Clock speed سرعة الساعة (المؤقت) أو عدد النبضات التي تولّد بالثّانية

[rtl]Clock speed[/rtl]



[rtl]نقل البيانات ضمن المعالجات الدقيقة ، وبين المعالجات الدقيقة والذاكرة يجب أن يكون متزامنا لضمان أن تكون البيانات اللازمة لتنفيذ كل تعليمة متوفرة عندما يصل تدفق التنفيذ الى نقطة مناسبة. هذا التزامن يتحقق بواسطة تحريك البيانات في فترات فاصلة تستجيب لنبضات مؤقت النظام system clock  (كريستال الكوارتز  quartz crystal). ويتم ذلك من خلال إرسال إشارات التحكم التي تخبر مكونات المعالج والذاكرة متى يجب إرسال أو انتظار  البيانات.  وهكذا ، إذا كان المشغل الدقيق هو قلب جهاز الكمبيوتر ، فإن المؤقت هو منظم لضربات هذا القلب. ولأن معظم الأجهزة لا يمكن أن تسير بنفس سرعة المعالج ، فإن الدوائر في الأجزاء المختلفة من اللوحة الأم تخلق إشارات تحكم ثانوية تعمل على مختلف نسب سرعة مؤقت النظام الفعلية. [/rtl]



[rtl]في الحاسوب، يشير تعبير سرعة الساعة (المؤقت) إلى عدد النبضات التي تولّد بالثّانية عند إستعمال مذبذب oscillator والذي يحدد درجة السرعة الخاصة بالمعالج . سرعة التوقيت تقاس عادة في الميغاهيرتز (megahertz أو ملايين النبضات بالثّانية) أو بالجيجاهيرتز (gigahertz أو بلايين النبضات بالثّانية).[/rtl]



[rtl]وهذه الأيام تعمل معظم الحواسيب الشخصية بسرعة توقيت في المئات من الميجاهيرتز megahertz والبعض يتجاوز واحد gigahertz. إنّ سرعة التوقيت محدّدة بدائرة كوارتز البلّورية quartz-crystal، مشابهة لتلك المستعملة في أجهزة الإتصالات الإذاعية.[/rtl]


[rtl]
سرعة توقيت الحاسوب تتضاعف كلّ سنة تقريبا. إنتيل 8088، في الحاسوبات الشائعة حول سنة 1990، كانت تعمل على4.77 ميغاهيرتز. وقد تجاوزت الحاسوبات سنة 2000 علامة الـ1 جيجاهيرتز.[/rtl]



[rtl]ان نقل البيانات ضمن المعالجات الدقيقة ، وبين المعالجات الدقيقة والذاكرة يجب أن يكونا متزامنين لضمان أن تكون البيانات اللازمة لتنفيذ كل تعليمة instruction متوفرة عندما يصل تدفق التنفيذ لنقطة مناسبة. هذا التزامن يُنجز بواسطة تحريك البيانات في فترات فاصلة بحيث تستجيب لنبضات ساعة النظام (الكريستال الكوارتز). ويتم ذلك من خلال إرسال إشارات التحكم التي تخبر مكونات المعالج والذاكرة متى ترسل البيانات أو متى تنتظر. وهكذا ، إذا كان المشغل الدقيق هو قلب جهاز الكمبيوتر ، فإن الساعة (المؤقت) هي ناظِمَة ضربات القلب  pacemaker. ولأن معظم الأجهزة لا يمكن أن تسير بنفس سرعة المعالج ، فإن الدوائر في الأجزاء المختلفة من اللوحة الأم تخلق اشارات تحكم ثانوية تفوم بالعمل على نسب مختلفة لسرعة المؤقت الفعلية للنظام.[/rtl]



[rtl]ان المشغلات الدقيقة مصنفة وفقا للتردد frequency (عدد النبضات في الثانية) للساعة المرتبطة بها. على سبيل المثال ، معالج بنتيوم الرابع 1.2 غيغاهرتز له 1.2 بليون (جيجا-) نبضة في الثانية الواحدة. اذا كانت جميع الأمور الأخرى متساوية ، فكلما كانت وتيرة ساعة المعالج أعلى ، فإن المزيد من التعليمات يمكن معالجتها في الثانية الواحدة. هناك طريقة لقياس معدل المعالجات هي وفقا لعدد التعليمات من النوع القياسي التي يمكن معالجتها في الثانية الواحدة ، ومن ثم تكون (الملايين من التعليمات في الثانية الواحدة (millions of instructions per second) MIPS  .[/rtl]



[rtl]سرعة التوقيت هي واحدة من قياسات  قوّة الحاسوب، لكنها لا تتناسب دائما طرديا ومباشرة مع مستوى الأداء. فإذا ضاعفت سرعة التوقيت، تاركا كلّ الأجهزة أو الأدوات الأخرى داخل الحاسوب بدون تغيير، فإنك سوف لن تضاعف سرعة المعالجة بالضرورة. نوع المعالج الدقيق، وهندسة بناء النأقل، وطبيعة الأوامر الموضوعة، كلّ هذا يصنع الإختلاف. وفي بعض البرامج التطبيقية، فإن كمية الذاكرة العشوائية (الرام) مهم أيضا. تنفّذ بعض المعالجات فقط أمر واحد لكلّ نبضة ساعة (توقيت).[/rtl]



[rtl]المعالجات الأكثر تقدما يمكن أن تؤدّي أكثر من أمر واحد لكلّ نبض في الساعة. النوع الأخير للمعالجات يعمل أسرع في سرعة ساعة (التوقيت) معينة عن النوع السابق. وبنفس الطريقة، الحاسوب ذو النأقل 32-bit  تعمل أسرع في سرعة ساعة معطية من حاسوب بنأقل 16-bit. لهذا ، فليس هناك علاقة عامة وبسيطة بين سرعة الساعة و “سرعة النأقل “وملايين الأوامر بالثّانية (MIPS).[/rtl]


[rtl]
سرعة الساعة المفرطة يمكن أن تكون ضارة لعمليات الحاسوب. وإذا ارتفعت سرعة الساعة بدون ترقية upgrade أيّ من المكوّنات الأخرى، فسنصل إلى نقطة بعدها أيّ زيادة أخرى في التردد frequency ستزعزع عمل المعالج. يزيد بعض مستعملي الحاسوب سرعة الساعة بتعمد، آملا بأن هذا لوحده سيؤدّي إلى تحسين نسبي في الأداء، ولكن يخيب أمله عندما يرى الأشياء لا تعمل بتلك الطريقة.[/rtl]



[rtl]ان العلاقة بين سرعة التوقيت وأداء المعالج ليست بهذه البساطة السابقة. فإن كل معالج قد صمم بدوائر يمكن ان تحرك البيانات على معدل معين. في بعض الحالات ، يمكن للمعالج أن يدار على معدل ساعة أعلى مما هو محدد (وهذا يسمى التوقيت المفرط overclocking ، وفي هذه الحالة تصبح الدقة والموثوقيّة موضع تساؤل.[/rtl]



[rtl]أيضا ، إن قوة التجهيز الفعلية للمعالج تعتمد على كثير من العوامل الأخرى. فإذا كان المعالج يقوم بتنفيذ تعليمات في  المايكروكود microcode التي هي أكثر كفاءة للتعامل مع بعض العمليات (مثل رياضيات النقطة العائمة أو عرض الرسومات) ، التطبيقات التي تعتمد على هذه العمليات يمكن أن تجري على معالج واحد بشكل اسرع منه على آخر ، حتى لو كانت المعالجات تعمل على نفس سرعة الساعة.[/rtl]



[rtl]سرعة ناقل النظام system bus  (الذي يربط المعالج إلى ذاكرة الرام) تؤثر أيضا على السرعة التي يمكن بها جلب البيانات وتجهيزها وتخزينها. ان معالج مع ساعة بسرعة 733 ميغاهيرتز ينبغي أن يكون أداؤه مع اللوحة الأم ذات سرعة ناقل 133 ميغاهيرتزعلى نحو أفضل مما لو كان الناقل ذو سرعة هي 100 ميغاهيرتز فقط.[/rtl]



[rtl]تعتبر السرعة أمرا "مثير" في تعبيرات التسويق ، لذلك فإن كبرى شركات التصنيع تعلن وتمتدح رقائقها الأسرع. بيد أن الفارق في السرعة ، على سبيل المثال ، بين نسخة من المعالج ذو  2.2 غيغاهرتز والنسخة 2.0 غيغاهرتز يمكن ان يكون غير ملحوظ لجميع المستخدمين عدا معالجات التطبيقات المكثفة مثل معالجة الصور. وفي الواقع ، إذا كان هناك نظام مع رقاقة بطيئة وله ناقل معلومات أسرع مثل( RDRAM) ، أو على ذاكرة معالج مخبئة كبيرة processor cache فانه قد يتفوق على واحد ذو رقاقة أسرع.[/rtl]



[rtl]هناك سبب آخر لتوخي الحذر في تفسير السرعة وهو أن كثيرا من أجهزة الكمبيوتر الحديثة لها اثنين أو حتى أربع معالجات multiprocessing. ان أداء هذه الأنظمة من المرجح أن يعتمد على الأقل على قدر التحسين على نظام التشغيل والتطبيقات. هذا الاتجاه الى الوحدات المتعددة للمعالجات المركزية تعتبر ايضا بديلا لأية زيادة كبيرة في سرعة المعالج ، وذلك لأن تحقيق سرعات أعلى يزيد المخاوف من الحرارة واستهلاك الطاقة.[/rtl]



[rtl]في أجهزة الكمبيوتر مصطلح "الساعة  clock" يمكن ان يشير إلى الساعة العاملة على البطارية لساعة  "الوقت الحقيقي" التي توفر فاصلة التوقيت التي يمكن لنظام التشغيل والتطبيقات الوصول اليها.[/rtl]



[rtl]المصدر: الموسوعة العربية لعلوم الحاسوب[/rtl]