Bearbetningsenheter Evolution, typer, exempel

De bearbetningsenheter Dator dessa är enheter som utför en viktig roll i processen för en dator. De används för att behandla uppgifterna efter instruktionerna från ett program.

Bearbetningen är datorns viktigaste funktion, eftersom i denna fas omvandlas omvandlingen av data till användbar information med hjälp av många datorbehandlingsenheter.

Källa: Pixabay.com

Huvudfunktionen för bearbetningsanordningar är att ha ansvaret för att få vältalig information från de data som omvandlas med hjälp av flera av dessa enheter.

Ljud- och videobehandling består i att rengöra uppgifterna på ett sådant sätt att de är trevligare för örat och för utsikten, vilket får dem att se mer realistiska.

Det är därför du kan se bättre med vissa grafikkort än med andra, eftersom videokortet bearbetar uppgifterna för att förbättra realismen. Detsamma händer med ljudkort och ljudkvalitet.

[TOC]

Processor

När en dator får information från en inmatningsenhet, till exempel tangentbordet, måste denna information resa en mellanliggande rutt innan den kan tilldela den till en utgångsenhet, till exempel monitorn.

En bearbetningsanordning blir vilken enhet eller instrument som helst på datorn som ansvarar för att hantera denna mellanresa. De använder funktioner, utför olika beräkningar och kontrollerar också andra hårdvaruenheter.

Bearbetningsenheter kommer mellan olika typer av data, förutom att manipulera och utföra uppgifter med data.

Vanligtvis motsvarar termen CPU en processor, och mer specifikt till dess beräknings- och styrenhetsenhet, och därmed skiljer dessa element från datorns externa komponenter, såsom huvudminnet och ingångs-/utgångskretsarna.

Processorn arbetar i nära samordning med huvudminnet och perifera lagringsenheter.

Det kan finnas andra system och kringutrustning som arbetar för att samla in, lagra och sprida uppgifterna, men bearbetningsuppgifter är typiska för processorn.

Evolution från det förra till nutid

Inledningsskede

De första datorerna, som ENIAC, var tvungna att fysiskt koppla varje gång en annan uppgift utfördes.

1945 distribuerade matematikern Von Neumann skissen av en dator med lagrat program, kallad Edvac, som äntligen skulle sluta 1949.

De första enheterna som kunde kallas korrekt när CPU anlände med ankomsten av denna dator med ett lagrat program.

Programmen skapade för EDVAC lagrades i huvudminnet på datorn istället för att behöva etablera dem genom datorledningar.

Därför kunde programmet som utförts av EDVAC bytas ut med en enkel förändring i minnesinnehållet.

De första CPU: erna var unika mönster som användes inom en specifik dator. Därefter tillät denna metod för att utforma CPU: erna individuellt för en viss applikation att flera uppgifter som processorer kunde utvecklas i stora mängder.

Reläer och vakuumrör

De användes vanligtvis som byteenheter. En dator behövde tusentals av dessa enheter. Rördatorer som Edvac hade i genomsnitt skador var åtta timme.

I slutändan blev rören -baserade CPU: er nödvändiga eftersom fördelarna de gav för att ha en märkbar hastighet överskred problemet med deras tillförlitlighet.

Dessa initiala synkrona CPU: er arbetade med en liten klockhastighet om de konfronteras med aktuella mikroelektroniska mönster, till stor del på grund av den låga hastigheten för de växlingselement som används i deras tillverkning.

Kan tjäna dig: spiralmodell: historia, egenskaper, steg, exempel

Transistorer

Under 1950- och 1960 -talet hade CPU inte längre tillverkas, med så stora växlingsanordningar och att de misslyckades så mycket, förutom spröda, som reläer och vakuumrör.

I den utsträckning som olika tekniker gjorde det möjligt att mindre och pålitliga elektroniska enheter kunde tillverkas. Den första förbättringen av denna typ uppnåddes med transistorns ankomst.

Med detta framsteg kan CPU: er göras med större komplexitet och att de skulle misslyckas mycket mindre i en eller flera kretsplattor. Datorer som var baserade på transistorer erbjöd en serie förbättringar på de tidigare.

Förutom att erbjuda lägre elektrisk konsumtion och vara mycket mer pålitlig, gjorde transistorer det möjligt för processorer att arbeta snabbare, tack vare växlingstiden så låg att den hade en transistor med avseende på ett vakuumrör.

Integrerade kretsar

Transistor MOS uppfanns av Bell Labs 1959. Det har hög skalbarhet, förutom att spendera mycket mindre el och vara mycket mer kondenserad än bipolära unionstransistorer. Detta tillät att bygga integrerade kretsar med hög densitet.

Således utvecklades en metod för att tillverka många sammankopplade transistorer i ett kompakt område. Den integrerade kretsen tillät ett stort antal transistorer att tillverkas i en enda form eller "chip" baserat på halvledare.

Standardiseringen började i stadens stadium '.

I den utsträckning som mikroelektronisk teknik utvecklades kunde ett större antal transistorer placeras i integrerade kretsar, vilket minskar antalet integrerade kretsar som krävs för att slutföra en CPU.

Integrerade kretsar ökade antalet transistorer till hundratals och därefter till tusentals. År 1968 hade mängden integrerade kretsar som var nödvändiga för att bygga en komplett CPU reducerades till 24, var och en innehållande cirka 1.000 MOS -transistorer.

Mikroprocessor

Innan den nuvarande mikroprocessorn anlände använde datorer allt små integrerade kretsar som var spridda över kretsplattan.

CPU som det för närvarande är känt utvecklades för första gången 1971 av Intel, så att den skulle fungera inom strukturen för persondatorer.

Denna första mikroprocessor var 4 -bitprocessorn som heter Intel 4004. Det har därefter ersatts av nyare mönster med 8 -bitararkitekturer, 16 bitar, 32 bitar och 64 bitar.

Mikroprocessorn är ett integrerat kretschip tillverkat av kiselhalvledarmaterial, med miljoner elektriska komponenter i sitt utrymme.

Slutligen blev det den centrala processorn för fjärde generationens datorer på 1980 -talet och senare decennier.

Moderna mikroprocessorer visas på elektroniska enheter som sträcker sig från bilar till mobiltelefoner och till och med leksaker.

Grabbar

Tidigare använde datorprocessorer siffror som identifiering, vilket hjälpte till att identifiera de snabbaste processorerna. Till exempel var Intel 80386 (386) processor snabbare än processor 80286 (286).

Efter att Intel Pentium -processorn kom in på marknaden, som borde ha kallats 80586, började de andra processorerna bära namn som Celeron och Athlon.

För närvarande, förutom de olika namnen på processorer, finns det olika kapaciteter, hastigheter och arkitekturer (32 bitar och 64 bitar).

Kan tjäna dig: teknologens etiska beteende

Flera kärnorbehandlingsenheter

Trots de växande begränsningarna i chipstorlek fortsätter önskan att producera mer kraft från nya processorer att motivera tillverkare.

En av dessa innovationer var introduktionen av MultinUK -processorn, ett unikt mikroprocessorchip som kan ha en multi -kärnprocessor. 2005 lanserade Intel och AMD Chips -prototyper med flera kärnkonstruktioner.

Intels Pentium D var en dubbelkärnprocessor jämfört med AMD Dual Athlon X2 -processor, ett chip för hög -end -servrar.

Detta var emellertid bara början på revolutionära trender i mikroprocessorchips. Under de följande åren utvecklades multinuk-processorer från dubbelkärniga chips, till exempel Intel Core 2 Du.

I allmänhet erbjuder multinuk -processorer mer än grunderna för en enda processor och kan utföra flera och multiprocessuppgifter, även inom enskilda applikationer.

Bearbetar mobila enheter

Medan traditionella mikroprocessorer av både personliga och superdatordatorer har upplevt monumental utveckling, expanderar den mobila datavetenskapssektorn snabbt och står inför sina egna utmaningar.

Mikroprocessortillverkare integrerar alla typer av egenskaper för att förbättra individuell erfarenhet.

Balansen mellan att ha en snabbare hastighet och värmekontroll förblir huvudvärk, inte glömma påverkan på mobilbatterier hos dessa snabbare processorer.

Grafikbehandlingsenhet (GPU)

Grafikprocessorn producerar också matematiska beräkningar, bara den här gången, med preferens för bilder, videor och andra typer av grafik.

Dessa uppgifter hanterades tidigare av mikroprocessorn, men när CAD -applikationerna intensiva i grafik var vanligt, uppstod behovet av en dedikerad bearbetningshårdvara, som kan hantera sådana uppgifter utan att påverka datorns allmänna prestanda.

Den typiska GPU finns på tre olika sätt. Det är vanligtvis anslutet separat till moderkortet. Det är integrerat med CPU eller kommer som ett extra chip separat i moderkortet. GPU är tillgänglig för stationära datorer, bärbara datorer och även mobila.

Intel och Nvidia är uppsättningarna av chips av ledande grafik på marknaden, den senare är det föredragna alternativet för huvudgrafikbehandlingen.

Exempel

- Central Processing Unit (CPU)

Datorsystemets viktigaste bearbetningsanordning. Det kallas också mikroprocessor.

Det är ett internt datorchip som bearbetar alla operationer som den får från enheterna och applikationerna som körs på datorn.

Intel 8080

Han presenterades 1974 och hade en 8 -bitars arkitektur, 6.000 transistorer, 2MHz hastighet, 64 kb minnesåtkomst och 10 gånger utbytet 8008.

Intel 8086

Introducerades 1978. Använde en 16 -bitars arkitektur. Det var 29.000 transistorer, som körs med hastigheter mellan 5 MHz till 10MHz. Jag kunde ha tillgång till 1 megabyte av minne.

Intel 80286

Det lanserades 1982. Det var 134.000 transistorer, kör vid 4MHz klockhastigheter till 12MHz. Första processorn kompatibel med tidigare processorer.

Pentium

Introducerad av Intel 1993. De kan användas med hastigheter från 60 MHz till 300 MHz. När den släpptes hade den nästan två miljoner transistorer mer än 80486DX -processorn, med en 64 -bitars databuss.

Kan tjäna dig: ALU (logisk aritmetisk enhet): operationer och arkitektur

Kärnduo

First Dual Core Processor utvecklats för mobila datorer, som introducerades 2006. Det var också den första Intel -processorn som användes på Apple -datorer.

Intel Core i7

Det är en serie CPU som täcker 8 generationer av Intel Chips. Den har 4 eller 6 kärnor, med hastigheter mellan 2,6 och 3,7 GHz. Det introducerades 2008.

- Moderkort

Också utsett moderkort. Det är den största plattan inuti datorn. Hus CPU, minne, bussar och alla andra element.

Tilldela energi och ge en form av kommunikation så att alla hårdvaruelement kommunicerar med varandra.

- Chip

Grupp av integrerade kretsar som arbetar tillsammans, underhåll och kontroll av hela datorsystemet. Således hanterar dataflödet i hela systemet.

- Klocka

Det tjänar till att följa alla datorberäkningar. Förstärker att alla kretsar inuti datorn kan fungera på ett samtidigt sätt.

- Expansionsplats

Zócalo ligger på moderkortet. Det tjänar till att ansluta ett expansionskort och därmed tillhandahålla kompletterande funktioner till en dator, till exempel video, ljud, lagring, etc.

- Databuss

Kabeluppsättning som använder CPU för att överföra information mellan alla element i ett datorsystem.

- Adresserar buss

Uppsättning ledande kablar som bara har adresser. Informationen flyter från mikroprocessorn till minnet eller ingångs-/utgångsenheterna.

- Kontrollbuss

Transporterar signalerna som rapporterar statusen för de olika enheterna. Normalt har kontrollbussen bara en adress.

- Grafikkort

Expansionskort som anges till moderkortet på en dator. Det handlar om bild- och videobearbetning. Det används för att skapa en bild på en skärm.

- Grafikbehandlingsenhet (GPU)

Elektronisk krets som är dedikerad till att hantera minne för att påskynda skapandet av bilder som syftar till sändning i en visualiseringsenhet.

Skillnaden mellan en GPU och ett grafikkort liknar skillnaden mellan en CPU och ett moderkort.

- Nätverksgränssnittskort (NIC)

Expansionskort som används för att ansluta till alla nätverk, eller till och med till Internet, med en kabel med en RJ-45-kontakt.

Dessa kort kan kommunicera med varandra med en nätverksomkopplare, eller om de är direkt anslutna.

- Trådlöst kort

Nästan alla moderna datorer har ett gränssnitt för att ansluta till ett trådlöst nätverk (WIFI), som är integrerat direkt i moderkortet.

- Ljudkort

Expansionskort tjänar till att reproducera alla typer av ljud på en dator, som kan uppfattas genom höga högtalare.

Ingår på datorn, antingen i en expansionsplats eller integrerad i moderkortet.

- Massförvaringskontroller

Hanterar lagring och återställning av de data som lagras permanent på en hårddisk eller liknande enhet. Har sin egen specialiserade CPU för att utföra dessa operationer.

Referenser

1. Computer Hope (2018). Bearbetningsanordning. Taget från: Computerhope.com.
2. AM7S (2019). Vad är datorbehandlingsenheter? Taget från: am7s.com.
3. Salomo (2018). Typer av datorhårdvara - Bearbetningsenheter. Sick länk det. Taget från: Ziglinkit.com.
4. Hub Pages (2019). Databehandlingsenheter. Taget från: HubPages.com.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Centrala behandlingsenheten. Taget från: i.Wikipedia.org.
6. Computer Hope (2019). Cpu. Taget från: Computerhope.com.
7. Margaret Rouse (2019).Processor (CPU). Techtarget. Taget från: Whatis.Techtarget.com.