A számítógép működése

A számítógép egy olyan gép, ami bináris (0 és 1) jelek segítségével adatokat dolgoz fel és tárol, programok (utasítások sorozata) alapján.

1. Az alap: a bitek (0 és 1)

• A számítógépben minden információ (szám, szöveg, kép, zene) 0 és 1 formájában van tárolva.
• Ezek a bitek elektromos feszültségként jelennek meg:
  • 1 = van feszültség
  • 0 = nincs feszültség

2. A központi egység (CPU – processzor)

A számítógép „agya”, ami végrehajtja az utasításokat.
Fő részei:

• Vezérlőegység (CU): értelmezi a programutasításokat („most számolj”, „most tölts be adatot”).
• Számtani-logikai egység (ALU): itt történik a tényleges számolás, összeadás, kivonás, logikai műveletek (ÉS, VAGY, NEM).
• Regiszterek: kis memóriaterületek,

Működése:

• Memória (RAM): innen tölti be a CPU az utasításokat és az adatokat.
• Vezérlőegység (CU): értelmezi, hogy az utasítás mit jelent („számolj”, „ugorj ide”, „töltsd be ezt”).
• Órajel (Clock): mint egy metronóm, ütemet ad, mikor történjenek a műveletek.
• ALU (Számtani-logikai egység): itt zajlik a tényleges számítás (összeadás, kivonás, logikai művelet).
• Regiszterek: nagyon gyors, kicsi memóriaterületek, ahol a processzor ideiglenesen adatokat tárol a CPU belsejében, ide kerülnek a köztes eredmények.
• Kimenet vagy visszaírás a memóriába: a feldolgozott adat visszakerül, vagy továbbmegy (pl. monitorra, merevlemezre).

👉 Minden művelet végső soron nagyon egyszerű: összeadás, kivonás, logikai művelet – de másodpercenként milliárdszor ismétlődve nagyon bonyolult dolgokra képes.

3. Memória

• RAM (operatív memória): ideiglenes tár, ahol a program futás közben adatokat tart. Gyors, de áram nélkül törlődik.
• Merevlemez / SSD: tartós tároló, ide kerül minden adat (programok, dokumentumok, képek).

4. Be- és kimeneti eszközök (I/O)

• Bevitel: billentyűzet, egér, mikrofon, kamera.
• Kimenet: monitor, hangszóró, nyomtató.
• Ezek mind a CPU-val kommunikálnak.

5. Szoftver (programok)

• A hardver önmagában csak vas és áramkör.
• A programok mondják meg, mit kell csinálnia.
• A program is 0-1 sorozat, de az emberek számára olvasható programnyelvekből (C, Python, Java stb.) fordítják le gépi kódra.

6. Működési ciklus

Egy számítógép alapvetően mindig ugyanazt a kört futja:

1. Fetch – utasítás betöltése a memóriából.
2. Decode – az utasítás értelmezése.
3. Execute – végrehajtás (számítás, adatmozgatás, kimenet).
4. Repeat – újra és újra, milliárdszor másodpercenként.

Kép: Chris képe a Pixabay -en.