När man överväger behandlingen som utförs av en dator händer flera viktiga saker:
1. hämta: Datorn hämtar instruktioner från minnet. Platsen för nästa instruktion lagras vanligtvis i en programräknare (PC).
2. avkodning: Den hämtade instruktionen tolkas. CPU:s styrenhet dechiffrerar instruktionens opkod (operationen som ska utföras) och operander (de uppgifter som operationen kommer att agera på). Detta innebär att identifiera typen av operation (aritmetik, logisk, minnesåtkomst, etc.) och lokalisera de inblandade uppgifterna.
3. Utför: CPU:s aritmetiska logikenhet (ALU) utför instruktionen. Detta kan involvera att utföra beräkningar, logiska jämförelser, datarörelse eller andra operationer.
4. butik: Resultatet av exekveringen skrivs tillbaka till minnet eller ett register. Detta uppdaterar systemets tillstånd baserat på instruktionens effekt.
5. Upprepa: Programräknaren ökas (vanligtvis) och hela cykeln upprepas med nästa instruktion. Denna hämtningsdekode-exekut-butikscykel (ofta förkortas till F-D-E-S eller liknande) fortsätter tills programmet avslutas eller möter ett avbrott.
Utöver den grundläggande cykeln:
* Minneshantering: CPU interagerar med minnet, hantering av åtkomst till data och instruktioner. Detta inkluderar hantering av virtuellt minne, caching och potentiellt interagerande med olika minneskontroller.
* Input/Output (I/O): CPU interagerar med perifera enheter (tangentbord, mus, diskenheter, nätverksgränssnitt etc.) genom input/utgångsoperationer, ofta involverar avbrott för att hantera asynkrona händelser.
* avbrott: Externa händelser eller undantag (t.ex. division med noll) kan avbryta det normala exekveringsflödet, vilket får CPU att hantera händelsen innan programmet återupptas.
* Parallellbehandling: Moderna CPU:er använder ofta tekniker som pipelining, multi-core bearbetning och SIMD (enstaka instruktioner, flera data) för att utföra flera instruktioner samtidigt och öka prestandan avsevärt.
* Operativsysteminteraktion: CPU interagerar starkt med operativsystemet (OS), som hanterar resurser, schemaläggningsprocesser och tillhandahåller tjänster till applikationer.
I huvudsak innebär en dators bearbetning en kontinuerlig slinga av att hämta instruktioner, dechiffrera dem, utföra tillhörande operationer och lagra resultaten. Komplexiteten uppstår från samspelet mellan dessa grundläggande steg med minneshantering, I/O -operationer, avbrottshantering och parallella bearbetningstekniker.
