Gegevens in een computer worden geïnterpreteerd via een reeks stappen, allemaal gebaseerd op het binaire systeem (met alleen nullen en enen). Hier is een overzicht:
1. Hardwareniveau: Op het meest fundamentele niveau worden gegevens weergegeven als elektrische signalen. Een hoge spanning vertegenwoordigt een 1 en een lage spanning vertegenwoordigt een 0. Deze signalen reizen door circuits in de CPU, het geheugen en andere componenten.
2. Binaire representatie: Deze elektrische signalen zijn gegroepeerd in bits (binaire cijfers), bytes (8 bits) en grotere eenheden zoals kilobytes, megabytes, enz. Verschillende gegevenstypen worden weergegeven met verschillende combinaties van bits:
* Gehele getallen: Weergegeven met behulp van twee-complement, tekengrootte of andere methoden om positieve en negatieve gehele getallen te coderen. Het aantal gebruikte bits bepaalt het bereik van gehele getallen die kunnen worden weergegeven (een 32-bits geheel getal heeft bijvoorbeeld een groter bereik dan een 16-bits geheel getal).
* Getallen met drijvende komma: Weergegeven met behulp van een standaard zoals IEEE 754, die reële getallen (getallen met breuken) codeert met behulp van een teken, mantisse en exponent.
* Tekens: Vertegenwoordigd met behulp van tekencoderingsschema's zoals ASCII (American Standard Code for Information Interchange) of Unicode (een uitgebreidere standaard die een breder scala aan tekens uit verschillende talen ondersteunt). Aan elk teken wordt een unieke numerieke code toegewezen, die vervolgens in binaire vorm wordt opgeslagen.
* Booleaanse waarden: Weergegeven met één enkele bit:0 voor false en 1 voor true.
* Instructies: Machinecode-instructies, die de CPU vertellen welke bewerkingen moeten worden uitgevoerd, worden ook weergegeven als binaire reeksen.
3. Instructiesetarchitectuur (ISA): De ISA van de CPU definieert hoe deze deze binaire instructies interpreteert. Elke instructie heeft een specifieke binaire code die de CPU vertelt welke bewerking moet worden uitgevoerd (bijvoorbeeld gegevens optellen, aftrekken, verplaatsen) en waar de gegevens kunnen worden gevonden om mee te werken.
4. Besturingssysteem (OS): Het besturingssysteem beheert de hardwarebronnen en biedt een abstractielaag. Het verwerkt taken zoals het laden van programma's in het geheugen, het beheren van bestanden en de interactie met invoer-/uitvoerapparaten. Het besturingssysteem interpreteert instructies op een hoger niveau (systeemaanroepen) en vertaalt deze in machinecode-instructies die de CPU kan begrijpen.
5. Programmeertalen: Programmeertalen op hoog niveau (zoals Python, Java, C++) stellen programmeurs in staat code te schrijven in een voor mensen leesbare vorm. Een compiler of tolk vertaalt deze code vervolgens in machinecode of een tussenrepresentatie (zoals bytecode) die door de computer kan worden uitgevoerd.
Samenvattend is data-interpretatie een proces dat uit meerdere lagen bestaat, beginnend met elektrische signalen die nullen en enen vertegenwoordigen, en vervolgens door steeds abstractere representatielagen (binaire gegevens, instructies, programmeertalen) gaan, totdat de computer zinvolle bewerkingen kan uitvoeren op basis van de invoergegevens. Elke laag bouwt voort op de vorige en vertaalt gegevens naar een vorm die bruikbaar is voor het volgende niveau. |