Verarbeitungsgeräteentwicklung, Typen, Beispiele

Der Verarbeitungsgeräte Computer Dies sind Einheiten, die eine wichtige Rolle bei den Prozessvorgängen eines Computers spielen. Sie werden verwendet, um die Daten zu verarbeiten, und folgen den Anweisungen eines Programms.

Die Verarbeitung ist die wichtigste Funktion des Computers, da in dieser Phase die Umwandlung von Daten in nützliche Informationen durchgeführt wird, indem viele Computerverarbeitungsgeräte verwendet werden.

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Die Hauptfunktion von Verarbeitungsvorrichtungen besteht darin, die Verantwortung zu haben, eloquente Informationen aus den Daten zu erhalten, die mit Hilfe einiger dieser Geräte transformiert werden.

Die Audio- und Videoverarbeitung besteht darin, die Daten so zu reinigen, dass sie für das Ohr und für die Aussicht angenehmer sind, was dazu führt, dass sie realistischer aussehen.

Aus diesem Grund können Sie mit einigen Grafikkarten besser sehen als mit anderen, da die Grafikkarte die Daten verarbeitet, um den Realismus zu verbessern. Gleiches passiert mit Soundkarten und Audioqualität.

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Prozessor

Wenn ein Computer Informationen von einem Eingabegerät wie der Tastatur erhält, müssen diese Informationen eine Zwischenroute fahren, bevor Sie sie einem Ausgabegerät wie dem Monitor zuweisen können.

Ein Verarbeitungsgerät wird zu jedem Gerät oder Instrument auf dem Computer, das für die Behandlung dieser Zwischenreise verantwortlich ist. Sie betreiben Funktionen, führen unterschiedliche Berechnungen aus und steuern auch andere Hardware -Geräte.

Verarbeitungsgeräte Übereinstimmungen zwischen verschiedenen Datenarten sowie zum Manipulieren und Ausführen von Aufgaben mit Daten.

Normalerweise entspricht der Begriff CPU einem Prozessor und insbesondere seiner Berechnung und Steuereinheit, wodurch diese Elemente von den externen Komponenten des Computers wie dem Hauptspeicher und der Eingangs-/Ausgangsschaltung unterschieden werden.

Der Prozessor arbeitet eng mit dem Hauptspeicher und peripheren Speichergeräten zusammen.

Es kann andere Systeme und Peripheriegeräte geben, die dazu beitragen, die Daten zu sammeln, zu speichern und zu verbreiten, aber Verarbeitungsaufgaben sind typisch für den Prozessor.

Evolution von ersteren zur Gegenwart

Erstphase

Die ersten Computer wie The Eniac mussten jedes Mal, wenn eine andere Aufgabe ausgeführt wurde.

1945 verteilte der Mathematiker von Neumann die Skizze eines Computers mit gespeichertem Programm namens EDVAC, das schließlich 1949 enden würde.

Die ersten Geräte, die als korrekt aufgerufen werden konnten, als die CPU mit der Ankunft dieses Computers mit einem gespeicherten Programm ankam.

Die für EDVAC erstellten Programme wurden im Hauptspeicher des Computers gespeichert, anstatt sie über Computerverkabelung festzulegen müssen.

Daher könnte das von EDVAC ausgeführte Programm mit einer einfachen Änderung des Speicherinhalts ausgetauscht werden.

Die ersten CPUs waren einzigartige Designs, die in einem bestimmten Computer verwendet wurden. Anschließend ermöglichte diese Methode zum Entwerfen des CPUs einzeln für eine bestimmte Anwendung mehrere Aufgabenprozessoren in großen Mengen.

Staffeln und Vakuumrohre

Sie wurden üblicherweise als Schaltgeräte verwendet. Ein Computer benötigte Tausende dieser Geräte. Rohrcomputer wie EDVAC hatten alle acht Stunden durchschnittlich Schäden.

Am Ende wurden die Röhrchen -Basis -CPUs unverzichtbar, da die Vorteile, die sie für eine nennenswerte Geschwindigkeit lieferten, das Problem ihrer Zuverlässigkeit überstieg.

Diese anfänglichen synchronen CPUs funktionierten mit einer geringen Taktgeschwindigkeit, wenn sie mit aktuellen mikroelektronischen Konstruktionen konfrontiert sind, vor allem aufgrund der niedrigen Geschwindigkeit der in ihrer Herstellung verwendeten Schaltelemente.

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Transistoren

In den 1950er und 1960er Jahren musste die CPU nicht mehr hergestellt werden, da sie als große Schaltgeräte eingenommen wurden und dass sie zusätzlich zu spröden, als Relais und Vakuumröhrchen so viel versagten.

In dem Maße, in dem verschiedene Technologien es ermöglichten, kleinere und zuverlässige elektronische Geräte herzustellen. Die erste Verbesserung dieses Typs wurde mit der Ankunft des Transistors erreicht.

Mit diesem Fortschritt könnte CPUs mit größerer Komplexität hergestellt werden und dass sie in einem oder mehreren Schaltplatten viel weniger scheitern würden. Computer, die auf Transistoren basierten.

Transistoren ermöglichten es den Prozessoren, zusätzlich zu einem geringeren elektrischen Verbrauch und viel zuverlässigerer zu sein, dank der Schaltzeit, die so niedrig ist, dass es einen Transistor in Bezug auf ein Vakuumrohr hatte.

Integrierte Schaltkreise

Der Transistor -MOS wurde 1959 von Bell Labs erfunden. Es hat eine hohe Skalierbarkeit, zusätzlich zu viel weniger Strom und viel mehr kondensierter als bipolare Gewerkschaftstransistoren. Dies konnte integrierte Schaltkreise mit hoher Dichte bauen.

Somit wurde eine Methode entwickelt, um viele miteinander verbundene Transistoren in einem kompakten Bereich herzustellen. Die integrierte Schaltung ermöglichte es einer großen Anzahl von Transistoren, die in einer einzelnen Form oder einem „Chip“ basierend auf Halbleitern hergestellt werden können.

Die Standardisierung begann im Stadium der Transistoren.

In dem Maße, in dem die mikroelektronische Technologie voranschreitte.

Integrierte Schaltungen erhöhten die Anzahl der Transistoren auf Hunderte und anschließend auf Tausende. Bis 1968 war die Menge an integrierten Schaltungen, die für den Bau einer vollständigen CPU erforderlich waren.000 MOS -Transistoren.

Mikroprozessor

Vor der Ankunft des aktuellen Mikroprozessors verwendeten Computer zunehmend kleine integrierte Schaltungen.

Die CPU, wie sie derzeit bekannt ist.

Dieser erste Mikroprozessor war der 4 -Bit -Prozessor namens Intel 4004. Es wurde anschließend durch neuere Designs mit 8 -Bit -Architekturen, 16 Bit, 32 Bit und 64 Bit ersetzt.

Der Mikroprozessor ist ein integrierter Schaltungschip aus Silizium -Halbleitermaterial mit Millionen von elektrischen Komponenten im Raum.

Schließlich wurde es der zentrale Prozessor der Computer der vierten Generation der 1980er und späteren Jahrzehnte.

Moderne Mikroprozessoren erscheinen auf elektronischen Geräten, die von Autos bis hin zu Mobiltelefonen und sogar Spielzeugen reichen.

Leute

Bisher verwendeten Computerprozessoren Zahlen wie Identifikation und beitrugen, die schnellsten Prozessoren zu identifizieren. Zum Beispiel war der Intel 80386 (386) -Prozessor schneller als der Prozessor 80286 (286).

Nachdem der Intel -Pentium -Prozessor in den Markt eingetreten war, der 80586 hätte genannt werden sollen, begannen die anderen Prozessoren, Namen wie Celeron und Athlon zu tragen.

Derzeit gibt es, abgesehen von den unterschiedlichen Namen von Prozessoren, unterschiedliche Kapazitäten, Geschwindigkeiten und Architekturen (32 Bit und 64 Bit).

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Mehrere Kernverarbeitungsgeräte

Trotz der wachsenden Einschränkungen der Chipgröße motiviert der Wunsch, mehr Kraft neuer Prozessoren zu produzieren.

Eine dieser Innovationen war die Einführung des Multinuk -Prozessors, eines einzigartigen Mikroprozessor -Chips, der einen Multi -Core -Prozessor aufweist. Im Jahr 2005 haben Intel und AMD Chips -Prototypen mit mehreren Kernkonstruktionen auf den Markt gebracht.

Das Pentium D von Intel war ein Dual -Core.

Dies war jedoch nur der Beginn revolutionärer Trends in Mikroprozessorchips. In den folgenden Jahren entwickelten sich Multinuk-Prozessoren aus Doppelkernchips wie dem Intel Core 2 DU.

Im Allgemeinen bieten Multinuk -Prozessoren mehr als die Grundlagen eines einzelnen Kernprozessors und können mehrere und multiprozessive Aufgaben auch innerhalb einzelner Anwendungen ausführen.

Verarbeitung mobiler Geräte

Während traditionelle Mikroprozessoren sowohl von persönlichen als auch von Supercomputer -Computern eine monumentale Entwicklung erlebt haben, wächst der mobile Informatiksektor rasch und steht vor ihren eigenen Herausforderungen.

Mikroprozessorhersteller integrieren alle Arten von Merkmalen, um die individuelle Erfahrung zu verbessern.

Das Gleichgewicht zwischen einer schnelleren Geschwindigkeit und der Wärmekontrolle bleibt Kopfschmerzen, ohne die Auswirkungen auf mobile Batterien dieser schnelleren Prozessoren zu vergessen.

Grafikverarbeitungseinheit (GPU)

Der Grafikprozessor erzeugt auch mathematische Berechnungen, nur diesmal mit Präferenz für Bilder, Videos und andere Arten von Grafiken.

Diese Aufgaben wurden zuvor vom Mikroprozessor verwaltet, aber wenn die CAD -Anwendungen, die intensiv in Grafiken waren.

Die typische GPU kommt auf drei verschiedene Arten. Es ist normalerweise getrennt mit dem Motherboard verbunden. Es ist in die CPU integriert oder ist ein zusätzlicher Chip, der im Motherboard getrennt ist. Die GPU ist für Desktop -Computer, Laptops und auch mobil verfügbar.

Intel und Nvidia sind die Sätze von Chips führender Grafiken auf dem Markt, wobei letztere die bevorzugte Option für die Hauptgrafikverarbeitung sind.

Beispiele

- Central Processing Unit (CPU)

Wichtigste Verarbeitungsgerät des Computersystems. Es wird auch als Mikroprozessor bezeichnet.

Es ist ein interner Computerchip, der alle Vorgänge verarbeitet, die es von den Geräten und Anwendungen, die auf dem Computer ausgeführt werden, verarbeitet.

Intel 8080

Präsentiert 1974 hatte er eine 8 -Bit -Architektur, 6.000 Transistoren, 2 MHz -Geschwindigkeit, 64 KB Speicherzugriff und 10 -fache Ausbeute von 8008.

Intel 8086

1978 eingeführt. Verwendete eine 16 -Bit -Architektur. Es war 29.000 Transistoren, die mit Geschwindigkeiten zwischen 5 MHz und 10 MHz laufen. Ich könnte Zugriff auf 1 Megabyte Gedächtnis haben.

Intel 80286

Es wurde 1982 ins Leben gerufen. Es war 134.000 Transistoren, die mit 4 MHz Taktgeschwindigkeiten auf 12 MHz laufen. Erster Prozessor, der mit früheren Prozessoren kompatibel ist.

Pentium

Eingeführt von Intel im Jahr 1993. Sie können mit Geschwindigkeiten von 60 MHz bis 300 MHz verwendet werden. Als es veröffentlicht wurde, hatte es fast zwei Millionen Transistoren mehr als der 80486DX -Prozessor mit einem 64 -Bit -Datenbus.

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Kernduo

Erster Dual -Core -Prozessor, der für mobile Computer entwickelt wurde und 2006 eingeführt wurde. Es war auch der erste Intel -Prozessor, der auf Apple Computern verwendet wurde.

Intel Core i7

Es ist eine Reihe von CPU, die 8 Generationen von Intel -Chips abdeckt. Es hat 4 oder 6 Kerne mit Geschwindigkeiten zwischen 2,6 und 3,7 GHz. Es wurde 2008 eingeführt.

- Hauptplatine

Auch als Motherboard bezeichnet. Es ist der größte Teller im Computer. Haus die CPU, den Gedächtnis, die Busse und alle anderen Elemente.

Weisen Sie Energie zu und stellen Sie eine Kommunikationsform bereit, damit alle Hardwareelemente miteinander kommunizieren.

- Chip

Gruppe integrierter Schaltungen, die zusammenarbeiten, das gesamte Computersystem pflegen und kontrollieren. So behandelt der Datenfluss im gesamten System.

- Uhr

Es dient dazu, alle Computerberechnungen zu begleiten. Verstärkt, dass alle Schaltungen im Computer gleichzeitig funktionieren können.

- Erweiterungssteckplatz

Zócalo am Motherboard gelegen. Es dient dazu, eine Erweiterungskarte zu verbinden und so einen Computer ergänzende Funktionen wie Video, Audio, Speicher usw. zu bieten.

- Datenbus

Kabelsatz, das die CPU verwendet, um Informationen zwischen allen Elementen eines Computersystems zu übertragen.

- Befasst sich mit dem Bus

Satz von leitfähigen Kabeln, die nur Adressen tragen. Die Information fließt vom Mikroprozessor zum Speicher oder in die Eingangs-/Ausgabegeräte.

- Kontrollbus

Transportiert die Signale, die den Status der verschiedenen Geräte melden. Normalerweise hat der Kontrollbus nur eine Adresse.

- Grafikkarte

Erweiterungskarte, die zum Motherboard eines Computers eingegeben wurde. Es befasst sich mit Bild- und Videoverarbeitung. Es wird verwendet, um ein Bild auf einem Bildschirm zu erstellen.

- Grafikverarbeitungseinheit (GPU)

Elektronischer Schaltkreis, der sich der Umstellung des Speichers widmet, um die Erstellung von Bildern zu beschleunigen, die auf das Rundfunk in einem Visualisierungsgerät abzielen.

Der Unterschied zwischen einer GPU und einer Grafikkarte ähnelt dem Unterschied zwischen einer CPU und einem Motherboard.

- Netzwerkschnittstellenkarte (NIC)

Erweiterungskarte zur Verbindung zu einem Netzwerk oder sogar mit einem Kabel mit einem RJ-45-Anschluss oder sogar mit dem Internet.

Diese Karten können mit einem Netzwerkschalter miteinander kommunizieren oder wenn sie direkt angeschlossen sind.

- Drahtlose Karte

Fast alle modernen Computer verfügen über eine Schnittstelle zur Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk (WLAN), das direkt in das Motherboard integriert ist.

- Soundkarte

Die Erweiterungskarte dient dazu, jede Art von Audio auf einem Computer zu reproduzieren, der durch Hochsprecher wahrgenommen werden kann.

Auf dem Computer enthalten, entweder in einem Expansionsfenster oder in das Motherboard integriert.

- Massenspeicherregler

Verarbeitet die Speicherung und Wiederherstellung der Daten, die dauerhaft auf einer Festplatte oder einem ähnlichen Gerät gespeichert werden. Hat eine eigene spezialisierte CPU, um diese Operationen durchzuführen.

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