المعالج في هاتفك يقوم بشيء بسيط بشكل جنوني تقريباً. استخرج تعليمة واحدة. افهم معناها. نفذها. ثم استخرج التعليمة التالية. هذا هو…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية
3.1
The central processing unit (CPU) · وحدة المعالجة المركزية (CPU)
Syllabus · المنهج
English
Candidates should be able to:
Notes and guidance
1 (a) Understand the role of the central processing unit (CPU) in a computer
• The CPU processes instructions and data that are input into the computer so that the result can be output
(b) Understand what is meant by a microprocessor
• A microprocessor is a type of integrated circuit on a single chip
2 (a) Understand the purpose of the components in a CPU, in a computer that has a Von Neumann architecture
• Including: – units: arithmetic logic unit (ALU) and control unit (CU) – registers: program counter (PC), memory address register (MAR), memory data register (MDR), current instruction register (CIR) and accumulator (ACC) – buses: address bus, data bus and control bus
(b) Describe the process of the fetch–decode–execute (FDE) cycle, including the role of each component in the process
• How instructions and data are fetched from random access memory (RAM) into the CPU, how they are processed using each component and how they are then executed • Storing data and addresses into specific registers • Using buses to transmit data, addresses and signals • Using units to fetch, decode and execute data and instructions
3 Understand what is meant by a core, cache and clock in a CPU and explain how they can affect the performance of a CPU
• The number of cores, size of the cache and speed of the clock can affect the performance of a CPU
4 Understand the purpose and use of an instruction set for a CPU
• An instruction set is a list of all the commands that can be processed by a CPU, and the commands are machine code
5 Describe the purpose and characteristics of an embedded system and identify devices in which they are commonly used
• An embedded system is used to perform a dedicated functions. For example in, domestic appliances, cars, security systems, lighting systems or vending machines. This is different to a general purpose computer that is used to perform many different functions. For example in, a personal computer (PC) or a laptop
العربية
يجب أن يكون المرشحون قادرين على:
ملاحظات وإرشادات
1 (أ) فهم دور وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الحاسوب
• تقوم وحدة المعالجة المركزية بمعالجة التعليمات والبيانات التي يتم إدخالها في الحاسوب حتى يمكن إخراج النتيجة
(ب) فهم ما يعنيه المعالج الدقيق
• المعالج الدقيق هو نوع من الدوائر المتكاملة على شريحة واحدة
2 (أ) فهم الغرض من مكونات وحدة المعالجة المركزية في حاسوب يعتمد على بنية فون نيومان
• بما في ذلك: – الوحدات: وحدة الحساب والمنطق (ALU) ووحدة التحكم (CU) – المسجلات: عداد البرنامج (PC)، ومسجل عنوان الذاكرة (MAR)، ومسجل بيانات الذاكرة (MDR)، ومسجل التعليمات الحالية (CIR) والمجمع (ACC) – الحواجز: حاجز العناوين، وحاجز البيانات، وحاجز التحكم
(ب) وصف عملية جلب-فك تشفير-تنفيذ (FDE)، بما في ذلك دور كل مكون في العملية
• كيفية جلب التعليمات والبيانات من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) إلى وحدة المعالجة المركزية، وكيفية معالجتها باستخدام كل مكون، وكيفية تنفيذها بعد ذلك • تخزين البيانات والعناوين في مسجلات محددة • استخدام الحواجز لنقل البيانات والعناوين والإشارات • استخدام الوحدات لجلب وفك تشفير وتنفيذ البيانات والتعليمات
3 فهم ما يُقصد بـ النواة، والذاكرة المؤقتة، والمؤقت في وحدة المعالجة المركزية وتوضيح كيفية تأثيرها على أداء وحدة المعالجة المركزية
• عدد النوى، وحجم الذاكرة المؤقتة، وسرعة المؤقت يمكن أن يؤثر على أداء وحدة المعالجة المركزية
4 فهم الغرض والاستخدام لـ مجموعة التعليمات لوحدة المعالجة المركزية
• مجموعة التعليمات هي قائمة بجميع الأوامر التي يمكن لمعالجة وحدة المعالجة المركزية، والأوامر عبارة عن كود الآلة
5 وصف الغرض والخصائص لـ النظام المدمج وتحديد الأجهزة التي تُستخدم فيها عادةً
• النظام المدمج يُستخدم لأداء وظائف مخصصة. على سبيل المثال في، الأجهزة المنزلية، السيارات، أنظمة الأمن، أنظمة الإضاءة أو آلات البيع التلقائي. هذا يختلف عن حاسوب متعدد الأغراض الذي يُستخدم لأداء وظائف متعددة مختلفة. على سبيل المثال في، حاسوب شخصي (PC) أو حاسوب محمول
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
The fetch-decode-execute cycle
The central processing unit 中央处理器 (CPU) is the part of the computer that processes data and carries out instructions 指令. It runs programs by repeating a cycle, millions of times each second.
Parts of the CPU
Part
What it does
arithmetic logic unit 算术逻辑单元 (ALU)
does calculations (add, subtract) and logical operations (compare)
control unit 控制单元 (CU)
sends control signals to manage all the parts and tell them what to do
registers 寄存器
very small, very fast stores that hold one piece of data at a time
The parts are joined by buses 总线 — sets of wires that carry information:
the address bus 地址总线 carries memory addresses (one direction);
the data bus 数据总线 carries data and instructions (both directions);
the control bus 控制总线 carries control signals.
Special registers
These registers are used during the fetch–execute cycle.
Register
Purpose
program counter 程序计数器 (PC)
holds the address of the next instruction
memory address register 内存地址寄存器 (MAR)
holds the address to read from or write to
memory data register 内存数据寄存器 (MDR)
holds the data or instruction just fetched
current instruction register 当前指令寄存器 (CIR)
holds the instruction now being carried out
accumulator 累加器 (ACC)
holds the result of the ALU's calculations
The fetch–execute cycle
The fetch–execute cycle 取指执行周期 has three stages, repeated again and again:
Fetch — the instruction is copied from memory 内存 into the CPU (using the PC, MAR and MDR). The PC then increases by 1.
Decode — the control unit works out what the instruction means.
Execute — the instruction is carried out (the ALU may do a calculation, with the result going to the accumulator).
Cache memory
Cache 高速缓存 is a small amount of very fast memory inside or close to the CPU. It stores data and instructions that the CPU uses often. The CPU can read from cache much faster than from main memory, so the computer runs faster.
What affects CPU performance
Feature
Effect
number of cores 核心
each core can run instructions on its own, so more cores can do more work at the same time
cache size
a larger cache holds more data ready for the CPU, so it waits less
clock speed 时钟速度
the number of cycles per second; a higher clock speed runs more instructions per second
Worked example. Two computers are identical except that A has a 3.0 GHz single-core CPU with 2 MB of cache, and B has a 2.4 GHz quad-core CPU with 8 MB of cache. Which is better for video editing, and why? Video editing splits into many tasks that can run at the same time, so B's four cores can process several streams in parallel while A can only work on one at a time. B's larger cache also keeps more frequently used data close to the CPU, so it has to fetch from RAM less often. B is the better choice, even though A has the higher clock speed. Never answer on clock speed alone: weigh cores, cache and clock speed together, and tie each one to the job being done.
Embedded systems
An embedded system 嵌入式系统 is a small computer built inside a larger device to do one fixed job. It is dedicated to that task, is usually small and low-cost, and has no general operating system. Examples: a washing machine, a microwave, a set-top box.
العربية
دورة جلب-فك تشفير-تنفيذ
الوحدة المركزية للمعالجة (CPU) هي الجزء المسؤول عن معالجة البيانات وتنفيذ التعليمات. تقوم بتشغيل البرامج من خلال تكرار دورة معينة، ملايين المرات في كل ثانية.
وحدة مركزية للمعالجة (CPU): وهي الرقاقة التي تعالج البيانات وتنفذ التعليمات
مكونات وحدة المعالجة المركزية
المكون
الوظيفة
وحدة الحساب والمنطق (ALU)
تقوم بالعمليات الحسابية (جمع، طرح) والعمليات المنطقية (مقارنة)
وحدة التحكم (CU)
ترسل إشارات تحكم لإدارة جميع المكونات وإخبارها بما يجب فعله
المسجلات
مخازن صغيرة جداً وسريعة جداً تحتفظ بقطعة واحدة من البيانات في كل مرة
تتم ربط هذه المكونات بواسطة الحافلات — وهي مجموعات من الأسلاك تنقل المعلومات:
حافللة العناوين تنقل عناوين الذاكرة (في اتجاه واحد)،
حافللة البيانات تنقل البيانات والتعليمات (في كلا الاتجاهين)،
حافللة التحكم تنقل إشارات التحكم.
تحوي وحدة المعالجة المركزية وحدة التحكم ووحدة الحساب والمنطق والمسجلات؛ ثلاثة حافلات تربطها بالذاكرة الرئيسية
مسجلات خاصة
تُستخدم هذه المسجلات أثناء دورة الاستخراج والتنفيذ.
المسجل
الغرض منه
عداد البرنامج (PC)
يحتفظ بعنوان التعليمة التالية
مسجل عنوان الذاكرة (MAR)
يحتفظ بالعنوان الذي سيتم القراءة منه أو الكتابة إليه
مسجل بيانات الذاكرة (MDR)
يحتفظ بالبيانات أو التعليمة التي تم استخراجها للتو
مسجل التعليمة الحالية (CIR)
يحتفظ بالتعليمة التي يتم تنفيذها الآن
المراكم (ACC)
يحتفظ بنتائج عمليات الحساب التي قامت بها وحدة الحساب والمنطق
دورة الاستخراج والتنفيذ
تتكون دورة الاستخراج والتنفيذ من ثلاث مراحل، تتكرر مراراً وتكراراً:
الاستخراج — تُنسخ التعليمة من الذاكرة إلى وحدة المعالجة المركزية (باستخدام العداد، مسجل عنوان الذاكرة، ومسجل بيانات الذاكرة). ثم يزداد العداد بمقدار 1.
فك الشيفرة — تحدد وحدة التحكم معنى التعليمة.
التنفيذ — تُنفذ التعليمة (قد تقوم وحدة الحساب والمنطق بإجراء عملية حسابية، مع إرسال النتيجة إلى المراكم).
يكرر المعالج ثلاث مراحل: استخرج التعليمة، فك شيفرتها، ثم نفذها
ذاكرة الكاش
الكاش هو مقدار صغير جداً من الذاكرة السريعة الموجودة داخل وحدة المعالجة المركزية أو قريب منها. تخزن البيانات والتعليمات التي تستخدمها وحدة المعالجة المركزية بشكل متكرر. يمكن لوحة المعالجة المركزية قراءة البيانات من الكاش بشكل أسرع بكثير من الذاكرة الرئيسية، مما يجعل الكمبيوتر يعمل بسرعة أكبر.
ما يؤثر على أداء وحدة المعالجة المركزية
الميزة
الأثر
عدد النوى
يمكن لكل نواة تنفيذ تعليماتها الخاصة، لذا فإن النوى المتعددة قادرة على إنجاز عمل أكثر في نفس الوقت
حجم الكاش
الكاش الأكبر يحتفظ بمزيد من البيانات جاهزة لوحدة المعالجة المركزية، مما يقلل وقت الانتظار
سرعة الساعة
عدد الدورات في الثانية؛ كلما كانت سرعة الساعة أعلى، زادت عدد التعليمات التي يتم تنفيذها في الثانية
مثال محلول. حاسوبان متطابقان باستثناء أن الحاسوب A يمتلك وحدة معالجة مركزية أحادية النواة سرعتها 3.0 جيجاهرتز وحجم كاش 2 ميجابايت، بينما الحاسوب B يمتلك وحدة معالجة مركزية رباعية النواة سرعتها 2.4 جيجاهرتز وحجم كاش 8 ميجابايت. أيهما أفضل لتحرير الفيديو ولماذا؟ يقسم تحرير الفيديو إلى مهام عديدة يمكن تنفيذها في نفس الوقت، لذا فإن الأربع نوى في الحاسوب B يمكنها معالجة عدة تدفقات في وقت واحد بينما الحاسوب A يستطيع العمل على واحد فقط في كل مرة. كما أن الكاش الأكبر في الحاسوب B يحافظ على المزيد من البيانات المستخدمة بشكل متكرر قريبة من وحدة المعالجة المركزية، مما يعني أنه يحتاج لاستخراج البيانات من الذاكرة العشوائية (RAM) بشكل أقل تكراراً. الحاسوب B هو الخيار الأفضل، حتى وإن كان للحاسوب A سرعة ساعة أعلى. لا تعتمد أبداً على سرعة الساعة وحدها: قارن بين النوى والكاش وسرعة الساعة معاً، واربط كل خاصية بالمهمة المنفذة.
الأنظمة المدمجة
النظام المدمج هو حاسوب صغير مُصمم داخل جهاز أكبر لأداء مهمة ثابتة واحدة. هو مخصص لهذه المهمة فقط، وعادة ما يكون صغيراً ورخيصاً الثمن، ولا يحتوي على نظام تشغيل عام. أمثلة: غسالة ملابس، ميكروويف، جهاز استقبال (Set-top box).
اللوحة الأم من داخل جهاز تحديد المواقع: النظام المدمج هو حاسوب صغير مخصص مثل هذا، مُبنى داخل جهاز لأداء مهمة ثابتة واحدة
Explore · استكشف
The fetch-execute cycle · دورة جلب التنفيذ
Tap round the loop the CPU repeats billions of times a second — fetch the instruction, decode what it means, execute it, then do it all again. · مرر حول الحلقة التي تكررها وحدة المعالجة المركزية مليارات المرات في الثانية — اجلب التعليمات، فك رموزها لفهم معناها، نفذها، ثم أعد كل ذلك مرة أخرى.
3 (a) Understand what is meant by a sensor and the purposes of sensors
• Limited to: – acoustic – accelerometer – flow – gas – humidity – infra-red – level – light – magnetic field – moisture – pH – pressure – proximity – temperature
(b) Identify the type of data captured by each sensor and understand when each sensor would be used, including selecting the most suitable sensor for a given context
العربية
يجب أن يكون المرشحون قادرين على:
ملاحظات وإرشادات
1 فهم ما يُقصد بـ جهاز الإدخال ولماذا هو مطلوب
• بما في ذلك: – قارئ الباركود – الكاميرا الرقمية – لوحة المفاتيح – الميكروفون – الفأرة الضوئية – قارئ رمز الاستجابة السريعة (QR code scanner) – الشاشة اللمس (المقاومة، والسعوية، والأشعة تحت الحمراء) – الماسحات ثنائية الأبعاد (2D) وثلاثية الأبعاد (3D)
2 افهم ما يُقصد بالجهاز المُخرَج ولماذا هو مطلوب
• يشمل: – المؤثر – جهاز عرض بمعالجة الضوء الرقمي (DLP) – طابعة نفث الحبر – طابعة ليزر – شاشة ثنائي فلوزيد الليتium (LED) – جهاز عرض بشاشة الكريستال السائل (LCD) – شاشة الكريستال السائل (LCD) – مكبر صوت – 3 طابعة ثلاثية الأبعاد
3 (أ) فهم ما يُقصد بـ المستشعر وأغراض المستشعرات
• مقيد بـ: – الصوتي – التسارع – التدفق – الغاز – الرطوبة – الأشعة تحت الحمراء – المستوى – الضوء – المجال المغناطيسي – الرطوبة – درجة الحموضة (pH) – الضغط – القرب – درجة الحرارة
(ب) تحديد نوع البيانات التي يلتقطها كل مستشعر وفهم متى يتم استخدام كل مستشعر، بما في ذلك اختيار المستشعر الأنسب لسياق معين
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
An input device sends data into the computer.
Device
How it works
barcode scanner 条形码扫描器
shines light at the bars and reads the pattern reflected back
QR code scanner 二维码扫描器
a camera reads a square pattern of black-and-white blocks
keyboard
pressing a key sends a code for that character
optical mouse 光电鼠标
a light and a sensor track movement across a surface
microphone
turns sound waves into an electrical signal
digital camera
a lens focuses light onto a sensor that records pixels
sensors 传感器
measure a physical quantity (such as temperature or light) and send it as data
touch screen 触摸屏
detects where your finger touches the screen
A touch screen can work in three ways:
resistive 电阻式 — two layers are pressed together where you touch;
capacitive 电容式 — it senses the tiny electric charge of your finger;
infrared 红外线 — your finger breaks a grid of light beams.
العربية
أجهزة الإدخال ترسل البيانات إلى الحاسوب.
الجهاز
طريقة العمل
قارئ الباركود
يُسلط الضوء على الخطوط ويقرأ النمط المنعكس
قارئ رمز QR
كاميرا تقرأ نمطاً مربعاً مكوناً من كتل سوداء وبيضاء
لوحة المفاتيح
عند الضغط على مفتاح، يتم إرسال كود الخاص بذلك الحرف
الفأرة البصرية
ضوء ومستشعر يتتبعان الحركة عبر سطح ما
الميكروفون
يحول موجات الصوت إلى إشارة كهربائية
الكاميرا الرقمية
عدسة تُركّز الضوء على مستشهر يسجل البكسلات
المستشعرات
تقيس كمية فيزيائية (مثل درجة الحرارة أو الضوء) وترسلها كبيانات
الشاشة اللمسية
تكتشف أين يلامس إصبعك الشاشة
لوحة مفاتيح: كل ضغطة على مفتاح ترسل كوداً لذلك الحرفماوس ضوئي: ضوء ومستشعر يتتبعان حركته على المكتبماسح مسطح: يشع ضوءاً عبر صفحة لنسخها إلى الحاسوبقارئ الباركود يقرأ نمط الخطوط ويرسله إلى الحاسوبكاميرا رقمية: عدسة تركز الضوء على مستشعر يسجل البكسلاتالميكروفون يحول موجات الصوت إلى إشارة كهربائيةالمستشعر يقيس كمية فيزيائية (هنا، درجة الحرارة) ويرسلها كبيانات
يمكن لشاشة اللمس أن تعمل بثلاث طرق:
مقاومة — يتم الضغط على طبقتين معًا عند نقطة لمسك لها؛
سعة — تكتشف الشحنة الكهربائية الصغيرة لإصبعك؛
أشعة تحت حمراء — يكسر إصبعك شبكة من أشعة الضوء.
تكتشف شاشة اللمس أين يلمسك إصبعك
Explore · استكشف
Device and storage lab · مختبر الأجهزة والتخزين
Classify computing examples by what job they do in a system. · صنّف أمثلة الحوسبة بناءً على الوظيفة التي تؤديها في النظام.
Primary storage: RAM and ROM · التخزين الأولي: RAM و ROM
Syllabus · المنهج
English
Candidates should be able to:
Notes and guidance
1 Understand what is meant by primary storage
• Primary storage is directly accessed by the CPU • Including the role of: – random access memory (RAM) – read only memory (ROM) • Including why a computer needs both RAM and ROM, and the difference between them
2 Understand what is meant by secondary storage
• Secondary storage is not directly accessed by the CPU and is necessary for more permanent storage of data
3 Describe the operation of magnetic, optical and solid-state (flash memory) storage and give examples of each
• Magnetic storage uses platters which are divided into tracks and sectors. Data is read and written using electromagnets. Including hard disk drive (HDD) • Optical storage uses lasers to create and read pits and lands. Including: CD, DVD and Blu-ray • Solid-state (flash memory) uses NAND or NOR technology. Transistors are used as control gates and floating gates. Including: solid-state drive (SSD), SD card and USB drive
4 Describe what is meant by virtual memory, how it is created and used and why it is necessary
• Pages of data are transferred between RAM and virtual memory when needed
5 Understand what is meant by cloud storage
• Cloud storage can be accessed remotely in comparison to storing data locally
6 Explain the advantages and disadvantages of storing data on the cloud in comparison to storing it locally
• Physical servers and storage are needed to store data in cloud storage
العربية
يجب أن يكون المرشحون قادرين على:
ملاحظات وإرشادات
1 فهم ما يُقصد بـ التخزين الأولي
• التخزين الأولي يتم الوصول إليه مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية • بما في ذلك دور: – ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) – ذاكرة القراءة فقط (ROM) • بما في ذلك سبب احتياج الحاسوب لكلا من RAM و ROM، والفرق بينهما
2 فهم ما يُقصد بـ التخزين الثانوي
• التخزين الثانوي لا يتم الوصول إليه مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية وهو ضروري للتخزين الدائم أكثر للبيانات
3 وصف تشغيل التخزين المغناطيسي، البصري والحالة الصلبة (ذاكرة الفلاش) وإعطاء أمثلة لكل نوع
• التخزين المغناطيسي يستخدم الأقراص الدائرية والتي تنقسم إلى مسارات وقطاعات. يتم قراءة وكتابة البيانات باستخدام الكهرومغناطيس. بما في ذلك القرص الصلب (HDD) • التخزين البصري يستخدم الليزر لإنشاء وقراءة الحفر والمناطق المستوية. بما في ذلك: CD و DVD و Blu-ray • التخزين الحالة الصلبة (ذاكرة الفلاش) يستخدم تقنية NAND أو NOR. تُستخدم الترانزستورات كبوابات تحكم وبوابات عائمة. بما في ذلك: القرص الصلب (SSD)، بطاقة SD و قرص USB
4 وصف ما يُقصد بـ الذاكرة الافتراضية، وكيفية إنشائها واستخدامها ولماذا هي ضرورية
• يتم نقل صفحات البيانات بين ذاكرة الوصول العشوائي والذاكرة الافتراضية عند الحاجة
5 فهم ما يُقصد بـ تخزين السحاب
• يمكن الوصول إلى تخزين السحاب عن بُعد بالمقارنة بتخزين البيانات محلياً
6 شرح مزايا وعيوب تخزين البيانات على السحاب مقارنة بتخزينها محلياً
• هناك حاجة إلى خوادم وخزانة فيزيائية لتخزين البيانات في تخزين السحاب
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
Primary storage 主存储器 is memory the CPU can use directly. There are two kinds.
RAM
ROM
Full name
random access memory 随机存取存储器
read only memory 只读存储器
Read/write
read and write
read only
Keeps data without power?
no — it is volatile 易失性
yes — it is non-volatile 非易失性
Holds
programs and data in use now
start-up instructions (how to boot the computer)
Both are needed: ROM tells the computer how to start, then RAM holds the programs you run.
العربية
التخزين الأولي هو ذاكرة يمكن لمعالج وحدة المعالجة المركزية (CPU) استخدامها مباشرة. هناك نوعان منها.
*RAM متغير ويحتفظ بالبرامج قيد التشغيل؛ ROM غير متغير وقراءة فقط
RAM
ROM
الاسم الكامل
ذاكرة الوصول العشوائي
ذاكرة القراءة فقط
قراءة/كتابة
قراءة وكتابة
قراءة فقط
هل تحافظ على البيانات بدون طاقة؟
لا — هي متغيرة
نعم — هي غير متغيرة
تحتفظ بـ
البرامج والبيانات المستخدمة الآن
تعليمات بدء التشغيل (كيفية إقلاع الحاسوب)
كلاهما ضروري: تخبرك ROM بكيفية بدء تشغيل الحاسوب، ثم تحتفظ RAM بالبرامج التي تشغلها.
*وحدة RAM (ذاكرة الوصول العشوائي): تحتفظ بالبرامج والبيانات المستخدمة الآن
Secondary storage 辅助存储器 keeps data permanently, even when the power is off. It is non-volatile and is used for long-term storage. There are three types.
Type
How it stores data
Examples
magnetic storage 磁存储
data is stored as magnetised spots on spinning disks
hard disk drive (HDD), magnetic tape
optical storage 光存储
data is stored as marks read by a laser
CD, DVD, Blu-ray
solid state storage 固态存储
data is stored in flash memory 闪存, with no moving parts
SSD, USB flash drive, memory card
العربية
التخزين الثانوي يحفظ البيانات بشكل دائم، حتى عندما تكون الطاقة مقطوعة. وهو غير متغير ويُستخدم للتخزين طويل المدى. هناك ثلاثة أنواع.
النوع
كيفية تخزين البيانات
أمثلة
التخزين المغناطيسي
تُخزن البيانات كنقاط مغناطيسية على أقراص دوّارة
قرص صلب (HDD)، شريط مغناطيسي
التخزين البصري
تُخزن البيانات كعلامات تُقرأ بواسطة الليزر
CD، DVD، Blu-ray
التخزين الصلب
تُخزن البيانات في ذاكرة الفلاش، بدون أجزاء متحركة
SSD، فلاش USB، بطاقة ذاكرة
داخل وحدة القرص الصلب (HDD): القرص اللامع يدور والذراع يقرأ البيانات المغناطيسيةالشريط المغناطيسي يخزن البيانات على شريط مغناطيسي طويل؛ وهو رخيص للنسخ الاحتياطية الكبيرة
*قرص بصري مثل CD أو DVD: يقرأ الليزر العلامات على سطحه اللامع
محرك أقراص ذات حالة صلبة (SSD) يخزن البيانات في رقائق ذاكرة فلاش وليس له أجزاء متحركةفلاش USB يخزن البيانات في ذاكرة فلاش وليس له أجزاء متحركة
*يشكل التخزين تسلسلاً هرمياً: المسجلات والذاكرة المؤقتة هي الأسرع لكن الأصغر؛ التخزين الثانوي هو الأبطأ لكن الأكبر
Explore · استكشف
Device and storage lab · مختبر الأجهزة والتخزين
Classify computing examples by what job they do in a system. · صنّف أمثلة الحوسبة بناءً على الوظيفة التي تؤديها في النظام.
When the RAM becomes full, the computer can use part of the secondary storage as extra, pretend RAM. This is called virtual memory 虚拟内存.
Data that is not needed right now is moved out of RAM onto the disk, which frees space in RAM for other programs. This lets you run more programs than the RAM alone could hold. It is slower, because secondary storage is much slower than RAM.
العربية
عند امتلاء RAM، يمكن للحاسوب استخدام جزء من التخزين الثانوي كذاكرة عشوائية إضافية وهمية. هذا يسمى الذاكرة الافتراضية.
يتم نقل البيانات التي لا حاجة إليها الآن خارج RAM إلى القرص، مما يحرر مساحة في RAM للبرامج الأخرى. هذا يسمح لك بتشغيل برامج أكثر مما تستطيع RAM استيعابها وحدها. وهي أبطأ، لأن التخزين الثانوي أبطأ بكثير من RAM.
*عند امتلاء RAM، يتم نقل البيانات غير المستخدمة إلى القرص لتحرير RAM — أبطأ، لكنه يسمح بتشغيل المزيد من البرامج
• Primary storage is directly accessed by the CPU • Including the role of: – random access memory (RAM) – read only memory (ROM) • Including why a computer needs both RAM and ROM, and the difference between them
2 Understand what is meant by secondary storage
• Secondary storage is not directly accessed by the CPU and is necessary for more permanent storage of data
3 Describe the operation of magnetic, optical and solid-state (flash memory) storage and give examples of each
• Magnetic storage uses platters which are divided into tracks and sectors. Data is read and written using electromagnets. Including hard disk drive (HDD) • Optical storage uses lasers to create and read pits and lands. Including: CD, DVD and Blu-ray • Solid-state (flash memory) uses NAND or NOR technology. Transistors are used as control gates and floating gates. Including: solid-state drive (SSD), SD card and USB drive
4 Describe what is meant by virtual memory, how it is created and used and why it is necessary
• Pages of data are transferred between RAM and virtual memory when needed
5 Understand what is meant by cloud storage
• Cloud storage can be accessed remotely in comparison to storing data locally
6 Explain the advantages and disadvantages of storing data on the cloud in comparison to storing it locally
• Physical servers and storage are needed to store data in cloud storage
العربية
يجب أن يكون المرشحون قادرين على:
ملاحظات وإرشادات
1 فهم ما يُقصد بـ التخزين الأولي
• التخزين الأولي يتم الوصول إليه مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية • بما في ذلك دور: – ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) – ذاكرة القراءة فقط (ROM) • بما في ذلك سبب احتياج الحاسوب لكلا من RAM و ROM، والفرق بينهما
2 فهم ما يُقصد بـ التخزين الثانوي
• التخزين الثانوي لا يتم الوصول إليه مباشرة بواسطة وحدة المعالجة المركزية وهو ضروري للتخزين الدائم أكثر للبيانات
3 وصف تشغيل التخزين المغناطيسي، البصري والحالة الصلبة (ذاكرة الفلاش) وإعطاء أمثلة لكل نوع
• التخزين المغناطيسي يستخدم الأقراص الدائرية والتي تنقسم إلى مسارات وقطاعات. يتم قراءة وكتابة البيانات باستخدام الكهرومغناطيس. بما في ذلك القرص الصلب (HDD) • التخزين البصري يستخدم الليزر لإنشاء وقراءة الحفر والمناطق المستوية. بما في ذلك: CD و DVD و Blu-ray • التخزين الحالة الصلبة (ذاكرة الفلاش) يستخدم تقنية NAND أو NOR. تُستخدم الترانزستورات كبوابات تحكم وبوابات عائمة. بما في ذلك: القرص الصلب (SSD)، بطاقة SD و قرص USB
4 وصف ما يُقصد بـ الذاكرة الافتراضية، وكيفية إنشائها واستخدامها ولماذا هي ضرورية
• يتم نقل صفحات البيانات بين ذاكرة الوصول العشوائي والذاكرة الافتراضية عند الحاجة
5 فهم ما يُقصد بـ تخزين السحاب
• يمكن الوصول إلى تخزين السحاب عن بُعد بالمقارنة بتخزين البيانات محلياً
6 شرح مزايا وعيوب تخزين البيانات على السحاب مقارنة بتخزينها محلياً
• هناك حاجة إلى خوادم وخزانة فيزيائية لتخزين البيانات في تخزين السحاب
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
Cloud storage 云存储 keeps your data on remote physical servers, reached over the internet, instead of on your own device.
Advantages: reach it from anywhere on any device; no local storage hardware to buy or maintain; easy to share files and to back up automatically.
Disadvantages: needs a working internet connection; an ongoing subscription cost; security and privacy depend on the provider; you rely on that provider staying available and in business.
العربية
التخزين السحابي يحفظ بياناتك على خوادم فيزيائية عن بُعد، يمكن الوصول إليها عبر الإنترنت، بدلاً من جهازك الخاص.
المزايا: الوصول إليها من أي مكان وأي جهاز؛ لا حاجة لشراء أو صيانة معدات تخزين محلية؛ سهولة مشاركة الملفات والنسخ الاحتياطي التلقائي.
العيوب: يتطلب اتصال إنترنت يعمل؛ تكلفة اشتراك مستمرة؛ تعتمد الأمان والخصوصية على مزود الخدمة؛ أنت تعتمد على بقاء ذلك المزود متاحاً ومستقراً في العمل.
خزانات خوادم مراكز البيانات: يخزن التخزين السحابي ملفاتك على خوادم عن بعد تصل إليها عبر الشبكة
1 Understand that a computer needs a network interface card (NIC) to access a network
2 Understand what is meant by, and the purpose of, a media access control (MAC) address, including its structure
• A network interface card is given a MAC address at the point of manufacture • MAC addresses are usually written as hexadecimal • MAC addresses are created using the manufacturer code and the serial code
3 (a) Understand what is meant by, and the purpose of, an internet protocol (IP) address (b) Understand that there are different types of IP address
• An IP address is allocated by the network and it can be static or dynamic • Including the characteristics of, and differences between, IPv4 and IPv6
4 Describe the role of a router in a network
• A router sends data to a specific destination on a network • A router can assign IP addresses • A router can connect a local network to the internet
العربية
يجب أن يكون المرشحون قادرين على:
ملاحظات وإرشادات
1 فهم أن الحاسوب يحتاج إلى بطاقة واجهة الشبكة (NIC) للوصول إلى الشبكة
2 فهم ما يُقصد به، والغرض من عنوان التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC address)، بما في ذلك بنيته
• يتم منح بطاقة واجهة الشبكة عنوان MAC عند نقطة التصنيع • عناوين MAC تُكتب عادةً بنظام السداسي عشر • تُنشأ عناوين MAC باستخدام كود المصنع وكود التسلسل
3 (أ) فهم ما يُقصد به، والغرض من عنوان بروتوكول الإنترنت (IP address) (ب) فهم أن هناك أنواعاً مختلفة من عناوين IP
• يتم تخصيص عنوان IP بواسطة الشبكة ويمكن أن يكون ثابتاً أو ديناميكياً • بما في ذلك خصائص، والفرق بين IPv4 و IPv6
4 وصف دور الموجه في الشبكة
• يقوم الموجه بإرسال البيانات إلى وجهة محددة على الشبكة • يمكن للموجه تعيين عناوين IP • يمكن للموجه ربط شبكة محلية بالإنترنت
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
Network interface card (NIC)
A network interface card 网络接口卡 (NIC) is the hardware that lets a device join a network and send and receive data. Each NIC has a built-in MAC address.
MAC address and IP address
A MAC address (media access control 介质访问控制 address) is a number that identifies one physical device. The maker sets it, and it does not normally change. It is written in hexadecimal.
An IP address (internet protocol 网际协议 address) is a number that identifies a device on a network. It is given by the network and can change.
So a MAC address stays with the device, while an IP address depends on the network the device is using.
There are two versions of IP address. IPv4 is 32-bit, written as four denary numbers 0–255 (for example 192.168.0.1); the newer IPv6 is 128-bit, written as eight groups of hexadecimal separated by colons, giving vastly more addresses. An address is also either static 静态 (fixed, set by hand and never changing) or dynamic 动态 (handed out by the router/network each time the device connects, so it can change).
Router
A router 路由器 connects different networks together — for example, your home network to the internet. It reads the IP address in each packet and forwards it towards the right network.
العربية
بطاقة واجهة الشبكة (NIC)
بطاقة واجهة الشبكة (NIC) هي المعدات التي تسمح للجهاز بالانضمام إلى الشبكة وإرسال واستقبال البيانات. تحتوي كل بطاقة NIC على عنوان MAC مدمج.
عنوان MAC وعنوان IP
عنوان MAC (عنوان التحكم في الوصول إلى الوسائط) هو رقم يحدد جهازًا فيزيائيًا واحدًا. يحدده المصنع ولا يتغير عادةً. يُكتب بنظام الست عشري.
عنوان IP (عنوان بروتوكول الإنترنت) هو رقم يحدد جهازًا على الشبكة. يتم منحه بواسطة الشبكة ويمكن أن يتغير.
لذا يبقى عنوان MAC مع الجهاز، بينما يعتمد عنوان IP على الشبكة التي يستخدمها الجهاز.
هناك نسختان لعنوان IP. IPv4 حجمه 32 بت، يُكتب كأربعة أرقام عشرية 0–255 (على سبيل المثال 192.168.0.1)؛ أما IPv6 الأحدث فهو 128 بت، يُكتب كمجموعات ثمانية من الأرقام الست عشرية مفصولة بنقاط منقوطة، مما يوفر عددًا هائلاً من العناوين. يكون العنوان أيضًا إما ثابتًا (محدد يدويًا ولا يتغير أبدًا) أو ديناميكيًا (يُمنحه الموجه/الشبكة في كل مرة يتصل فيها الجهاز، لذا يمكن أن يتغير).
الموجه
الموجه يربط شبكات مختلفة معًا — على سبيل المثال، شبكتك المنزلية بالإنترنت. يقرأ عنوان IP في كل حزمة ويعيد توجيهها نحو الشبكة الصحيحة.
موجه واي فاي: معدات الشبكة تعيد توجيه الحزم بين الأجهزة والإنترنت الواسع
Explore · استكشف
Network route lab · مختبر توجيه الشبكة
Follow data from a device through network hardware and protocols. · تتبع مسار البيانات من الجهاز عبر معدات الشبكة وبروتوكولاتها.
Learn the fetch–decode–execute cycle and the special registers: the program counter holds the address of the next instruction, the MAR/MDR carry the address/data, and the accumulator holds the ALU's result.
CPU performance improves with more cores, a larger cache, and a higher clock speed.
RAM is volatile (it loses its data with no power) and holds programs in use; ROM is non-volatile and read-only (the start-up instructions).
Match the secondary-storage types: magnetic (HDD, tape), optical (CD/DVD, read by a laser), solid state (SSD, USB, flash — no moving parts).
A MAC address identifies the physical device and does not normally change; an IP address is given by the network and can change.
العربية
احفظ دورة الاستخراج-التفكيك-التنفيذ والسجلات الخاصة: يحمل عداد البرنامج عنوان التعليمة التالية، وتحمل MAR/MDR العنوان/البيانات، ويحمل المجمع نتيجة وحدة الحساب والمنطق.
تتحسن أداء وحدة المعالجة المركزية مع زيادة عدد النوى، وزيادة سعة ذاكرة الكاشي، وارتفاع سرعة الساعة.
RAM متطاير (يفقد بياناته عند انقطاع الطاقة) ويحتوي على البرامج قيد الاستخدام؛ ROM غير متطاير وقراءة فقط (تعليمات بدء التشغيل).
طابق أنواع التخزين الثانوي: مغناطيسي (HDD، شريط)، بصري (CD/DVD، يُقرأ بالليزر)، حالة صلبة (SSD، USB، فلاش — بدون أجزاء متحركة).
عنوان MAC يحدد الجهاز الفيزيائي ولا يتغير عادةً؛ عنوان IP يمنحه الشبكة ويمكن أن يتغير.
Interactive lessons on this topic · دروس تفاعلية حول هذا الموضوع
Work through it step by step, with instant-check exercises. · ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · اختر واحدًا وسيتبعك الموقع — الملاحظات، الأوراق، الفيديوهات والتدريب جميعها تفتح عليه.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · اكتب للبحث عن ملاحظات، دروس، أكواد، مفردات وأسئلة امتحانات سابقة عبر جميع المواد.