Πώς επεξεργάζεται ένας υπολογιστής πληροφορίες;

Ακριβώς όπως οι άνθρωποι, οι υπολογιστές χρησιμοποιούν έναν εγκέφαλο για την επεξεργασία πληροφοριών. Για έναν υπολογιστή, ο εγκέφαλος είναι η κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU). Η CPU είναι το τσιπ που εκτελεί όλα τα προγράμματα του υπολογιστή. Κάθεται στη μητρική πλακέτα και επικοινωνεί με όλα τα άλλα στοιχεία υλικού μέσα στον υπολογιστή. Τίποτα δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς να περάσει πρώτα από τον επεξεργαστή.

Σε κάθε πρόγραμμα υπολογιστή υπάρχει ένα σύνολο οδηγιών. Η CPU χρησιμοποιεί τις οδηγίες ως οδηγό για την εκτέλεση των προγραμμάτων. Για να καθορίσετε τι πρέπει να κάνετε με τις οδηγίες, η CPU ακολουθεί 4 βήματα για να βεβαιωθεί ότι το πρόγραμμα εκτελείται χωρίς σφάλματα. Τα 4 βήματα είναι η ανάκτηση, η αποκωδικοποίηση, η εκτέλεση και η επιστροφή.

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να γίνει είναι το βήμα ανάκτησης. Όταν ο χρήστης κάνει μια εντολή για το άνοιγμα ενός προγράμματος, η CPU λαμβάνει αυτό το αίτημα και το επεξεργάζεται. Στη συνέχεια, η CPU ανακτά το επιθυμητό πρόγραμμα αποκτώντας πρόσβαση στη μνήμη για τη θέση του προγράμματος. Κάθε πρόγραμμα έχει έναν αριθμό μετρητή προγράμματος. αυτός είναι ένας οδικός χάρτης που χρησιμοποιεί η CPU για να εντοπίσει το πρόγραμμα και να λάβει περαιτέρω οδηγίες από το πρόγραμμα.

Η αποκωδικοποίηση είναι η επόμενη φάση της διαδικασίας. Όταν μια CPU ανακτά ένα πρόγραμμα, δεν βλέπει όλες τις όμορφες γραφικές πτυχές που βλέπουμε. Το μόνο που βλέπει είναι κώδικας προγραμματισμού. Αυτός ο κώδικας πρέπει να αποκρυπτογραφηθεί σε γλώσσα που κατανοεί η CPU. Υπάρχουν κυριολεκτικά εκατοντάδες διαφορετικές γλώσσες προγραμματισμού που χρησιμοποιούν οι προγραμματιστές για να γράφουν προγράμματα λογισμικού. Η CPU πρέπει πρώτα να αποφασίσει σε ποια γλώσσα είναι γραμμένο το πρόγραμμα και στη συνέχεια να το αποκωδικοποιήσει ώστε να κατανοήσει τις οδηγίες που βρίσκονται μέσα στον κώδικα.

Η διαδικασία αποκωδικοποίησης είναι μια άλλη λίστα βημάτων. Η CPU αναλύει τον κώδικα ώστε να είναι διαχειρίσιμος. Τα μέρη με τα οποία ασχολείται η CPU είναι τα μόνα που επικοινωνούν άμεσα μαζί της. Ο κωδικός λειτουργίας (δηλώνει την αριθμητική σειρά του κώδικα) χρησιμοποιείται για να υπολογίσει τη σειρά με την οποία πρέπει να εκτελεστεί ο κώδικας. Υπάρχουν φορές που μια CPU δεν μπορεί να ερμηνεύσει τον κώδικα από μόνη της. Έτσι χρησιμοποιεί έναν μεταφραστή που ονομάζεται μικροπρόγραμμα. Μόλις το μικροπρόγραμμα ερμηνεύσει τον κώδικα, στέλνει τις οδηγίες πίσω στην CPU σε γλώσσα που κατανοεί.

Ακολουθεί το στάδιο εκτέλεσης. Αφού βρει την αριθμητική σειρά των εντολών στον κώδικα, η CPU είναι τώρα έτοιμη να τις εκτελέσει με τη σειρά. Το πρόγραμμα φορτώνεται και είναι έτοιμο για τον χρήστη. Ξεκινώντας από το Βήμα 1, όλα τα στοιχεία που είναι απαραίτητα για την αποτελεσματική εκτέλεση του προγράμματος φορτώνονται χρησιμοποιώντας τον κωδικό και το μικροπρόγραμμα, εάν είναι απαραίτητο.

Η φάση εγγραφής είναι η τελική. Κατά τη διάρκεια καθενός από τα προηγούμενα βήματα, η CPU καταγράφει ανατροφοδότηση σχετικά με τη διαδικασία. Αυτό είναι απαραίτητο εάν υπήρξε πρόβλημα σε ένα από τα βήματα. Ακόμα κι αν όλα φορτωθούν επιτυχώς, η CPU επαναγράφει την κατάσταση στη μνήμη. Ένα παράδειγμα αυτού είναι όταν ένα σφάλμα προκαλεί τη μη σωστή εκκίνηση των Windows. Μετά την επανεκκίνηση του υπολογιστή, η CPU εγγράφει το σφάλμα στη μνήμη. Όταν το πρόγραμμα φορτώσει ξανά, η CPU τραβάει τα σχόλια από την τελευταία προσπάθεια και εμφανίζει ένα μήνυμα στον χρήστη. Έτσι, αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο ένας υπολογιστής επεξεργάζεται τις πληροφορίες. ακολουθώντας προκαθορισμένα βήματα και οδηγίες μέσα στον κώδικα προγραμματισμού χρησιμοποιώντας την CPU.