Hogyan dolgozza fel a számítógép az információkat?

Bevezetés

Az emberekhez hasonlóan a számítógépek is agyat használnak az információ feldolgozására. A számítógép számára az agy a központi feldolgozó egység (CPU). A CPU az a chip, amely végrehajtja a számítógép összes programját. Az alaplapon található, és kommunikál a számítógépen belüli összes többi hardverkomponenssel. Semmi sem tud működni anélkül, hogy előbb át kellene menni a processzoron.

Az információfeldolgozás 4 lépése

Minden számítógépes programban egy sor utasítás található. A CPU az utasításokat útmutatóként használja a programok futtatásához. Annak meghatározásához, hogy mit tegyen az utasításokkal, a CPU 4 lépésen megy keresztül, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a program hibamentesen fut. A 4 lépés a lekérés, a dekódolás, a végrehajtás és a visszaírás.

A nap videója

Fázis lekérése

Az első dolog, amit meg kell tenni, az a letöltési lépés. Amikor a felhasználó parancsot ad egy program megnyitására, a CPU megkapja ezt a kérést, és feldolgozza azt. A CPU ezután lekéri a kívánt programot azáltal, hogy hozzáfér a program helyéhez tartozó memóriához. Minden programnak van programszámláló száma; ez egy ütemterv, amelyet a CPU használ a program megkeresésére és további utasítások lekérésére a programtól.

Dekódolási fázis

A dekódolás a folyamat következő fázisa. Amikor egy CPU letölt egy programot, nem látja az összes szép grafikai szempontot, amit látunk. Csak a programozási kódot látja. Ezt a kódot olyan nyelvre kell megfejteni, amelyet a CPU megért. Szó szerint több száz különböző programozási nyelv létezik, amelyeket a programozók szoftverprogramok írásához használnak. A CPU-nak először el kell döntenie, hogy milyen nyelven íródott a program, majd dekódolnia kell, hogy megértse a kódban lévő utasításokat.

A dekódolási folyamat a lépések másik listája. A CPU lebontja a kódot, hogy kezelhető legyen. Csak azok a részek, amelyekkel a CPU foglalkozik, közvetlenül kommunikálnak vele. Az opcode (a kód számsorrendjét jelzi) arra szolgál, hogy kitaláljuk, milyen sorrendben kell végrehajtani a kódot. Vannak esetek, amikor a CPU nem tudja önállóan értelmezni a kódot; tehát egy mikroprogramnak nevezett fordítót használ. Miután a mikroprogram értelmezte a kódot, visszaküldi az utasításokat a CPU-nak olyan nyelven, amelyet megért.

Fázis végrehajtása

Következő a végrehajtási szakasz. Miután megtalálta az utasítások számsorrendjét a kódban, a CPU készen áll a sorrendben történő végrehajtásra. A program betöltődik és készen áll a felhasználó számára. Az 1. lépéstől kezdve a program hatékony futtatásához szükséges összes komponens betöltődik az opcode és a mikroprogram segítségével, ha szükséges.

Visszaírási fázis

A visszaírási fázis az utolsó. Az előző lépések mindegyike során a CPU visszajelzést rögzít a folyamatról. Erre akkor van szükség, ha az egyik lépés során probléma merült fel. Még ha minden sikeresen is betöltődött, a CPU visszaírja az állapotot a memóriába. Példa erre, amikor egy hiba miatt a Windows nem indul el megfelelően. A számítógép újraindítása után a CPU beírja a hibát a memóriába. Amikor a program újra betöltődik, a CPU előhívja az utolsó kísérlet visszajelzését, és üzenetet jelenít meg a felhasználónak. Tehát a számítógép így dolgozza fel az információkat; előre meghatározott lépések és utasítások követésével a programozási kódon belül a CPU használatával.