Käsittelylaitteiden kehitys, tyypit, esimerkit

Se käsittelylaitteet Tietokone Nämä ovat yksiköitä, jotka suorittavat tärkeän roolin tietokoneen prosessitoiminnassa. Niitä käytetään tietojen käsittelyyn ohjelman ohjeiden mukaisesti.

Käsittely on tietokoneen tärkein tehtävä, koska tässä vaiheessa suoritetaan datan muuntaminen hyödylliseksi tietoksi, käyttämällä monia tietokoneen käsittelylaitteita.

Lähde: Pixabay.com

Käsittelylaitteiden päätehtävä on saada vastuu saada kaunopuheista tietoa tietoista, jotka muutetaan useiden näiden laitteiden avulla.

Ääni- ja videokäsittely koostuu tietojen puhdistamisesta siten, että ne ovat korvan ja näkymän kannalta miellyttäviä, aiheuttaen ne realistisemmilta.

Siksi voit nähdä paremmin joidenkin videokorttien kanssa kuin muiden kanssa, koska videokortti käsittelee tietoja realismin parantamiseksi. Sama tapahtuu äänikorttien ja äänen laadun kanssa.

[TOC]

Prosessori

Aina kun tietokone saa tietoa syöttölaitteelta, kuten näppäimistö, näiden tietojen on kuljettava välireitillä ennen kuin ne voidaan jakaa sen tulostuslaitteeseen, kuten näyttö.

Käsittelylaitteesta tulee tietokoneessa mikä tahansa laite tai instrumentti, joka vastaa tämän välituotteen käsittelystä. Ne käyttävät toimintoja, suorittavat erilaisia ​​laskelmia ja hallitsevat myös muita laitteita.

Käsittelylaitteet erityyppisten tietojen välillä, tehtävien manipuloinnin ja suorittamisen lisäksi tietojen kanssa.

Yleensä termi CPU vastaa prosessoria ja tarkemmin sanottuna sen laskenta- ja ohjausyksikköyksikköä, erottaen nämä elementit tietokoneen ulkoisista komponenteista, kuten päämuisti ja tulo-/lähtöpiirit.

Prosessori toimii tiiviissä koordinaatiossa päämuistin ja oheislaitteiden kanssa.

Tietoja voi olla muita järjestelmiä ja oheislaitteita, jotka auttavat keräämään, tallentamaan ja levittämään, mutta prosessorit ovat tyypillisiä prosessorille.

Evoluutio entisestä nykypäivään

Alkuvaihe

Ensimmäiset tietokoneet, kuten ENIAC, piti fyysisesti johdottaa joka kerta, kun erilainen tehtävä suoritettiin.

Vuonna 1945 matemaatikko von Neumann jakoi tietokoneen luonnos tallennetulla ohjelmalla, nimeltään EDVAC, joka lopulta päättyy vuonna 1949.

Ensimmäiset laitteet, joita voidaan kutsua oikein, kun CPU saapui tämän tietokoneen saapuessa tallennetulla ohjelmalla.

EDVAC: lle luodut ohjelmat tallennettiin tietokoneen päämuistiin sen sijaan, että ne olisivat määrittäneet ne tietokoneen johdotuksen kautta.

Siksi EDVAC: n suorittama ohjelma voitaisiin vaihtaa yksinkertaisella muistisisällön muutoksella.

Ensimmäiset prosessorit olivat ainutlaatuisia malleja, joita käytettiin tietyssä tietokoneessa. Myöhemmin tämä prosessorin suunnittelumenetelmä erikseen tietylle sovellukselle mahdollisti useiden tehtävien prosessorien kehittämisen suurina määrinä.

Releet ja tyhjiöputket

Niitä käytettiin yleisesti kytkentälaitteina. Tietokone tarvitsi tuhansia näitä laitteita. Putkitietokoneilla, kuten EDVAc, oli keskimäärin vaurioita kahdeksan tunnin välein.

Loppujen lopuksi putket -pohjaiset suorittimet tulivat välttämättömiin, koska heidän tarjoamansa edut huomattavasta nopeudesta ylittivät heidän luotettavuuden ongelman.

Nämä alkuperäiset synkroniset prosessorit työskentelivät pienellä kellonopeudella, jos ne kohtaavat nykyiset mikroelektroniset mallit, johtuen pääosin niiden valmistuksessa käytettyjen kytkentäosien alhaisesta nopeudesta.

Voi palvella sinua: Spiraalimalli: Historia, ominaisuudet, vaiheet, esimerkki

Transistorit

1950- ja 1960 -luvulla suorittimen valmistusta ei enää ollut valmistettu, ottaen niin suuret kytkentälaitteet ja että ne epäonnistuivat niin paljon, hauraiden lisäksi kuin releet ja tyhjiöputket.

Sikäli kuin erilaiset tekniikat tekivät mahdolliseksi, että pienempiä ja luotettavia elektronisia laitteita voitaisiin valmistaa. Tämän tyyppinen ensimmäinen parannus saavutettiin transistorin saapuessa.

Tällä edistymisellä suorittimet voidaan tehdä suuremmalla monimutkaisuudella ja että ne epäonnistuvat paljon vähemmän yhdessä tai useammassa piirilevyssä. Tietokoneet, jotka perustuivat transistoreihin.

Sen lisäksi, että transistorit tarjoavat alhaisemman sähkökulutuksen ja paljon luotettavamman, prosessorien on mahdollista toimia nopeammin, kytkentäajan ansiosta niin alhainen, että sillä oli transistori tyhjiöputken suhteen.

Integroidut piirit

Bell Labs keksi transistorin MOS: n vuonna 1959. Sillä on korkea skaalautuvuus sen lisäksi, että kuluttaa paljon vähemmän sähköä ja se on paljon kondensoituneempi kuin bipolaariset unionin transistorit. Tämä sai rakentaa integroidut korkeatiheyspiirit.

Siten kehitettiin menetelmä monien toisiinsa kytkettyjen transistorien valmistamiseksi kompaktilla alueella. Integroitu piiri mahdollisti suuren määrän transistoreita, jotka voidaan valmistaa yhtenä muotissa tai ”siru”, joka perustuu puolijohteisiin.

Standardointi alkoi transistorien vaiheessa.

Sikäli kuin mikroelektroninen tekniikka eteni, suurempi määrä transistoreita voitaisiin sijoittaa integroiduihin piireihin, mikä vähentää suorittimen suorittamiseen tarvittavien integroitujen piirien lukumäärää.

Integroidut piirit kasvattivat transistorien määrän satoihin ja myöhemmin tuhansiin. Vuoteen 1968 mennessä täydellisen prosessorin rakentamiseen tarvittavien integroitujen piirien määrä oli vähennetty 24: een, joista kukin sisälsi noin 1.000 MOS -transistoria.

Mikroprosessori

Ennen virran mikroprosessorin saapumista tietokoneet käyttivät yhä pienempiä integroituja piirejä, jotka olivat hajallaan koko piirilevyssä.

Intel on tällä hetkellä tiedossa olevaa CPU: ta, joka tällä hetkellä tunnetaan, kehitettiin ensimmäistä kertaa vuonna 1971, jotta se toimisi henkilökohtaisten tietokoneiden rakenteessa.

Tämä ensimmäinen mikroprosessori oli 4 -bittinen prosessori nimeltään Intel 4004. Se on myöhemmin korvattu uudemmilla malleilla 8 -bittisellä arkkitehtuurilla, 16 bittillä, 32 bittillä ja 64 bittillä.

Mikroprosessori on integroitu piirisiru, joka on valmistettu pii -puolijohdemateriaalista, ja sen tilassa on miljoonia sähkökomponentteja.

Lopuksi siitä tuli 1980 -luvun ja myöhemmin vuosikymmenien neljännen sukupolven tietokoneiden keskusprosessori.

Nykyaikaiset mikroprosessorit esiintyvät elektronisissa laitteissa, jotka vaihtelevat autoista matkapuhelimiin ja jopa leluihin.

Kaverit

Aikaisemmin tietokoneprosessorit käyttivät numeroita, kuten tunnistamista, mikä auttoi tunnistamaan nopeimmat prosessorit. Esimerkiksi Intel 80386 (386) -prosessori oli nopeampi kuin prosessori 80286 (286).

Kun Intel Pentium -prosessori tuli markkinoille, jota olisi pitänyt kutsua 80586, muut prosessorit alkoivat kuljettaa nimiä, kuten Celeron ja Athlon.

Tällä hetkellä prosessorien monipuolisten nimien lisäksi on erilaisia ​​kapasiteetteja, nopeuksia ja arkkitehtuureja (32 bittiä ja 64 bittiä).

Voi palvella sinua: Teknologin eettinen käyttäytyminen

Useita ytimen prosessointilaitteita

Huolimatta sirun koon kasvavista rajoituksista, halu tuottaa enemmän uusien prosessorien voimaa motivoivat valmistajia edelleen.

Yksi näistä innovaatioista oli Multinuk -prosessorin, ainutlaatuisen mikroprosessorisirun, käyttöönotto, joka pystyi saamaan monikoreen prosessorin. Vuonna 2005 Intel ja AMD julkaisivat sirujen prototyypit useilla ydinmalleilla.

Intelin Pentium D oli kaksikerroksinen prosessori verrattuna AMD Dual Athlon X2 -prosessoriin, siru korkean kestäville palvelimille.

Tämä oli kuitenkin vasta alkamassa mikroprosessorisirujen vallankumouksellisia suuntauksia. Seuraavina vuosina multinuk-prosessorit kehittyivät kaksoisydin siruista, kuten Intel Core 2 du.

Yleensä Multinuk -prosessorit tarjoavat enemmän kuin yhden CORE -prosessorin perusteet ja kykenevät suorittamaan useita ja moniprosessia koskevia tehtäviä, jopa yksittäisissä sovelluksissa.

Mobiililaitteiden käsittely

Vaikka sekä henkilökohtaisten että supertietokoneiden perinteiset mikroprosessorit ovat kokeneet monumentaalista kehitystä, mobiililaitteiden tietotekniikan ala kasvaa nopeasti ja kohtaa omat haasteensa.

Mikroprosessorin valmistajat integroivat kaikenlaisia ​​ominaisuuksia yksilöllisen kokemuksen parantamiseksi.

Tasapaino nopeamman nopeuden ja lämmönhallinnan välillä on päänsärky, unohtamatta näiden nopeampien prosessorien liikkuvien akkujen vaikutusta.

Grafiikan prosessointiyksikkö (GPU)

Grafiikkaprosessori tuottaa myös matemaattisia laskelmia, vain tällä kertaa, mieluummin kuvia, videoita ja muun tyyppisiä grafiikoita.

Mikroprosessori hallitsi näitä tehtäviä aikaisemmin, mutta kun grafiikassa tehdyt CAD -sovellukset olivat yleisiä, syntyi tarve omistettu käsittelylaitteistoon, joka pystyi käsittelemään tällaisia ​​tehtäviä vaikuttamatta tietokoneen yleiseen suorituskykyyn.

Tyypillinen GPU tulee kolmella eri tavalla. Se on yleensä kytketty erikseen emolevyyn. Se on integroitu prosessoriin tai tulee erikseen erikseen emolevyssä. GPU on saatavana pöytätietokoneisiin, kannettaviin tietokoneisiin ja myös matkapuhelimiin.

Intel ja Nvidia ovat markkinoiden johtavien grafiikan sirujoukkoja, jälkimmäinen on ensisijainen vaihtoehto päägrafiikan prosessoinnille.

Esimerkit

- Keskiprosessointiyksikkö (CPU)

Tärkein tietokonejärjestelmän käsittelylaite. Sitä kutsutaan myös mikroprosessoriksi.

Se on sisäinen tietokonesiru, joka käsittelee kaikki tietokoneella suoritetuilta laitteilta ja sovelluksista, jotka se vastaanottaa kaikki toiminnot.

Intel 8080

Esitetty vuonna 1974, hänellä oli 8 -bittinen arkkitehtuuri, 6.000 transistoria, 2MHz: n nopeus, 64 kt: n muistin pääsy ja 10 -kertainen sato 8008.

Intel 8086

Esitelty vuonna 1978. Käytti 16 -bittinen arkkitehtuuri. Se oli 29.000 transistoria, jotka kulkevat nopeudella välillä 5MHz - 10MHz. Minulla olisi ollut pääsy 1 megatavulle muistia.

Intel 80286

Se käynnistettiin vuonna 1982. Se oli 134.000 transistoria, jotka kulkevat 4MHz: n kellonopeudella 12MHz: ksi. Ensimmäinen prosessori, joka on yhteensopiva aikaisempien prosessorien kanssa.

Pentium

Intel esitteli vuonna 1993. Niitä voidaan käyttää nopeuksilla 60MHz - 300MHz. Kun se julkaistiin, sillä oli lähes kaksi miljoonaa transistoria enemmän kuin 80486DX -prosessori, 64 -bittisellä dataväylällä.

Voi palvella sinua: ALU (looginen aritmeettinen yksikkö): Toiminta ja arkkitehtuuri

Ydinosan duo

Ensimmäinen kaksoisydinprosessori, joka on kehitetty mobiilitietokoneisiin, otettu käyttöön vuonna 2006. Se oli myös ensimmäinen Apple -tietokoneissa käytetty Intel -prosessori.

Intel Core i7

Se on sarja CPU: ta, joka kattaa 8 sukupolvea Intel -siruja. Siinä on 4 tai 6 ydintä, nopeuden välillä 2,6 - 3,7 GHz. Se esiteltiin vuonna 2008.

- Emolevy

Myös nimetty emolevy. Se on tietokoneen suurin levy. Taloa suorittimen, muisti, linja -autot ja kaikki muut elementit.

Määritä energia ja tarjoa viestintä, jotta kaikki laitteistoelementit kommunikoivat keskenään.

- Siru

Ryhmä integroituja piirejä, jotka toimivat yhdessä, koko tietokonejärjestelmän ylläpitäminen ja hallinta. Siten käsittelee tiedonkulun koko järjestelmässä.

- Kello

Se palvelee kaikkia tietokonekaskelmia. Vahvistaa, että kaikki tietokoneen sisällä olevat piirit voivat toimia samanaikaisesti.

- Laajennuspaikka

Zócalo sijaitsee emolevyssä. Sen tarkoituksena on kytkeä laajennuskortti, mikä tarjoaa täydentävät toiminnot tietokoneelle, kuten video, ääni, tallennustila jne.

- Tietoväylä

Kaapelisarja, joka käyttää CPU: ta tiedon lähettämiseen tietokonejärjestelmän kaikkien elementtien välillä.

- Osoiteväylä

Joukko johtavia kaapeleita, joilla on vain osoitteita. Tiedot virtaavat mikroprosessorista muistiin tai tulo-/lähtölaitteisiin.

- Valvontaväylä

Kuljettaa signaalit, jotka ilmoittavat eri laitteiden tilasta. Yleensä ohjausväylässä on vain yksi osoite.

- Näytönohjain

Laajennuskortti, joka on syötetty tietokoneen emolevylle. Se käsittelee kuvan ja videoiden käsittelyä. Sitä käytetään kuvan luomiseen näytölle.

- Grafiikan prosessointiyksikkö (GPU)

Elektroninen piiri, joka on omistettu muistin käsittelemiseen nopeuttamaan kuvien luomista, joka on tarkoitettu visualisointilaitteessa.

Ero GPU: n ja näytönohjaimen välillä on samanlainen kuin prosessorin ja emolevyn välinen ero.

- Verkko -käyttöliittymäkortti (NIC)

Laajennuskortti, jota käytettiin yhteyden muodostamiseen mihin tahansa verkkoon tai jopa Internetiin, kaapelin avulla RJ-45-liittimellä.

Nämä kortit voivat kommunikoida keskenään verkkokytkimellä tai jos ne ovat suoraan kytkettynä.

- Langaton kortti

Lähes kaikilla nykyaikaisilla tietokoneilla on käyttöliittymä, joka muodostaa yhteyden langattomaan verkkoon (WiFi), joka on integroitu suoraan emolevyyn.

- Äänikortti

Laajennuskortti on tietokoneella minkä tahansa tyyppinen ääni, joka voidaan havaita korkeiden kaiuttimien kautta.

Sisältyy tietokoneeseen joko laajennuspaikka tai integroitu emolevyssä.

- Massan tallennusohjain

Käsittelee niiden tietojen tallennus- ja palautumista. On oma erikoistunut suorittimen suorittaminen näiden toimintojen suorittamiseksi.

Viitteet

1. Tietokoneen toivo (2018). Käsittelylaite. Otettu: Computerhope.com.
2. AM7S (2019). Mitkä ovat tietokoneen käsittelylaitteet? Otettu: Am7s.com.
3. Solomon (2018). Tietokonelaitteiden tyypit - Käsittelylaitteet. Zig linkittää sen. Otettu: ZigLinkit.com.
4. Hub -sivut (2019). Tietojenkäsittelylaitteet. Otettu: Hubpages.com.
5. Wikipedia, ilmainen tietosanakirja (2019). Prosessori. Otettu: sisään.Wikipedia.org.
6. Tietokoneen toivo (2019). prosessori. Otettu: Computerhope.com.
7. Margaret Rouse (2019).Prosessori (CPU). TechTarget. Otettu: Whatis.TechTarget.com.