Ewolucja urządzeń do przetwarzania, typy, przykłady

Urządzenia przetwarzające Komputer są to jednostki, które pełnią ważną rolę w operacjach procesowych komputera. Służą do przetwarzania danych, zgodnie z instrukcjami programu.

Przetwarzanie jest najważniejszą funkcją komputera, ponieważ w tej fazie przeprowadzana jest transformacja danych w przydatne informacje, przy użyciu wielu urządzeń do przetwarzania komputerowego.

Źródło: Pixabay.com

Główną funkcją urządzeń przetwarzających jest odpowiedzialność za uzyskanie wymownych informacji z danych przekształconych za pomocą kilku z tych urządzeń.

Przetwarzanie audio i wideo polega na czyszczeniu danych w taki sposób, że są one przyjemniejsze dla ucha i widoku, powodując, że wyglądają bardziej realistycznie.

Dlatego możesz lepiej zobaczyć z niektórymi kartami wideo niż z innymi, ponieważ karta graficzna przetwarza dane w celu poprawy realizmu. To samo dzieje się z kartami dźwiękowymi i jakością dźwięku.

[TOC]

Edytor

Ilekroć komputer otrzymuje informacje z urządzenia wejściowego, takich jak klawiatura, informacje te muszą przejechać trasą pośrednią, zanim będzie w stanie przydzielić ją do urządzenia wyjściowego, takiego jak monitor.

Urządzenie przetwarzające staje się dowolnym urządzeniem lub instrumentem na komputerze, które jest odpowiedzialne za obsługę tej pośredniej podróży. Działają funkcje, wykonują różne obliczenia, a także kontrolują inne urządzenia sprzętowe.

Przetwarzanie urządzeń klasztornych między różnymi typami danych, oprócz manipulowania i wykonywania zadań z danymi.

Zwykle termin procesor odpowiada procesorowi, a dokładniej jego jednostce obliczeniowej i sterującej, odróżniając te elementy od zewnętrznych komponentów komputera, takich jak pamięć główna i obwody wejściowe/wyjściowe.

Procesor działa w ścisłej koordynacji z pamięcią główną i urządzeniami do przechowywania peryferyjnych.

Mogą istnieć inne systemy i peryferyjne, które działają na rzecz gromadzenia, przechowywania i rozpowszechniania danych, ale zadania przetwarzania są typowe dla procesora.

Ewolucja od pierwszego do teraźniejszości

Etap początkowy

Pierwsze komputery, takie jak ENIAC, musiały fizyczne okablowanie za każdym razem, gdy wykonywano inne zadanie.

W 1945 r. Matematyk von Neumann rozpowszechnił szkic komputera z przechowywanym programem o nazwie EDVAC, który ostatecznie zakończy się w 1949 roku.

Pierwsze urządzenia, które można było poprawnie wywołać, gdy procesor przybył z przybyciem tego komputera z zapisanym programem.

Programy utworzone dla EDVAC były przechowywane w głównej pamięci komputera, zamiast konieczności ich ustanowienia za pomocą okablowania komputera.

Dlatego program wykonany przez EDVAC można wymienić z prostą zmianą zawartości pamięci.

Pierwsze procesory były unikalnymi projektami, które zostały użyte w określonym komputerze. Następnie ta metoda projektowania procesorów indywidualnie dla konkretnej aplikacji pozwoliła na opracowanie wielu procesorów zadań w dużych ilościach.

Przekaźniki i rurki próżniowe

Były one powszechnie używane jako urządzenia przełączające. Komputer potrzebował tysięcy tych urządzeń. Komputery rurowe, takie jak EDVAC, miały uszkodzenie średnio co osiem godzin.

Ostatecznie procesory oparte na probówkach stały się niezbędne, ponieważ zalety, które zapewnili w celu uzyskania znacznej prędkości, przekroczyły problem ich niezawodności.

Te początkowe synchroniczne procesory działały z niewielką prędkością zegara, jeśli są one skonfrontowane z obecnymi projektami mikroelektronicznymi, głównie ze względu na niską prędkość elementów przełączających stosowane w ich produkcji.

Może ci służyć: Model spiralny: historia, cechy, etapy, przykład

Tranzystory

W latach pięćdziesiątych i 60. XX wieku procesor nie musiał być już wytwarzany, przyjmując tak duże urządzenia przełączające i że tak bardzo zawiodły, oprócz kruchości, jak przekaźniki i rurki próżniowe.

W zakresie, w jakim różne technologie umożliwiły wyprodukowanie mniejszych i niezawodnych urządzeń elektronicznych. Pierwszą poprawę tego typu osiągnięto wraz z przybyciem tranzystora.

Z tym postępem można wykonać procesory z większą złożonością i że zawiodłyby się znacznie w jednym lub kilku kalentach obwodowych. Komputery oparte na tranzystorach oferowały serię ulepszeń na poprzednich.

Oprócz oferowania niższego zużycia elektrycznego i bycia znacznie bardziej niezawodnym, tranzystory umożliwiły procesory szybciej pracy, dzięki tak niskiemu czasowi przełączania, że ​​miał tranzystor w odniesieniu do rurki próżniowej.

Obwody scalone

Tranzystor MOS został wynaleziony przez Bell Labs w 1959 roku. Ma wysoką skalowalność, oprócz wydawania znacznie mniej energii elektrycznej i jest znacznie bardziej skondensowany niż tranzystory związkowe dwubiegunowe. To pozwoliło na budowanie zintegrowanych obwodów o wysokiej gęstości.

W ten sposób opracowano metodę do wyprodukowania wielu połączonych tranzystorów w kompaktowym obszarze. Zintegrowany obwód pozwolił na wytwarzanie dużej liczby tranzystorów w pojedynczej formie lub „chipie” na podstawie półprzewodników.

Standaryzacja rozpoczęła się na etapie tranzystorów.

W zakresie, w jakim postępowała technologia mikroelektroniczna, większą liczbę tranzystorów można umieścić w obwodach zintegrowanych, zmniejszając w ten sposób liczbę zintegrowanych obwodów wymaganych do ukończenia procesora.

Zintegrowane obwody zwiększyły liczbę tranzystorów do setek, a następnie do tysięcy. Do 1968 r. Ilość zintegrowanych obwodów niezbędnych do zbudowania kompletnego procesora została zmniejszona do 24, z których każdy zawierał około 1.000 tranzystorów MOS.

Mikroprocesor

Przed przybyciem obecnego mikroprocesora komputery stosowały coraz małe zintegrowane obwody rozproszone po płycie obwodu.

CPU, jak się obecnie wiadomo, został opracowany po raz pierwszy w 1971 roku przez Intel, aby działał w strukturze komputerów osobistych.

Ten pierwszy mikroprocesor był 4 -bitowym procesorem o nazwie Intel 4004. Następnie został zastąpiony nowszymi projektami 8 -bitowymi architekturami, 16 bitami, 32 bitami i 64 bitami.

Mikroprocesor jest zintegrowanym układem obwodu wykonanego z silikonowego materiału półprzewodnikowego, z milionami elementów elektrycznych w swojej przestrzeni.

Wreszcie stał się centralnym procesorem komputerów czwartej generacji z lat 80. i późniejszych.

Nowoczesne mikroprocesory pojawiają się na urządzeniach elektronicznych, od samochodów po telefony komórkowe, a nawet zabawki.

Chłopaki

Wcześniej procesory komputerowe wykorzystywały liczby, takie jak identyfikacja, pomagając w ten sposób zidentyfikować najszybsze procesory. Na przykład procesor Intel 80386 (386) był szybszy niż procesor 80286 (286).

Po wejściu na rynek procesor Intel Pentium, który powinien był nazwać 80586, pozostałe procesory zaczęły nosić takie nazwy, jak Celeron i Athlon.

Obecnie, oprócz różnych nazw procesorów, istnieją różne zdolności, prędkości i architektury (32 bity i 64 bity).

Może ci służyć: etyczne zachowanie technologa

Wiele urządzeń do przetwarzania jąder

Pomimo rosnących ograniczeń wielkości chipów chęć wytwarzania większej mocy nowych procesorów nadal motywuje producentów.

Jedną z tych innowacji było wprowadzenie procesora MultInuk, unikalnego układu mikroprocesora zdolnego do posiadania procesora wielorasowego. W 2005 r. Intel i AMD uruchomiły prototypy układów z wieloma podstawowymi projektami.

Pentium D Intel był podwójnym procesorem w porównaniu z podwójnym procesorem ATHLON X2, chipem dla serwerów o wysokim poziomie.

Był to jednak dopiero początek rewolucyjnych trendów w układach mikroprocesorów. W kolejnych latach procesory Multinuk ewoluowały z podwójnych układów, takich jak Intel Core 2 Du.

Ogólnie rzecz biorąc, procesory MultInuk oferują więcej niż podstawy jednego procesora i są w stanie wykonywać wiele zadań i wieloprocesowe, nawet w ramach poszczególnych aplikacji.

Przetwarzanie urządzeń mobilnych

Podczas gdy tradycyjne mikroprocesory komputerów zarówno osobistych, jak i superkomputerów doświadczyły monumentalnej ewolucji, sektor informatyki mobilnej szybko się rozwija i stoi przed własnymi wyzwaniami.

Producenci mikroprocesorów integrują wszelkiego rodzaju cechy, aby poprawić indywidualne wrażenia.

Równowaga między szybszą prędkością a kontrolą ciepła pozostaje bólem głowy, a nie zapominając o wpływie na baterie mobilne tych szybszych procesorów.

Jednostka przetwarzania grafiki (GPU)

Procesor graficzny tworzy również obliczenia matematyczne, tylko tym razem, z preferencjami dla obrazów, filmów i innych rodzajów grafiki.

Zadania te były wcześniej zarządzane przez mikroprocesor, ale gdy aplikacje CAD intensywne w grafice były powszechne, powstała potrzeba dedykowanego sprzętu do przetwarzania, zdolnego do obsługi takich zadań bez wpływu na ogólną wydajność komputera.

Typowy GPU pojawia się na trzy różne sposoby. Zwykle jest połączony osobno z płytą główną. Jest zintegrowany z procesorem lub jest dostępny jako dodatkowy układ osobny na płycie głównej. GPU jest dostępny dla komputerów stacjonarnych, laptopów, a także telefonu komórkowego.

Intel i Nvidia to zestawy układów wiodących grafiki na rynku, przy czym ta ostatnia jest preferowaną opcją dla głównego przetwarzania grafiki.

Przykłady

- Centralna jednostka przetwarzania (CPU)

Najważniejsze urządzenie przetwarzające system komputerowy. Nazywa się to również mikroprocesorem.

Jest to wewnętrzny układ komputerowy, który przetwarza wszystkie operacje, które otrzymuje z urządzeń i aplikacji wykonywanych na komputerze.

Intel 8080

Przedstawiony w 1974 roku, miał 8 -bitową architekturę, 6.000 tranzystorów, prędkość 2 MHz, dostęp do pamięci 64 KB i 10 -krotność wydajności 8008.

Intel 8086

Wprowadzone w 1978 roku. Użył 16 -bitowej architektury. To było 29.000 tranzystorów, działających z prędkością od 5 MHz do 10 MHz. Mógłbym mieć dostęp do 1 megabajtu pamięci.

Intel 80286

Został wprowadzony na rynek w 1982 roku. To było 134.000 tranzystorów, działających przy prędkościach zegara 4 MHz do 12 MHz. Pierwszy procesor zgodny z poprzednimi procesorami.

Pentium

Wprowadzone przez Intela w 1993 roku. Można je stosować z prędkością od 60 MHz do 300 MHz. Kiedy został zwolniony, miał prawie dwa miliony tranzystorów więcej niż procesor 80486DX, z 64 -bitową magistralą danych.

Może ci służyć: AL (logiczna jednostka arytmetyczna): Operacje i architektura

Core Duo

Pierwszy dwurdzeniowy procesor opracowany dla komputerów mobilnych, wprowadzony w 2006 roku. Był to także pierwszy procesor Intel stosowany na komputerach Apple.

Intel Core i7

Jest to seria procesora, który obejmuje 8 pokoleń wiórów Intel. Ma 4 lub 6 jąder, z prędkością od 2,6 do 3,7 GHz. Został wprowadzony w 2008 roku.

- Płyta główna

Wyznaczona również płyta główna. Jest to największa płyta wewnątrz komputera. Mieszaj procesor, pamięć, autobusy i wszystkie inne elementy.

Przypisz energię i podaj formę komunikacji, aby wszystkie elementy sprzętowe komunikowały się ze sobą.

- Żeton

Grupa zintegrowanych obwodów, które współpracują, utrzymując i kontrolując cały system komputerowy. W ten sposób obsługuje przepływ danych w całym systemie.

- Zegar

Służy towarzyszącego wszystkim obliczeniom komputerowym. Wzmacnia, że ​​wszystkie obwody wewnątrz komputera mogą działać w sposób jednoczesny.

- Gniazdo ekspansji

Zócalo położony na płycie głównej. Służy do podłączenia karty ekspansji, zapewniając w ten sposób funkcje uzupełniające się do komputera, takie jak wideo, audio, pamięć itp.

- Magistrala danych

Zestaw kablowy, który wykorzystuje procesor do przesyłania informacji między wszystkimi elementami systemu komputerowego.

- Adresuje autobus

Zestaw kabli przewodzących, które noszą tylko adresy. Informacje przepływają z mikroprocesora do pamięci lub urządzeń wejściowych/wyjściowych.

- Autobus kontrolny

Transportuje sygnały, które zgłaszają status różnych urządzeń. Zwykle autobus kontrolny ma tylko jeden adres.

- Karta graficzna

Karta rozszerzeń wprowadzona do płyty głównej komputera. Radzi sobie z przetwarzaniem obrazu i wideo. Służy do utworzenia obrazu na ekranie.

- Jednostka przetwarzania grafiki (GPU)

Obwód elektroniczny, który jest poświęcony obsłudze pamięci w celu przyspieszenia tworzenia obrazów mających na celu nadawanie w urządzeniu wizualizacji.

Różnica między GPU a kartą graficzną jest podobna do różnicy między procesorem a płytą główną.

- Karta interfejsu sieciowego (NIC)

Karta rozszerzeń używana do łączenia się z dowolną siecią, a nawet z Internetem, za pomocą kabla z złączem RJ-45.

Te karty mogą się ze sobą komunikować za pomocą przełącznika sieciowego lub jeśli są bezpośrednio podłączone.

- Karta bezprzewodowa

Prawie wszystkie współczesne komputery mają interfejs do połączenia z siecią bezprzewodową (WiFi), która jest zintegrowana bezpośrednio z płytą główną.

- Karta dźwiękowa

Karta ekspansji służy do odtworzenia dowolnego rodzaju dźwięku na komputerze, który można dostrzec za pomocą wysokich głośników.

Zawarte na komputerze, albo w gnieździe rozszerzającej lub zintegrowane z płytą główną.

- Kontroler do przechowywania masy

Obsługuje przechowywanie i odzyskiwanie danych, które są na stałe przechowywane na dysku twardym lub podobnym urządzeniu. Ma swój własny specjalistyczny procesor do wykonywania tych operacji.

Bibliografia

1. Computer Hope (2018). Urządzenie przetwarzające. Zaczerpnięte z: computerHope.com.
2. AM7S (2019). Jakie są urządzenia do przetwarzania komputerowego? Zaczerpnięte z: AM7S.com.
3. Salomon (2018). Rodzaje sprzętu komputerowego - urządzenia do przetwarzania. Zig połącz to. Zaczerpnięte z: ZigLinkit.com.
4. Hub strony (2019). Urządzenia do przetwarzania danych. Zaczerpnięte z: Hubpages.com.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Jednostka centralna. Zaczerpnięte z: w.Wikipedia.org.
6. Computer Hope (2019). procesor. Zaczerpnięte z: computerHope.com.
7. Margaret Rouse (2019).Procesor (CPU). TechTarget. Zaczerpnięte z: co.TechTarget.com.