Evolutionsverarbeitungsgeräte, Typen, Beispiele

2203
Sherman Hoover

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

Die Verarbeitung ist die wichtigste Funktion des Computers, da in dieser Phase die Umwandlung von Daten in nützliche Informationen unter Verwendung vieler Computerverarbeitungsgeräte durchgeführt wird..

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Die Hauptfunktion der Verarbeitungsgeräte besteht darin, die Verantwortung dafür zu tragen, beredte Informationen aus den Daten zu erhalten, die mit Hilfe mehrerer dieser Geräte transformiert werden..

Bei der Audio- und Videoverarbeitung werden die Daten so bereinigt, dass sie für das Ohr und die Augen angenehmer sind und realistischer erscheinen.

Aus diesem Grund kann es bei einigen Grafikkarten besser gesehen werden als bei anderen, da die Grafikkarte die Daten verarbeitet, um den Realismus zu verbessern. Gleiches gilt für Soundkarten und Audioqualität.

Artikelverzeichnis

  • 1 Prozessor
  • 2 Evolution von der ersten bis zur Gegenwart
    • 2.1 Anfangsphase
    • 2.2 Relais und Vakuumröhren
    • 2.3 Transistoren
    • 2.4 Integrierte Schaltkreise
    • 2.5 Mikroprozessor
  • 3 Typen
    • 3.1 Mehrkernverarbeitungsgeräte
    • 3.2 Mobile Verarbeitungsgeräte
    • 3.3 Grafikverarbeitungseinheit (GPU)
  • 4 Beispiele
    • 4.1 - Zentraleinheit (CPU)
    • 4.2 - Hauptplatine
    • 4.3 - Chip
    • 4.4 - Uhr
    • 4.5 - Erweiterungssteckplatz
    • 4.6 - Datenbus
    • 4.7 - Steuerbus
    • 4.8 - Grafikkarte
    • 4.9 - Grafikverarbeitungseinheit (GPU)
    • 4.10 - Netzwerkkarte (NIC)
    • 4.11 - Drahtlose Netzwerkkarte
    • 4.12 - Soundkarte
    • 4.13 - Massenspeicher-Controller
  • 5 Referenzen

Prozessor

Wenn Informationen von einem Eingabegerät wie der Tastatur an einen Computer gelangen, müssen diese Informationen einen Zwischenpfad zurücklegen, bevor sie einem Ausgabegerät wie dem Monitor zugewiesen werden können..

Ein Verarbeitungsgerät ist jedes Gerät oder Instrument im Computer, das für die Verwaltung dieses Zwischenpfads verantwortlich ist. Sie bedienen Funktionen, führen unterschiedliche Berechnungen durch und steuern auch andere Hardwaregeräte.

Verarbeitungsgeräte konvertieren zwischen verschiedenen Datentypen und bearbeiten und führen Aufgaben mit den Daten aus.

Normalerweise entspricht der Begriff CPU einem Prozessor und insbesondere seiner Berechnungseinheit und Steuereinheit, wodurch diese Elemente von externen Komponenten des Computers wie Hauptspeicher und Eingabe- / Ausgabeschaltungen unterschieden werden..

Der Prozessor arbeitet eng mit dem Hauptspeicher und den Peripheriespeichern zusammen.

Möglicherweise gibt es andere Systeme und Peripheriegeräte, die beim Sammeln, Speichern und Verbreiten der Daten helfen. Die Verarbeitungsaufgaben sind jedoch nur für den Prozessor bestimmt..

Evolution von der ersten bis zur Gegenwart

Erstphase

Frühe Computer wie der ENIAC mussten jedes Mal, wenn eine andere Aufgabe ausgeführt wurde, physisch verkabelt werden.

1945 verteilte der Mathematiker von Neumann eine Skizze für einen gespeicherten Programmcomputer namens EDVAC, die schließlich 1949 fertiggestellt werden sollte..

Die ersten Geräte, die ordnungsgemäß als CPUs bezeichnet werden konnten, kamen mit der Ankunft dieses Computers mit einem gespeicherten Programm.

Die für EDVAC erstellten Programme wurden im Hauptspeicher des Computers gespeichert und mussten nicht über die Computerverkabelung eingerichtet werden.

Daher konnte das von EDVAC ausgeführte Programm durch eine einfache Änderung des Speicherinhalts ausgetauscht werden.

Die ersten CPUs waren einzigartige Designs, die in einem bestimmten Computer verwendet wurden. Anschließend konnten mit dieser Methode zum individuellen Entwerfen von CPUs für eine bestimmte Anwendung Multitasking-Prozessoren in großer Anzahl entwickelt werden..

Relais und Vakuumröhren

Sie wurden üblicherweise als Schaltgeräte verwendet. Ein Computer benötigte Tausende dieser Geräte. Röhrencomputer wie EDVAC stürzten durchschnittlich alle acht Stunden ab.

Am Ende wurden röhrenbasierte CPUs unverzichtbar, da die Vorteile einer nennenswerten Geschwindigkeit das Zuverlässigkeitsproblem überwogen..

Diese frühen synchronen CPUs liefen im Vergleich zu aktuellen mikroelektronischen Konstruktionen mit einer niedrigen Taktrate, was hauptsächlich auf die langsame Geschwindigkeit der bei ihrer Herstellung verwendeten Schaltelemente zurückzuführen ist..

Transistoren

In den 1950er und 1960er Jahren mussten CPUs nicht mehr auf der Basis von Schaltgeräten gebaut werden, die so groß und fehlerhaft wie spröde waren, wie Relais und Vakuumröhren..

Da verschiedene Technologien die Herstellung kleinerer und zuverlässigerer elektronischer Geräte ermöglichten, nahm auch die Komplexität des CPU-Designs zu. Die erste Verbesserung dieses Typs wurde mit dem Aufkommen des Transistors erreicht.

Mit diesem Fortschritt war es möglich, CPUs mit größerer Komplexität herzustellen, und dies fiel auf einer oder mehreren Leiterplatten viel weniger aus. Computer, die auf Transistoren basierten, boten eine Reihe von Verbesserungen gegenüber früheren.

Die Transistoren boten nicht nur einen geringeren Stromverbrauch und waren viel zuverlässiger, sondern ermöglichten es den Prozessoren auch, dank der geringen Schaltzeit, die ein Transistor im Vergleich zu einer Vakuumröhre hatte, schneller zu arbeiten.

Integrierte Schaltkreise

Der MOS-Transistor wurde 1959 von Bell Labs erfunden. Er weist eine hohe Skalierbarkeit auf, verbraucht viel weniger Strom und ist viel kondensierter als Bipolartransistoren. Dies ermöglichte den Aufbau von integrierten Schaltkreisen mit hoher Dichte.

Daher wurde ein Verfahren entwickelt, um viele miteinander verbundene Transistoren auf kompaktem Raum herzustellen. Die integrierte Schaltung ermöglichte die Herstellung einer großen Anzahl von Transistoren in einer einzigen Form oder einem "Chip" auf der Basis von Halbleitern..

Die Standardisierung begann im Stadium von Transistor-Makrocomputern und Minicomputern und beschleunigte sich dramatisch mit der weit verbreiteten Verbreitung der integrierten Schaltung, wodurch immer komplexere CPUs entworfen und hergestellt werden konnten..

Mit fortschreitender Mikroelektroniktechnologie könnten mehr Transistoren in integrierten Schaltkreisen platziert werden, wodurch die Anzahl der zur Vervollständigung einer CPU erforderlichen integrierten Schaltkreise verringert wird..

Integrierte Schaltungen erhöhten die Anzahl der Transistoren auf Hunderte und später auf Tausende. Bis 1968 wurde die Anzahl der ICs, die zum Aufbau einer vollständigen CPU benötigt wurden, auf 24 reduziert, die jeweils etwa 1.000 MOS-Transistoren enthielten..

Mikroprozessor

Vor dem Aufkommen des heutigen Mikroprozessors verwendeten Computer mehrere immer kleinere integrierte Schaltkreise, die über die Leiterplatte verteilt waren..

Die heutige CPU wurde erstmals 1971 von Intel entwickelt, um im Rahmen von PCs zu arbeiten..

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

Der Mikroprozessor ist ein integrierter Schaltkreischip aus Siliziumhalbleitermaterial mit Millionen elektrischer Komponenten in seinem Raum..

Es wurde schließlich der zentrale Prozessor für die Computer der vierten Generation der 1980er und späterer Jahrzehnte..

Moderne Mikroprozessoren kommen in elektronischen Geräten vor, die von Autos über Mobiltelefone bis hin zu Spielzeug reichen.

Typen

Bisher verwendeten Computerprozessoren Nummern als Identifikation, um die schnellsten Prozessoren zu identifizieren. Beispielsweise war der Intel 80386 (386) -Prozessor schneller als der 80286 (286) -Prozessor.

Nachdem der Intel Pentium-Prozessor auf den Markt gekommen war, der logischerweise 80586 heißen sollte, trugen die anderen Prozessoren Namen wie Celeron und Athlon.

Derzeit gibt es neben den verschiedenen Namen von Prozessoren unterschiedliche Kapazitäten, Geschwindigkeiten und Architekturen (32-Bit und 64-Bit)..

Multi-Core-Verarbeitungsgeräte

Trotz wachsender Einschränkungen bei der Chipgröße motiviert der Wunsch, mehr Strom aus den neuen Prozessoren zu erzeugen, die Hersteller weiterhin..

Eine dieser Innovationen war die Einführung des Multi-Core-Prozessors, eines einzelnen Mikroprozessorchips mit einem Multi-Core-Prozessor. Im Jahr 2005 veröffentlichten Intel und AMD Prototyp-Chips mit Multi-Core-Design.

Der Pentium D von Intel war ein Dual-Core-Prozessor, der mit dem Dual-Core-Athlon X2-Prozessor von AMD verglichen wurde, einem Chip für High-End-Server..

Dies war jedoch nur der Beginn der revolutionären Trends bei Mikroprozessorchips. In den folgenden Jahren entwickelten sich Multicore-Prozessoren von Dual-Core-Chips wie dem Intel Core 2 Duo zu Ten-Core-Chips wie dem Intel Xion E7-2850..

Im Allgemeinen bieten Multicore-Prozessoren mehr als die Grundlagen eines Single-Core-Prozessors und können auch innerhalb einzelner Anwendungen Multitasking und Multiprocessing durchführen..

Mobile Verarbeitungsgeräte

Während die traditionellen Mikroprozessoren sowohl in PCs als auch in Supercomputern eine monumentale Entwicklung durchlaufen haben, wächst die Mobile-Computing-Branche rasant und steht vor ihren eigenen Herausforderungen..

Mikroprozessorhersteller integrieren alle Arten von Funktionen, um das individuelle Erlebnis zu verbessern.

Das Gleichgewicht zwischen einer schnelleren Geschwindigkeit und der Kontrolle der Wärme bleibt ein Problem, ganz zu schweigen von den Auswirkungen dieser schnelleren Prozessoren auf die mobilen Batterien..

Grafikverarbeitungseinheit (GPU)

Der Grafikprozessor erstellt nur mathematische Berechnungen, nur diesmal, wobei Bilder, Videos und andere Arten von Grafiken bevorzugt werden.

Diese Aufgaben wurden zuvor vom Mikroprozessor erledigt. Mit zunehmender Verbreitung grafikintensiver CAD-Anwendungen entstand jedoch ein Bedarf an dedizierter Verarbeitungshardware, die solche Aufgaben ausführen kann, ohne die Gesamtleistung des Computers zu beeinträchtigen..

Die typische GPU gibt es in drei verschiedenen Formen. Normalerweise wird es separat mit dem Motherboard verbunden. Es ist in die CPU integriert oder wird als separater Add-On-Chip auf dem Motherboard geliefert. Die GPU ist für Desktop-, Laptop- und auch mobile Computer verfügbar.

Intel und Nvidia sind die führenden Grafikchipsätze auf dem Markt, wobei letzterer die bevorzugte Wahl für die Hauptgrafikverarbeitung ist..

Beispiele

- Central Processing Unit (CPU)

Wichtigstes Verarbeitungsgerät im Computersystem. Wird auch als Mikroprozessor bezeichnet.

Es ist ein interner Chip des Computers, der alle Vorgänge verarbeitet, die er von den auf dem Computer ausgeführten Geräten und Anwendungen empfängt..

Intel 8080

Es wurde 1974 eingeführt und verfügte über eine 8-Bit-Architektur, 6.000 Transistoren, eine 2-MHz-Geschwindigkeit, Zugriff auf 64 KB Speicher und die zehnfache Leistung des 8008..

Intel 8086

Eingeführt 1978. Es wurde eine 16-Bit-Architektur verwendet. Es hatte 29.000 Transistoren, die mit Geschwindigkeiten zwischen 5 MHz und 10 MHz betrieben wurden. Konnte auf 1 Megabyte Speicher zugreifen.

Intel 80286

Es wurde 1982 auf den Markt gebracht. Es hatte 134.000 Transistoren, die mit Taktraten von 4 MHz bis 12 MHz arbeiteten. 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 mehr Transistoren als der 80486DX-Prozessor mit einem 64-Bit-Datenbus..

Core Duo

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

Intel Core i7

Es handelt sich um eine Reihe von CPUs, die 8 Generationen von Intel-Chips umfassen. 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 die größte Platine im Computer. Enthält die CPU, den Speicher, die Busse und alle anderen Elemente.

Weist Strom zu und bietet eine Kommunikationsmöglichkeit für alle Hardwareelemente, um miteinander zu kommunizieren.

- Chip

Gruppe integrierter Schaltkreise, die zusammenarbeiten, das gesamte Computersystem warten und steuern. Somit wird der Datenfluss im gesamten System verwaltet.

- Uhr

Es wird verwendet, um mit allen Berechnungen des Computers Schritt zu halten. Verstärkt, dass alle Schaltkreise im Computer gleichzeitig zusammenarbeiten können.

- Erweiterungssteckplatz

Die Buchse befindet sich auf dem Motherboard. Es wird zum Anschließen einer Erweiterungskarte verwendet und bietet somit ergänzende Funktionen für einen Computer, z. B. Video, Audio, Speicher usw..

- Datenbus

Kabelsatz, mit dem die CPU Informationen zwischen allen Elementen eines Computersystems überträgt.

- Adressbus

Satz leitender Kabel, die nur Adressen tragen. Informationen fließen vom Mikroprozessor zum Speicher oder zu Eingabe- / Ausgabegeräten.

- Steuerbus

Es überträgt die Signale, die den Status der verschiedenen Geräte anzeigen. Normalerweise hat der Steuerbus nur eine Adresse.

- Grafikkarte

Erweiterungskarte, die in das Motherboard eines Computers eingeht. Es befasst sich mit Bild- und Videoverarbeitung. Wird verwendet, um ein Bild auf einem Bildschirm zu erstellen.

- Grafikverarbeitungseinheit (GPU)

Elektronische Schaltung, die der Speicherverwaltung gewidmet ist, um die Erstellung von Bildern zu beschleunigen, die auf einem Anzeigegerät gesendet werden sollen.

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

- Netzwerkkarte (NIC)

Erweiterungskarte für die Verbindung mit einem Netzwerk oder sogar dem Internet über ein Kabel mit einem RJ-45-Anschluss.

Diese Karten können über einen Netzwerk-Switch miteinander kommunizieren oder wenn sie direkt verbunden sind.

- Drahtlose Karte

Fast alle modernen Computer verfügen über eine Schnittstelle für die Verbindung mit einem drahtlosen Netzwerk (Wi-Fi), das direkt in das Motherboard integriert ist..

- Soundkarte

Erweiterungskarte zur Wiedergabe aller Arten von Audio auf einem Computer, die über Lautsprecher zu hören sind.

Im Computer enthalten, entweder in einem Erweiterungssteckplatz oder in das Motherboard integriert.

- Massenspeicher-Controller

Es übernimmt das Speichern und Abrufen von Daten, die permanent auf einer Festplatte oder einem ähnlichen Gerät gespeichert sind. Es verfügt über eine eigene spezialisierte CPU, um diese Vorgänge auszuführen.

Verweise

  1. Computer Hope (2018). Verarbeitungsgerät. Entnommen aus: computerhope.com.
  2. Am7s (2019). Was sind Computerverarbeitungsgeräte? Entnommen aus: am7s.com.
  3. Solomon (2018). Arten von Computerhardware - Verarbeitungsgeräte. Zig Link IT. Entnommen aus: ziglinkit.com.
  4. Hub-Seiten (2019). Datenverarbeitungsgeräte. Entnommen aus: hubpages.com.
  5. Wikipedia, die freie Enzyklopädie (2019). Zentraleinheit. Entnommen aus: en.wikipedia.org.
  6. Computer Hope (2019). ZENTRALPROZESSOR. Entnommen aus: computerhope.com.
  7. Margaret Rouse (2019). Prozessor (CPU). Techtarget. Entnommen aus: whatis.techtarget.com.

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