Evolutie verwerkingsapparaten, typen, voorbeelden

1944
Anthony Golden

De verwerkingsapparatuur computer zijn eenheden die een belangrijke rol spelen in de procesoperaties van een computer. Ze worden gebruikt om gegevens te verwerken volgens de instructies van een programma.

Verwerking is de belangrijkste functie van de computer, omdat in deze fase de omzetting van gegevens in bruikbare informatie wordt uitgevoerd met behulp van veel computerverwerkingsapparatuur..

Bron: pixabay.com

De belangrijkste functie van de verwerkingsapparatuur is om de verantwoordelijkheid te hebben om welsprekende informatie te verkrijgen uit de gegevens die worden getransformeerd met behulp van verschillende van deze apparaten..

Audio- en videoverwerking bestaat uit het zodanig opschonen van de gegevens dat het prettiger is voor het oor en voor de ogen, waardoor het realistischer overkomt.

Daarom is het bij sommige videokaarten beter te zien dan bij andere, omdat de videokaart de gegevens verwerkt om het realisme te verbeteren. Hetzelfde gebeurt met geluidskaarten en audiokwaliteit.

Artikel index

  • 1 processor
  • 2 Evolutie van de eerste tot heden
    • 2.1 Eerste fase
    • 2.2 Relais en vacuümbuizen
    • 2.3 Transistors
    • 2.4 Geïntegreerde schakelingen
    • 2.5 Microprocessor
  • 3 soorten
    • 3.1 Multi-core verwerkingsapparatuur
    • 3.2 Mobiele verwerkingsapparatuur
    • 3.3 Grafische verwerkingseenheid (GPU)
  • 4 voorbeelden
    • 4.1 - Centrale verwerkingseenheid (CPU)
    • 4.2 - Moederbord
    • 4.3 - Chip
    • 4.4 - Klok
    • 4.5 - Uitbreidingsslot
    • 4.6 - Databus
    • 4.7 - Besturingsbus
    • 4.8 - Videokaart
    • 4.9 - Grafische verwerkingseenheid (GPU)
    • 4.10 - Netwerkinterfacekaart (NIC)
    • 4.11 - Draadloze netwerkkaart
    • 4.12 - Geluidskaart
    • 4.13 - Controller voor massaopslag
  • 5 referenties

Verwerker

Telkens wanneer informatie een computer bereikt vanaf een invoerapparaat, zoals het toetsenbord, moet deze informatie een tussenweg afleggen voordat ze kan worden toegewezen aan een uitvoerapparaat, zoals de monitor..

Een verwerkingsapparaat is elk apparaat of instrument in de computer dat verantwoordelijk is voor het beheer van dit tussenliggende pad. Ze bedienen functies, voeren verschillende berekeningen uit en besturen ook andere hardwareapparaten.

Verwerkingsapparatuur converteren tussen verschillende soorten gegevens, en manipuleren en voeren taken uit met de gegevens.

Gewoonlijk komt de term CPU overeen met een processor, en meer in het bijzonder met zijn rekeneenheid en besturingseenheid, waardoor deze elementen worden onderscheiden van externe componenten van de computer, zoals het hoofdgeheugen en invoer- / uitvoercircuits..

De processor werkt nauw samen met het hoofdgeheugen en de randapparatuur.

Er kunnen andere systemen en randapparatuur zijn die helpen bij het verzamelen, opslaan en verspreiden van de gegevens, maar de verwerkingstaken zijn uniek voor de processor..

Evolutie van de eerste tot heden

Beginstadium

Vroege computers, zoals de ENIAC, moesten elke keer dat een andere taak werd uitgevoerd, fysiek worden bedraad.

In 1945 verspreidde de wiskundige von Neumann een schets voor een computer met een opgeslagen programma, EDVAC genaamd, die uiteindelijk in 1949 zou worden voltooid..

De eerste apparaten die behoorlijk CPU's zouden kunnen worden genoemd, kwamen met de komst van deze computer met een opgeslagen programma.

De programma's die voor EDVAC zijn gemaakt, werden opgeslagen in het hoofdgeheugen van de computer, in plaats van dat ze via de computerbedrading tot stand moesten worden gebracht.

Daarom kon het programma dat EDVAC draaide worden verwisseld met een simpele wijziging in de geheugeninhoud.

De eerste CPU's waren unieke ontwerpen die binnen een specifieke computer werden gebruikt. Vervolgens maakte deze methode van individueel ontwerpen van CPU's voor een bepaalde applicatie het mogelijk om multitasking-processors in grote aantallen te ontwikkelen..

Relais en vacuümbuizen

Ze werden vaak gebruikt als schakelapparatuur. Een computer had duizenden van deze apparaten nodig. Buiscomputers zoals EDVAC crashten gemiddeld elke acht uur.

Uiteindelijk werden op buizen gebaseerde CPU's onmisbaar omdat de voordelen van een aanzienlijke snelheid groter waren dan hun betrouwbaarheidsprobleem..

Deze vroege synchrone CPU's werkten met een lage kloksnelheid in vergelijking met de huidige micro-elektronische ontwerpen, grotendeels vanwege de lage snelheid van de schakelelementen die bij de vervaardiging ervan werden gebruikt..

Transistors

In de jaren vijftig en zestig hoefden CPU's niet langer te worden gebouwd op basis van schakelapparatuur die zo groot en defect was als broos, zoals relais en vacuümbuizen..

Omdat verschillende technologieën het mogelijk maakten om kleinere en betrouwbaardere elektronische apparaten te vervaardigen, nam ook de complexiteit van het CPU-ontwerp toe. De eerste verbetering van dit type werd bereikt met de komst van de transistor.

Met deze vooruitgang was het mogelijk om CPU's met een grotere complexiteit te maken en dat faalde veel minder in een of meer printplaten. Computers die waren gebaseerd op transistors, boden een aantal verbeteringen ten opzichte van eerdere.

Behalve dat ze een lager stroomverbruik bieden en veel betrouwbaarder zijn, hebben de transistors het mogelijk gemaakt dat de processors sneller werken, dankzij de korte schakeltijd die een transistor had in vergelijking met een vacuümbuis..

Geïntegreerde schakelingen

De MOS-transistor is in 1959 uitgevonden door Bell Labs. Hij heeft een hoge schaalbaarheid, verbruikt veel minder elektriciteit en is veel meer gecondenseerd dan bipolaire junctie-transistors. Dit maakte het mogelijk om geïntegreerde schakelingen met hoge dichtheid te bouwen.

Zo werd een methode ontwikkeld om veel onderling verbonden transistors in een compact gebied te vervaardigen. Dankzij de geïntegreerde schakeling kon een groot aantal transistors worden vervaardigd in een enkele mal of "chip" op basis van halfgeleiders..

Standaardisatie begon in het stadium van transistor-macrocomputers en minicomputers en werd dramatisch versneld door de wijdverspreide verspreiding van de geïntegreerde schakeling, waardoor steeds complexere CPU's konden worden ontworpen en vervaardigd..

Naarmate de micro-elektronische technologie vorderde, konden meer transistors in geïntegreerde schakelingen worden geplaatst, waardoor het aantal geïntegreerde schakelingen dat nodig is om een ​​CPU te voltooien, wordt verminderd..

Geïntegreerde schakelingen verhoogden het aantal transistors tot honderden en later tot duizenden. In 1968 was het aantal IC's dat nodig was om een ​​complete CPU te bouwen, teruggebracht tot 24, die elk ongeveer 1.000 MOS-transistors bevatten..

Microprocessor

Vóór de komst van de huidige microprocessor gebruikten computers meerdere steeds kleinere geïntegreerde schakelingen die over de printplaat waren verspreid..

De CPU zoals die nu bekend is, werd voor het eerst ontwikkeld in 1971 door Intel, om te werken in het kader van personal computers..

Deze eerste microprocessor was de 4-bits processor genaamd Intel 4004. Deze is vervolgens vervangen door nieuwere ontwerpen met 8-bits, 16-bits, 32-bits en 64-bits architecturen..

De microprocessor is een chip met geïntegreerde schakelingen gemaakt van halfgeleidermateriaal van silicium, met miljoenen elektrische componenten in zijn ruimte..

Het werd uiteindelijk de centrale processor voor de vierde generatie computers van de jaren tachtig en latere decennia..

Moderne microprocessors komen voor in elektronische apparaten, variërend van auto's tot mobiele telefoons en zelfs in speelgoed.

Types

Voorheen gebruikten computerprocessors getallen als identificatie, waardoor de snelste processors werden geïdentificeerd. De Intel 80386 (386) -processor was bijvoorbeeld sneller dan de 80286 (286) -processor.

Nadat de Intel Pentium-processor op de markt kwam, die logischerwijs 80586 had moeten heten, begonnen de andere processors namen als Celeron en Athlon te dragen.

Momenteel zijn er, afgezien van de verschillende namen van processors, verschillende capaciteiten, snelheden en architecturen (32-bits en 64-bits).

Multi-core verwerkingsapparatuur

Ondanks de toenemende beperkingen in de grootte van de chip, blijft de wens om meer vermogen te produceren uit de nieuwe processors de fabrikanten motiveren..

Een van die innovaties was de introductie van de multi-coreprocessor, een enkele microprocessorchip die een multi-coreprocessor kan hebben. In 2005 brachten Intel en AMD prototype-chips uit met multi-core ontwerpen.

Intel's Pentium D was een dual-coreprocessor die werd vergeleken met AMD's dual-core Athlon X2-processor, een chip bedoeld voor high-end servers..

Dit was echter nog maar het begin van de revolutionaire trends in microprocessorchips. In de daaropvolgende jaren evolueerden multicore-processors van dual-core-chips, zoals de Intel Core 2 Duo, naar tien-core-chips, zoals de Intel Xion E7-2850..

Over het algemeen bieden multicore-processors meer dan de basis van een single-core processor en zijn ze in staat tot multitasking en multiprocessing, zelfs binnen individuele applicaties..

Mobiele verwerkingsapparatuur

Terwijl de traditionele microprocessors in zowel personal computers als supercomputers een monumentale evolutie hebben doorgemaakt, breidt de mobiele computerindustrie zich snel uit en staat deze voor zijn eigen uitdagingen..

Microprocessorfabrikanten integreren allerlei functies om de individuele ervaring te verbeteren.

De balans tussen een hogere snelheid en controle over de warmte blijft hoofdpijn, om nog maar te zwijgen van de impact op de mobiele batterijen van deze snellere processors..

Grafische verwerkingseenheid (GPU)

De grafische processor maakt ook wiskundige berekeningen, alleen deze keer met een voorkeur voor afbeeldingen, video's en andere soorten grafische afbeeldingen.

Deze taken werden voorheen afgehandeld door de microprocessor, maar toen grafisch-intensieve CAD-toepassingen algemeen werden, ontstond er behoefte aan speciale verwerkingshardware die dergelijke taken aankan zonder de algehele computerprestaties te beïnvloeden..

De typische GPU is er in drie verschillende vormen. Meestal wordt het apart op het moederbord aangesloten. Het is geïntegreerd met de CPU of komt als een aparte add-on-chip op het moederbord. De GPU is beschikbaar voor desktop, laptop en ook voor mobiele computers.

Intel en Nvidia zijn de toonaangevende grafische chipsets op de markt, waarbij de laatste de voorkeur geniet voor de belangrijkste grafische verwerking..

Voorbeelden

- Centrale verwerkingseenheid (CPU)

Het belangrijkste verwerkingsapparaat in het computersysteem. Ook wel microprocessor genoemd.

Het is een interne chip van de computer die alle bewerkingen verwerkt die hij ontvangt van de apparaten en applicaties die op de computer worden uitgevoerd..

Intel 8080

Het werd in 1974 geïntroduceerd en had een 8-bits architectuur, 6000 transistors, een snelheid van 2 MHz, toegang tot 64 KB geheugen en 10 keer de prestaties van de 8008..

Intel 8086

Geïntroduceerd in 1978. Het gebruikte een 16-bits architectuur. Het had 29.000 transistors met snelheden tussen 5 MHz en 10 MHz. Kan toegang krijgen tot 1 megabyte geheugen.

Intel 80286

Het werd gelanceerd in 1982. Het had 134.000 transistors die werkten met kloksnelheden van 4 MHz tot 12 MHz. Eerste processor compatibel met eerdere processors.

Pentium

Geïntroduceerd door Intel in 1993. Ze kunnen worden gebruikt met snelheden van 60 MHz tot 300 MHz. Toen het werd uitgebracht, had het bijna twee miljoen transistors meer dan de 80486DX-processor, met een 64-bits databus..

Core Duo

Intels eerste dual-coreprocessor ontwikkeld voor mobiele computers, geïntroduceerd in 2006. Het was ook de eerste Intel-processor die in Apple-computers werd gebruikt..

Intel kern i7

Het is een reeks CPU's die 8 generaties Intel-chips omvat. Het heeft 4 of 6 cores, met snelheden tussen 2,6 en 3,7 GHz en werd geïntroduceerd in 2008.

- Moederbord

Ook aangeduid als moederbord. Het is het grootste bord in de computer. Bevat de CPU, het geheugen, de bussen en alle andere elementen.

Wijst stroom toe en biedt een communicatiemiddel voor alle hardware-elementen om met elkaar te communiceren.

- Chip

Groep geïntegreerde schakelingen die samenwerken, het hele computersysteem onderhouden en besturen. Beheert zo de gegevensstroom door het hele systeem.

- Klok

Het wordt gebruikt om alle berekeningen van de computer bij te houden. Versterkt dat alle circuits in de computer tegelijkertijd kunnen samenwerken.

- Uitbreidingsslot

Contactdoos op het moederbord. Het wordt gebruikt om een ​​uitbreidingskaart aan te sluiten en zo aanvullende functies aan een computer te bieden, zoals video, audio, opslag, enz..

- Gegevensbus

Een set kabels die de CPU gebruikt om informatie tussen alle elementen van een computersysteem te verzenden.

- Adres bus

Set geleidende kabels die alleen adressen dragen. Informatie stroomt van de microprocessor naar het geheugen of naar invoer- / uitvoerapparaten.

- Besturingsbus

Het draagt ​​de signalen die de status van de verschillende apparaten informeren. Normaal gesproken heeft de controlebus maar één adres.

- Grafische kaart

Uitbreidingskaart die in het moederbord van een computer gaat. Het behandelt beeld- en videoverwerking. Wordt gebruikt om een ​​afbeelding op een scherm te maken.

- Grafische verwerkingseenheid (GPU)

Elektronisch circuit dat is bedoeld voor het beheren van geheugen om het maken van afbeeldingen te versnellen die bedoeld zijn om op een weergaveapparaat te worden uitgezonden.

Het verschil tussen een GPU en een grafische kaart is vergelijkbaar met het verschil tussen een CPU en een moederbord.

- Netwerkinterfacekaart (NIC)

Uitbreidingskaart die wordt gebruikt om verbinding te maken met elk netwerk of zelfs met internet via een kabel met een RJ-45-connector.

Deze kaarten kunnen met elkaar communiceren via een netwerkswitch, of als ze rechtstreeks zijn aangesloten.

- Draadloze kaart

Bijna alle moderne computers hebben een interface om verbinding te maken met een draadloos netwerk (Wi-Fi), dat rechtstreeks in het moederbord is ingebouwd..

- Geluidskaart

Uitbreidingskaart die wordt gebruikt om elk type audio op een computer weer te geven, dat via luidsprekers kan worden gehoord.

Inbegrepen in de computer, ofwel in een uitbreidingsslot of geïntegreerd in het moederbord.

- Controller voor massaopslag

Het zorgt voor de opslag en het ophalen van gegevens die permanent zijn opgeslagen op een harde schijf of vergelijkbaar apparaat. Het heeft zijn eigen gespecialiseerde CPU om deze bewerkingen uit te voeren.

Referenties

  1. Computer Hope (2018). Verwerkingsapparaat. Genomen van: computerhope.com.
  2. Am7s (2019). Wat zijn computerverwerkingsapparatuur? Genomen van: am7s.com.
  3. Solomon (2018). Soorten computerhardware - verwerkingsapparatuur. Zig Link IT. Genomen van: ziglinkit.com.
  4. Hub-pagina's (2019). Apparaten voor gegevensverwerking. Genomen van: hubpages.com.
  5. Wikipedia, de gratis encyclopedie (2019). Centrale verwerkingseenheid. Genomen uit: en.wikipedia.org.
  6. Computer Hope (2019). PROCESSOR. Genomen van: computerhope.com.
  7. Margaret Rouse (2019). Processor (CPU). Techtarget. Genomen uit: whatis.techtarget.com.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.