي، كانت تؤدي مهمة واحدة فقط وتفشل في أداء أي نوع من العمليات المتعددة.
تظهر وحدة المعالجة المركزية الفردية ذات الترابط المتعدد كوحدتي معالجة مركزية منطقيتين لنظام التشغيل. في هذه الحالة، تكون وحدة المعالجة المركزية مفردة، لكن نظام التشغيل يأخذ في الاعتبار وحدتي معالجة مركزية لكل نواة، وتحتوي أجهزة وحدة المعالجة المركزية على مجموعة واحدة من موارد التنفيذ لكل نواة وحدة المعالجة المركزية.
لذلك، يفترض وحدة المعالجة المركزية أنها تحتوي على أنوية متعددة، ويفترض نظام التشغيل وجود وحدتي معالجة مركزية لكل نواة وحدة معالجة مركزية واحدة.
ملخص
- الخيط هو وحدة التنفيذ على البرمجة المتزامنة.
- يشير تعدد العمليات إلى المهمة المشتركة التي تقوم بتشغيل خيوط تنفيذ متعددة داخل نظام التشغيل
- اليوم العديد من وحدات المعالجة المركزية الحديثة تدعم تعدد العمليات
- كانت تقنية Hyper-threading أول جهد قامت به شركة Intel لجلب الحساب المتوازي إلى أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمستخدم النهائي.
- نواة وحدة المعالجة المركزية هي جزء من شيء أساسي لوجودها أو شخصيتها
- في، Operaيُعرَّف التزامن في النظام بأنه قدرة النظام على تشغيل برنامجين أو أكثر في وقت واحد.ping المراحل الزمنية.
- في التنفيذ المتوازي، يتم تقسيم المهام التي ستؤديها العملية إلى أجزاء فرعية.
- المشكلة الرئيسية للمعالج أحادي النواة هي أنه من أجل تنفيذ المهام بشكل أسرع، تحتاج إلى زيادة وقت الساعة.
- تعمل تقنية Multicore على حل هذه المشكلة عن طريق إنشاء مركزين أو أكثر على نفس القالب لزيادة قوة المعالجة، كما أنها تحافظ على سرعة الساعة عند مستوى فعال.
- أكبر فائدة للنظام متعدد النواة هو أنه يساعدك على إنشاء المزيد من الترانزستور لكل اختيار
- تعني نوى وحدة المعالجة المركزية مكون الأجهزة الفعلي بينما تشير الخيوط إلى المكون الظاهري الذي يدير المهام.
