دورة الجلب وفك الترميز والتنفيذ – داخل وحدة معالجة مركزية بسيطة

ماذا تعرض

يحفظ الحاسوب ذو البرنامج المخزّن التعليمات والبيانات معًا على شكل أعداد في الذاكرة الرئيسية. تكرر وحدة المعالجة المركزية دورة واحدة: تجلب التعليمة الموجودة في العنوان الذي يحمله عداد البرنامج، وتفك ترميزها في وحدة التحكم، ثم تنفذها، فتنقل القيم بين المسجلات ووحدة الحساب والمنطق والذاكرة عبر نواقل العناوين والبيانات والتحكم. يعمل هذا النموذج مثل Little Man Computer: رموز عشرية من ثلاثة أرقام، رقمها الأول رمز العملية وآخر رقمين العنوان، مع نقل واحد بين المسجلات في كل دورة ساعة، فيُظهر عدد الدورات كيف تحدّ سرعة الساعة من سرعة تنفيذ البرنامج.

طريقة الاستخدام

اختر «البرنامج النموذجي» واضبط «القيمة A» و«القيمة B». اضغط «خطوة (دورة واحدة)» للتقدم دورة ساعة واحدة، واقرأ عملية النقل بين المسجلات في الأعلى مثل MAR ← PC؛ واضغط «تعليمة كاملة» لإنهاء التعليمة الحالية، أو «تشغيل» لتدير «سرعة الساعة» المعالج. بدّل «عرض الذاكرة» بين لغة التجميع ولغة الآلة، واضغط أي خلية ذاكرة لترى كيف سيقرؤها المعالج بوصفها تعليمة.

المعاملات القابلة للتغيير

• البرنامج النموذجي جمع عددين (A + B), العد التنازلي من A إلى 0 (حلقة), الأكبر بين A وB
• القيمة A 0–50
• القيمة B 0–50
• سرعة الساعة 0.5–20 Hz
• خلايا الذاكرة 16 خلية, 32 خلية
• عرض الذاكرة لغة التجميع (LDA 13…), لغة الآلة (513…)

أسئلة للاستكشاف

1. لماذا يُزاد عداد البرنامج في مرحلة الجلب، قبل تنفيذ التعليمة؟
2. كم دورة ساعة تحتاج ADD وBRA في هذا النموذج، ولماذا تختلفان؟
3. في برنامج العد التنازلي، كيف يتغير العدد الكلي للدورات عندما تزيد A بمقدار 1؟