هذه الأيام الدنيا معيار مقبولتعتبر مجموعة كاملة من المعدات الحاسوبية الأكثر خطورة أو الأقل خطورة تشتمل على معالج ثنائي النواة. علاوة على ذلك ، هذه المعلمة مناسبة حتى لأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر اللوحية وأجهزة الاتصال القوية للهواتف الذكية. لذلك ، سوف نفهم نوع هذه النواة ولماذا من المهم أن يعرفها أي مستخدم.
الجوهر بكلمات بسيطة
ظهرت أول شريحة ثنائية النواة مصممة خصيصًا للاستهلاك الشامل في مايو 2005. تم تسمية المنتج باسم Pentium D (مرتبط رسميًا بسلسلة Pentium 4). قبل ذلك ، تم استخدام هذه الحلول الهيكلية على الخوادم ولأغراض محددة ، لم يتم إدخالها في أجهزة الكمبيوتر الشخصية.
بشكل عام ، المعالج نفسه (المعالج الدقيق ، وحدة المعالجة المركزية ، وحدة المعالجة المركزية ، وحدة المعالجة المركزية ، وحدة المعالجة المركزية) عبارة عن بلورة ترسب عليها بلايين من الترانزستورات والمقاومات والموصلات المجهرية باستخدام تقنية النانو. ثم يتم رش نقاط التلامس الذهبية ، ويتم تثبيت "الحصاة" في علبة الدائرة المصغرة ، ثم يتم دمج كل هذا في مجموعة الشرائح.
تخيل الآن أنه تم تركيب بلورتين من هذا القبيل داخل الدائرة المصغرة. على نفس الركيزة ، مترابطة وتعمل كجهاز واحد. هذا هو موضوع ثنائي النواة للمناقشة.
بطبيعة الحال ، فإن "حصاتين" ليسا الحد الأقصى. في وقت كتابة هذا التقرير ، كان جهاز الكمبيوتر المجهز بشريحة بأربعة أنوية يعتبر قويًا ، دون احتساب موارد الحوسبة لبطاقة الفيديو. حسنًا ، على الخوادم من خلال جهود AMD ، هناك ما يصل إلى ستة عشر مستخدمًا بالفعل.
الفروق الدقيقة في المصطلحات
كل نرد عادة ما يكون له ذاكرة التخزين المؤقت L1 الخاصة به. ومع ذلك ، إذا كان لديهم مستوى مشترك من المستوى الثاني ، فإنه لا يزال معالجًا دقيقًا واحدًا ، وليس معالجين مستقلين (أو أكثر).
لا يمكن تسمية النواة بمعالج منفصل كامل إلا إذا كان يحتوي على ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به من كلا المستويين. لكن هذا ضروري فقط للاستخدام على خوادم قوية للغاية وجميع أنواع أجهزة الكمبيوتر العملاقة (الألعاب المفضلة للعلماء).
ومع ذلك ، يمكن لمدير المهام على Windows أو System Monitor في GNU / Linux إظهار النوى كوحدات CPU. أعني ، وحدة المعالجة المركزية 1 (وحدة المعالجة المركزية 1) ، وحدة المعالجة المركزية 2 (وحدة المعالجة المركزية 2) وهلم جرا. دع هذا لا يخدعك ، لأن واجب البرنامج ليس فهم الفروق الدقيقة الهندسية والمعمارية ، ولكن فقط لعرض تحميل كل بلورة بشكل تفاعلي.
هذا يعني أننا ننتقل بسلاسة إلى هذا التحميل ذاته ، وبشكل عام ، إلى الأسئلة المتعلقة بمدى ملاءمة الظاهرة على هذا النحو.
لماذا هو مطلوب
تم تصميم عدد النوى ، الذي يختلف عن واحد ، بشكل أساسي لموازاة المهام التي يتم تنفيذها.
لنفترض أنك قمت بتشغيل الكمبيوتر المحمول الخاص بك وأنك تقرأ مواقع على شبكة الويب العالمية. ستتم معالجة النصوص البرمجية ، التي يتم تحميل صفحات الويب الحديثة بها بشكل فاحش (باستثناء إصدارات الأجهزة المحمولة) ، بواسطة نواة واحدة فقط. سيقع تحميل بنسبة 100 ٪ عليه إذا كان هناك شيء سيء يدفع المتصفح إلى الجنون.
ستستمر البلورة الثانية في العمل في الوضع العادي وستسمح لك بالتعامل مع الموقف - كحد أدنى ، افتح "مراقب النظام" (أو محاكي طرفي) وفرض إنهاء البرنامج المجنون.
بالمناسبة ، في "مراقب النظام" يمكنك أن ترى بأم عينك أي نوع من البرامج أصبح مجنونًا فجأة وأي من "الحصى" يجعل المبرد يعوي بشدة.
تم تحسين بعض البرامج مبدئيًا لبنية المعالجات متعددة النواة وإرسال تدفقات بيانات مختلفة على الفور إلى بلورات مختلفة. حسنًا ، تتم معالجة التطبيقات العادية وفقًا لمبدأ "خيط واحد - نواة واحدة".
أي أن كسب الأداء سيصبح ملحوظًا إذا كان هناك أكثر من مؤشر ترابط يعمل في نفس الوقت. حسنًا ، نظرًا لأن جميع أنظمة التشغيل تقريبًا متعددة المهام ، فإن التأثير الإيجابي للتوازي سيظهر بشكل مستمر تقريبًا.
كيف تتعايش معها
فيما يتعلق بالحوسبة الجماعية للمستهلكين ، فإن الرقائق أحادية النواة اليوم هي بشكل أساسي معالجات ARM في الهواتف البسيطة ومشغلات الوسائط المصغرة. الأداء المتميز من هذه الأجهزة غير مطلوب. الحد الأقصى - قم بتشغيل متصفح Opera Mini وعميل ICQ ولعبة بسيطة وتطبيقات Java أخرى متواضعة.
كل شيء آخر ، بدءًا من أرخص الأجهزة اللوحية ، يجب أن يحتوي على بلورتين على الأقل في الشريحة ، كما هو مذكور في التمهيد. شراء مثل هذه الأشياء. بناءً على تلك الاعتبارات على الأقل ، فإن جميع برامج المستخدم تقريبًا تزداد سمينًا بسرعة ، وتستهلك المزيد والمزيد من موارد النظام ، لذلك لا يضر احتياطي الطاقة على الإطلاق.
المنشورات السابقة:
نواة لينكسيحتوي على أكثر من 13 مليون سطر من التعليمات البرمجية وهو أحد أكبر المشاريع مفتوحة المصدر في العالم. إذن ما هو Linux kernel وما هو استخدامه؟
جوهر هو الأكثر مستوى منخفضالبرامج التي تتفاعل مع أجهزة الكمبيوتر. وهي مسؤولة عن تفاعل جميع التطبيقات التي تعمل في مساحة المستخدم وصولاً إلى الأجهزة المادية. يسمح أيضًا للعمليات المعروفة باسم الخدمات بتلقي المعلومات من بعضها البعض باستخدام نظام IPC.
أنواع وإصدارات النواة
ما هي نواة Linux التي تعرفها بالفعل ، ولكن ما هي أنواع النواة؟ هناك العديد من الطرق والاعتبارات المعمارية عند بناء الألباب من الصفر. يمكن أن تكون معظم النوى أحد ثلاثة أنواع: نواة متجانسة ، ونواة صغيرة ، وهجينة. نواة Linux هي نواة متجانسة ، بينما نواة Windows و OS X هجينة. دعونا نراجع هذه الأنواع الثلاثة من النواة.
نواة
تتخذ Microkernels منهجًا يديرون فيه فقط ما يتعين عليهم القيام به: وحدة المعالجة المركزية والذاكرة و IPC. يتم التعامل مع كل شيء آخر في الكمبيوتر تقريبًا كملحقات ويتم التعامل معه في وضع المستخدم. تتمتع Microkernels بميزة قابلية النقل ، ويمكن استخدامها على أجهزة مختلفة ، وحتى أنظمة تشغيل مختلفة ، طالما أن نظام التشغيل يحاول الوصول إلى الأجهزة بطريقة متوافقة.
Microkernels أيضا جدا حجم صغيروأكثر أمانًا لأن معظم العمليات تعمل في وضع المستخدم مع الحد الأدنى من الامتيازات.
الايجابيات
- قابلية التنقل
- حجم صغير
- استهلاك منخفض للذاكرة
- أمان
سلبيات
- الأجهزة المتوفرة من خلال السائقين
- تكون الأجهزة أبطأ لأن برامج التشغيل تعمل في وضع المستخدم
- يجب أن تنتظر العمليات دورها لتلقي المعلومات.
- لا يمكن للعمليات الوصول إلى العمليات الأخرى دون انتظار
جوهر متآلف
النواة المتجانسة هي عكس النوى الصغيرة لأنها لا تغطي فقط وحدة المعالجة المركزية والذاكرة و IPC ، ولكنها تشمل أيضًا أشياء مثل برامج تشغيل الأجهزة وإدارة نظام الملفات والإدخال / الإخراج. تمنحك النواة المتجانسة وصولاً أفضل إلى الأجهزة وتعدد المهام بشكل أفضل لأنه إذا احتاج البرنامج إلى الحصول على معلومات من الذاكرة أو عملية أخرى ، فلن يضطر إلى الانتظار في قائمة انتظار. لكن هذا يمكن أن يسبب بعض المشاكل ، لأن الكثير من الأشياء تتم في وضع المستخدم المتميز. ويمكن أن يضر النظام إذا تصرف بشكل غير صحيح.
الايجابيات:
- المزيد من الوصول المباشر إلى الأجهزة
- اتصال أسهل بين العمليات
- العمليات تستجيب بشكل أسرع
سلبيات:
- حجم كبير
- يستهلك الكثير من ذاكرة الوصول العشوائي
- أقل أمنا
هجين الأساسية
يمكن أن تختار النواة الهجينة ما تعمل معه في وضع المستخدم وما في مساحة النواة. غالبًا ما تكون برامج تشغيل الأجهزة و أنظمة الملفاتفي مساحة المستخدم ، بينما تكون مكالمات IPC والنظام في مساحة kernel. يأخذ هذا الحل أفضل ما في العالمين ، ولكنه يتطلب المزيد من العمل من مصنعي المعدات الأصلية. لأن كل مسؤولية للسائق تقع الآن على عاتقهم.
الايجابيات
- القدرة على اختيار ما سيعمل في النواة ومساحة المستخدم
- أصغر من نواة متجانسة
- أكثر مرونة
سلبيات
- قد يعمل بشكل أبطأ
- تم إصدار برامج تشغيل الأجهزة من قبل الشركات المصنعة
أين يتم تخزين ملفات kernel؟
أين تقع نواة لينكس؟ توجد ملفات kernel الخاصة بـ Ubuntu أو أي توزيعة Linux أخرى في المجلد / boot وتسمى vmlinuz-version. يأتي اسم vmlinuz من عصر Unix. في الستينيات ، كانت النوى تسمى ببساطة Unix ، وفي التسعينيات ، كانت نواة Linux تسمى أيضًا Linux.
عندما تم تطوير الذاكرة الظاهرية لتسهيل تعدد المهام ، ظهرت الأحرف vm أمام اسم الملف للإشارة إلى أن النواة تدعم هذه التقنية. لفترة من الوقت كان يسمى kernel vmlinux ، ولكن بعد ذلك لم تعد الصورة مناسبة في ذاكرة التمهيد وتم ضغطها. بعد ذلك ، تم تغيير الحرف الأخير x إلى z للإشارة إلى استخدام ضغط zlib. لا يتم استخدام هذا الضغط دائمًا ، في بعض الأحيان يمكنك العثور على LZMA أو BZIP2 ، لذلك فإن بعض النوى ببساطة تستدعي zImage.
يتكون ترقيم الإصدار من ثلاثة أرقام ، ورقم إصدار Linux kernel ، ورقم الإصدار ، والتصحيحات أو الإصلاحات.
في الحزمة / boot ، يمكنك العثور ليس فقط على Linux kernel ، ولكن أيضًا على ملفات مثل initrd.img و system.map. يتم استخدام initrd كقرص افتراضي صغير يجلب وينفذ ملف kernel الفعلي. يتم استخدام ملف System.map لإدارة الذاكرة بينما لم يتم تحميل kernel بعد ، ويمكن لملفات التكوين تحديد وحدات kernel المضمنة في صورة kernel عند إنشائها.
بنية Linux kernel
نظرًا لأن نواة Linux لها بنية متجانسة ، فهي أكبر وأكثر تعقيدًا من الأنواع الأخرى من النواة. جذبت ميزة التصميم هذه الكثير من الجدل في الأيام الأولى لنظام Linux ولا تزال تحمل بعض عيوب التصميم المتأصلة في النواة المتجانسة.
ولكن للتغلب على هذه العيوب ، قام مطورو Linux kernel بعمل شيء واحد - وحدات kernel التي يمكن تحميلها في وقت التشغيل. هذا يعني أنه يمكنك إضافة وإزالة مكونات النواة بسرعة. يمكن أن يتجاوز كل شيء إضافة وظائف الأجهزة ، يمكنك تشغيل عمليات الخادم ، وتمكين الظاهرية ، واستبدال النواة بالكامل دون إعادة التشغيل.
تخيل أن تكون قادرًا على تثبيت حزمة تحديثات Windowsدون الحاجة إلى عمليات إعادة تمهيد مستمرة.
وحدات Kernel
ماذا لو كان Windows يحتوي بالفعل على جميع برامج التشغيل التي تحتاجها بشكل افتراضي ، ويمكنك فقط تمكين تلك التي تحتاجها؟ يتم تنفيذ هذا المبدأ بواسطة وحدات Linux kernel. وحدات Kernel ، والمعروفة أيضًا باسم الوحدات القابلة للتحميل (LKMs) ، لها أهميةلدعم عمل النواة مع جميع الأجهزة دون استهلاك كل ذاكرة الوصول العشوائي.
تعمل الوحدة على توسيع وظائف النواة الأساسية للأجهزة وأنظمة الملفات واستدعاءات النظام. الوحدات القابلة للتحميل لها امتداد .ko وعادة ما يتم تخزينها في الدليل / lib / modules /. نظرًا لطبيعتها المعيارية ، يمكنك بسهولة تخصيص النواة عن طريق تثبيت الوحدات النمطية وتحميلها. يمكن تكوين التحميل أو التفريغ التلقائي للوحدات في ملفات التكوين أو تفريغها وتحميلها بسرعة باستخدام أوامر خاصة.
تتوفر وحدات تابعة لجهات خارجية ومغلقة المصدر ومملوكة ملكية في بعض التوزيعات ، مثل Ubuntu ، ولكن لا يتم توفيرها افتراضيًا ويجب تثبيتها يدويًا. على سبيل المثال ، لا يوفر مطورو برامج تشغيل الفيديو NVIDIA شفرة المصدر ، لكنهم بدلاً من ذلك قاموا بتجميع الوحدات النمطية الخاصة بهم بتنسيق .ko. على الرغم من أن هذه الوحدات تبدو مجانية ، إلا أنها ليست مجانية. لذلك ، لا يتم تضمينها في العديد من التوزيعات افتراضيًا. يعتقد المطورون أنه ليس من الضروري تلويث النواة ببرمجيات غير حرة.
أنت الآن أقرب إلى الإجابة على سؤال ما هي نواة Linux. جوهر ليس السحر. إنه ضروري جدًا لتشغيل أي جهاز كمبيوتر. تختلف نواة Linux عن OS X و Windows لأنها تتضمن جميع برامج التشغيل وتقوم بالكثير من الأشياء المدعومة خارج الصندوق. الآن أنت تعرف المزيد عن كيفية استخدامك لـ برمجةوما هي الملفات المستخدمة لهذا الغرض.
تدرس بيولوجيا الخلية للكائنات الحية بدائيات النوى التي لا تحتوي على نواة (نواة ، نواة). ما هي الكائنات الحية التي لها نواة؟ النواة هي العضية المركزية.
في تواصل مع
مهم!تتمثل الوظيفة الرئيسية لنواة الخلية في تخزين المعلومات الوراثية ونقلها.
بناء
ما هو النواة؟ ما هي اجزاء النواة؟ المكونات المذكورة أدناه هي جزء مننواة:
- المغلف النووي؛
- نوكليوبلازم.
- كاريوماتريكس.
- الكروماتينية؛
- النيوكليولات.
المغلف النووي
كاريوليما يتكون من طبقتين- خارجي وداخلي ، يفصل بينهما تجويف حول النواة. يتواصل الغشاء الخارجي مع الأنابيب الإندوبلازمية الخشنة. شركة القشرة الداخليةيتم إرفاق البروتينات الليفية من أساس المادة النووية. بين الأغشية يوجد تجويف حول النواة يتكون من التنافر المتبادل للجزيئات العضوية المتأينة ذات الشحنات المماثلة.
يتخلل غشاء الكلى نظام من الثقوب - المسام التي تشكلها جزيئات البروتين. من خلالهم ، تخترق الريبوسومات ، الهياكل التي يحدث فيها تخليق البروتين ، وكذلك الحمض النووي الريبي الإخطار ، في الشبكة السيتوبلازمية.
تملأ الأنابيب الغشائية المسام. تتشكل جدرانها بواسطة بروتينات محددة - النيوكليوبورينات. يسمح قطر الثقب للسيتوبلازم ومحتويات النواة بتبادل الجزيئات الصغيرة. لا تستطيع الأحماض النووية ، وكذلك البروتينات عالية الجزيئات ، أن تتدفق بشكل مستقل من جزء من الخلية إلى جزء آخر. لهذا ، هناك بروتينات نقل خاصة ، يتم تفعيلها مع تكاليف الطاقة.
مركبات جزيئية تتحرك من خلال المسامباستخدام karyopherins. تسمى تلك التي تنقل المواد من السيتوبلازم إلى النواة importins. الحركة في غير إتجاهتنفيذ الصادرات. في أي جزء من النواة يوجد جزيء الحمض النووي الريبي؟ إنها تسافر في جميع أنحاء الزنزانة.
مهم!لا يمكن للمواد عالية الجزيئات اختراق المسام بشكل مستقل من اللب إلى الخلف.
نيوكليوبلازم
يمثلها karyoplasm- كتلة شبيهة بالهلام تقع داخل غلاف من طبقتين. على عكس السيتوبلازم ، حيث ph> 7 ، تكون البيئة داخل النواة حمضية. المواد الرئيسية التي تتكون منها النواة هي النيوكليوتيدات والبروتينات والكاتيونات و RNA و H2O.
كاريوماتريكس
ما هي المكونات التي يتضمنها أساس النواة؟ يتكون من بروتينات ليفية ذات هيكل ثلاثي الأبعاد - اللامينات. إنه يلعب دور الهيكل العظمي ، ويمنع تشوه العضو العضوي تحت الضغط الميكانيكي.
الكروماتينية
هذا المادة الرئيسية، ممثلة بمجموعة من الكروموسومات ، بعضها في حالة نشطة. يتم تعبئة الباقي في كتل مضغوطة. الكشف عنهم يحدث أثناء الانقسام. في أي جزء من النواة يوجد الجزيء المعروف لنا باسم DNA؟ تتكون من جينات ، وهي أجزاء من جزيء الحمض النووي. تحتوي على معلومات تنقل السمات الوراثية إلى أجيال جديدة من الخلايا. لذلك ، يوجد جزيء DNA في هذا الجزء من النواة.
في علم الأحياء ، هناك الأنواع التالية من الكروماتين:
- كروماتين حقيقي. يظهر على شكل تكوينات خيطية الشكل ، غير متصاعدة ، وغير ملوثة. توجد في نواة الراحة خلال فترة الطور البيني بين دورات انقسام الخلية.
- الهيتروكروماتين. أجزاء الكروموسومات الحلزونية غير النشطة والمُلطخة بسهولة.
النيوكليولات
النواة هي البنية الأكثر كثافة للنواة. لها أشكال مستديرة في الغالب ، ومع ذلك ، هناك أشكال مجزأة ، كما هو الحال في الكريات البيض. لا تحتوي نواة الخلية لبعض الكائنات الحية على نوى. في النوى الأخرى ، قد يكون هناك العديد. يتم تمثيل مادة النوى بالحبيبات ، وهي وحدات فرعية من الريبوسومات ، وكذلك الألياف ، وهي جزيئات الحمض النووي الريبي.
النواة: الهيكل والوظائف
يتم تمثيل النيوكليولات بما يلي الأنواع الهيكلية:
- شبكي. نموذجي لمعظم الخلايا. يختلف في التركيز العالي للألياف والحبيبات المكثفة.
- المدمج. يتميز بتعدد التراكمات الليفية. وجدت في تقسيم الخلايا.
- حلقي. مميزة للخلايا الليمفاوية وخلايا النسيج الضام.
- المتبقية. سائد في الخلايا التي لا تحدث فيها عملية الانقسام.
- منفصل. يتم فصل جميع النوى المكونة ، وتكون الإجراءات البلاستيكية مستحيلة.
المهام
ما هي وظيفة النواة؟ تتميز النواةالمسؤوليات التالية:
- نقل الصفات الوراثية.
- تكاثر؛
- الموت المبرمج.
تخزين المعلومات الجينية
يتم تخزين الشفرات الجينية في الكروموسومات. تختلف في الشكل والحجم. فرادى نوع مختلفلديهم نفس عدد الكروموسومات. يسمى مجمع السمات المميزة لمستودعات المعلومات الوراثية لنوع معين بالنمط النووي.
مهم!النمط النووي هو مجموعة من السمات المميزة للتركيب الكروموسومي للكائنات الحية من نوع معين.
هناك مجموعات أحادية الصيغة الصبغية ، ثنائية الصبغيات ، متعددة الصبغيات من الكروموسومات.
تحتوي خلايا جسم الإنسان على 23 نوعًا من الكروموسومات. تحتوي البويضة والحيوانات المنوية على أحادي الصيغة الصبغية ، أي مجموعة واحدة منهم. عند الإخصاب ، يتم دمج مخازن كلتا الخليتين ، لتشكيل مجموعة ثنائية ثنائية الصبغيات. تحتوي الخلايا النباتية المزروعة على النمط النووي ثلاثي الصبغيات أو رباعي الصبغيات.
تخزين المعلومات الجينية
نقل الصفات الوراثية
ما هي العمليات الحياتية التي تحدث في النواة؟ ينتقل الترميز الجيني في عملية قراءة المعلومات ، والنتيجة هي تكوين مصفوفة (معلومات) الحمض النووي الريبي. تقوم شركة Exportins بنقل الحمض الريبي النووي عبر المسام النووية إلى السيتوبلازم. تستخدم الريبوسومات الرموز الجينية للتوليف ضروري للجسمالبروتينات.
مهم!يحدث تخليق البروتين في الريبوسومات السيتوبلازمية على أساس المعلومات الجينية المشفرة التي يرسلها الرنا المرسال.
التكاثر
تتكاثر بدائيات النوى بسهولة. تحتوي البكتيريا على جزيء DNA واحد. في طور الانقسام تقلد نفسهاالتعلق بجدار الخلية. ينمو الغشاء بين التقاطعين ويتم تكوين كائنين جديدين.
حقيقيات النوى مميزة amitosis والانقسام والانقسام الاختزالي:
- أميتوسيس. يحدث الانقسام النووي بدون تجزئة الخلية. تتشكل الخلايا ثنائية النواة. مع التقسيم التالي ، يكون ظهور التكوينات متعددة النوى ممكنًا. ما هي الكائنات الحية التي تتميز بهذا التكاثر؟ وهو يؤثر على الخلايا السرطانية والشيخوخة وغير القابلة للحياة. في بعض الحالات ، يحدث الانقسام amitotic مع تكوين الخلايا الطبيعية في القرنية والكبد وهياكل الغضاريف وكذلك أنسجة بعض النباتات.
- الانقسام المتساوي. في هذه الحالة ، يبدأ انشطار النواة بتدميرها. يتم تشكيل مغزل الانقسام ، بمساعدة الكروموسومات المقترنة التي يتم تربيتها في نهايات مختلفة من الخلية. يحدث تكرار حاملات الوراثة ، وبعد ذلك يتم تشكيل نواتين. بعد ذلك ، يتم تفكيك مغزل الانقسام ، وتشكيل غشاء نووي يقسم خلية واحدة إلى خليتين.
- الانقسام الاختزالي. عملية معقدة يحدث فيها الانقسام النووي دون مضاعفة الكروموسومات المنفصلة. إنها مميزة لتكوين الخلايا الجرثومية - الأمشاج التي تحتوي على مجموعة فردية من ناقلات الوراثة.
الموت المبرمج
توفر المعلومات الجينية عمر الخلية ، وبعد الوقت المخصص ، تبدأ عملية موت الخلايا المبرمج (سقوط الأوراق اليونانية). يتكثف الكروماتين وينهار الغشاء النووي. تنقسم الخلية إلى أجزاء تقتصر على غشاء البلازما. أجسام موت الخلايا المبرمج ، التي تتجاوز مرحلة الالتهاب ، تمتصها البلاعم أو الخلايا المجاورة.
من أجل الوضوح ، يتم عرض بنية النواة والوظائف التي تؤديها أجزائها في الجدول
| العمصر الاساسى | السمات الهيكلية | الوظائف التي تم أداؤها |
| صدَفَة | غشاء طبقة مزدوجة | فصل محتويات النواة والسيتوبلازم |
| المسام | ثقوب في القشرة | تصدير - استيراد الحمض النووي الريبي |
| نيوكليوبلازم | جل مثل الاتساق | بيئة للتحولات البيوكيميائية |
| كاريوماتريكس | بروتينات ليفية | دعم الهيكل ، ومكافحة التشوه |
| الكروماتينية | كروماتين حقيقي ، كروماتين متغاير | تخزين المعلومات الجينية |
| نوكليول | ليفية وحبيبات | إنتاج الريبوسوم |
مظهر
يتم تحديد الشكل من خلال تكوين الغشاء. يتم ملاحظة الأنواع التالية من النوى:
- دائري. الأكثر تكرارا. على سبيل المثال ، تشغل النواة معظم الخلايا الليمفاوية.
- امتدت. تم العثور على نواة على شكل حدوة حصان في العدلات غير الناضجة.
- مجزأة. يتم تشكيل أقسام في الغلاف. تتشكل المقاطع المرتبطة ببعضها البعض ، كما هو الحال في العدلات الناضجة.
- متفرعة. يوجد في نوى خلايا المفصليات.
عدد النوى
قد تحتوي الخلايا على نواة واحدة أو أكثر ، أو لا تحتوي على نواة على الإطلاق ، اعتمادًا على الوظائف التي تؤديها. هناك أنواع الخلايا التالية:
- غير نووي. المكونات المكونة لدم الحيوانات العليا - كريات الدم الحمراء والصفائح الدموية هي ناقلات لمواد مهمة. لإفساح المجال للهيموجلوبين أو الفيبرينوجين نخاع العظمتنتج هذه العناصر غير النووية. إنهم غير قادرين على الانقسام ويموتون بعد مرور الوقت المبرمج.
- جوهر واحد. هذا هو الحال بالنسبة لمعظم الخلايا في الكائنات الحية.
- ثنائي النواة. تؤدي الخلايا الكبدية وظيفة مزدوجة - إزالة السموم والإنتاج. يتم تصنيع الهيم ، وهو أمر ضروري لإنتاج الهيموغلوبين. لهذه الأغراض ، هناك حاجة إلى نوى.
- متعدد النواة. تؤدي الخلايا العضلية العضلية قدرًا هائلاً من العمل ، وهناك حاجة إلى نوى إضافية لإكمالها. للسبب نفسه ، تتميز خلايا كاسيات البذور بتعدد النوى.
أمراض الكروموسومات
تنجم العديد من الأمراض عن الانتهاكات المرتبطة بانتهاكات التركيب الكروموسومي. الأعراض الأكثر شهرة هي:
- تحت. ناتج عن وجود كروموسوم إضافي واحد وعشرين (تثلث الصبغي).
- إدواردز. يوجد الكروموسوم الثامن عشر الإضافي.
- باتو. التثلث الصبغي 13.
- تيرنر. عدم وجود كروموسوم X.
- كلاينفيلتر. يتميز بوجود كروموسومات X أو Y إضافية.
الأمراض الناجمة عن الخلل الوظيفي الأجزاء المكونةلا ترتبط النوى دائمًا بالتشوهات الصبغية. الطفرات التي تؤثر على البروتينات الأساسية الفردية تسبب الأمراض التالية:
- اعتلال الصفيحة. يتجلى في الشيخوخة المبكرة.
- أمراض المناعة الذاتية. الذئبة الحمامية هي آفة منتشرة في نسيج النسيج الضام ، تصلب متعدد- تدمير أغلفة المايلين للأعصاب.
مهم!تشوهات الكروموسومات تؤدي إلى أمراض خطيرة.
بنية النواة
علم الأحياء بالصور: بنية النواة ووظائفها
خاتمة
نواة الخلية لها بنية معقدة وتؤدي وظائف حيوية ، فهي مستودع وناقل للمعلومات الوراثية ، وتتحكم في تخليق البروتين وعمليات انقسام الخلايا. تشوهات الكروموسومات هي أسباب الأمراض الشديدة.
يوم سعيد عزيزي الزائر. سنتحدث اليوم عن ماهية نوى المعالج والوظيفة التي تؤديها. نريد أن نقول على الفور أننا لن نتسلق الغابة ، التي لن يتقنها كل تقني. سيكون كل شيء سهل الوصول إليه ومفهومًا وسهلاً ، وبالتالي اسحب السندويشات.
أود أن أبدأ بحقيقة أن المعالج هو الوحدة المركزية في الكمبيوتر ، وهو المسؤول عن جميع العمليات الحسابية والعمليات المنطقية ومعالجة البيانات. في الواقع ، تتركز كل قوتها ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، في القلب. يحدد عددهم سرعة وكثافة وجودة معالجة المعلومات الواردة. لذلك دعونا نلقي نظرة فاحصة على المكون.
الخصائص الرئيسية لنواة وحدة المعالجة المركزية
النواة هي عنصر مادي للمعالج (يجب عدم الخلط بينه وبين النوى المنطقية -) ، مما يؤثر على أداء النظام ككل.
كل منتج مبني على بنية معينة ، مما يشير إلى مجموعة معينة من الخصائص والإمكانيات الكامنة في خط الرقائق المصنعة.
رئيسي السمة المميزة- ، أي. حجم الترانزستورات المستخدمة في إنتاج الرقائق. يقاس المؤشر بالنانومتر. إن الترانزستورات هي أساس وحدة المعالجة المركزية: فكلما تم وضع المزيد منها على ركيزة من السيليكون ، زادت قوة مثيل معين للرقاقة.
لنأخذ على سبيل المثال طرازين من الأجهزة من Intel - Core i7 2600k و Core i7 7700k. يحتوي كلاهما على 4 نوى في المعالج ، ومع ذلك ، تختلف عملية التصنيع اختلافًا كبيرًا: 32 نانومتر مقابل 14 نانومتر ، على التوالي ، مع نفس منطقة القالب. ماذا يؤثر؟ يمكن ملاحظة هذا الأخير مثل هذه المؤشرات:
- التردد الأساسي أعلى ؛
- تبديد الحرارة - أقل ؛
- مجموعة التعليمات القابلة للتنفيذ أوسع ؛
- النطاق الترددي الأقصى للذاكرة - أكثر ؛
- يدعم أكثرالمهام.
بمعنى آخر ، تقليل العملية = زيادة الإنتاجية. هذه بديهية. 
وظائف Kernel
ينفذ النواة المركزية للمعالج نوعين رئيسيين من المهام:
- داخل النظام.
- مخصص.
يتضمن الثاني وظائف دعم التطبيقات من خلال استخدام بيئة البرنامج. في الواقع ، فإن برمجة التطبيقات مبنية فقط على تحميل وحدة المعالجة المركزية بالمهام التي ستؤديها. هدف المطور هو تحديد الأولويات لتنفيذ إجراء معين.
تتيح لك أنظمة التشغيل الحديثة استخدام جميع نوى المعالج بشكل صحيح ، مما يوفر أقصى إنتاجية للنظام. ومن هذا المنطلق ، تجدر الإشارة إلى حقيقة عادية ولكنها منطقية: فكلما زاد عدد النوى المادية على المعالج ، كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يعمل بشكل أسرع وأكثر استقرارًا.
كيفية تمكين جميع النوى
يريد بعض المستخدمين ، سعياً لتحقيق أقصى أداء ، استخدام قوة المعالجة الكاملة لوحدة المعالجة المركزية. للقيام بذلك ، هناك عدة طرق يمكن استخدامها بشكل منفصل ، أو الجمع بين عدة عناصر:
- فتح النوى المخفية وغير المستخدمة (غير مناسب لجميع المعالجات - تحتاج إلى دراسة التعليمات على الإنترنت بالتفصيل والتحقق من النموذج الخاص بك) ؛
- تفعيل الوضع لزيادة التردد لفترة قصيرة ؛
- رفع تردد التشغيل اليدوي للمعالج.
أسهل طريقة لبدء تشغيل جميع النوى النشطة مرة واحدة هي كما يلي:
- افتح قائمة "ابدأ" بالزر المقابل ؛
- اكتب الأمر "msconfig.exe" في شريط البحث (فقط بدون علامات الاقتباس) ؛
- افتح عنصر "المعلمات المتقدمة" وقم بتعيين القيم اللازمة في عمود "عدد المعالجات" ، بعد تنشيط مربع الاختيار المقابل للخط.
كيفية تمكين جميع النوى في نظام التشغيل Windows 10؟
الآن ، عند بدء تشغيل Windows ، ستعمل جميع النوى المادية للحوسبة في وقت واحد (يجب عدم الخلط بينه وبين الخيوط).
أصحاب معالجات AMD الأقدم
ستكون المعلومات التالية مفيدة لمالكي معالجات AMD الأقدم. إذا كنت لا تزال تستخدم الرقائق التالية ، فسوف تفاجأ بسرور: 
تسمى تقنية فتح النوى الإضافية ACC (معايرة الساعة المتقدمة). إنه مدعوم على الشرائح التالية: 
الأداة التي تسمح لك بفتح نواة إضافية لكل مصنع تسمى بشكل مختلف: 
بهذه الطريقة البسيطة ، يمكنك تحويل نظام ثنائي النواة إلى نظام رباعي النواة. معظمكم لم يعرف حتى عن هذا ، أليس كذلك؟ دعونا نأمل أن أكون قد ساعدتك في تحقيق مكاسب في الإنتاجية مجانًا.
في هذه المقالة ، حاولت أن أشرح لك بأكبر قدر ممكن من التفاصيل ماهية النواة ، وما تتكون منه ، وما هي الوظائف التي تؤديها وما هي إمكاناتها.
في البرامج التعليمية التالية ، تنتظرك أشياء كثيرة مثيرة للاهتمام ، وبالتالي فهي ليست مادية. وداعا وداعا.
من المحتمل أن كل مستخدم لديه القليل من المعرفة بجهاز الكمبيوتر قد واجه مجموعة من الخصائص غير المفهومة عند اختيار معالج مركزي: تقنية المعالجة ، ذاكرة التخزين المؤقت ، المقبس ؛ طلب المشورة من الأصدقاء والمعارف المختصين في مسألة أجهزة الكمبيوتر. دعونا نلقي نظرة على مجموعة متنوعة من المعلمات ، لأن المعالج جزء اساسيجهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وفهم خصائصه سيمنحك الثقة في الشراء والاستخدام الإضافي.
وحدة المعالجة المركزية
وحدة المعالجة المركزية كمبيوتر شخصيهي دائرة كهربائية صغيرة مسؤولة عن إجراء أي عمليات للبيانات وتتحكم في الأجهزة الطرفية. إنه موجود في علبة سيليكون خاصة تسمى الكريستال. يستخدم الاختصار للاختصار - وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) أو وحدة المعالجة المركزية(من وحدة المعالجة المركزية الإنجليزية - وحدة المعالجة المركزية). على السوق الحديثمكونات الكمبيوتر ، هناك شركتان متنافستان ، إنتل و AMD، التي تتنافس باستمرار على أداء المعالجات الجديدة ، وتعمل باستمرار على تحسين العملية التكنولوجية.
تكنولوجيا العمليات
تكنولوجيا العملياتهو الحجم المستخدم في تصنيع المعالجات. يحدد حجم الترانزستور ، ووحدته نانومتر (نانومتر). تشكل الترانزستورات بدورها الأساس الداخلي لوحدة المعالجة المركزية. خلاصة القول هي أن التحسين المستمر في تقنيات التصنيع يسمح لك بتقليل حجم هذه المكونات. نتيجة لذلك ، يتم وضع الكثير منها على شريحة المعالج. يساعد هذا في تحسين أداء وحدة المعالجة المركزية ، لذلك يتم دائمًا الإشارة إلى تقنية العملية المستخدمة في معلماتها. على سبيل المثال ، تم تصنيع Intel Core i5-760 وفقًا لتقنية المعالجة 45 نانومتر ، وتم تصنيع Intel Core i5-2500K وفقًا لتقنية المعالجة 32 نانومتر ، بناءً على هذه المعلومات ، يمكن للمرء أن يحكم على مدى حداثة المعالج و يتفوق أداء سابقه في الأداء ، ولكن عند اختياره ، من الضروري مراعاة عدد من الخيارات الأخرى.
بنيان
أيضًا ، تتميز المعالجات بخاصية مثل الهندسة المعمارية - مجموعة من الخصائص المتأصلة في عائلة كاملة من المعالجات ، كقاعدة عامة ، تم إنتاجها لسنوات عديدة. بمعنى آخر ، العمارة هي تنظيمهم أو البناء الداخليوحدة المعالجة المركزية.
عدد النوى
جوهر- أهم عنصر في المعالج المركزي. إنه جزء من المعالج قادر على تنفيذ تدفق تعليمات واحد. تختلف النوى في حجم ذاكرة التخزين المؤقت ، وتردد الناقل ، وتكنولوجيا التصنيع ، وما إلى ذلك. يقوم المصنعون بتعيين أسماء جديدة لهم مع كل عملية تقنية لاحقة (على سبيل المثال ، نواة معالج AMD هو Zambezi ، و Intel هي Lynnfield). مع تطور تقنيات تصنيع المعالجات ، أصبح من الممكن وضع أكثر من نواة واحدة في حزمة واحدة ، مما يزيد بشكل كبير من أداء وحدة المعالجة المركزية ويساعد على أداء العديد من المهام في وقت واحد ، فضلاً عن استخدام العديد من النوى في البرامج. معالجات متعددة النواةسيكون قادرًا على التعامل مع عمليات الأرشفة وفك تشفير الفيديو وتشغيل ألعاب الفيديو الحديثة وما إلى ذلك بشكل أسرع. على سبيل المثال ، الخطوط المعالجات الأساسية 2 Duo و Core 2 Quad من Intel ، والتي تستخدم وحدات المعالجة المركزية ثنائية النواة ورباعية النواة ، على التوالي. على هذه اللحظةمعالجات متوفرة بكثرة بـ 2 و 3 و 4 و 6 مراكز. يتم استخدام معظمها في حلول الخادم ولا يطلبها مستخدم الكمبيوتر العادي.
تكرار
بالإضافة إلى عدد النوى ، يتأثر الأداء بـ تردد الساعة. تعكس قيمة هذه الخاصية أداء وحدة المعالجة المركزية في عدد الدورات (العمليات) في الثانية. سمة مهمة أخرى هي تردد الحافلات(FSB - Front Side Bus) يوضح السرعة التي يتم بها تبادل البيانات بين المعالج والأجهزة الطرفية للكمبيوتر. تردد الساعة يتناسب مع تردد الحافلة.
قابس كهرباء
لكي تتم ترقية المعالج المستقبلي ليتوافق مع اللوحة الأم الحالية ، فأنت بحاجة إلى معرفة المقبس الخاص به. المقبس يسمى الموصل، حيث تم تثبيت وحدة المعالجة المركزية اللوحة الأمحاسوب. يتميز نوع المقبس بعدد المسامير والشركة المصنعة للمعالج. تتوافق المقابس المختلفة مع أنواع معينة من وحدة المعالجة المركزية ، لذلك يقبل كل مقبس نوعًا معينًا من المعالج. تستخدم Intel مقبس LGA1156 و LGA1366 و LGA1155 ، بينما تستخدم AMD AM2 + و AM3.
مخبأ
مخبأ- حجم الذاكرة مع سرعة وصول عالية جدًا ، وهو أمر ضروري لتسريع الوصول إلى البيانات الموجودة في الذاكرة باستمرار مع سرعة وصول أقل (RAM). عند اختيار المعالج ، ضع في اعتبارك أن زيادة حجم ذاكرة التخزين المؤقت تعمل على تحسين أداء معظم التطبيقات. تتميز ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية بثلاثة مستويات ( L1 و L2 و L3) ، الموجود مباشرة على قلب المعالج. يتلقى البيانات من ذاكرة الوصول العشوائي للمزيد السرعه العاليهيعالج. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه بالنسبة لوحدات المعالجة المركزية متعددة النواة ، يشار إلى مقدار ذاكرة التخزين المؤقت L1 لنواة واحدة. تؤدي ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني وظائف مماثلة ، تختلف في السرعة المنخفضة والحجم الأكبر. إذا كنت تنوي استخدام المعالج لمهام كثيفة الاستخدام للموارد ، فسيكون من الأفضل استخدام نموذج يحتوي على كمية كبيرة من ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثاني ، بالنظر إلى أن المقدار الإجمالي لذاكرة التخزين المؤقت L2 يُشار إليه للمعالجات متعددة النواة. أقوى المعالجات مثل AMD Phenom و AMD Phenom II و Intel Core i3 و Intel Core i5 و Intel Core i7 و Intel Xeon مجهزة بـ L3 cache. ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثالث هي الأقل سرعة ، ولكن يمكن أن تصل إلى 30 ميجابايت.
استهلاك الطاقة
يرتبط استهلاك طاقة المعالج ارتباطًا وثيقًا بتقنية إنتاجه. مع انخفاض النانومتر في تقنية المعالجة ، وزيادة عدد الترانزستورات وزيادة تواتر ساعة المعالجات ، هناك زيادة في استهلاك الطاقة لوحدة المعالجة المركزية. على سبيل المثال ، المعالجات الخط الأساسيتتطلب i7 من Intel ما يصل إلى 130 واط أو أكثر. يميز الجهد المزود بالنواة بوضوح استهلاك طاقة المعالج. هذا الإعداد مهم بشكل خاص عند اختيار وحدة المعالجة المركزية لاستخدامها كمركز وسائط متعددة. في الموديلات الحديثةتستخدم المعالجات تقنيات مختلفة تساعد في مكافحة الاستهلاك المفرط للطاقة: مستشعرات درجة الحرارة المدمجة ، وأنظمة التحكم التلقائي في الجهد والتردد لأنوية المعالج ، وأنماط توفير الطاقة مع انخفاض حمل وحدة المعالجة المركزية.
ميزات إضافية
اكتسبت المعالجات الحديثة القدرة على العمل في وضعي 2 و 3 قنوات مع كبش، مما يؤثر بشكل كبير على أدائها ، كما أنه يدعم مجموعة أكبر من الإرشادات ، مما يرفع وظائفها إلى مستوى جديد. تقوم وحدات معالجة الرسومات بمعالجة الفيديو من تلقاء نفسها ، وبالتالي تفريغ تحميل وحدة المعالجة المركزية ، بفضل التكنولوجيا DXVA(من تسريع الفيديو الإنجليزي DirectX - تسريع الفيديو بواسطة مكون DirectX). تستخدم Intel التكنولوجيا المذكورة أعلاه دفعة توربولتغيير تردد ساعة وحدة المعالجة المركزية ديناميكيًا. تكنولوجيا خطوة السرعةيدير استهلاك طاقة وحدة المعالجة المركزية حسب نشاط المعالج ، و تقنية إنتل الافتراضيةيخلق بيئة افتراضية في الأجهزة لاستخدامات متعددة أنظمة التشغيل. أيضًا ، يمكن تقسيم المعالجات الحديثة إلى نوى افتراضية باستخدام التكنولوجيا فرط خيوط. على سبيل المثال ، المعالج ثنائي النواة قادر على تقسيم سرعة الساعة لنواة واحدة إلى نواة ، مما يساهم في أداء معالجة عالي مع أربعة مراكز افتراضية.
بالتفكير في تكوين جهاز الكمبيوتر الخاص بك في المستقبل ، لا تنس بطاقة الفيديو و GPU(من وحدة معالجة الرسومات الإنجليزية - جهاز معالجة الرسوم) - معالج بطاقة الفيديو الخاصة بك ، وهو المسؤول عن التصيير (العمليات الحسابية مع العناصر الهندسية والمادية ، وما إلى ذلك). كلما زاد تردد النواة وتكرار الذاكرة ، قل الحمل على المعالج المركزي. يجب أن يولي اللاعبون اهتمامًا خاصًا بوحدة معالجة الرسومات.