Warum ist die CPU das Gehirn des Computers?

Die CPU Ihres Computers, also die Zentraleinheit, ist mit dem menschlichen Gehirn vergleichbar. So wie unser Gehirn jede Information verarbeitet, die es von anderen Teilen unseres Körpers erhält, ist die CPU für die Verarbeitung jeder Operation verantwortlich, die wir auf/mit unseren Computern ausführen.

Die CPU Ihres Computers, also die Zentraleinheit, ist mit dem menschlichen Gehirn vergleichbar. So wie unser Gehirn jede Information verarbeitet, die es von anderen Teilen unseres Körpers erhält, ist die CPU für die Verarbeitung jeder Operation verantwortlich, die wir auf/mit unseren Computern ausführen.

Einfache mathematische Operationen finden immer dann statt, wenn Ihr Computer eine Aktion ausführt.

Ähnlich wie Ihr Gehirn Signale sendet, um jedes Organ oder jeden Teil Ihres Körpers zum Funktionieren zu bringen, sendet auch Ihre CPU entsprechend diesen mathematischen Berechnungen Signale, um jede interne Komponente und deren Aktionen zu steuern.

Warum die CPU das Gehirn eines Computers ist

Das menschliche Gehirn besteht aus Tausenden von Neuronen, ähnlich wie die Millionen von Transistoren Ihrer CPU. Sowohl Neuronen als auch Transistoren werden zum Senden und Empfangen elektrischer Signale verwendet.

Eine CPU wird als das Gehirn eines Computers bezeichnet, da sie ähnlich wie ein menschliches Gehirn funktioniert. Im Folgenden sind einige Gründe aufgeführt, warum die CPU das Gehirn eines Computers ist.

1. Verbindung aller Bereiche

Das menschliche Gehirn fungiert als Verbindung zwischen allen Körperteilen und Organen, da alle diese Bereiche ihre Informationen zunächst an das Gehirn weiterleiten müssen, das diese Informationen wiederum an bestimmte Organe oder Bereiche weitergibt.

Ohne Ihr Gehirn kann kein Körperteil Signale an andere Körperteile senden.

In ähnlicher Weise wird die CPU Ihres Computers von allen anderen internen Komponenten als Vermittler genutzt.

Wenn Ihre GPU beispielsweise bestimmte Informationen aus dem Hauptspeicher für ein Spiel benötigt, sendet sie eine Nachricht an Ihre CPU.

Nach Erhalt dieser Informationen sendet die CPU ein Signal an Ihren Hauptspeicher, um die erforderlichen Daten zu erhalten.

Anschließend empfängt sie diese Daten und leitet sie an Ihre GPU (Grafikprozessor) weiter. So funktioniert jede interne Komponente Ihres Systems.

2. Informationsverarbeitung

Das menschliche Gehirn beginnt mit der Verarbeitung von Informationen, die von den Sinnesorganen an es übertragen werden. Diese Daten werden zunächst bis zu einem gewissen Grad verarbeitet, um zu entscheiden, ob sie dringend sind und sofortige Aufmerksamkeit von anderen Organen erfordern.

Anschließend werden diese Informationen im Speicher abgelegt, wo sie später für eine bessere Analyse abgerufen werden können.

Ihre CPU verarbeitet Befehle über vier Funktionen, nämlich Abrufen, Dekodieren, Ausführen und Speichern.

Der erste Schritt dieses Prozesses ist das Abrufen, was einfach bedeutet, dass ein Satz von Befehlen oder mehrere Aufgaben empfangen werden.

Diese Befehle werden von Ihrem RAM (Random Access Memory) an Ihre CPU gesendet und sind in Binärcode verfügbar.

Binärcode besteht aus den Binärzahlen 0 und 1 und ist die Methode Ihres Computers, um mit seinen internen Komponenten zu kommunizieren.

Eine CPU verarbeitet niemals einen gesamten Code als Ganzes. Jeder Befehl, den Ihre CPU verarbeitet, ist ein kleiner Teil dieses Codes.

Dies geschieht, weil Ihr RAM all diese Informationen in kleinen Teilen als separate Blöcke speichert, die zufällig in dieser Speicherkomponente gespeichert werden.

Ihre CPU empfängt diese Befehle nicht zufällig, da selbst für diese Aktion die CPU eine Reihe von Befehlen von einer bestimmten Adresse in Ihrem RAM abrufen muss.

Um auf alle Befehle in der richtigen Reihenfolge zugreifen zu können, muss sich Ihre CPU alle Adressen in Ihrem RAM in der Reihenfolge merken, in der auf sie zugegriffen werden muss.

Ihre CPU verwendet einen Zählmechanismus, der Ihre CPU unterstützt, indem er die Adressen in Ihrem RAM protokolliert, von denen diese Aufgaben gesendet werden.

Durch diesen Programmzähler weiß Ihre CPU, dass, wenn sich die aktuell verarbeitete Anweisung gemäß diesem Zähler an der 3. Position befindet, die nächste Reihe von Anweisungen von einer Adresse, die an der 4. Position dieses Zählers gespeichert ist, an Ihre CPU gesendet wird.

Alle Aufgaben werden zunächst in einem Befehlsregister gespeichert, sodass der Programmzähler Ihrer CPU zur nächsten Position springen und mit dem Zugriff auf die nächste Reihe von Befehlen beginnen kann.

Nachdem Ihre CPU auf einen Befehl zugegriffen und ihn in einem Befehlsregister gespeichert hat, wird er decodiert.

Das Befehlsregister Ihrer CPU speichert diese Aufgabe nicht nur, sondern decodiert sie auch in Signale. Anschließend sendet es diese Signale zur weiteren Verarbeitung an verschiedene Komponenten in Ihrer CPU.

Diese Befehle werden von der ALU (Arithmetic Logic Unit) Ihrer CPU verarbeitet und dann zur Speicherung an den Speicher oder an ein Ausgabegerät gesendet, beispielsweise an Ihren Monitor, wenn sie angezeigt werden sollen, oder an Ihren Lautsprecher, wenn sie als Audio wiedergegeben werden sollen.

Diese ordnungsgemäße Organisation der Speicherung und des Zugriffs auf Daten ist nur möglich, weil Ihre CPU für alle Aktivitäten zuständig ist.

3. Multitasking

Multitasking bedeutet den Versuch, mehr als eine Sache gleichzeitig zu tun. Das menschliche Gehirn kann eigentlich nicht multitasken, da es für Ihr Gehirn schwierig ist, sich auf zwei Dinge gleichzeitig zu konzentrieren.

Ihr Gehirn erzeugt jedoch die Illusion, dass es tatsächlich multitaskt, indem es zwei verschiedene Aufgaben Stück für Stück verarbeitet.

Es wechselt ständig zwischen einem Prozess einer Aufgabe und einem Prozess einer anderen Aufgabe. Diese Verarbeitung und Umschaltung erfolgt innerhalb weniger Millisekunden, weshalb es wie Multitasking erscheint.

Auch Ihr Computer ist in der Lage, mehrere Aufgaben auf ähnliche Weise zu bewältigen.

Ihre CPU verhält sich wie ein menschliches Gehirn und ermöglicht es Ihnen, mehrere Tabs in einem Browser zu öffnen, Multimedia-Anwendungen zu nutzen und mehrere Programme gleichzeitig auszuführen.

Unabhängig von der Verarbeitungsgeschwindigkeit oder Leistung Ihrer CPU kann eine einzelne CPU kein echtes Multitasking ausführen.

Beispielsweise verwenden Sie einen Browser mit mehreren geöffneten Tabs und die Anwendung Microsoft PowerPoint, um eine Präsentation für die Arbeit zu erstellen.

Selbst wenn Sie beide Anwendungen geöffnet haben und sie auf zwei Hälften Ihres Bildschirms laufen, können Sie nicht beide gleichzeitig betrachten. Sie müssen einen Blick auf die eine werfen und dann Ihren Blick auf die andere richten.

Ebenso kann Ihr Computer nicht die Informationen beider Anwendungen gleichzeitig verarbeiten, nur weil Sie ihn veranlassen, die Ressourcen Ihrer CPU und Ihres Monitors zu teilen.

Ihre CPU hat Informationen über jede Aufgabe separat gesammelt, einschließlich aller Tabs Ihres Browsers sowie der Präsentation, an der Sie gerade arbeiten.

Selbst wenn sie zum gleichen Thema gehören, handelt es sich laut Ihrer CPU um unterschiedliche Aufgaben.

Der Prozessor Ihres Computers kann selbst mehrere in einem Browser geöffnete Registerkarten nicht als eine einzige Aufgabe betrachten, unabhängig davon, ob sie durch ähnliche Themen oder Inhalte miteinander verbunden sind oder nicht.

Sobald diese Informationen in Ihrem RAM gespeichert sind, ist Ihre CPU bereit, jede große oder kleine Aufgabe auszuführen, die zu einem dieser Prozesse gehört.

Sobald Sie durch Ihre Aktionen Anweisungen an Ihre CPU geben, greift diese auf die erforderlichen Prozesse aus dem RAM zu und beginnt mit deren Ausführung.

Ein einzelner CPU-Kern kann in zwei virtuelle Prozessoren, sogenannte Threads, unterteilt werden. Jeder Thread kann als einzelner, unabhängiger Prozessor arbeiten. Nur in diesem Szenario ist echtes Multitasking durch einen CPU-Kern möglich.

Multicore-CPUs ermöglichen ebenfalls parallele Verarbeitung oder Multitasking, da jeder Kern unabhängig als einzelne CPU funktioniert.

Wenn sie weiter in Threads unterteilt werden, erhöht sich die Fähigkeit Ihrer CPU, mehrere Aufgaben gleichzeitig auszuführen, erheblich.

4. Informations- oder Speicherfunktion

Das menschliche Gehirn steuert nicht nur alle Aktionen des menschlichen Körpers, sondern fungiert auch als Speicherort. Alle Ihre Erinnerungen werden in Ihrem Gehirn gespeichert, sei es vorübergehend oder dauerhaft.

Wenn Ihr Gehirn zusätzliche Informationen zur Verarbeitung von Daten benötigt, greift es auf Ihren Speicher zu, da es weiß, wo die erforderlichen Informationen gespeichert sind.

Eine CPU wird als das Gehirn eines Computers bezeichnet, da sie ähnlich wie das menschliche Gehirn Informationen speichert und auf den Speicher zugreift.

Ihre CPU verwendet RAM und Hauptspeicher zum Speichern von Informationen, auf die entsprechend den Anforderungen Ihres Systems zugegriffen wird.

Eine CPU nutzt diese Speichergeräte nicht nur zum Speichern von Informationen, sondern speichert auch selbst Informationen.

Eine CPU verfügt über zahlreiche Register, die zum Speichern von Informationen verwendet werden, auch wenn dies nur für kurze Zeit geschieht.

Die Dauer, für die Ihre CPU Informationen in ihren Registern speichert, ist sehr kurz, da die CPU mehrmals pro Sekunde auf neue Informationen zugreift.

Alte Informationen sind für Ihre CPU nicht mehr nützlich, weshalb nach der Ausführung einer Aufgabe deren Details sofort aus dem Register Ihrer CPU entfernt werden.

Dies geschieht, um Platz für eingehende Aufgaben zu schaffen, die in Ihrer CPU gespeichert werden müssen, um decodiert und verarbeitet zu werden.

Die Zentraleinheit Ihres Computers ist kein permanentes Speichergerät, daher speichert sie Informationen nicht langfristig.

Es liegt jedoch in der Verantwortung Ihrer CPU, zu entscheiden, welche Informationen an welchem Ort gespeichert werden.

Sobald eine Reihe von Befehlen verarbeitet wurde, werden die Daten entweder in Signale umgewandelt und weiterverarbeitet oder gelöscht, da sie für Ihr System zur Ausführung anderer Aufgaben nicht mehr nützlich sind.

5. Aufgabe

Die Aufgabe Ihrer CPU besteht darin, Befehle auszuführen. Zu diesen Befehlen gehören einfache Berechnungen wie Addition, Subtraktion und Multiplikation.

Befehle werden durch Ihre Aktionen während der Nutzung eines Computers erstellt oder ausgelöst.

Wenn Sie mit der Maus auf einen Link in einem Webbrowser klicken, muss Ihre CPU diesen Klick ausführen und dann auf die Informationen zugreifen, die über Ihren Browser gesendet und empfangen werden.

Dies geschieht, um sicherzustellen, dass alle gesendeten und empfangenen Daten sicher sind. Anschließend muss sie auf diese Daten zugreifen und sie in eine lesbare Form umwandeln.

Der Zweck der Speichergeräte Ihres Systems besteht darin, Daten zu speichern und entsprechend den Befehlen Ihrer CPU abzurufen.

Ihr Gehirn ähnelt Ihrer CPU insofern, als es alle über Ihre Sinne gesammelten Informationen nutzt, verarbeitet und verwendet, um sicherzustellen, dass Ihr Körper sicher und gesund bleibt.

Ihr Gehirn nutzt Ihren gesamten Körper, um auf neue Informationen über seine Umgebung oder andere Details zuzugreifen, wodurch es einfacher wird, zu bestimmen, wie man sich in bestimmten Situationen verhalten oder reagieren soll.