Kuidas arvuti teavet töötleb?

Nii nagu inimesed, kasutavad arvutid teabe töötlemiseks aju. Arvuti jaoks on aju keskprotsessor (CPU). CPU on kiip, mis täidab kõiki arvuti programme. See asub emaplaadil ja suhtleb kõigi teiste arvuti sees olevate riistvarakomponentidega. Miski ei tööta ilma protsessorit esmalt läbimata.

Igas arvutiprogrammis on juhiste komplekt. Protsessor kasutab juhiseid programmide käitamiseks juhendina. Et teha kindlaks, mida juhistega teha, läbib protsessor 4 sammu, et tagada programmi tõrgeteta töötamine. Neli sammu on toomine, dekodeerimine, käivitamine ja tagasikirjutamine.

Esimene asi, mida tuleb teha, on toomise samm. Kui kasutaja annab programmi avamiseks käsu, võtab protsessor selle päringu vastu ja töötleb seda. Seejärel otsib protsessor soovitud programmi, avades programmi asukoha mälu. Igal programmil on programmiloenduri number; see on teekaart, mida CPU kasutab programmi asukoha leidmiseks ja programmist täiendavate juhiste hankimiseks.

Dekodeerimine on protsessi järgmine etapp. Kui protsessor tõmbab programmi, ei näe see kõiki ilusaid graafilisi aspekte, mida me näeme. Kõik, mida see näeb, on programmeerimiskood. See kood tuleb dešifreerida keelde, millest protsessor aru saab. Programmeerijad kasutavad tarkvaraprogrammide kirjutamiseks sõna otseses mõttes sadu erinevaid programmeerimiskeeli. CPU peab esmalt otsustama, mis keeles programm on kirjutatud, ja seejärel dekodeerima selle nii, et see mõistaks koodi sees olevaid juhiseid.

Dekodeerimisprotsess on veel üks etappide loend. Protsessor purustab koodi nii, et see oleks hallatav. Need osad, millega CPU tegeleb, on ainsad, mis sellega otseselt suhtlevad. Opkoodi (näitab koodi numbrilist järjekorda) kasutatakse koodi täitmise järjekorra väljaselgitamiseks. Mõnikord ei suuda protsessor koodi iseseisvalt tõlgendada; seega kasutab see tõlkijat, mida nimetatakse mikroprogrammiks. Kui mikroprogramm on koodi tõlgendanud, saadab see juhised protsessorile arusaadavas keeles tagasi.

Järgmine on täitmise etapp. Pärast koodist käskude numbrilise järjekorra leidmist on CPU nüüd valmis neid järjekorras täitma. Programm laaditakse ja tehakse kasutaja jaoks valmis. Alates 1. sammust laaditakse vajadusel opkoodi ja mikroprogrammi abil kõik programmi tõhusaks töötamiseks vajalikud komponendid.

Tagasikirjutamise faas on viimane. Kõigi eelmiste sammude ajal salvestab protsessor protsessi kohta tagasisidet. See on vajalik, kui mõne toimingu ajal tekkis probleem. Isegi kui kõik laadimine õnnestus, kirjutab CPU oleku mällu tagasi. Selle näiteks on olukord, kus Windows ei käivitu vea tõttu korralikult. Pärast arvuti taaskäivitamist kirjutab CPU vea mällu. Kui programm uuesti laadib, tõmbab protsessor viimase katse tagasiside üles ja kuvab kasutajale teate. Niisiis, nii töötleb arvuti teavet; järgides CPU abil programmeerimiskoodis etteantud samme ja juhiseid.