مصفوفة الثنائيات

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
مصفوفة ثنائية تُستخدم في آلة حاسبة قديمة لترميز عدة مفاتيح على عشرة خطوط إشارة. في هذا المثال، يتصل كل صف بمفتاح ويُفعّل أحد مسارات النحاس الظاهرة. تُلحم الثنائيات، وهي أجسام أسطوانية حمراء صغيرة ذات أسلاك توصيل، بين مسارات "الصف" الظاهرة هنا ومسارات "العمود" المخفية على الجانب الخلفي من لوحة الدوائر المطبوعة. يمكن لضغطة مفتاح واحدة أن تُفعّل سلكًا واحدًا أو أكثر لتمثيل أرقام أو وظائف الآلة الحاسبة.

في الإلكترونيات الرقمية ، تُعدّ مصفوفة الثنائيات شبكة ثنائية الأبعاد من الأسلاك، حيث تتصل الثنائيات عند نقاط تقاطع محددة. يتم تنشيط صف واحد من مصفوفة الثنائيات في أي لحظة. يمر التيار عبر كل ثنائي متصل بعمود. يمكن استخدام هذه الأعمدة المُنشّطة كإشارات تحكم لنظام متصل، أو قد تُمثّل بيانات أو تعليمات حاسوبية.

تُعدّ مصفوفة الثنائيات إحدى تقنيات تنفيذ ذاكرة القراءة فقط . وقد استُخدمت كوحدة تحكم أو برنامج مصغر في العديد من الحواسيب القديمة. ولا تزال مصفوفة الترانزستورات المكافئة منطقيًا تُستخدم كوحدة تحكم أو برنامج مصغر أو "ذاكرة قراءة فقط لفك التشفير" في العديد من المعالجات الدقيقة الحديثة.

تاريخ

استُخدمت ذاكرة القراءة فقط (ROM) ذات مصفوفة الثنائيات في العديد من أجهزة الكمبيوتر في الستينيات والسبعينيات، بالإضافة إلى الآلات الحاسبة الإلكترونية المكتبية ودوائر مصفوفة لوحة المفاتيح لمحطات الكمبيوتر الطرفية . [ 1 ] [ 2 ] تحتوي دائرة مصفوفة لوحة المفاتيح على شبكة مشابهة جدًا من الثنائيات، ولكنها تُستخدم بطريقة مختلفة. [ 3 ]

كان جهاز التسلسل الصغير في العديد من أجهزة الكمبيوتر المبكرة، ربما بدءًا من جهاز Whirlwind I ، يقوم ببساطة بتنشيط كل صف من مصفوفة الثنائيات بالتتابع، وبعد تنشيط الصف الأخير، يبدأ من جديد مع الصف الأول. [ 4 ]

تقنية البرمجة الدقيقة، كما وصفها موريس ويلكس لأول مرة ، تعتمد على إضافة مصفوفة ثنائية ثانية إلى وحدة تخزين تحكم ثنائية. [ 5 ] استخدمت الحواسيب اللاحقة تطبيقات بديلة متنوعة لوحدة تخزين التحكم، لكنها عادت في النهاية إلى استخدام مصفوفة ثنائية أو مصفوفة ترانزستور. شملت هذه البدائل أنظمة الذاكرة ذات النواة المغناطيسية ، مثل ذاكرة الحبل الأساسية ، التي احتوت على برنامج حاسوب توجيه أبولو ، وذاكرة القراءة فقط باستخدام المكثفات والمحولات (CCROS وTROS) المستخدمة في عائلة IBM System/360 . [ 6 ] [ 7 ] كان المستخدم يبرمج وحدة تخزين التحكم في هذه الحواسيب المبكرة يدويًا عن طريق توصيل الثنائيات بنقاط تقاطع محددة بين خطوط الكلمات وخطوط البت . في المخططات التوضيحية، تكون خطوط الكلمات عادةً أفقية، وخطوط البت عادةً رأسية.

كانت وحدة التحكم في بعض الحواسيب الصغيرة عبارة عن شريحة أو أكثر من شرائح المصفوفة المنطقية القابلة للبرمجة . وكانت شريحة المصفوفة المنطقية "الفارغة" من الشركة المصنعة تأتي مزودة بمصفوفة ثنائية أو مصفوفة ترانزستورات، مع وجود ثنائي (أو ترانزستور) عند كل تقاطع. وكان المستخدم يقوم ببرمجة وحدة التحكم في هذه الحواسيب عن طريق قطع التوصيلات غير المرغوب فيها عند التقاطعات المحددة.

تستخدم بعض المعالجات الدقيقة الحديثة والدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) ذاكرة تحكم تعتمد على مصفوفة ثنائية أو مصفوفة ترانزستور. عادةً ما تُصمم شبكة فارغة مع ثنائي (أو ترانزستور) عند كل تقاطع، ثم يُجهز قناع لاستبعاد التوصيلات غير المرغوب فيها عند التقاطعات المختارة. عند إجراء الهندسة العكسية للدوائر المتكاملة التي تتضمن ذاكرة قراءة فقط (ROM) مُبرمجة بقناع فك التشفير، تتمثل إحدى الخطوات الرئيسية في التقاط صور لتلك الذاكرة بدقة كافية لفصل كل موقع تقاطع وعمق لوني كافٍ للتمييز بين التقاطعات "المتصلة" و"غير المتصلة". [ 8 ] [ 9 ]

بما أن مخزن التحكم يقع في المسار الحرج لتنفيذ الحاسوب، فإن مخزن تحكم سريع يُعد جزءًا أساسيًا من الحاسوب السريع. في الحواسيب المركزية ذات الترميز الدقيق المكثف، مثل IBM System/360 Model 50 ، كانت مجموعة التعليمات بأكملها تُنفذ بواسطة ترميز دقيق مُخزن في هذا المخزن السريع للقراءة فقط. [ 10 ] لفترة من الزمن، كان مخزن التحكم أسرع بكثير من ذاكرة البرنامج، مما سمح بتنفيذ سلسلة طويلة ومعقدة من الخطوات عبر مخزن التحكم لكل عملية جلب تعليمات، وهو ما يُعرف الآن باسم الحوسبة ذات مجموعة التعليمات المعقدة . لاحقًا، ساهمت التقنيات المُستخدمة في ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات السريعة في تسريع هذه الذاكرة إلى درجة أصبح فيها مخزن التحكم أسرع ببضع مرات فقط من ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات، مما أدى إلى تقليل عدد الخطوات، وفي النهاية إلى خطوة واحدة فقط عبر مخزن التحكم لكل عملية جلب تعليمات في الحوسبة ذات مجموعة التعليمات المُختزلة . [ 5 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "1965: مصفوفات ذاكرة القراءة فقط لأشباه الموصلات" . محرك التخزين . متحف تاريخ الحاسوب . تم الاسترجاع في 1 يونيو 2026 .
  2. ↑ شريف، كين (2019). "TROS: كيف خزّنت أجهزة الكمبيوتر المركزية من IBM الشفرة المصغرة في المحولات" . righto.com .
  3. ↑ واتسون، ويليام ج. (1959). TEAM - آلة جمع إلكترونية تعمل بالترانزستور (ملف PDF) (ماجستير). جامعة ولاية أوكلاهوما. 452878.
  4. ↑ إيفريت، روبرت ر. (1951). حاسوب ويرل ويند 1. المؤتمر المشترك للحاسوب بين معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات ومعهد مهندسي الراديو: مراجعة الحواسيب الرقمية الإلكترونية. المعهد الأمريكي لمهندسي الكهرباء. الصفحات 70-74 . doi : 10.1145/1434770.1434781 . 
  5. 1 2 سموثرمان، مارك (2022) [1999]. "تاريخ موجز للبرمجة المصغرة" .
  6. ↑ شريف، كين (2019). "برمجيات منسوجة في سلك: الحبل الأساسي وحاسوب توجيه أبولو" . righto.com . تم الاسترجاع في 1 يونيو 2026 .
  7. ↑ شريف، كين (2019). "TROS: كيف خزّنت أجهزة IBM المركزية الشفرة الدقيقة في المحولات" . righto.com . تم الاسترجاع في 1 يونيو 2026 .
  8. ↑ visual6502.org
  9. ↑ سكوروبوغاتو، سيرجي ب. (2001). "حماية النسخ في المتحكمات الدقيقة الحديثة" . جامعة كامبريدج.
  10. ↑ شريف، كين (2022). "محاكاة الحاسوب المركزي IBM 360/50 من خلال شفرته المصغرة" . righto.com . تاريخ الاسترجاع: 1 يونيو 2026 .