Co je počítačové zpracování?

Počítačové zpracování je akce nebo série akcí, které mikroprocesor, také známý jako centrální procesorová jednotka (CPU), v počítači provádí, když přijímá informace. CPU je typ elektronického „mozku“ pro počítačový systém a provádí řadu instrukcí, které jsou do něj dodávány softwarovými programy nainstalovanými na pevný disk počítače a načteny do paměti s náhodným přístupem (RAM). Přestože moderní počítačové systémy se staly mnohem rychlejšími a složitějšími než jejich dřívější protějšky, stále provádějí stejný základní typ počítačového zpracování.

Na své základní úrovni funkce jsou CPU tvořeny řadou tranzistorů, které prostřednictvím řady binárních elektrických stavů 1s a 0s - nebo „zapnuto“ a „vypnuto“ stavy - provádějí matematické a logické operace, které dohromady sčítají schopnost počítačového zpracování. Instrukce dodávané do CPU softwarovým programem mění stav těchto tranzistorů pro provádění výpočtů pro softwarový program. Tyto výsledky jsou pak obvykle posílány zpět do paměti RAM pro použití v softwarovém programu.

Existují čtyři odlišné stavy, kterými počítačové zpracování prochází, aby vytvořilo smysluplný datový výstup pro jakýkoli program. Tyto stavy se běžně označují jako načtení, dekódování, provedení a zpětný zápis. Fetch je první stav, ve kterém počítač přistupuje ke své paměti, aby získal instrukce, které jsou vždy řadou čísel reprezentovaných binárním kódem. Binární kód je osmibitová řada číslic - řetězce 1 s a 0 s - které dohromady představují jeden „bajt“ dat.

Po vyvolání těchto pokynů je počítačové zpracování dekóduje. To znamená, že instrukce jsou nyní rozděleny na smysluplné části nebo řady bytů pomocí řídicí jednotky CPU (CU). Tyto instrukce jsou pak prováděny CU.

Pokud jsou instrukce složité matematické výpočty, CPU čerpá ze své aritmetické logické jednotky (ALU) a provádí je. V posledním kroku zpracování počítače dochází k zpětnému zápisu dat. Je nasměrován zpět do počítačové paměti pro použití v softwarovém programu, nebo může být uložen do paměťových registrů v samotném CPU pro pozdější použití programem.

Tyto čtyři kroky zpracování počítače cyklicky procházejí CPU, pokud je softwarový program načten do paměti a běží v samotném počítači. Tyto cykly procesního výkonu CPU se neustále zvyšují, jak se počítačové systémy stávají vyspělejšími, s počítači nyní schopnými zpracovat cykly gigahertzů. Jeden gigahertzův cyklus počítačového zpracování je ekvivalent 1 miliardy instrukčních sad prováděných CPU každou sekundu.