تمثل القلب النابض لجهاز الكمبيوتر وتحتوي على المعالج الرئيسي للنظام، وتعمل هذه الوحدة تحت مظلة وحدة الحساب والمنطق، وتعلق جميع الأوامر والتعليمات الداخلة للمعالج على جدار الذاكرة الرئيسة إلى حين استقبالها ومرورها على المعالج، وكذلك تستخدم الذاكرة الرئيسة للتخزين المؤقت للمعلومات. وتقوم هذه الوحدة باستقبال البيانات (المدخلات) من وحدات الإدخال، وتصدِّر النتائج (المخرجات) إلى وحدات الإخراج، ويمكن تخزين المدخلات والمخرجات في وحدات التخزين الثانوية، والجدير بالذكر أن المدخلات والمخرجات يتم نقلها من وإلى المعالج عن طريق باصات تسمى ناقلات البيانات.
تتكون وحدة المعالجة المركزية من ثلاثة أجزاء رئيسية هي:
وتتكون من دوائر الكترونية ومهمتها إجراء العمليات الحسابية (الجمع والطرح والضرب والقسمة) والمنطقية (أكبر من، أصغر من، ويساوي، وغيرها) على البيانات المدخلة. ويتم إجراء العمليات الحسابية على المدخلات، ويكون نواتجها أرقامًا، أما العمليات المنطقية فإن نواتجها إما صح أو خطأ، وتعمل هذه الوحدة على جلب البيانات الموجودة على الذاكرة، وإجراء العمليات المطلوبة عليها وإرسالها مرة أخرى للذاكرة، وترتبط هذه الوحدة بمواقع تخزين عالية السرعة، تسمى بالمسجلات، وتخزن عليها البيانات والمعلومات بشكل مؤقت؛ لاستخدامها من قبل وحدة الحساب والمنطق.
الإشراف على عمل ووظائف الوحدات الأخرى، ومهمتها الأساسية تتمثل في التحكم في نقل البيانات بين الوحدات المختلفة، وقراءة تعليمات البرامج وتفسيرها، وتوجيه العمليات الداخلة للمعالج، كما أنها تعمل على جلب التعليمات من الذاكرة وترجمة شفرتها وإرسالها إلى الوحدة المناسبة، وبالتالي فهي ترسل البيانات المطلوب معالجتها حسابيًّا ومنطقيًّا إلى وحدة الحساب والمنطق؛ لكي تقوم بإجرائها، ونقلها مرة أخرى للذاكرة.
تستخدم هذه الذاكرة للتخزين المؤقت للأوامر وللبيانات وللنتائج، فيحزن عليها الأوامر التي تحدد المطلوب من المعالج، وتخزن عليها البيانات قبل معالجتها ونتائج المعالجة، وتقاس السعة التخزينية للذاكرة بالميجابايت. وهي من مضاعفات وحدة البت، وتمثل وحدة الميجابايت في وقتنا الحالي أقل وحدة قياس للذاكرة علمًا بأن:
8 بت = 1 بايت
1024 بايت = 1 كيلو بايت
1024 كيلوبايت = 1 ميجابايت.
1024 ميجابايت = 1 جيجابايت.
1024 جيجابايت = 1 تيرابايت.
وللذاكرة الأنواع التالية:
1 ‑ ذاكرة الوصول العشوائي (RAM):
يمكن الكتابة عليها والقراءة منها، وتتميز هذه الذاكرة بأنها تفقد جميع محتوياتها بمجرد انقطاع الكهرباء عنها؛ لذلك يتم تخزين البيانات والمعلومات التي تحتاج لاستخدامها فيما بعد في وحدات التخزين الثانوية.
لا يمكن الكتابة إطلاقًا على هذه الذاكرة، وتخزن عليها التعليمات الضرورية لتشغيل الكمبيوتر، وتتأكد من عمل الذاكرة والأقراص، ولا تفقد هذه الذاكرة محتوياتها، ولا يمكن الوصول إليها من قبل المستخدم.
3 ‑ الذاكرة المخبأة (Cash):
وهي ذاكرة مساعدة للمعالج تعمل على نقل التعليمات والأوامر من الذاكرة الرئيسية بصورة سريعة، وفي أقل وقت ممكن.
4 ‑ الذاكرة الثانوية (ذاكرة التخزين):
المهمة الأساسية لهذا النوع من الذاكرة تنحصر في تخزين البيانات والمعلومات بشكل دائم، ويكون من السهولة الوصول إليها والتعامل معها في المستقبل، وما يميزها عن ذاكرة الوصول العشوائي RAM أنها لا تفقد محتوياتها عند انقطاع الكهرباء.
ولوحدات التخزين الثانوية نوعين، فالأول ثابت داخل الجهاز، وتخزن فيه الملفات الضرورية لنظام التشغيل والبرامج التطبيقية الأساسية، والآخر يمكن توصيلها مع الجهاز، ويتم التعامل معها كبقية الملحقات الخارجية، وفيما يلي عرض موجز لأهم هذه الوحدات:
أ- القرص الصلب HD:
يتكون من شريط مغناطيسي رقيق في شكل فيلم، ويتكون من مجموعة من القطاعات والمسارات والإسطوانات الرقيقة، ويتم تشغيله من خلال ما يسمى بسواق الأقراص (محرك الأقراص)، وآلية عمل السواق هو تحريك القرص بسرعة عالية جدًا داخل مسار دائري، وتقدر سرعته بحولي 7200 دورة في الدقيقة الواحدة، ويحتوي السواق على ذراع مثبت عليه مجموعة من الرؤوس المغناطيسية التي تعمل على قراءة الشريط المغناطيسي، وتشبه آلية عمله بشكل كبير طريقة عمل شريط الكاسيت، ويستخدم هذا القرص بشكل أساسي في تخزين الملفات الأساسية لنظام التشغيل بالإضافة إلى كونه وحدة تخزين ثانوية، ويتميز القرص الصلب عادةً بقدراته التخزينية الكبيرة جدًا، مقارنةً بصغر حجمه؛ فهو متوافر بعدة أحجام 100 جيجابايت أو أكثر.
ب ‑ القرص الضوئي CD:
ويسمى أحيانًا بقرص الليزر، وذلك لأنه يستخدم أشعة الليزر في قراءة محتوياته، وهذا ما يجعله أفضل وأسرع من القرص الصلب، ولكي تقرأ البيانات المخزنة عليه تحتاج إلى ما يسمى بقارئ الأقراص الليزرية، ويمكن التسجيل على مرة واحد فقط CD ‑ R أو عدة مرات CD ‑ RW وتبلغ سعته التخزينية حوالي 750 ميجابايت، ويستخدم عادة في حفظ ملفات الصوت والصورة.
يعمل بنفس آلية عمل قرص الليزر CD، ويتميز بقدرته التخزينية الكبيرة جدًا، وبإمكانه تخزين البيانات على الوجهين، كل وجه بإمكانه تخزين حتى 8.5 جيجابايت، وبالتالي فإن سعته التخزينية تصل إلى 17 جيجابايت، وهي أكبر بكثير من السعة التخزينية للقرص الضوئي.
ذاكرة صغيرة الحجم ويسهل حملها ونقلها، ويتم توصيلها بالنظام من خلال منفذ USB، وتتميز ببساطتها وبسهولة التعامل معها، وتتوافر بسعات تخزينية كبيرة ومختلفة، وبأسعار مناسبة جدًا.
ومن الأقراص التي اختفت تمامًا، وأصبحت من فصول التاريخ؛ ما عرفت باسم الأقراص اللينة، وتميزت بصغر حجمها (3.5 بوصة) بالإضافة إلى قدرتها التخزينية الضئيلة؛ حيث إن سعتها التخزينية لا تتجاوز 1.44 ميجابايت.
