طرائق انتقال البيانات والمعلومات

طرائق انتقال البيانات بين الأجزاء الداخلية للحاسوب

يحتاج المعالج الدقيق إلى التواصل مع الأجزاء الأخرى للحاسوب، سواء كانت داخلية مثل (السجلات Registers، ووحدة الحساب والمنطق ALU، والذاكرة Memory) أم خارجية مثل (وحدات الإدخال والإخراج الطرفية I/O Peripheral Devices).

ويتم هذا الاتصال عن طريق ثلاثة نواقل داخلية (Internal Buses) هي: ناقل البيانات وناقل التحكم وناقل العنوان، وفي حالة الاتصال بالأجهزة الخارجية لدينا ما يعرف بواجهات الإدخال والإخراج (Input/Output Interface).

طريقتا النقل: التتابعي والمتوازي

تكبير

الطرائق الثلاث بين المعالج والأجزاء الداخلية

ويتم نقل المعلومات بين المعالج والأجزاء الداخلية للحاسبة مثل: السجلات، ووحدة الحساب والمنطق، والذاكرة، بواسطة ثلاث طرائق:

الطريقة التوافقية (المتزامنة)

هي واحدة من أسهل وأيسر الطرائق في نقل البيانات بين الأجزاء الداخلية للحاسوب والمعالج، وتعتمد على نبضة التزامن (Clock Pulse - CK) أو النبضة الداخلية في المعالج الدقيق، فتكون سرعة انتقال البيانات معتمدة على سرعة النبضات.

وتعتمد على أن المتسلم (Receiver) والمرسل (Transmitter) يجب أن يعملا متزامنين، إذ تحتوي الواجهة (Interface) على خط النبضة (Clock Line) وكذلك البيانات المنقولة (Transmit Data) والبيانات المتسلمة (Receive Data) وخطوط الإشارة المعتادة (Common Signal)، فإشارة النبضة هي التي تزامن كلا البيانات المنقولة والمتسلمة.

تكبير

تكبير

كيف تحدث عملية النقل المتزامن؟

الطريقة غير التوافقية (غير المتزامنة)

لا تعتمد على نبضة التوقيت (CK) الموجودة داخل الحاسوب، وإنما تعتمد على خط الاستعداد (Ready Line - RL)؛ فتنتظر البيانات إلى أن تصبح قيمة خط الاستعداد واحداً للدلالة على إمكانية البدء بنقل المعلومات، أما في حالة كونها صفراً فلا يكون هناك أي نقل للبيانات.

وأيسر واجهة لهذه الطريقة تتكون من: البيانات المنقولة (Transmit Data) والبيانات المتسلمة (Receive Data) وخطوط الإشارة المعتادة (Common Signal). وفي هذه الطريقة يتم نقل البيانات على شكل رمز واحد في كل مرة، ويقوم المتسلم بفحص بتات التزامن الموجودة في بداية كل رمز ونهايته.

تكبير

تكبير

صيغة النقل غير المتزامن

تكبير

الطريقة شبه التوافقية (شبه المتزامنة)

تعتمد على نبضة التوقيت (CK) الموجودة داخل الحاسوب وأيضاً على خط الاستعداد (RL)؛ فلكي تنقل المعلومات بين نبضة ونبضة أخرى لا بد من وجود وقت انتظار حتى يصبح خط الاستعداد قيمته واحداً (يعطي نبضة توقيت أخرى) وعندها يبدأ نقل المعلومات.

تكبير

طرائق الانتقال بين الحاسوب والأجهزة الطرفية

يتم نقل المعلومات بين المعالج والأجزاء الطرفية للحاسوب، مثل الطابعات ولوحة المفاتيح والشاشة وغيرها من الأجهزة الطرفية، بواسطة طريقتين:

١- طريقة الاستجواب.

٢- طريقة المقاطعة.

طريقة الاستجواب (Polling)

تسمى هذه الطريقة بطريقة خدمة الأجهزة المحيطة (Polling Service)، وتسمى في بعض المصادر طريقة التصافح بالأيدي (Acknowledge Handshake).

تعتمد على أن المعالج يقوم بطرق أبواب جميع الأجهزة المحيطة بالتتابع ويستفسر منها هل هناك خدمة يحتاجها ذلك الجهاز؛ فإن كانت الإجابة بنعم ينفذ المعالج الخدمة في الحال من دون انتظار، وإن كانت بالنفي ينتقل إلى الجهاز التالي، وبعد آخر جهاز يعود إلى أول جهاز ويكرر العملية إلى ما لا نهاية.

من مميزاتها أنها سهلة البرمجة ولا تحتاج إلى الكثير من التجهيزات Hardware. ومن عيوبها أن المعالج يكون مخصصاً لوظيفة خدمة الأجهزة ولا يستطيع الفكاك منها.

تكبير

آلية الاستجواب في حالة الإرسال

تكبير

طريقة المقاطعة

في هذه الطريقة لا يذهب المعالج إلى الأجهزة ويطرق بابها، بل يكون مشغولاً في تنفيذ برنامج معين، فإذا احتاج جهاز إلى خدمة فإنه يقاطع المعالج ويطلب منه الخدمة، فينفذ المعالج هذه الخدمة (برنامج خدمة المقاطعة) ثم يعود لتنفيذ البرنامج الأساسي من حيث انتهى قبل المقاطعة.

ومن مميزاتها أن الأجهزة المقاطعة تستطيع مقاطعة المعالج في أي وقت تريد، وليس عليها الانتظار إلى أن يأتي دورها مثل طريقة الاستجواب، وإذا تمت المقاطعة في الوقت نفسه من أكثر من جهاز فإن المعالج يخدمها بحسب أولويات تحدد له من المستعمل مسبقاً.

أين تستعمل المقاطعة؟

عند إعطاء إشارة مقاطعة لأي معالج: ما الذي يحدث؟

تكبير

الفرق بين الاستجواب والمقاطعة

اختبر نفسك