כיצד מחשב מעבד מידע?

בדיוק כמו בני אדם, מחשבים משתמשים במוח כדי לעבד מידע. עבור מחשב, המוח הוא יחידת העיבוד המרכזית (CPU). ה-CPU הוא השבב שמפעיל את כל התוכניות של המחשב. הוא יושב על לוח האם ומתקשר עם כל שאר רכיבי החומרה בתוך המחשב. שום דבר לא יכול לפעול בלי לעבור דרך המעבד תחילה.

בכל תוכנת מחשב יושבת מערכת הוראות. המעבד משתמש בהוראות כמדריך להפעלת התוכניות. כדי לקבוע מה לעשות עם ההוראות, המעבד עובר 4 שלבים כדי לוודא שהתוכנית פועלת ללא שגיאות. 4 השלבים הם אחזור, פענוח, ביצוע וכתיבה חוזרת.

הדבר הראשון שצריך לעשות הוא שלב האחזור. כאשר המשתמש מבצע פקודה לפתיחת תוכנית, ה-CPU מקבל בקשה זו ומעבד אותה. לאחר מכן, המעבד מאחזר את התוכנית הרצויה על ידי גישה לזיכרון עבור מיקום התוכנית. לכל תוכנית יש מספר מונה תוכנית; זוהי מפת דרכים שבה משתמש ה-CPU כדי לאתר את התוכנית ולקבל הוראות נוספות מהתוכנית.

פענוח הוא השלב הבא של התהליך. כאשר מעבד מביא תוכנית, הוא לא רואה את כל ההיבטים הגרפיים היפים שאנו רואים. כל מה שהוא רואה זה קוד תכנות. יש לפענח את הקוד הזה לשפה שהמעבד מבין. יש ממש מאות שפות תכנות שונות שמתכנתים משתמשים בהן כדי לכתוב תוכנות. ה-CPU חייב תחילה להחליט באיזו שפה התוכנית כתובה ולאחר מכן לפענח אותה כך שהוא יבין את ההוראות המוחזקות בתוך הקוד.

תהליך הפענוח הוא רשימה נוספת של שלבים. המעבד מפרק את הקוד כך שיהיה ניתן לניהול. החלקים שבהם מתעסק המעבד הם היחידים שמתקשרים איתו ישירות. ה-opcode (מציין את הסדר המספרי של הקוד) משמש כדי להבין את הסדר שבו יש לבצע את הקוד. יש מקרים שבהם מעבד לא יכול לפרש את הקוד בעצמו; אז הוא משתמש במתרגם שנקרא מיקרו-תוכנית. לאחר שהמיקרו-תוכנה פירשה את הקוד, היא שולחת את ההוראות בחזרה למעבד בשפה שהיא מבינה.

הבא הוא שלב הביצוע. לאחר מציאת הסדר המספרי של ההוראות בקוד, ה-CPU מוכן כעת לבצע אותן לפי הסדר. התוכנית נטענת ומוכנה עבור המשתמש. החל משלב 1, כל הרכיבים הדרושים להפעלת התוכנית ביעילות נטענים באמצעות ה-opcode והמיקרו-תוכנית, במידת הצורך.

שלב הכתיבה הוא השלב האחרון. במהלך כל אחד מהשלבים הקודמים, המעבד מתעד משוב על התהליך. זה הכרחי אם הייתה בעיה במהלך אחד השלבים. גם אם הכל נטען בהצלחה, המעבד כותב את המצב בחזרה לזיכרון. דוגמה לכך היא כאשר שגיאה גורמת ל-Windows לא להפעיל כראוי. לאחר הפעלה מחדש של המחשב, המעבד כותב את השגיאה לזיכרון. כאשר התוכנית נטענת שוב, המעבד מושך את המשוב מהניסיון האחרון ומציג הודעה למשתמש. אז, כך מחשב מעבד מידע; על ידי ביצוע שלבים והוראות מוגדרים מראש בתוך קוד תכנות באמצעות ה-CPU.