Evoluzione dei dispositivi di elaborazione, tipi, esempi

IL dispositivi di elaborazione Computer queste sono unità che svolgono un ruolo importante nelle operazioni di processo di un computer. Vengono utilizzati per elaborare i dati, seguendo le istruzioni di un programma.

L'elaborazione è la funzione più importante del computer, perché in questa fase viene effettuata la trasformazione dei dati in informazioni utili, utilizzando molti dispositivi di elaborazione del computer.

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La funzione principale dei dispositivi di elaborazione è di avere la responsabilità di ottenere informazioni eloquenti dai dati trasformati con l'aiuto di molti di questi dispositivi.

L'elaborazione audio e video consiste nella pulizia dei dati in modo tale da essere più piacevoli per l'orecchio e per la vista, facendoli sembrare più realistici.

Ecco perché puoi vedere meglio con alcune schede video che con altre, perché la scheda video elabora i dati per migliorare il realismo. Lo stesso accade con le schede audio e la qualità audio.

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Processore

Ogni volta che un computer riceve informazioni da un dispositivo di input, come la tastiera, queste informazioni devono percorrere un percorso intermedio prima di poterlo assegnare a un dispositivo di output, come il monitor.

Un dispositivo di elaborazione diventa qualsiasi dispositivo o strumento sul computer responsabile della gestione di questo viaggio intermedio. Operano funzioni, eseguono calcoli diversi e controllano anche altri dispositivi hardware.

Dispositivi di elaborazione conventi tra diversi tipi di dati, oltre a manipolare ed eseguire attività con i dati.

Di solito, il termine CPU corrisponde a un processore e più specificamente alla sua unità di calcolo e di controllo, distinguendo così questi elementi dai componenti esterni del computer, come la memoria principale e i circuiti di ingresso/output.

Il processore funziona in stretto coordinamento con la memoria principale e i dispositivi di archiviazione periferica.

Potrebbero esserci altri sistemi e periferiche che funzionano per aiutare a raccogliere, archiviare e diffondere i dati, ma le attività di elaborazione sono tipiche del processore.

Evoluzione dal primo ad oggi

Stato iniziale

I primi computer, come l'Eniac, dovevano fisicamente cablaggio ogni volta che veniva eseguito un compito diverso.

Nel 1945, il matematico von Neumann distribuì lo schizzo di un computer con programma memorizzato, chiamato Edvac, che sarebbe finalmente terminato nel 1949.

I primi dispositivi che potevano essere chiamati correttamente quando la CPU arrivava con l'arrivo di questo computer con un programma memorizzato.

I programmi creati per EDVAC sono stati archiviati nella memoria principale del computer, invece di doverli stabilire attraverso il cablaggio del computer.

Pertanto, il programma eseguito da EDVAC potrebbe essere scambiato con una semplice modifica del contenuto di memoria.

I primi CPU erano design unici utilizzati all'interno di un computer specifico. Successivamente, questo metodo di progettazione delle CPU individualmente per una particolare applicazione ha permesso di sviluppare più compiti di attività in grandi quantità.

Relè e tubi a vuoto

Erano comunemente usati come dispositivi di commutazione. Un computer aveva bisogno di migliaia di questi dispositivi. I computer a tubo come Edvac hanno danni in media ogni otto ore.

Alla fine, le CPU a base di tubi sono diventate indispensabili perché i vantaggi che hanno fornito per avere una velocità apprezzabile hanno superato il problema della loro affidabilità.

Queste CPU sincroni iniziali hanno funzionato a una piccola velocità di clock se si confrontano con gli attuali progetti microelettronici, in gran parte a causa della bassa velocità degli elementi di commutazione utilizzati nella loro produzione.

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Transistor

Durante gli anni '50 e '60, la CPU non doveva più essere prodotta, prendendo come grandi dispositivi di commutazione e che fallivano così tanto, oltre a fragili, come i relè e i tubi a vuoto.

Nella misura in cui diverse tecnologie hanno permesso di produrre dispositivi elettronici più piccoli e affidabili. Il primo miglioramento di questo tipo è stato raggiunto con l'arrivo del transistor.

Con questo anticipo, le CPU potrebbero essere realizzate con maggiore complessità e che avrebbero fallito molto meno in una o più piastre di circuito. I computer basati sui transistor offrivano una serie di miglioramenti su quelli precedenti.

Oltre a offrire un consumo elettrico più basso ed essere molto più affidabili, i transistor hanno permesso ai processori di funzionare più velocemente, grazie al tempo di commutazione così basso da avere un transistor rispetto a un tubo a vuoto.

Circuiti integrati

Il Transistor MOS è stato inventato da Bell Labs nel 1959. Ha un'alta scalabilità, oltre a spendere molta meno elettricità ed essere molto più condensati dei transistor dell'Unione bipolare. Ciò ha permesso di creare circuiti integrati ad alta densità.

Pertanto è stato sviluppato un metodo per produrre molti transistor interconnessi in un'area compatta. Il circuito integrato ha permesso di fabbricare un gran numero di transistor in un singolo stampo o "chip" basato sui semiconduttori.

La standardizzazione è iniziata nella fase dei transistor '.

Nella misura in cui è progredita la tecnologia microelettronica, un numero maggiore di transistor potrebbe essere collocato in circuiti integrati, riducendo così il numero di circuiti integrati necessari per completare una CPU.

I circuiti integrati hanno aumentato il numero di transistor a centinaia e successivamente a migliaia. Nel 1968, la quantità di circuiti integrati necessari per costruire una CPU completa era stata ridotta a 24, ciascuno contenente circa 1.000 transistor MOS.

Microprocessore

Prima dell'arrivo del microprocessore corrente, i computer hanno utilizzato circuiti sempre più piccoli che erano sparsi in tutta la piastra del circuito.

La CPU come è attualmente noto è stata sviluppata per la prima volta nel 1971 da Intel, in modo che funzioni all'interno della struttura dei personal computer.

Questo primo microprocessore era il processore a 4 bit chiamato Intel 4004. È stato successivamente sostituito da nuovi progetti con architetture a 8 bit, 16 bit, 32 bit e 64 bit.

Il microprocessore è un chip a circuito integrato realizzato in materiale a semiconduttore al silicio, con milioni di componenti elettrici nel suo spazio.

Infine, è diventato il processore centrale dei computer di quarta generazione degli anni '80 e successivi decenni.

I moderni microprocessori appaiono su dispositivi elettronici che vanno dalle auto ai telefoni cellulari e persino ai giocattoli.

Ragazzi

In precedenza, i processori di computer utilizzavano numeri come l'identificazione, aiutando così a identificare i processori più veloci. Ad esempio, il processore Intel 80386 (386) era più veloce del processore 80286 (286).

Dopo che il processore Intel Pentium è entrato nel mercato, che avrebbe dovuto essere chiamato 80586, gli altri processori hanno iniziato a trasportare nomi come Celeron e Athlon.

Attualmente, a parte i vari nomi dei processori, ci sono diverse capacità, velocità e architetture (32 bit e 64 bit).

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Più dispositivi di elaborazione dei nuclei

Nonostante le crescenti limitazioni delle dimensioni del chip, il desiderio di produrre più potere dei nuovi processori continua a motivare i produttori.

Una di queste innovazioni è stata l'introduzione del processore multinuk, un chip a microprocessore unico in grado di avere un processore multi -core. Nel 2005, Intel e AMD hanno lanciato prototipi chips con più design core.

Il Pentium D Intel era un processore a doppio punteggio rispetto al processore AMD Dual Athlon X2, un chip per i server ad alta end.

Tuttavia, questo è stato solo l'inizio delle tendenze rivoluzionarie nei chips a microprocessore. Negli anni seguenti, i processori multinuk si sono evoluti da chip a doppio core, come Intel Core 2 Du.

In generale, i processori multinuk offrono più delle basi di un singolo processore -core e sono in grado di eseguire attività multiple e multiprocessing, anche all'interno di singole applicazioni.

Elaborazione di dispositivi mobili

Mentre i microprocessori tradizionali di computer sia personali e supercomputer hanno sperimentato un'evoluzione monumentale, il settore dell'informatica mobile si sta espandendo rapidamente e affronta le proprie sfide.

I produttori di microprocessore stanno integrando tutti i tipi di caratteristiche per migliorare l'esperienza individuale.

L'equilibrio tra avere una velocità e il controllo del calore più elevati rimane un mal di testa, senza dimenticare l'impatto sulle batterie mobili di questi processori più veloci.

Unità di elaborazione grafica (GPU)

Il processore grafico produce anche calcoli matematici, solo questa volta, con preferenza per immagini, video e altri tipi di grafica.

Queste attività erano precedentemente gestite dal microprocessore, ma quando le applicazioni CAD erano comuni, si è verificata la necessità di un hardware di elaborazione dedicato, in grado di gestire tali attività senza influire sulle prestazioni generali del computer.

La GPU tipica è disponibile in tre modi diversi. Di solito è collegato separatamente alla scheda madre. È integrato con la CPU o arriva come un chip aggiuntivo separato nella scheda madre. La GPU è disponibile per computer desktop, laptop e anche dispositivi mobili.

Intel e Nvidia sono le serie di chip della grafica leader sul mercato, quest'ultima è l'opzione preferita per l'elaborazione grafica principale.

Esempi

- Unità di elaborazione centrale (CPU)

Più importante dispositivo di elaborazione del sistema informatico. È anche chiamato microprocessore.

È un chip per computer interno che elabora tutte le operazioni che riceve dai dispositivi e dalle applicazioni eseguite sul computer.

Intel 8080

Presentato nel 1974, aveva un'architettura a 8 bit, 6.000 transistor, velocità di 2MHz, accesso alla memoria 64kb e 10 volte la resa di 8008.

Intel 8086

Introdotto nel 1978. Usato un'architettura a 16 bit. Erano 29.000 transistor, che funzionano a velocità compresa tra 5 MHz e 10 MHz. Potrei avere accesso a 1 megabyte di memoria.

Intel 80286

È stato lanciato nel 1982. Era 134.000 transistor, che funzionano a velocità di clock a 4 MHz a 12 MHz. Primo processore compatibile con i processori precedenti.

Pentium

Introdotto da Intel nel 1993. Possono essere usati con velocità da 60 MHz a 300 MHz. Quando è stato rilasciato, aveva quasi due milioni di transistor più del processore 80486DX, con un bus dati a 64 bit.

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Core Duo

Primo processore a doppio core sviluppato per i computer mobili, introdotto nel 2006. È stato anche il primo processore Intel utilizzato sui computer Apple.

Intel Core i7

È una serie di CPU che copre 8 generazioni di chip Intel. Ha 4 o 6 nuclei, con velocità comprese tra 2,6 e 3,7 GHz. È stato introdotto nel 2008.

- Scheda madre

Anche la scheda madre designata. È la piastra più grande all'interno del computer. Ospitare la CPU, la memoria, gli autobus e tutti gli altri elementi.

Assegnare energia e fornire una forma di comunicazione in modo che tutti gli elementi hardware comunicano tra loro.

- Patata fritta

Gruppo di circuiti integrati che lavorano insieme, mantenendo e controllando l'intero sistema informatico. Gestisce così il flusso di dati in tutto il sistema.

- Orologio

Serve ad accompagnare tutti i calcoli del computer. Rafforza che tutti i circuiti all'interno del computer possono funzionare in modo simultaneo.

- Slot di espansione

Zócalo situato sulla scheda madre. Serve a collegare una scheda di espansione, fornendo così funzioni complementari a un computer, come video, audio, archiviazione, ecc.

- Bus dati

Set di cavi che utilizza la CPU per trasmettere informazioni tra tutti gli elementi di un sistema informatico.

- Indirizza il bus

Set di cavi conduttivi che trasportano solo indirizzi. Le informazioni fluiscono dal microprocessore alla memoria o ai dispositivi di input/output.

- Bus di controllo

Trasporta i segnali che riportano lo stato dei diversi dispositivi. Normalmente il bus di controllo ha un solo indirizzo.

- Scheda grafica

Scheda di espansione inserita nella scheda madre di un computer. Si occupa di elaborazione di immagini e video. Viene utilizzato per creare un'immagine su uno schermo.

- Unità di elaborazione grafica (GPU)

Circuito elettronico dedicato alla gestione della memoria per accelerare la creazione di immagini volte alla trasmissione in un dispositivo di visualizzazione.

La differenza tra una GPU e una scheda grafica è simile alla differenza tra una CPU e una scheda madre.

- Scheda di interfaccia di rete (NIC)

Scheda di espansione utilizzata per connettersi a qualsiasi rete o anche a Internet, utilizzando un cavo con un connettore RJ-45.

Queste schede possono comunicare tra loro utilizzando uno switch di rete o se sono direttamente collegate.

- Carta wireless

Quasi tutti i computer moderni hanno un'interfaccia per connettersi a una rete wireless (WiFi), che è integrata direttamente nella scheda madre.

- Scheda audio

La scheda di espansione serve a riprodurre qualsiasi tipo di audio su un computer, che può essere percepito attraverso altoparlanti alti.

Incluso sul computer, in uno slot di espansione o integrato nella scheda madre.

- Controller di archiviazione di massa

Gestisce l'archiviazione e il recupero dei dati archiviati permanentemente su un disco rigido o un dispositivo simile. Ha la sua CPU specializzata per eseguire queste operazioni.

Riferimenti

1. Computer Hope (2018). Dispositivo di elaborazione. Preso da: ComputerHope.com.
2. AM7S (2019). Quali sono i dispositivi di elaborazione del computer? Preso da: AM7S.com.
3. Solomon (2018). Tipi di hardware per computer - dispositivi di elaborazione. Zig lo collega. Tratto da: ZigLinkit.com.
4. Pagine hub (2019). Dispositivi di elaborazione dei dati. Preso da: hubpages.com.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Unità centrale di elaborazione. Preso da: in.Wikipedia.org.
6. Computer Hope (2019). processore. Preso da: ComputerHope.com.
7. Margaret Rouse (2019).Processore (CPU). Techtarget. Tratto da: whais.Techtarget.com.