Co to jest przetwarzanie komputerowe?

Przetwarzanie komputerowe to czynność lub seria czynności wykonywanych przez mikroprocesor, znany również jako jednostka centralna (CPU), w komputerze po otrzymaniu informacji. Procesor jest rodzajem elektronicznego „mózgu” dla systemu komputerowego i wykonuje szereg instrukcji, które są do niego dostarczane przez programy zainstalowane na dysku twardym komputera i ładowane do pamięci o dostępie swobodnym (RAM). Chociaż współczesne systemy komputerowe stały się znacznie szybsze i bardziej złożone niż ich wcześniejsze odpowiedniki, nadal wykonują ten sam podstawowy rodzaj przetwarzania komputerowego.

Na bardzo podstawowym poziomie funkcji procesory składają się z tablicy tranzystorów, które poprzez szereg binarnych stanów elektrycznych o wartości 1 i 0 – lub stanach „włączony” i „wyłączony” – wykonują operacje matematyczne i logiczne, które razem składają się na możliwości przetwarzania komputerowego. Instrukcje podawane do procesora przez program zmieniają stany tych tranzystorów w celu wykonania obliczeń dla programu. Wyniki te są następnie zwykle przesyłane z powrotem do pamięci RAM w celu wykorzystania przez program.

Istnieją cztery różne stany, przez które przechodzi przetwarzanie, aby wygenerować sensowne dane wyjściowe dla dowolnego programu. Stany te są powszechnie nazywane pobieraniem, dekodowaniem, wykonywaniem i zapisem zwrotnym. Fetch to pierwszy stan, w którym komputer uzyskuje dostęp do swojej pamięci w celu pobrania instrukcji, które zawsze są ciągiem liczb reprezentowanych przez kod binarny. Kod binarny to ośmiobitowa seria cyfr — ciągi jedynek i zer — które razem reprezentują jeden „bajt” danych.

Po pobraniu tych instrukcji komputerowe przetwarzanie dekoduje je. Oznacza to, że instrukcje są teraz dzielone na znaczące części lub serie bajtów przez jednostkę sterującą (CU) procesora. Te instrukcje są następnie wykonywane przez CU.
Gdy instrukcje są złożonymi obliczeniami matematycznymi, procesor wykorzystuje swoją jednostkę arytmetyczno-logiczną (ALU), aby je wykonać. W ostatnim kroku przetwarzania komputera następuje zapis zwrotny danych. Jest kierowany z powrotem do pamięci komputera do użytku przez program lub może być przechowywany w rejestrach pamięci w samym procesorze do późniejszego wykorzystania przez program.
Te cztery etapy przetwarzania przebiegają przez procesor w sposób ciągły, dopóki program jest załadowany do pamięci i działa w samym komputerze. Te cykle mocy obliczeniowej procesorów stale rosną w miarę, jak systemy komputerowe stają się coraz bardziej zaawansowane, a komputery są teraz zdolne do gigahercowych cykli przetwarzania. Jeden gigahercowy cykl przetwarzania komputerowego odpowiada 1 miliardowi zestawów instrukcji wykonywanych przez procesor w ciągu sekundy.