APDOROJIMO ĮRENGINIAI: RAIDA, TIPAI, PAVYZDŽIAI - TECHNOLOGIJA - 2025

Apdorojimo įrenginiai kompiuteris yra vienetai, kurie vaidina svarbų vaidmenį apdorojant operacijas kompiuterio. Jie naudojami duomenims apdoroti, laikantis programos nurodymų.

Apdorojimas yra svarbiausia kompiuterio funkcija, nes šioje fazėje duomenų pavertimas naudinga informacija atliekamas naudojant daugelį kompiuterio apdorojimo įrenginių.

Šaltinis: pixabay.com

Pagrindinė duomenų apdorojimo įrenginių funkcija yra atsakomybė gauti iškalbingą informaciją iš duomenų, kurie yra transformuojami kelių šių įrenginių pagalba.

Garso ir vaizdo apdorojimas susideda iš duomenų valymo taip, kad būtų maloniau ausiai ir akiai, kad jie atrodytų tikroviškesni.

Štai kodėl kai kurias vaizdo plokštes jis gali būti geriau matomas nei kitas, nes vaizdo plokštė apdoroja duomenis, kad pagerintų realizmą. Tas pats nutinka ir su garso plokštėmis bei garso kokybe.

Procesorius

Kai informacija pasiekiama į kompiuterį iš įvesties įrenginio, pvz., Klaviatūros, ši informacija turi pereiti tarpinį kelią, kad ji galėtų būti naudojama išvesties įrenginiui, tokiam kaip monitorius.

Apdorojimo įrenginys yra bet koks kompiuterio įrenginys ar instrumentas, atsakingas už šio tarpinio kelio valdymą. Jie valdo funkcijas, atlieka skirtingus skaičiavimus, taip pat valdo kitus aparatūros įrenginius.

Apdorojimo įrenginiai konvertuoja duomenis iš skirtingų tipų, taip pat manipuliuoja ir vykdo užduotis su duomenimis.

Paprastai terminas CPU reiškia procesorių, o tiksliau - jo skaičiavimo ir valdymo bloką, tokiu būdu atskiriant šiuos elementus nuo išorinių kompiuterio komponentų, tokių kaip pagrindinė atmintis ir įvesties / išvesties grandinės.

Procesorius veikia glaudžiai bendradarbiaudamas su pagrindine atmintimi ir periferiniais kaupikliais.

Gali būti, kad sistemos ir periferiniai įrenginiai gali padėti rinkti, saugoti ir skleisti duomenis, tačiau duomenų tvarkymo užduotys yra unikalios.

Evoliucija nuo pirmosios iki dabarties

Pradinis etapas

Ankstyvieji kompiuteriai, kaip ir ENIAC, turėjo būti fiziškai sujungiami kiekvieną kartą, kai buvo atliekama kitokia užduotis.

1945 m. Matematikas von Neumannas išplatino saugomo programos kompiuterio, pavadinto EDVAC, eskizą, kuris pagaliau bus baigtas 1949 m.

Pirmieji įrenginiai, kurie teisingai galėjo būti vadinami centriniais procesoriais, atsirado atėjus šiam kompiuteriui su saugoma programa.

EDVAC sukurtos programos buvo saugomos pagrindinėje kompiuterio atmintyje, užuot jas sukūrus per kompiuterio laidus.

Todėl EDVAC paleistą programą buvo galima pakeisti paprasčiausiai pakeitus atminties turinį.

Pirmieji procesoriai buvo unikalūs dizainai, kurie buvo naudojami konkrečiame kompiuteryje. Vėliau šis CPU projektavimo būdas konkrečiai programai leido sukurti daugybę skirtingų užduočių atlikimo procesorių.

Relės ir vakuuminiai vamzdžiai

Jie dažniausiai buvo naudojami kaip perjungimo įtaisai. Kompiuteriui reikėjo tūkstančių šių įrenginių. Tokie vamzdžių kompiuteriai kaip EDVAC suduždavo vidutiniškai kas aštuonias valandas.

Galų gale vamzdiniai procesoriai tapo būtini, nes pastebimo greičio pranašumai nusveria jų patikimumo problemą.

Šie ankstyvieji sinchroniniai procesoriai veikė mažu laikrodžio greičiu, palyginti su dabartinėmis mikroelektroninėmis konstrukcijomis, daugiausia dėl mažo jų gamyboje naudojamų perjungimo elementų greičio.

Tranzistoriai

Šeštajame ir septintajame dešimtmečiuose procesoriai nebereikėjo kurti remiantis dideliais ir sugedusiais bei trapiais perjungimo prietaisais, tokiais kaip relės ir vakuuminiai vamzdžiai.

Kadangi skirtingos technologijos leido pasidaryti mažesnius, patikimesnius elektroninius prietaisus, padidėjo ir procesoriaus sudėtingumas. Pirmasis tokio pobūdžio patobulinimas buvo pasiektas atsiradus tranzistoriui.

Su šiuo avansu buvo galima padaryti sudėtingesnius procesorius, kurie vienoje ar keliose plokštėse sugedo daug mažiau. Kompiuteriai, kurių pagrindą sudarė tranzistoriai, pasiūlė nemažai patobulinimų, palyginti su ankstesniais.

Tranzistoriai ne tik pasiūlė mažesnes energijos sąnaudas ir buvo daug patikimesni, bet ir dėl to, kad tranzistorius turėjo palyginti mažą perjungimo laiką, palyginti su vakuuminiu vamzdžiu, leido procesoriams dirbti greičiau.

Integrinės grandinės

MOS tranzistorių išrado „Bell Labs“ 1959 m. Jis yra labai keičiamas, jis naudoja daug mažiau elektros energijos ir yra daug labiau kondensuotas nei bipoliniai jungiamieji tranzistoriai. Tai leido sukurti didelio tankio integruotas grandines.

Taigi buvo sukurtas metodas sujungtų tranzistorių gamybai kompaktiškoje srityje. Integruota grandinė leido gaminti daug tranzistorių vienoje formoje arba „mikroschemoje“, paremtoje puslaidininkiais.

Standartizacija prasidėjo tranzistorinių makrokompiuterių ir mini kompiuterių etape ir dramatiškai paspartėjo plačiai paplitus integrinei grandinei, leidžiančiai suprojektuoti ir gaminti vis sudėtingesnius procesorius.

Tobulėjant mikroelektronikos technologijai, daugiau tranzistorių galėjo būti dedama į integruotas grandines, taip sumažinant integruotų grandinių skaičių, reikalingą procesoriui užbaigti.

Integruotos grandinės padidino tranzistorių skaičių iki šimtų, o vėliau iki tūkstančių. Iki 1968 m. Integruotų schemų, reikalingų sukurti visą procesorių, skaičius buvo sumažintas iki 24, kiekviename jų yra apie 1000 MOS tranzistorių.

Mikroprocesorius

Prieš įsigalint dabartiniam mikroprocesoriui, kompiuteriai naudojo daugybę vis mažesnių integruotų schemų, kurios buvo išsklaidytos visoje plokštėje.

Šiandien žinomą procesorių pirmą kartą sukūrė „Intel“ 1971 m., Kad veiktų asmeninių kompiuterių rėmuose.

Šis pirmasis mikroprocesorius buvo 4 bitų procesorius, pavadintas „Intel 4004.“ Vėliau jis buvo pakeistas naujesniais projektais su 8 bitų, 16 bitų, 32 bitų ir 64 bitų architektūromis.

Mikroprocesorius yra integruotos grandinės mikroschema, pagaminta iš silicio puslaidininkių medžiagos, jos erdvėje yra milijonai elektrinių komponentų.

Tai galiausiai tapo centriniu devintojo dešimtmečio ir vėlesnių dešimtmečių kompiuterių procesoriumi.

Šiuolaikiniai mikroprocesoriai atsiranda elektroniniuose prietaisuose, pradedant automobiliais ir baigiant mobiliaisiais telefonais ir netgi žaisluose.

Tipai

Anksčiau kompiuterio procesoriai atpažindami naudodavo numerius, taip padėdami nustatyti greičiausius procesorius. Pavyzdžiui, „Intel 80386 (386)“ procesorius buvo greitesnis nei „80286“ (286).

Po to, kai „Intel Pentium“ procesorius įėjo į rinką, kuris logiškai turėjo būti vadinamas 80586, kiti procesoriai pradėjo nešioti tokius pavadinimus kaip „Celeron“ ir „Athlon“.

Šiuo metu, be įvairių procesorių pavadinimų, yra skirtingos talpos, spartos ir architektūros (32 bitų ir 64 bitų).

Daugiagysliai apdorojimo įrenginiai

Nepaisant didėjančių lusto dydžio apribojimų, noras gaminti daugiau energijos iš naujųjų procesorių ir toliau motyvuoja gamintojus.

Viena iš šių naujovių buvo įdiegtas daugiagyslis procesorius, vienas mikroprocesorinis lustas, galintis turėti daugiagyslį procesorių. 2005 m. „Intel“ ir AMD išleido mikroschemų prototipus su daugiagysliais projektais.

„Intel Pentium D“ buvo dviejų branduolių procesorius, kuris buvo lyginamas su AMD dvigubu procesoriumi „Athlon X2“ - lustu, skirtu aukščiausios klasės serveriams.

Tačiau tai buvo tik revoliucinių mikroprocesorinių lustų tendencijų pradžia. Vėlesniais metais daugiagysliai procesoriai vystėsi iš dviejų branduolių lustų, tokių kaip „Intel Core 2 Duo“, į dešimties branduolių lustus, tokius kaip „Intel Xion E7-2850“.

Apskritai daugiagysliai procesoriai siūlo daugiau nei pagrindiniai vieno branduolio procesoriai ir yra pajėgūs atlikti daugiafunkcinius uždavinius ir atlikti daugelį procesų net atskirose programose.

Mobilieji apdorojimo įrenginiai

Nors tradiciniai mikroprocesoriai tiek asmeniniuose, tiek superkompiuteriuose patyrė nepaprastą evoliuciją, mobiliųjų kompiuterių pramonė sparčiai plečiasi ir susiduria su savo iššūkiais.

Mikroprocesorių gamintojai integruoja visų rūšių funkcijas, kad padidintų individualią patirtį.

Kompromisas tarp greitesnio greičio ir šilumos valdymo tebėra galvos skausmas, jau nekalbant apie šių greitesnių procesorių poveikį mobiliesiems akumuliatoriams.

Grafikos apdorojimo įrenginys (GPU)

Grafikos procesorius taip pat gamina matematinius skaičiavimus, tik šį kartą, teikdamas pirmenybę vaizdams, vaizdo įrašams ir kitoms grafikos rūšims.

Šias užduotis anksčiau vykdė mikroprocesorius, tačiau įpratus naudoti daug grafikos reikalaujančias CAD programas, iškilo poreikis skirti specialią apdorojimo aparatūrą, galinčią atlikti tokias užduotis nepažeidžiant bendro kompiuterio našumo.

Įprastas GPU būna trijų skirtingų formų. Paprastai jis yra prijungtas atskirai prie pagrindinės plokštės. Jis yra integruotas su centriniu procesoriumi arba yra kaip atskiras papildomas lustas pagrindinėje plokštėje. GPU galima naudoti staliniuose, nešiojamuosiuose ir mobiliuosiuose kompiuteriuose.

„Intel“ ir „Nvidia“ yra pagrindiniai grafikos mikroschemų rinkiniai rinkoje, o pastarieji yra teikiama pirmenybė pagrindiniam grafikos apdorojimui.

Pavyzdžiai

- Centrinis procesorius (CPU)

Svarbiausias kompiuterio sistemos apdorojimo įrenginys. Jis taip pat vadinamas mikroprocesoriumi.

Tai yra vidinis kompiuterio lustas, kuris apdoroja visas operacijas, kurias jis gauna iš kompiuteryje veikiančių įrenginių ir programų.

„Intel 8080“

Pristatytas 1974 m., Jis turėjo 8 bitų architektūrą, 6000 tranzistorių, 2MHz spartą, prieigą prie 64K atminties ir 10 kartų didesnį nei 8008 našumą.

„Intel 8086“

Buvo pristatyta 16 bitų architektūra. Jis turėjo 29 000 tranzistorių, veikiančių nuo 5MHz iki 10MHz greičiu. Tai galėtų pasiekti 1 megabaito atmintį.

„Intel 80286“

Jis turėjo 134 000 tranzistorių, veikiančių nuo 4MHz iki 12MHz greičiu. Pirmasis procesorius suderinamas su ankstesniais.

Pentium

„Intel“ pristatė 1993 m. Jie gali būti naudojami greičiu nuo 60MHz iki 300MHz. Kai jis buvo išleistas, jis turėjo beveik du milijonus tranzistorių daugiau nei 80486DX procesorius, turintis 64 bitų duomenų magistralę.

Pagrindinis duetas

Pirmasis „Intel“ dviejų branduolių procesorius, sukurtas mobiliesiems kompiuteriams, pristatytas 2006 m. Tai taip pat buvo pirmasis „Intel“ procesorius, naudojamas „Apple“ kompiuteriuose.

„Intel“ branduolys „i7“

Tai procesorių serija, apimanti 8 „Intel“ lustų kartas. Jis turi 4 arba 6 branduolius, kurių greitis yra nuo 2,6 iki 3,7 GHz. Jis buvo pristatytas 2008 m.

- Pagrindinė plokštė

Taip pat paskirta pagrindinė plokštė. Tai yra didžiausia plokštė kompiuterio viduje. Jame yra centrinis procesorius, atmintis, magistralės ir visi kiti elementai.

Jis paskirsto galią ir suteikia ryšio formą visiems aparatūros elementams, kad jie galėtų susisiekti vieni su kitais.

- Čipas

Grupė integruotų schemų, kurios veikia kartu, prižiūrėdamos ir kontroliuodamos visą kompiuterinę sistemą. Taigi ji valdo duomenų srautus visoje sistemoje.

- Laikrodis

Jis naudojamas norint neatsilikti nuo visų kompiuterio skaičiavimų. Tai pabrėžia, kad visos kompiuterio grandinės gali veikti kartu vienu metu.

- išplėtimo anga

Lizdas, esantis pagrindinėje plokštėje. Jis naudojamas prijungti išplėtimo kortelę, tokiu būdu užtikrinant kompiuteriui papildomas funkcijas, tokias kaip vaizdo, garso, atminties ir kt.

- duomenų magistralė

Kabelių rinkinys, kurį CPU naudoja informacijai perduoti iš visų kompiuterinės sistemos elementų.

- Adresų autobusas

Laidžių laidų, turinčių tik adresus, rinkinys. Informacija perduodama iš mikroprocesoriaus į atmintį arba į įvesties / išvesties įrenginius.

- Valdymo magistralė

Jis neša signalus, informuojančius apie skirtingų įrenginių būseną. Paprastai valdymo magistralė turi tik vieną adresą.

- Vaizdo plokštė

Išplėtimo kortelė, kuri patenka į kompiuterio pagrindinę plokštę. Jame nagrinėjamas vaizdų ir vaizdo įrašų apdorojimas. Jis naudojamas vaizdui sukurti ekrane.

- Grafikos apdorojimo įrenginys (GPU)

Elektroninė grandinė, skirta atminties tvarkymui, siekiant pagreitinti vaizdų, skirtų transliuoti ekrane, kūrimą.

Skirtumas tarp GPU ir vaizdo plokštės yra panašus į skirtumą tarp CPU ir pagrindinės plokštės.

- Tinklo sąsajos kortelė (NIC)

Išplėtimo kortelė, naudojama prisijungti prie bet kurio tinklo ar net interneto, naudojant kabelį su RJ-45 jungtimi.

Šios kortelės gali susisiekti viena su kita per tinklo jungiklį arba jei jos yra tiesiogiai prijungtos.

- Belaidė kortelė

Beveik visi šiuolaikiniai kompiuteriai turi sąsają, skirtą prisijungti prie belaidžio tinklo („Wi-Fi“), kuri yra įmontuota tiesiai į pagrindinę plokštę.

- Garso plokštė

Išplėtimo kortelė naudojama bet kokio tipo garsui atkurti kompiuteryje, kurį galima išgirsti per garsiakalbius.

Įeina į kompiuterį, į išplėtimo angą arba integruotą į pagrindinę plokštę.

- Talpyklos kontrolierius

Tai tvarko duomenų, kurie nuolat saugomi kietajame diske ar panašiame įrenginyje, saugojimą ir gavimą. Šioms operacijoms atlikti jis turi savo specializuotą procesorių.

Nuorodos

1. Kompiuterinė viltis (2018). Apdorojimo įrenginys. Paimta iš: computerhope.com.
2. „Am7s“ (2019 m.). Kas yra kompiuterio apdorojimo įrenginiai? Paimta iš: am7s.com.
3. Saliamonas (2018). Kompiuterinės aparatūros tipai - apdorojimo įrenginiai. „Zig Link IT“. Paimta iš: ziglinkit.com.
4. Stebulės puslapiai (2019). Duomenų apdorojimo įrenginiai. Paimta iš: hubpages.com.
5. Vikipedija, nemokama enciklopedija (2019). Centrinis apdorojimo blokas. Paimta iš: en.wikipedia.org.
6. Kompiuterinė viltis (2019). Centrinis procesorius. Paimta iš: computerhope.com.
7. Margaret Rouse (2019 m.) Procesorius (CPU). Techninis tikslas. Paimta iš: whatis.techtarget.com.