Co to jest przetwarzanie komputerowe? (Ze zdjęciami)
Przetwarzanie komputerowe to działanie lub seria działań, które wykonuje mikroprocesor, znany również jako centralna jednostka przetwarzająca (CPU) w komputerze, gdy otrzymuje informacje. CPU jest rodzajem elektronicznego „mózgu” dla systemu komputerowego i wykonuje szereg instrukcji, które są do niego dostarczane przez programy zainstalowane na twardym dysku komputera i ładowane do pamięci o swobodnym dostępie (RAM). Chociaż współczesne systemy komputerowe stały się znacznie szybsze i bardziej złożone niż ich wcześniejsze odpowiedniki, nadal wykonują ten sam podstawowy typ przetwarzania komputerowego.
Na bardzo podstawowym poziomie funkcji procesory składają się z szeregu tranzystorów, które poprzez szereg binarnych stanów elektrycznych 1s i 0s - lub stanów „włączania” i „wyłączania” - wykonują operacje matematyczne i logiczne, które razem składają się na możliwości przetwarzania komputerowego. Instrukcje podawane do procesora przez program zmieniają stany tych tranzystorów, aby wykonać obliczenia dla programu. Wyniki te są następnie zwykle przesyłane z powrotem do pamięci RAM w celu użycia przez oprogramowanie.
Istnieją cztery różne stany, przez które przechodzi przetwarzanie komputerowe w celu uzyskania znaczących danych wyjściowych dla dowolnego programu. Stany te są powszechnie określane jako pobieranie, dekodowanie, wykonywanie i zapisywanie zwrotne. Pobieranie jest pierwszym stanem, w którym komputer uzyskuje dostęp do pamięci w celu pobrania instrukcji, które są zawsze ciągiem liczb reprezentowanych przez kod binarny. Kod binarny to ośmiobitowa seria cyfr - ciągi 1 i 0 - które razem reprezentują jeden „bajt” danych.
Po pobraniu tych instrukcji komputer je dekoduje. Oznacza to, że instrukcje są teraz dzielone na znaczące części lub serie bajtów przez jednostkę sterującą procesora (CU). Instrukcje te są następnie wykonywane przez CU.
Gdy instrukcje są złożonymi obliczeniami matematycznymi, procesor wykorzystuje swoją arytmetyczną jednostkę logiczną (ALU), aby je wykonać. W ostatnim etapie przetwarzania komputerowego następuje zapis danych. Jest on kierowany z powrotem do pamięci komputera w celu użycia przez program lub może być przechowywany w rejestrach pamięci w samym procesorze do późniejszego wykorzystania przez program.
Te cztery etapy przetwarzania komputera cyklicznie przebiegają przez procesor, o ile program jest ładowany do pamięci i działa w samym komputerze. Te cykle mocy obliczeniowej procesorów stale rosną, gdy systemy komputerowe stają się bardziej zaawansowane, a komputery są teraz w stanie przetwarzać cykle gigahercowe. Jeden gigahercowy cykl komputerowego przetwarzania odpowiada 1 miliardowi zestawów instrukcji wykonywanych przez CPU co sekundę.