Hvordan behandler en datamaskin informasjon?

Akkurat som mennesker bruker datamaskiner en hjerne til å behandle informasjon. For en datamaskin er hjernen den sentrale prosessorenheten (CPU). CPU er brikken som kjører alle datamaskinens programmer. Den sitter på hovedkortet og kommuniserer med alle de andre maskinvarekomponentene inne i datamaskinen. Ingenting kan fungere uten å gå gjennom prosessoren først.

I hvert dataprogram sitter et sett med instruksjoner. CPU-en bruker instruksjonene som en veiledning for å kjøre programmene. For å finne ut hva som skal gjøres med instruksjonene, går CPU-en gjennom 4 trinn for å sikre at programmet kjører uten feil. De 4 trinnene er henting, dekoding, utførelse og tilbakeskrivning.

Det første som må gjøres er hentetrinnet. Når brukeren gir en kommando for å åpne et program, mottar CPU denne forespørselen og behandler den. CPU-en henter deretter ønsket program ved å få tilgang til minnet for programmets plassering. Hvert program har et programtellernummer; dette er et veikart som CPU-en bruker for å finne programmet og få ytterligere instruksjoner fra programmet.

Dekoding er neste fase av prosessen. Når en CPU henter et program, ser den ikke alle de vakre grafiske aspektene vi ser. Alt den ser er programmeringskode. Denne koden må dekrypteres til et språk som CPU forstår. Det er bokstavelig talt hundrevis av forskjellige programmeringsspråk som programmerere bruker til å skrive programmer. CPU-en må først bestemme hvilket språk programmet er skrevet på og deretter dekode det slik at det forstår instruksjonene som holdes inne i koden.

Dekodeprosessen er en annen liste over trinn. CPU'en bryter ned koden slik at den er håndterbar. Delene som CPU-en håndterer er de eneste som direkte kommuniserer med den. Op-koden (indikerer den numeriske rekkefølgen av koden) brukes til å finne ut i hvilken rekkefølge koden må utføres. Det er tider når en CPU ikke kan tolke koden på egen hånd; så den bruker en oversetter kalt et mikroprogram. Når mikroprogrammet har tolket koden, sender det instruksjonene tilbake til CPU-en på et språk det forstår.

Neste er utførelsesfasen. Etter å ha funnet den numeriske rekkefølgen til instruksjonene i koden, er CPU-en nå klar til å utføre dem i rekkefølge. Programmet lastes og gjøres klart for brukeren. Fra og med trinn 1, lastes alle komponentene som er nødvendige for at programmet skal kjøre effektivt, ved hjelp av opkoden og mikroprogrammet, om nødvendig.

Tilbakeskrivningsfasen er den siste. Under hvert av de foregående trinnene registrerer CPU-en tilbakemelding på prosessen. Dette er nødvendig hvis det var et problem under ett av trinnene. Selv om alt ble lastet vellykket, skriver CPU-en statusen tilbake til minnet. Et eksempel på dette er når en feil fører til at Windows ikke starter ordentlig. Etter at datamaskinen er startet på nytt, skriver CPU-en feilen inn i minnet. Når programmet laster inn igjen, henter CPU-en tilbakemeldingen fra siste forsøk og viser en melding til brukeren. Så det er hvordan en datamaskin behandler informasjon; ved å følge forhåndsdefinerte trinn og instruksjoner i programmeringskoden ved hjelp av CPU.