คอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูลอย่างไร?

เช่นเดียวกับมนุษย์ คอมพิวเตอร์ใช้สมองในการประมวลผลข้อมูล สำหรับคอมพิวเตอร์ สมองคือหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) CPU คือชิปที่รันโปรแกรมทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ อยู่บนเมนบอร์ดและสื่อสารกับส่วนประกอบฮาร์ดแวร์อื่น ๆ ทั้งหมดภายในคอมพิวเตอร์ ไม่มีสิ่งใดสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องผ่านโปรเซสเซอร์ก่อน

ในทุกโปรแกรมคอมพิวเตอร์จะมีชุดคำสั่งอยู่ CPU ใช้คำแนะนำเป็นแนวทางในการรันโปรแกรม ในการพิจารณาว่าจะทำอย่างไรกับคำแนะนำ ซีพียูต้องผ่าน 4 ขั้นตอนเพื่อให้แน่ใจว่าโปรแกรมทำงานโดยไม่มีข้อผิดพลาด 4 ขั้นตอนคือการดึงข้อมูล ถอดรหัส ดำเนินการ และเขียนกลับ

สิ่งแรกที่ต้องทำคือขั้นตอนการดึงข้อมูล เมื่อผู้ใช้สร้างคำสั่งให้เปิดโปรแกรม CPU จะได้รับคำขอนี้และประมวลผล จากนั้น CPU จะดึงโปรแกรมที่ต้องการโดยการเข้าถึงหน่วยความจำสำหรับตำแหน่งของโปรแกรม แต่ละโปรแกรมมีหมายเลขเคาน์เตอร์โปรแกรม นี่คือแผนงานที่ CPU ใช้ในการค้นหาโปรแกรมและรับคำแนะนำเพิ่มเติมจากโปรแกรม

การถอดรหัสเป็นขั้นตอนต่อไปของกระบวนการ เมื่อ CPU เรียกโปรแกรม จะไม่เห็นด้านกราฟิกที่สวยงามทั้งหมดที่เราเห็น ทั้งหมดที่เห็นคือโค้ดโปรแกรม รหัสนี้ต้องถอดรหัสเป็นภาษาที่ CPU เข้าใจ มีภาษาโปรแกรมต่างๆ หลายร้อยภาษาที่โปรแกรมเมอร์ใช้เพื่อเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ ซีพียูต้องตัดสินใจก่อนว่าโปรแกรมนั้นเขียนด้วยภาษาใด จากนั้นถอดรหัสเพื่อให้เข้าใจคำแนะนำที่อยู่ภายในโค้ด

กระบวนการถอดรหัสเป็นรายการขั้นตอนอื่น CPU แบ่งรหัสเพื่อให้สามารถจัดการได้ ชิ้นส่วนที่ CPU เกี่ยวข้องเป็นส่วนเดียวที่สื่อสารโดยตรงกับมัน opcode (ระบุลำดับตัวเลขของรหัส) ใช้เพื่อกำหนดลำดับที่ต้องดำเนินการรหัส มีบางครั้งที่ CPU ไม่สามารถตีความโค้ดได้ด้วยตัวเอง ดังนั้นจึงใช้ตัวแปลที่เรียกว่าไมโครโปรแกรม เมื่อไมโครโปรแกรมตีความโค้ดแล้ว ไมโครโปรแกรมจะส่งคำสั่งกลับไปยัง CPU ในภาษาที่เข้าใจได้

ต่อไปเป็นขั้นตอนดำเนินการ หลังจากค้นหาลำดับตัวเลขของคำสั่งในโค้ดแล้ว ตอนนี้ CPU ก็พร้อมที่จะดำเนินการตามลำดับ โปรแกรมถูกโหลดและพร้อมสำหรับผู้ใช้ เริ่มต้นที่ขั้นตอนที่ 1 ส่วนประกอบทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับโปรแกรมในการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพจะถูกโหลดโดยใช้ opcode และไมโครโปรแกรม หากจำเป็น

ขั้นตอนการเขียนกลับเป็นขั้นตอนสุดท้าย ในแต่ละขั้นตอนก่อนหน้านี้ CPU จะบันทึกความคิดเห็นเกี่ยวกับกระบวนการ นี่เป็นสิ่งจำเป็นหากเกิดปัญหาระหว่างขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่ง แม้ว่าทุกอย่างจะโหลดสำเร็จ CPU จะเขียนสถานะกลับเข้าไปในหน่วยความจำ ตัวอย่างนี้คือเมื่อข้อผิดพลาดทำให้ Windows เริ่มทำงานไม่ถูกต้อง หลังจากรีสตาร์ทคอมพิวเตอร์แล้ว CPU จะเขียนข้อผิดพลาดลงในหน่วยความจำ เมื่อโปรแกรมโหลดอีกครั้ง CPU จะดึงผลตอบรับจากความพยายามครั้งล่าสุดและแสดงข้อความถึงผู้ใช้ นั่นคือวิธีที่คอมพิวเตอร์ประมวลผลข้อมูล โดยทำตามขั้นตอนและคำแนะนำที่กำหนดไว้ล่วงหน้าภายในโค้ดโปรแกรมมิงโดยใช้ CPU