Was ist Computerverarbeitung? (Mit Bildern)
Computerverarbeitung ist eine Aktion oder eine Reihe von Aktionen, die ein Mikroprozessor, auch Zentraleinheit (CPU) genannt, in einem Computer ausführt, wenn er Informationen empfängt. Die CPU ist eine Art elektronisches „Gehirn“ für ein Computersystem und führt eine Reihe von Anweisungen aus, die von auf der Festplatte eines Computers installierten und in den Arbeitsspeicher (RAM) geladenen Softwareprogrammen eingegeben werden. Obwohl moderne Computersysteme viel schneller und komplexer geworden sind als ihre früheren Gegenstücke, führen sie immer noch dieselbe grundlegende Art der Computerverarbeitung durch.
In ihrer Grundfunktionsebene bestehen CPUs aus einem Array von Transistoren, die über eine Reihe von binären elektrischen Zuständen von 1s und 0s - oder "Ein" - und "Aus" -Zuständen - mathematische und logische Operationen ausführen, die sich zusammen addieren Computerverarbeitungsfähigkeit. Die einer CPU von einem Softwareprogramm zugeführten Anweisungen ändern die Zustände dieser Transistoren, um Berechnungen für das Softwareprogramm durchzuführen. Diese Ergebnisse werden dann normalerweise zur Verwendung durch das Softwareprogramm in den RAM-Speicher zurückgeführt.
Es gibt vier verschiedene Zustände, die die Computerverarbeitung durchläuft, um für jedes Programm eine aussagekräftige Datenausgabe zu erhalten. Diese Zustände werden üblicherweise als Abrufen, Dekodieren, Ausführen und Zurückschreiben bezeichnet. Abrufen ist der erste Zustand, in dem der Computer auf seinen Speicher zugreift, um Anweisungen abzurufen, die immer eine Reihe von Zahlen sind, die durch Binärcode dargestellt werden. Binärcode ist eine 8-Bit-Folge von Ziffern - Zeichenfolgen mit 1 und 0 -, die zusammen ein „Byte“ von Daten darstellen.
Nachdem diese Anweisungen abgerufen wurden, werden sie von der Computerverarbeitung dekodiert. Das heißt, die Anweisungen werden jetzt von der CPU-Steuereinheit (CU) in bedeutsame Teile oder Reihen von Bytes aufgeteilt. Diese Anweisungen werden dann von der CU ausgeführt.
Wenn es sich bei den Befehlen um komplexe mathematische Berechnungen handelt, greift die CPU auf ihre Recheneinheit (ALU) zurück, um sie auszuführen. Im letzten Verarbeitungsschritt des Computers erfolgt ein Zurückschreiben der Daten. Es wird zur Verwendung durch das Softwareprogramm zurück in den Computerspeicher geleitet oder kann zur späteren Verwendung durch das Programm in Speicherregistern in der CPU selbst gespeichert werden.
Diese vier Computerverarbeitungsschritte durchlaufen die CPU kontinuierlich, solange ein Softwareprogramm in den Speicher geladen ist und auf dem Computer selbst ausgeführt wird. Diese Zyklen der Prozessorleistung von CPUs werden mit fortschreitender Entwicklung von Computersystemen immer schneller, wobei Computer jetzt Gigahertz-Verarbeitungszyklen ausführen können. Ein Gigahertz-Zyklus der Computerverarbeitung entspricht 1 Milliarde von der CPU pro Sekunde ausgeführten Befehlssätzen.