أحسنت! وصلت إلى ختام الفصل الثالث: طرائق انتقال المعلومات
راجع نتيجتك في كل درس، وأعد أي درس لم تحصل فيه على علامة كاملة.
- النواقللم تختبر نفسك بعد
- التخزين المؤقت (العوازل)لم تختبر نفسك بعد
- طرائق انتقال البيانات والمعلوماتلم تختبر نفسك بعد
أهم ما تتذكره من الفصل
['المعالج لا يعمل وحده: يحتاج إلى ROM وRAM ووحدتي إدخال وإخراج، وتربطها النواقل. وجاء هذا في الامتحانات الوزارية ٢ مرات.']
من درس: النواقل['ناقل البيانات ثنائي الاتجاه، وناقل العناوين أحادي الاتجاه من المعالج. والمسألة الحسابية 2^16 = 64 KB وردت وزارياً ٣ مرات.']
من درس: النواقل['خطوط التحكم الأربعة: MEMR وMEMW وIOR وIOW. وسؤال الحاجة إلى MEMR وMEMW جاء مرة واحدة.']
من درس: النواقل['أسباب استعمال العوازل ثلاثة: كثرة التيار المطلوب، وطول المسافة، والمزج الزمني. وسؤالها تكرر وزارياً ٢ مرات.']
من درس: التخزين المؤقت (العوازل)['74374 = عازل ماسك للعناوين (CK على الطرف 11، OE على الطرف 1). 74245 = عازل ثنائي الاتجاه للبيانات (الاتجاه على الطرف 1، التنشيط على الطرف 19). سؤال 74374 جاء ٥ مرات.']
من درس: التخزين المؤقت (العوازل)['علّل: الطريقة المتوازية أسرع بكثير من التتابعية، لأن جميع البتات ترسل في نبضة تزامن (Clock) واحدة فحسب، على خطوط متوازية لكل بت خط، في حين تحتاج الطريقة التتابعية إلى ثماني نبضات لإرسال ثمانية بتات على خط واحد.']
من درس: طرائق انتقال البيانات والمعلومات['المتزامنة: CK. غير المتزامنة: RL. شبه المتزامنة: CK مع RL. هذه المقارنة جاءت وزارياً مرة واحدة.']
من درس: طرائق انتقال البيانات والمعلومات['الاستجواب: المعالج يسأل الأجهزة. المقاطعة: الجهاز يقاطع المعالج. والفرق بينهما تكرر وزارياً ١٢ مرات، وخطوات المقاطعة ٥ مرات.']
من درس: طرائق انتقال البيانات والمعلوماتالأسئلة الوزارية لهذا الفصل
اضغط على السؤال ليظهر جوابه.
المعالج الدقيق كقطعة إلكترونية غير قادر على القيام بأي وظيفة منفرداً، وضّح ذلك بذكر الوحدات التي يرتبط عمله بها.تكرر ٢ مرات
وزاري: ٢٠٢١ د٢
لأن عمل المعالج مرتبط باستعمال الوحدات الآتية:
١- ذاكرة القراءة فقط ROM، وذاكرة الوصول العشوائي RAM.
٢- وحدة إدخال ووحدة إخراج.
٣- وحدة الحساب والمنطق ALU ووحدة السيطرة CU اللتان تمثلان المعالج الدقيق.
وتربط هذه الأجزاء بعضها مع بعض ومع المعالج عن طريق النواقل (Buses).
عرّف ذاكرة القراءة فقط (ROM).تكرر ٤ مرات
وزاري: ٢٠٢٢ تمهيدي
ذاكرة قابلة للقراءة فقط، تستعمل لتخزين البرنامج الدائم الذي سيتبعه المعالج، والبرمجة تكون خارجية من طرف المستعمل.
ما وظيفة وحدة الإدخال ووحدة الإخراج؟تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢١ تمهيدي
وحدة الإدخال (Input Unit): تستعمل من طرف المعالج الدقيق للحصول على بيانات من الأجهزة الخارجية الموصلة مع هذه الوحدة.
وحدة الإخراج (Output Unit): تستعمل من طرف المعالج الدقيق لإرسال بيانات إلى الأجهزة الخارجية الموصلة مع هذه الوحدة.
علّل: تقوم نظم الحاسوب بتوفير أنواع مختلفة من النواقل.
وزاري: ٢٠١٩ د١
لأن النواقل وسيلة نقل مشتركة، وعند ربط المعالج مع أي جهاز طرفي تنشأ مشكلتان يجب التغلب عليهما: الأولى التأكد من أنه في أي لحظة لا يتم نقل أي معلومة إلا لجهاز واحد فحسب، والثانية التأكد من أن الأجهزة الأخرى لن تشوش أو تتداخل في عملية الاتصال (تصادم المعلومات على الناقل). ولحل هاتين المشكلتين توفر نظم الحاسوب أنواعاً مختلفة من النواقل.
عرّف الناقل (Bus).تكرر ٤ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
الناقل (Bus) هو مسار اتصال يربط جهازين أو أكثر، وسمته الرئيسة أنه وسيلة نقل مشتركة، إذ تتصل به أجهزة متعددة، والإشارة أو البيانات المرسلة من أي جهاز تكون متوافرة للتسلم من جميع الأجهزة المتصلة به. ويتكون عادة من مجموعة من الخطوط المتوازية.
ما أنواع النواقل في نظم الحواسيب؟ اذكرها واشرح باختصار عمل كل منها.تكرر ٨ مرات
وزاري: ٢٠٢٠ تمهيدي
يمكن تصنيف خطوط ناقل النظام على ثلاث مجموعات بحسب وظيفتها:
١- ناقل البيانات Data Bus: يحمل البيانات من المعالج وإليه.
٢- ناقل العناوين Address Bus: يحدد مصدر البيانات أو جهتها التي على ناقل البيانات، إذ يضع المعالج عليه عنوان المكان الذي يريد التعامل معه.
٣- ناقل التحكم Control Bus: مجموعة خطوط دورها ضبط الأحداث بطريقة تزامنية والتحكم في وحدات الذاكرة ووحدات الإدخال والإخراج من طرف المعالج.
ارسم مخططاً يوضح طريقة اتصال المعالج الدقيق بالأجهزة المختلفة عبر استعمال النواقل.
وزاري: ٢٠١٧ د٢
يتصل المعالج بذاكرتي ROM وRAM ووحدتي الإدخال والإخراج بثلاثة نواقل: ناقل العناوين (أحادي الاتجاه من المعالج)، وناقل البيانات (ثنائي الاتجاه، وROM قراءة فقط)، وناقل التحكم.
عرّف ناقل البيانات (Data Bus)، وما اتجاهه؟تكرر ٧ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ د٢
ناقل البيانات يقوم بحمل البيانات من المعالج وإليه. وهو ممر ثنائي الاتجاه لأنه يرسل المعلومات ويستقبلها، ويتألف من (8, 16, 32, 64, 128) أو أكثر من الخطوط المنفصلة، وعدد الخطوط يسمى عرض ناقل البيانات، وهو عامل رئيس في تحديد الأداء العام للنظام. ويرمز لخطوطه بـ (D0, D1, …, D7).
عرّف ناقل العناوين (Address Bus)، وما اتجاهه؟تكرر ٥ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي
تستخدم خطوط ناقل العناوين للدلالة على مصدر البيانات أو جهتها التي على ناقل البيانات؛ فالمعالج يضع عليها عنوان الكلمة أو المكان الذي يريد التعامل معه (ذاكرة أو وحدات إدخال وإخراج) بصورة شفرة من الواحدات والأصفار. وهو ممر ذو اتجاه واحد من المعالج إلى الوحدات الأخرى، ويرمز لخطوطه بـ (A0, A1, …, A15) للمعالج ذي 16 خطاً.
ضع علامة (صح) أو (خطأ) مع تصحيح الخطأ: «ناقل العناوين ممر ثنائي الاتجاه».
وزاري: ٢٠١٥ د٢
العبارة خطأ؛ والصحيح: ناقل العناوين ممر ذو اتجاه واحد (أحادي الاتجاه) من المعالج إلى الوحدات الأخرى، أما ناقل البيانات فهو ثنائي الاتجاه.
اذكر قانون عدد المواقع التي يستطيع المعالج الاتصال بها، وكم يبلغ الحجم الأقصى للذاكرة لحاسوب ناقل العناوين فيه 16 خطاً؟تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢١ د٢
عدد المواقع = 2^x، إذ x عدد خطوط العناوين، ولا علاقة لناقل البيانات بذلك.
الحل: عدد المواقع = 2^16 = 65,536 موقعاً، وكل موقع يحتوي 1 Byte، فالحجم الأقصى للذاكرة = 64 KB.
وفي حالة 24 خط عنونة و16 خطاً للبيانات (كما في الحاسوب IBM AT): عدد المواقع = 2^24 = 16,777,216 موقعاً أي 16 MB، وكل موقع يحتوي بايتين (2 Byte).
عرّف ناقل التحكم (Control Bus).تكرر ٦ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
ناقل التحكم مجموعة من الخطوط دورها ضبط الأحداث بطريقة تزامنية والتحكم في وحدات الذاكرة ووحدات الإدخال والإخراج من طرف المعالج، لأن خطوط ناقلي البيانات والعنونة مشتركة بين جميع مكونات الحاسوب فلا بد من وسيلة للسيطرة عليها. وعدد خطوطه يختلف من معالج إلى آخر.
ما أهم خطوط التحكم الرئيسة؟ اذكرها مع وظيفة كل منها.تكرر ١٠ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
أربعة خطوط تحكم رئيسة:
١- MEMR (قراءة الذاكرة): ينشطه المعالج عند القراءة من الذاكرة RAM أو ROM.
٢- MEMW (الكتابة في الذاكرة): ينشطه المعالج عند الكتابة في الذاكرة RAM.
٣- IOR (قراءة بوابة إدخال): فعال عندما يستقبل المعالج معلومات من بوابة الإدخال.
٤- IOW (كتابة في بوابة إخراج): فعال عندما يرسل المعالج المعلومات إلى بوابة إخراج.
ما الحاجة إلى خطوط التحكم MEMR و MEMW؟
وزاري: ٢٠١٦ د٢
عندما ينشط المعالج شريحة الذاكرة بوضع العنوان على ناقل العناوين فإنه لم يخبرها هل سيرسل إليها معلومات أم سيستقبل منها، أي هل سيكتب فيها أم سيقرأ منها. فخط التحكم يخبر الجهاز بذلك: MEMR للقراءة من الذاكرة، وMEMW للكتابة فيها؛ فمثلاً لإرسال الرقم (34H) إلى الموقع E100H يجب أن تكون إشارة ناقل التحكم MEMW.
ما المقصود بالتخزين المؤقت (Buffering)؟ ولماذا نحتاج إليه؟تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ د٢
تنشأ الحاجة إلى التخزين المؤقت عادة بين شيئين ينتج من اتصالهما المباشر بعض المشكلات، لذا يوضع وسيط (عازل Buffer) يكون حلقة الوصل بينهما. فلو كانت الدائرة المصدر غير قادرة على إدارة الدائرة الحمل لأن الحمل يحتاج إلى الكثير من التيار الذي لا تستطيع المصدر توفيره، فإن جهد خرج المصدر يضمحل أو يتلاشى، والحل لهذه المشكلة هو استعمال العازل بين الدائرتين.
ما الأسباب الموجبة لاستعمال العوازل ما بين الدوائر الإلكترونية؟ (الحالات التي يحتاج فيها المعالج إلى عازل).تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
يتخذ القرار بالحاجة إلى العازل وفقاً للحالات الآتية:
١- إذا كانت حاجات الأحمال من التيار ليست أقل مما يستطيع المعالج توفيره بكمية كافية كعامل أمان، فلا بد من استعمال عازل Buffer، ولا يهمل استعمال العازل إذا كانت التيارات التي تحتاج إليها الأحمال أقل أو تكاد تساوي ما يستطيع المعالج الوفاء به، لأن هذا يضع المعالج في المنطقة الحرجة ولا بد من توفير عامل أمان كافٍ.
٢- إذا كانت المسافة طويلة بين الحمل والمعالج بحيث تظهر الحاجة إلى أسلاك توصيل طويلة، فلا بد من دائرة عازل عند الخروج من المعالج وقبل السلك لتجنب تشوه الموجة الخارجة من المعالج. وإذا كان الحمل موجوداً على بطاقة (Card) غير البطاقة التي عليها المعالج يفضل استعمال العوازل على جميع النواقل بعد المعالج مباشرة.
٣- في المعالجات التي تعتمد فكرة المزج الزمني Time Multiplexing بين نواقلها (مثل المعالج 8085) لا بد من عزل إشارة البيانات وحدها وإشارة العناوين وحدها على ناقل خاص لكل منهما قبل توصيل الأحمال، وتستعمل شرائح تقوم بعزل الإشارات وتفي في الوقت نفسه بحاجة الأحمال من التيار.
ما المقصود بالمزج الزمني Time Multiplexing؟ وما المعالج الذي يعتمده؟تكرر ٥ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي
هي فكرة تعتمدها بعض المعالجات بين نواقلها، مثل المعالج 8085 الذي يستعمل ثمانية الخطوط الأولى من ناقل العناوين كناقل للبيانات أيضاً، بحيث تحمل هذه الخطوط إشارة عناوين لمدة معينة من الزمن ثم بعد ذلك تحمل إشارة بيانات.
ما النقاط التي يجب أخذها بالحسبان عند اختيار الشريحة التي ستستعمل كعازل؟تكرر ٦ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي
أربع نقاط:
١- أن يكون العازل قادراً على الإيفاء بالتزامات التيار المطلوبة للأحمال.
٢- أن يكون المعالج قادراً على إدارة جميع العوازل المركبة على خطوطه.
٣- ألا تؤثر العوازل في طبيعة الإشارة المنقولة (فبعضها يعكس الإشارة).
٤- أن يناسب العازل طبيعة الإشارة التي تمر من خلاله (اتجاه واحد في ناقل العناوين، واتجاهان في ناقل البيانات).
ما سبب حدوث القصر الكهربائي (Short Circuit) على ناقل البيانات؟ وما حله؟
وزاري: ٢٠٢٦ د١
السبب: الخط D0 من ناقل البيانات ربما يكون عليه (0) خرج من RAM وفي الوقت نفسه (1) خرج من ROM، والواحد المنطقي في TTL يعني جهداً أكثر من 2.4 V والصفر المنطقي أقل من 0.4 V، فوجود هذين الجهدين على الخط نفسه في الوقت نفسه يعني قصراً كهربائياً يؤدي إلى تخريب مرحلة الخرج في أحد الجهازين إن لم يكن كليهما.
الحل: استعمال البوابات ثلاثية المنطق (Tristate Logic Gate) بدلاً من البوابات ثنائية المنطق.
ما أنواع التخزين المؤقت (العوازل) المستعملة؟
وزاري: ٢٠٢٤ د١
أنواع التخزين المؤقت المذكورة في الكتاب:
١- البوابات ثلاثية المنطق (Tristate Logic Gate).
٢- الماسك (Latch).
ومن الحالات الدراسية: الشريحة 74374 (عازل ماسك ذو ثمانية بتات)، والشريحة 74245 (عازل ثنائي الاتجاه).
ما البوابات ثلاثية المنطق (Tristate Logic Gate)؟ وما الحالة الجديدة التي تتميز بها؟تكرر ٧ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي
هي بوابات لها طرف ثالث خاص بالتحكم في الخرج (طرف التنشيط Enable)، بحيث إذا كان هذا الطرف فعالاً تأخذ البوابة حالة جديدة غير معروفة في البوابات ثنائية المنطق، وهي أن الخرج لا يكون صفراً ولا واحداً، وإنما يكون مفتوحاً Open Circuit أو مقاومة عالية جداً High Impedance.
وضّح كيف تحمي البوابات ثلاثية المنطق من القصر الكهربائي عند توصيل أكثر من جهاز على ناقل البيانات.تكرر ٨ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي
جميع الأجهزة التي توصل على ناقل البيانات للمعالج يجب أن تكون مرحلة الخرج فيها بوابات ثلاثية المنطق، وعن طريق خطوط التنشيط لكل جهاز يجعل المعالج جميع الأجهزة في حالة خمول (خرجها كأنه غير موصل على الناقل) إلا جهازاً واحداً فحسب هو الجهاز الذي يتعامل معه المعالج في تلك اللحظة، أما بقية الأجهزة فتكون منفصلة عن ناقل البيانات لأن خط التنشيط الخاص بها غير فعال.
عرّف الماسك (Latch)، وما خاصيته؟تكرر ١٥ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي
الماسك عبارة عن قلاب Flip-Flop وغالباً يكون من النوع D، المعلومة التي على طرف الدخل D تنتقل إلى الخرج Q بعد وجود نبضة على طرف التزامن CK، وتبقى المعلومة على الخرج كما هي لا تتغير حتى لو تغير الدخل D طالما لم تعطَ نبضة تزامن أخرى، لذلك يقال إن المعلومة قد مسكت على الخرج. وخاصيته مسك المعلومة على الخرج بالرغم من فقدانها على الدخل.
علّل: لا يمكن توصيل الماسك وحده على ناقل البيانات مباشرة، بل توضع بعده بوابة ثلاثية المنطق.
وزاري: ٢٠١٥ د٣
لأن خرج الماسك يأخذ إحدى الحالتين فحسب (صفر أو واحد) أي ثنائي المنطق، فلذلك توضع بعده بوابة ثلاثية المنطق تكون بمنزلة عازل بين ناقل البيانات وخرج الماسك، بحيث يوصل خرج الماسك على ناقل البيانات فحسب عندما يكون خط تنشيط البوابة فعالاً.
ما الفرق بين البوابة ثلاثية المنطق والماسك من حيث حفظ المعلومة على الخرج؟
وزاري: ٢٠١٧ تمهيدي
البوابة ثلاثية المنطق: طالما كان خط التنشيط فعالاً تكون هناك معلومات على الخرج، وبمجرد أن يكون خط التنشيط غير فعال تفقد المعلومة التي على الخرج تماماً.
الماسك: يمسك المعلومة على خرجه بعد نبضة التزامن CK ولا تتغير حتى لو تغير الدخل، طالما لم تعطَ نبضة تزامن أخرى.
وضّح وظيفة شريحة 74374 المضافة إلى المعالج 8085 بالتفصيل.تكرر ٥ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي
الشريحة 74374 عازل ماسك ذو ثمانية بتات، تتكون من ثمانية قلابات من النوع D كلها موصلة على طرف التزامن CK نفسه وهو الطرف رقم 11.
١- عند إعطاء نبضة تزامن على الطرف CK تنتقل الإشارة الموجودة على جميع أطراف الدخل D إلى الخرج المناظر Q، وتظل على الخرج طالما لم تعط نبضة تزامن أخرى.
٢- كل واحد من هذه القلابات موصل على بوابة ثلاثية المنطق تسمح بمرور الإشارة إلى أطراف الخرج عندما يكون طرف التنشيط (الطرف 1) OE فعالاً (صفر).
٣- تستعمل هذه الشريحة في المعالج 8085 لغرض فصل ناقل العناوين.
وضّح وظيفة الشريحة 74245، ولماذا تناسب فصل خطوط ناقل البيانات؟
وزاري: ٢٠٢١ د٢
الشريحة 74245 عازل ثماني ثنائي الاتجاه أي يمكنه إرسال المعلومات واستقبالها، وخرجها ثلاثي المنطق غير عاكس.
١- الطرف رقم 19 (CE) خط تنشيط الشريحة ويكون فعالاً عندما يكون صفراً، فتكون الشريحة نشطة، وعندما يكون واحداً تكون خاملة ولا تعمل.
٢- الطرف رقم 1 يتحكم في اتجاه البيانات خلال الشريحة: عندما يكون واحداً تمر الإشارات من A إلى B، وعندما يكون صفراً تمر من B إلى A.
لذلك فالشريحة مناسبة جداً لفصل خطوط ناقل البيانات لأنها ثنائية الاتجاه.
ما آلية نقل المعلومات في المعالجات (طرق النقل الرئيستان)؟تكرر ٨ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
تتمثل آلية النقل بطريقتين رئيستين:
١- النقل المتتابع للمعلومات Serial Data Transfer.
٢- النقل المتوازي للمعلومات Parallel Data Transfer.
عرّف الطريقة التتابعية (Serial).
وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي
يتم فيها إرسال البيانات من الأجهزة الخارجية وإليها على خط واحد فحسب، ولا يرسل على هذا الخط إلا بت (bit) واحد في وحدة الزمن نفسها وهي النبضة (Clock)؛ فلإرسال معلومة من ثمانية بتات هناك حاجة إلى زمن مقداره ثماني نبضات تزامن.
عرّف الطريقة المتوازية (Parallel).تكرر ٢ مرات
وزاري: ٢٠١٨ د٢
يتم فيها إرسال المعلومات من الحاسوب على أكثر من خط واحد، وعادة ما يكون عدد هذه الخطوط مساوياً لعدد خطوط ناقل البيانات (Data Bus)؛ فلإرسال معلومة من ثمانية بتات هناك حاجة إلى ثمانية خطوط متوازية بحيث ترسل كل بت على خط منفصل في نبضة تزامن واحدة.
علّل: تعد الطريقة المتوازية أسرع بكثير من الطريقة التتابعية.تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢١ د٢
لأن جميع البتات ترسل في نبضة تزامن (Clock) واحدة فحسب، على خطوط متوازية لكل بت خط، في حين تحتاج الطريقة التتابعية إلى ثماني نبضات لإرسال ثمانية بتات على خط واحد.
ما الطرائق التي تنقل بها المعلومات بين المعالج والأجزاء الداخلية للحاسبة؟تكرر ٩ مرات
وزاري: ٢٠٢١ د١
ثلاث طرائق:
١- الطريقة التوافقية (المتزامنة) Synchronous Data Transfer.
٢- الطريقة غير التوافقية (غير المتزامنة) Asynchronous Data Transfer.
٣- الطريقة شبه التوافقية (شبه المتزامنة) Semi-synchronous Data Transfer.
عرّف الطريقة التوافقية (المتزامنة) لنقل البيانات، وعلى ماذا تعتمد؟تكرر ٤ مرات
وزاري: ٢٠٢٤ د١
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 والمرسل يجب أن يعملا متزامنين، فإشارة النبضة هي التي تزامن كلا البيانات المنقولة والمتسلمة.
كيف تحدث عملية النقل المتزامن للبيانات؟تكرر ٨ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ تمهيدي
لإنشاء نقل متزامن للبيانات يحدث الآتي:
١- يقوم المرسل بإرسال رموز متزامنة (Synchronization Characters) إلى المتسلم.
٢- يقرأ المتسلم أنموذج (Pattern) البت المتزامن ويقارنه ببت متزامن معروف.
٣- في حالة التطابق بين الأنموذج المرسل والمتسلم يبدأ المتسلم بقراءة البيانات من خط البيانات.
٤- يستمر نقل البيانات إلى أن يتم إكمال قراءة كتلة من البيانات المتسلمة.
٥- في حالة نقل كتل بيانات كبيرة فإن الرموز المتزامنة ربما يعاد إرسالها دورياً لضمان التزامن.
ويستعمل هذا النقل عادة في التطبيقات التي تحتاج إلى سرعة عالية جداً في نقل البيانات.
على ماذا تعتمد الطريقة غير التوافقية (غير المتزامنة) في نقل البيانات؟
وزاري: ٢٠٢٥ د٢
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.
وضّح آلية النقل غير المتزامن للبيانات.
وزاري: ٢٠٢٥ د٢
يتم نقل البيانات على شكل رمز واحد في كل مرة، ويفحص المتسلم بتات التزامن الموجودة في بداية كل رمز ونهايته، وتكون الصيغة كما يأتي:
١- يوضع بت التزامن في بداية الرمز ويسمى بت البداية (Start Bit)، ويوضع في نهايته بت التوقف (Stop Bit).
٢- توضع بتات الرمز المنقول بين بت البداية وبت التوقف.
٣- يدخل أو يخرج بت البداية أولاً، ثم تأتي بالتتابع البت ذو القيمة الأدنى (LSB) وبقية بتات الرمز والبت ذو القيمة الأعلى (MSB) وبت التكافؤ (Parity Bit) وبت التوقف.
٤- بداية النقل وتوقفه تعتمد على قيمة بت البداية التي تمثل قيمة خط الاستعداد: فإن كانت (1) (Space) فهذا يعني البدء بعملية النقل، وإن كان بت التوقف (0) (Mark) فهذا يعني التوقف عن نقل البيانات.
عرّف الطريقة شبه التوافقية (شبه المتزامنة) لنقل البيانات، وعلى ماذا تعتمد؟تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
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.
قارن بين الطرائق الثلاث لنقل البيانات من حيث اعتمادها على نبضة التوقيت وخط الاستعداد.
وزاري: ٢٠١٨ د١
التوافقية (المتزامنة): تعتمد على نبضة التوقيت CK.
غير التوافقية (غير المتزامنة): لا تعتمد على نبضة التوقيت CK، وإنما على خط الاستعداد RL.
شبه التوافقية (شبه المتزامنة): تعتمد على نبضة التوقيت CK وعلى خط الاستعداد RL معاً.
ما طرائق انتقال المعلومات بين المعالج والأجهزة الطرفية؟تكرر ٤ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ تمهيدي
يتم نقل المعلومات بين المعالج والأجزاء الطرفية للحاسوب (كالطابعات ولوحة المفاتيح والشاشة) بطريقتين هما: طريقة الاستجواب، وطريقة المقاطعة.
عرّف طريقة الاستجواب (Polling)، وعلى ماذا تعتمد؟تكرر ٤ مرات
وزاري: ٢٠٢٣ د١
طريقة تسمى أيضاً خدمة الأجهزة المحيطة (Polling Service) أو 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. كما تعتمد على استعمال إشارات تحكم تضبط انتقال البيانات (بيانات متاحة، واعتراف بالبيانات).
ارسم خوارزمية لبيان آلية عمل طريقة الاستجواب في نقل البيانات.تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
يسأل المعالج: هل الجهاز الأول يحتاج إلى خدمة؟ فإن كان نعم نفذ برنامج خدمته، ثم ينتقل إلى الجهاز الثاني ويسأل السؤال نفسه، وهكذا إلى الجهاز الأخير، ثم يعود إلى بداية الحلقة ويكرر إلى ما لا نهاية. وإن كان الجواب لا ينتقل مباشرة إلى الجهاز التالي.
اشرح آلية عمل طريقة الاستجواب في حالة الإرسال.
وزاري: ٢٠١٥ د١
تعتمد على إشارات للتحكم في النقل:
١- يجهز المعالج البيانات على ناقل البيانات ويرسل إشارة تدل على ذلك نحو وحدة الإدخال/الإخراج (بيانات متاحة).
٢- الوحدة بعد استقبالها إشارة بيانات متاحة تقرأ البيانات وترسل بدورها إشارة نحو المعالج لتخبره بذلك (اعتراف بالبيانات)، وعند استقبال المعالج لهذه الإشارة يمكنه إرسال بيانات أخرى وتجهيزها، وهكذا.
أين يتم استعمال المقاطعة؟تكرر ٣ مرات
وزاري: ٢٠٢٥ د٢
تستعمل المقاطعة في الحالات الآتية:
١- الأجهزة الخارجية مثل الطابعة ولوحة المفاتيح يمكنها أن تقاطع المعالج وترسل أي معلومات أو تستقبلها.
٢- يمكن في أي وقت مقاطعة أي برنامج يتم تنفيذه إذا كان هذا البرنامج ينفذ بطريقة خاطئة.
٣- يمكن للعمليات الصناعية التي يراقبها المعالج أن تقاطعه في أي لحظة طوارئ تحدث للعملية الصناعية.
عند إعطاء إشارة مقاطعة لأي معالج، ما الذي يحدث؟تكرر ٥ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
يحدث التالي في الغالب (مع بعض الاختلافات اليسيرة من معالج إلى آخر):
١- يتم إكمال تنفيذ الأمر الحالي بواسطة المعالج.
٢- يخزن عنوان الأمر الذي عليه الدور في التنفيذ (محتويات عداد البرنامج) في المكدس stack للعودة إليه عند الانتهاء من خدمة المقاطعة، كما تخزن محتويات أي سجل يخشى تغييره، ويتم ذلك عن طريق المبرمج.
٣- لكل إشارة مقاطعة عنوان خاص بها يوضع في عداد البرنامج، فيقفز المعالج إلى هذا العنوان وينفذ برنامج خدمة المقاطعة الذي يكتبه المستعمل.
٤- بعد الانتهاء من برنامج خدمة المقاطعة يعود المعالج إلى البرنامج الأصلي ليستأنف تنفيذه من مكان المقاطعة نفسه بالاستعانة بالعنوان المخزن في المكدس.
عرّف طريقة المقاطعة.تكرر ٥ مرات
وزاري: ٢٠٢٦ د١
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.
ما الفرق بين طريقة الاستجواب وطريقة المقاطعة؟تكرر ١٢ مرات
وزاري: ٢٠٢٤ د٢
الفروق بين الطريقتين:
١- طريقة المقاطعة تحتاج إلى برمجيات فضلاً عن المكونات المادية حتى يعرف عنوان الجهاز الذي يقاطع، أما في طريقة الاستجواب فلا نحتاج إلا البرمجيات فحسب.
٢- طريقة الاستجواب تحتاج إلى برنامج لمعرفة إن كان الجهاز مشغولاً أم لا، وهذا يحتاج إلى وقت طويل، أما في طريقة المقاطعة فيكون ضياع وقت الحاسبة قليلاً جداً لأنه عندما يكون الجهاز جاهزاً يقاطع الحاسوب.
٣- في طريقة المقاطعة يجب حفظ قيمة السجلات قبل الذهاب إلى برنامج خدمة الجهاز بواسطة الإيعازين Push - Pop، أما في طريقة الاستجواب فلا حاجة إلى ذلك.
