Микрокомпютри: дефиниция, история и др

Микрокомпютрите са чудо на технологиите, тъй като правят автоматичната обработка на информация възможна по удобен и прост начин. В тази статия ще научите за всичко свързано с тях, от тяхното начало до актуални микрокомпютри.

Микрокомпютри

Микрокомпютрите, наричани още микрокомпютри или микрокомпютри, са компютри, които имат микропроцесор като централен процесор и които са конфигурирани да изпълняват специфични функции. Аспекти като сложността на системата, захранването, операционната система, стандартизацията, гъвкавостта и цената на оборудването, между другото, зависят от микропроцесора.

По принцип микрокомпютрите представляват цялостна система за лична употреба, която съдържа, освен микропроцесора, памет и поредица от компоненти за въвеждане и извеждане на информация.

И накрая, важно е да се изясни, че въпреки че микрокомпютрите често се бъркат с персоналните компютри, те не са еднакви. По -скоро би могло да се каже, че последните са част от общата класификация на първите.

Ако искате да научите повече подробности за него, ви каня да прочетете статията на видове компютри които съществуват днес.

Произход

Микрокомпютрите дължат своя произход на необходимостта от въвеждане на малки компютри в домовете и бизнеса. Което може да бъде консолидирано след създаването на микропроцесори през 1971 г.

Първият известен прототип на микрокомпютър, въпреки че не съдържаше микропроцесор, а набор от микросхеми, стана достъпен през 1973 г. Той е проектиран и построен от изследователския център Xerox и е кръстен Alto. Проектът беше неуспешен поради необходимото ниво на технология, но по това време не беше наличен.

След този модел, други инициативи се появиха от ръцете на други компании, включително Apple. Въпреки това, през 1975 г. беше продаден първият търговски персонален микрокомпютър. Това беше Altair 8800, принадлежащ на компанията MITS. Въпреки че няма клавиатура, монитор, постоянна памет и програми, бързо се превръща в хит. Имаше ключове и светлини.

По-късно, през 1981 г., IBM пуска първия персонален компютър, наречен IBM-PC, който е базиран на микропроцесора 8080 на Intel. Този факт бележи началото на нова ера на изчислителната техника, тъй като оттам започнаха да се появяват по -мощни модели микрокомпютри, насърчавани от компании като Compaq, Olivetti, Hewlett -Packard и др.

еволюция

От появата на Alto, който съдържа 875-редов екран за сканиране, 2,5 MB диск и интерфейс с 3 Mbit / s Ethernet мрежа, технологията се развива, като винаги се вземат предвид най-добрите аспекти на всеки от предходните модели.

От тази гледна точка може да се каже, че възходът на микрокомпютрите се дължи главно на факта, че тяхната технология е по -напреднала в сравнение с тази на миникомпютрите и суперкомпютрите. Неговият дизайн и конструкция, включително по -мощни микропроцесори, по -бързи и по -способни чипове памет и съхранение, се постигат за по -кратки времена на цикъла. По този начин те печелят време за поколения други видове компютри.

И накрая, трябва да се изясни, че вследствие на технологичния напредък терминът микрокомпютър е неизползван, тъй като днес повечето производствени компании включват микропроцесори в почти всеки тип компютър.

функции

Микрокомпютрите са вид компютър, който има следните характеристики:

• Неговият централен компонент е микропроцесорът, който не е нищо повече от интегрална схема.
• Неговата архитектура е класическа, изградена върху поток от контрол на операции и език на процедурите.
• Той представя вградена технология, която позволява взаимодействието на нейните компоненти.
• Благодарение на компактния си дизайн, той е лесен за опаковане и преместване.

Как работят микрокомпютрите?

Микрокомпютрите могат да изпълняват входни, изходни, изчислителни и логически операции чрез следната основна процедура:

• Получаване на данните за обработка.
• Изпълнение на програмирани команди за обработка на информация.
• Съхранение на информация, преди и след нейното преобразуване.
• Представяне на резултатите от обработката на данни.

С други думи, микрокомпютрите използват формат на инструкции, който им позволява, като ги декодират, да изпълняват необходимите микро-операции, за да отговорят на заявките на потребителите.

По този начин форматът на инструкцията включва код на операция, чрез който посочва адресирането на всеки операнд, тоест дефинира малко инструкция на различните елементи, които го съставят.

От своя страна микрооперациите са функционалните операции на микропроцесора, отговорни за пренареждането на инструкции и последователното изпълнение на програма.

Докато чрез синхронизация, микрокомпютърът успява да координира събитията от мрежата от комуникационни линии, които свързват елементите на системата.

И накрая, важно е да се изясни какво означава декодиране. Декодирането е процесът, чрез който се интерпретират инструкциите, за да се идентифицира операцията, която трябва да се извърши, и начинът за получаване на операндите, на които трябва да се изпълняват тези поръчки.

Микрокомпютърен хардуер

Хардуерът представлява физическите компоненти на микрокомпютрите, тоест той е осезаема част от тях. Състои се от електрически и електромеханични устройства, схеми, кабели и други периферни елементи, които правят възможно интегралната работа на оборудването.

В случай на микрокомпютри, той може да се отнася до едно устройство или до няколко отделни устройства.

Най -общо казано, за да може хардуерът да изпълнява своите функции, е необходимо наличието на следните компоненти:

Устройства за въвеждане

Те са единиците, чрез които потребителят въвежда данните в микрокомпютъра, било то текстове, звук, графики или видеоклипове. Сред тях са: клавиатура, мишка, микрофон, видеокамера, софтуер за разпознаване на глас, оптичен четец и др.

Ето някои подробности за основните входни устройства на микрокомпютър:

• Клавиатура: Това е устройство за въвеждане на информация par excellence. Тя позволява комуникация между потребителя и микрокомпютъра, чрез въвеждане на данни, които ще бъдат трансформирани в разпознаваеми модели.
• Мишка: Споделя функцията с клавиатурата, но може да изпълнява свързани функции само с едно или две щраквания. Трансформирайте физическото движение в движения на екрана.
• Микрофон: По принцип това е устройство, интегрирано в повечето микрокомпютри, чиято единствена функция е да позволява гласово въвеждане.
• Видеокамера: Полезна за въвеждане на информация под формата на снимки и видеоклипове, но не е полезна за повечето програми, управлявани от микрокомпютри.
• Софтуер за разпознаване на глас: Той е отговорен за превръщането на изговорената дума в цифрови сигнали, които могат да бъдат превеждани и интерпретирани от микрокомпютри.
• Оптична писалка: Тя представлява електронен показалец, чрез който потребителят променя информацията на екрана. Използва се ръчно и работи чрез сензори, които изпращат сигнали към микрокомпютъра всеки път, когато се регистрира светлина.
• Оптичен четец: Той е подобен на стилус, но основната му функция е да чете баркодове за идентифициране на продукти.
• CD-ROM: Това е стандартно входно устройство, което съхранява компютърни файлове само за четене. Той не присъства във всички микрокомпютри, но го има в настолните компютри.
• Скенер: Това е устройство, което може да се свързва предимно с настолни компютри. Дигитализирайте печатния материал, който да се съхранява на микрокомпютъра.

Изходни устройства

Това са единиците, чрез които микрокомпютрите съобщават получените резултати, след обработка и трансформиране на данните. В микрокомпютрите най -често срещаните са екрани и високоговорители.

• Монитор: Това е най -често срещаната единица за извеждане на информация. Състои се от екран, където се показват данните и инструкциите, въведени в микрокомпютъра. Чрез него също е възможно да се наблюдават символите и графиките, които се получават след трансформацията на данните.
• Принтер: Не може да се свързва с всякакви микрокомпютри, но е едно от най -широко използваните устройства за извеждане на информация. Главно той възпроизвежда под формата на копие всякакъв вид информация, която се съхранява в микрокомпютъра.
• Модем: Използва се за свързване на два компютъра по такъв начин, че да могат да обменят данни помежду си. По същия начин той позволява предаването на данни през телефонна линия.
• Звукова система: Като цяло тя представлява интегрирани звукови карти, които усилват звука, съдържащ се в мултимедийния материал.
• Високоговорител: Позволява ви да реагирате чрез излъчване на звук.

В тази връзка е важно да се отбележи, че в случай на сензорни екрани, присъстващи в повечето съвременни микрокомпютри, той работи едновременно като входно и изходно устройство. По подобен начин комуникационните устройства, които свързват един микрокомпютър към друг, имат двойна функция.

Централен процесор

Той се отнася до микропроцесора или мозъка на микрокомпютъра, чрез който се извършват логически операции и аритметични изчисления, продукти от интерпретацията и изпълнението на получените инструкции.

Микропроцесорът се състои от математическия съпроцесор, кеш паметта и пакета и се намира вътре в дънната платка на микрокомпютрите. За да научите повече подробности за местоположението му, можете да проверите статията на елементи на дънната платка от компютър.

Съпроцесорът е логическата част на микропроцесора. Той отговаря за математическите изчисления, създаването на графики, генерирането на буквени шрифтове и комбинацията от текстове и изображения, заедно с регистрите, контролния блок, паметта и шината с данни.

Кеш паметта е бърза памет, която съкращава времето за реакция, свързано с намиране на често използвана информация, без да се налага да използвате RAM.

Инкапсулацията е външната част, която защитава микропроцесора, като същевременно позволява връзката с външните конектори.

Микропроцесорите са свързани с регистри, които са зони за временно съхранение, които съдържат данни. Те също така отговарят за спазването на инструкциите и резултата от изпълнението на тези инструкции.

И накрая, микрокомпютрите включват вътрешна шина или мрежа от комуникационни линии, способни да свързват елементите на системата както вътрешно, така и външно.

Устройства за памет и съхранение

Блокът с памет е отговорен за временно съхранение както на инструкциите, така и на получените данни, така че по -късно те да бъдат взети от там от процесора. Данните трябва да бъдат в двоичен код. Паметта се класифицира в памет с произволен достъп (RAM) и памет само за четене (ROM).

RAM представлява вътрешна памет, разделена на оперативна памет и памет за съхранение. В него е възможно бързо и директно да се намери дума или байт, без да се отчита наборът от битове, съхранявани преди или след споменатия знак.

От своя страна ROM съдържа основната или операционната система на микрокомпютър. В него се съхраняват микропрограмите, които съдържат сложните инструкции, както и растерното изображение, съответстващо на всеки от участващите символи.

В тази връзка е необходимо да се отбележи, че от практическа гледна точка паметта и съхранението са две напълно различни понятия. Когато микрокомпютърът е изключен, програмите и данните, съхранени в паметта, се губят, докато съдържанието в паметта се запазва.

Устройствата за съхранение включват, между другото, твърди дискове, CD-ROM дискове, DVD дискове, оптични устройства и сменяеми твърди дискове.

• Твърд диск: Това е несменяем твърд магнитен диск, тоест той се съдържа в единица. Той присъства в повечето микрокомпютри и има голям капацитет за съхраняване на информация.
• Оптично устройство: Просто наречено CD, то е устройство за съхранение и разпространение на аудио, софтуер и всякакъв друг вид данни. Информацията се съхранява чрез перфорации, направени с лазер на главен диск, който се възпроизвежда от разработването на множество копия. Произвежда се във фабрики.
• CD-ROM: Това е компактен диск само за четене, което означава, че информацията, съхранена на него, не може да бъде модифицирана или изтрита, след като е била съхранена. За разлика от компактдисковете, данните се записват фабрично.
• DVD: Те поддържат същата философия като компактдисковете, но информацията може да бъде записана от двете страни на DVD. По принцип е необходим специален плейър, за да го прочетете. Най -новите модели плейъри на пазара обаче четат еднакво компактдискове и DVD дискове.

Тип

Най -общо казано и като важен момент в технологията, можем да говорим за два вида микрокомпютри: настолни компютри и лаптопи. И двете са с обща употреба, в еднаква степен, между хора и компании.

• Настолни компютри: Поради техния размер те могат да бъдат поставени на маса, но същата характеристика не им позволява да бъдат преносими. Те се състоят от единици за обработка и съхранение, изходни единици и дори клавиатура.
• Лаптопи: Благодарение на лекия и компактен дизайн, те могат лесно да се преместват от едно място на друго. Те включват лаптопи, преносими компютри, персонални цифрови асистенти (КПК), цифрови телефони и други. Основната му характеристика е скоростта при обработката на данни.

Актуални микрокомпютри

Както вече споменахме, има няколко типа микрокомпютри, всеки с добре дефинирани характеристики в зависимост от полезността им. За да продължите; подробности:

• Настолни компютри: Те са най -широко използваният тип микрокомпютри. Те са в състояние да изпълняват най -често срещаните задачи в компютрите, като сърфиране в интернет, транскрипция и задачи за редактиране на документи, сред много други много полезни функции. Те поддържат елементи от аксесоари, като клаксони и уеб камери.
• Лаптопи: От създаването си през 1981 г. те представляват революция в персоналните компютри. Сред неговите елементи все още присъстват екранът, клавиатурата, процесорът, твърдият диск, процесорът и т.н. Те са в състояние да изпълняват същите функции като настолните компютри, но по -малкият им размер и цена означават, че имат предимства пред тях.
• Лаптопи: Те имат плосък екран и се захранват от батерия. Размерът му определя преносимостта му.
• Бележници: Основната му полезност е реализирането на прости функции за производителност. Липсват им CD или DVD плейъри. Те са с по -ниска цена от персоналните компютри, което ги кара да имат по -високи нива на продажби. Те са по -леки от лаптопите.
• Таблети: Те заместват във функционалност лаптопи и преносими компютри. Сензорният му екран позволява на потребителя да взаимодейства със съдържанието. Те нямат клавиатури или мишки.
• Лични цифрови асистенти (КПК): Те основно функционират като джобни организатори. Те имат функции на календара, бележник, електронни таблици и др. Те позволяват въвеждане на данни чрез специални устройства за въвеждане. Освен това те имат инструменти за повторна комуникация.
• Смартфони: Това са микрокомпютри, които имат възможност да изпращат и получават обаждания и съобщения, в допълнение към свързването към интернет чрез WiFi или мобилни връзки. Те споделят много от функциите, присъстващи в персоналните компютри, като управление на имейли и работа с мултимедийно съдържание.

Микрокомпютри на бъдещето

Въпреки бързия напредък на компютрите и технологиите, основите на хардуера и софтуера са склонни да останат постоянни във времето. Микрокомпютрите обаче обещават да останат на преден план, улеснявайки управлението на финансите, програмите, контактите, календарите и други дейности от ежедневието. По същия начин те ще продължат да присъстват в иновативни технологични области, като изкуствен интелект, роботика и всичко свързано с мултимедийно съдържание.

Микрокомпютрите, които се очаква да окажат благоприятно влияние върху бъдещия ни живот, несъмнено ще имат по -голям капацитет и мощност, както и ще предлагат повече и по -добри функционалности. Сред тях могат да се посочат следните:

• Хибридни лаптопи: Наричани още хибридни таблети, те работят едновременно като таблети и компютри, защото имат клавиатура и сензорен екран. Като допълнителен бонус екранът е по -голям и включва цифрова писалка.
• Телефони с връзка към телевизори: От появата на смартфоните техните функционалности се увеличават. С това предложение се надява да превърне телевизионен екран в компютър, всичко чрез проста кабелна връзка. Въпреки усилията, положени в това отношение, предложението не е завършило да се оформя. Очаква се обаче в бъдеще пазарът на телефони от висок клас да се разрасне и да възприеме този нов начин на правене на технология, чрез създаване на универсални приложения.
• Джобни компютри: Въпреки че концепцията вече съществува, се очаква тези компютри да намалят дизайна си, за да станат подобни на pendrive. Основната идея на това предложение е, че като свърже малкото устройство към екран, то може да работи точно като компютър.
• Холографски компютри: Това със сигурност е амбициозен проект. Понастоящем обаче някои компании и университети разработват проекти, които ще позволят да се променят вече съществуващите каски с разширена реалност, за да се превърнат в холографски устройства, буквално поставяйки технологията в ръцете на потребителите.
• Квантови компютри: Бъдещият проект включва масовизиране на тази технология, която позволява обработката на големи количества данни за минимално време. Днес част от това мислене се прилага в изкуствения интелект, където данните се обработват чрез много сложни изчисления.
• Многоядрени компютри: През годините бариерите, които разделят всички видове съществуващи компютри, ще бъдат преодолени, до степен да бъдат заобиколени от интелигентни обекти, които работят като компютри, ориентирани към увеличаване на производителността и способни да задоволят нуждите на момента.

Формати на данни

Основните формати на данни, използвани от микрокомпютрите, са битове, байтове и знаци.

Битът е най -малката единица информация, която има микрокомпютър, от която се създават по -големи количества информация. Групирането на няколко бита позволява представяне на информация.

Докато байтовете са практичната единица, чрез която се измерва произволната памет и постоянният капацитет за съхранение на микрокомпютри. Байт съдържа 8 бита и се използва за представяне на всякакъв вид информация, включително цифрите от 0 до 9 и буквите на азбуката.

Като цяло дизайнът на микрокомпютри им позволява да разбират езика на байтовете. По този начин можете да измервате по -големи количества информация от килобайта, мегабайта и гигабайта.

От своя страна знакът е буква, цифра, пунктуационен знак, символ или контролен код, невинаги видими на екрана или на хартия, чрез които информацията се съхранява и предава по електронен път.

И накрая, за да се разбере по -добре концепцията за битове и байтове, важно е да се спомене, че битът е основната единица на двоична система, която съдържа само две стойности (0 и 1). Докато десетичната система съдържа десет цифри (от 0 до 9) и шестнадесетичната, 16 знака, които отиват от 0 до 9 и от буквата А до F.

Заключения

Като се имат предвид всички подробности относно дефиницията, произхода, еволюцията, характеристиките и други аспекти на микрокомпютрите, се стига до следните заключения:

• Централният процесор на всеки микрокомпютър е микропроцесорът.
• Микрокомпютрите се състоят от микропроцесор, памет и поредица от компоненти за вход и изход на информация.
• Те дължат своя произход на необходимостта от създаване на по -малки компютри.
• Еволюцията на микрокомпютрите е пряко следствие от напредъка на технологиите.
• Архитектурата му е класическа, а дизайнът е компактен.
• Микрокомпютрите са способни да извършват математически изчисления и логически операции чрез проследяване и изпълнение на инструкции.
• Форматът на инструкцията показва адресирането на всеки операнд, присъстващ в инструкцията.
• Микрооперациите са отговорни за пренареждането на инструкции и последователното изпълнение на програма.
• Чрез синхронизация микрокомпютърът успява да координира събитията на вътрешната шина.
• Декодирането е процесът, чрез който се интерпретират инструкциите.
• Хардуерът се състои от входни и изходни устройства, централния модул за процедури, паметта и устройствата за съхранение.
• Основните устройства за въвеждане на информация са: клавиатурата, мишката, видеокамерата, оптичният четец, микрофонът и др.
• Сред основните изходни единици са: принтерът, озвучителната система, модемът.
• Централният процесор е отговорен за извършването на логическите и математическите операции в резултат на интерпретацията и изпълнението на инструкциите.
• Съпроцесорът е логическата част на микропроцесора.
• Кеш паметта е бърза памет, която съкращава времето за реакция на микрокомпютъра.
• Регистрите са зони за временно съхранение, които съдържат данни.
• Вътрешната шина свързва елементите на системата както вътрешно, така и външно.
• Паметта съхранява данни и програми временно, преди да бъдат изпълнени от микропроцесора.
• RAM е вътрешната памет на микрокомпютрите. Състои се от оперативната памет и паметта за съхранение.
• ROM паметта съдържа операционната система на микрокомпютрите, където се съхраняват микропрограмите, които съдържат сложните инструкции.
• Основните устройства за съхранение са: твърдият диск, оптичното устройство, CD-ROM, DVD и други.
• Микрокомпютрите са разделени на настолни компютри и преносими компютри.
• Днешните микрокомпютри включват, между другото, настолни компютри, лаптопи, таблети, лаптопи, лични цифрови асистенти и смартфони.
• Микрокомпютрите на бъдещето са: хибридни таблети, телефони с връзка към телевизори, джобни компютри, квантови компютри, холографски компютри и др.
• Микрокомпютрите използват битове, байтове и знаци за съхраняване на информация.