Mikroarvutid: määratlus, ajalugu ja palju muud

Mikroarvutid on tehnoloogia ime, kuna need muudavad teabe automaatse töötlemise mugavaks ja lihtsaks. Selles artiklis saate teada kõigest, mis on nendega seotud, nende algusest kuni praegused mikroarvutid.

Mikroarvutid

Mikroarvutid, mida nimetatakse ka mikroarvutiteks või mikroarvutiteks, on arvutid, mille keskprotsessor on mikroprotsessor ja mis on konfigureeritud täitma konkreetseid funktsioone. Mikroprotsessorist sõltuvad muu hulgas sellised aspektid nagu süsteemi keerukus, võimsus, operatsioonisüsteem, standardimine, seadmete mitmekülgsus ja hind.

Põhimõtteliselt moodustavad mikroarvutid isiklikuks kasutamiseks tervikliku süsteemi, mis sisaldab lisaks mikroprotsessorile mälu ning rea teabe sisend- ja väljundkomponente.

Lõpuks on oluline selgitada, et kuigi mikroarvuteid segatakse sageli personaalarvutitega, pole need samad. Pigem võiks öelda, et viimased kuuluvad esimeste üldisesse klassifikatsiooni.

Kui soovite selle kohta rohkem teada saada, kutsun teid lugema artiklit arvutitüübid mis on olemas tänapäeval.

Päritolu

Mikroarvutid tulenevad oma vajadusest tuua väikesed arvutid kodudesse ja ettevõtetesse. Mida saaks konsolideerida pärast mikroprotsessorite loomist 1971. aastal.

Esimene teadaolev mikroarvuti prototüüp, kuigi see ei sisaldanud mikroprotsessorit, vaid mikrolülituste komplekti, ilmus 1973. aastal. Selle projekteeris ja ehitas Xeroxi uurimiskeskus ning sai nimeks Alto. Projekt oli ebaõnnestunud nõutava tehnoloogia taseme tõttu, kuid ei olnud sel ajal kättesaadav.

Pärast seda mudelit ilmusid teiste ettevõtete, sealhulgas Apple'i käest teised algatused. Siiski müüdi esimene kaubanduslik isiklik mikroarvuti 1975. aastal. See oli ettevõttele MITS kuuluv Altair 8800. Kuigi sellel puudusid klaviatuur, monitor, püsimälu ja programmid, sai sellest kiiresti hitt. Sellel olid lülitid ja tuled.

Hiljem, 1981. aastal, avaldas IBM esimese personaalarvuti nimega IBM-PC, mis põhines Inteli 8080 mikroprotsessoril. See asjaolu tähistas uue andmetöötluse ajastu algust, sest sealt hakkasid tekkima võimsamad mikroarvutite mudelid, mida edendasid muu hulgas sellised ettevõtted nagu Compaq, Olivetti, Hewlett - Packard.

Evolutsioon

Pärast Alto ilmumist, mis sisaldas 875-realist skaneerimisekraani, 2,5 MB ketast ja liidest 3 Mbit / s Etherneti võrguga, on tehnoloogia arenenud, võttes alati arvesse iga eelneva mudeli parimaid külgi.

Sellest vaatenurgast võib öelda, et mikroarvutite tõus on peamiselt tingitud asjaolust, et nende tehnoloogia on võrreldes mini- ja superarvutitega arenenum. Selle disain ja ehitus, sealhulgas võimsamad mikroprotsessorid, kiiremad ja võimekamad mälu- ja salvestuskiibid, saavutatakse lühema tsükliajaga. Sel moel ostavad nad aega muud tüüpi arvutite põlvkondadele.

Lõpuks tuleks selgitada, et tehnoloogia arengu tõttu on mõiste mikroarvuti kasutusest väljas, kuna tänapäeval on enamikus tootmisettevõtetes mikroprotsessorid peaaegu igas arvutis.

omadused

Mikroarvutid on teatud tüüpi arvutid, millel on järgmised omadused:

• Selle keskne komponent on mikroprotsessor, mis pole midagi muud kui integraallülitus.
• Selle arhitektuur on klassikaline, mis põhineb operatsioonide juhtimise voolul ja protseduurikeelel.
• See esitleb sisseehitatud tehnoloogiat, mis võimaldab selle komponentide omavahel suhelda.
• Tänu oma kompaktsele disainile on seda lihtne pakkida ja teisaldada.

Kuidas mikroarvutid töötavad?

Mikroarvutid on võimelised täitma sisend-, väljund-, arvutus- ja loogikatoiminguid järgmise põhiprotseduuri abil:

• Töödeldavate andmete kättesaamine.
• Teabe töötlemiseks programmeeritud käskude täitmine.
• Teabe salvestamine enne ja pärast selle muutmist.
• Andmetöötluse tulemuste tutvustamine.

Teisisõnu, mikroarvutid kasutavad käsu vormingut, mis võimaldab neil nende dekodeerimisega teha vajalikke mikrooperatsioone, et vastata kasutajate soovidele.

Seega sisaldab käsu vorming toimingukoodi, mille kaudu see näitab iga operandi adresseerimist, st määratleb natuke käsu erinevatest elementidest, mis seda moodustavad.

Mikrooperatsioonid on omalt poolt mikroprotsessori funktsionaalsed toimingud, mis vastutavad juhiste ümberkorraldamise ja programmi järjestikuse täitmise eest.

Ajastamise ajal suudab mikroarvuti koordineerida süsteemi elemente ühendavate kommunikatsiooniliinide võrgu sündmusi.

Lõpuks on oluline selgitada, mida dekodeerimine tähendab. Dekodeerimine on protsess, mille käigus tõlgendatakse juhiseid, et teha kindlaks tehtav toiming ja viis, kuidas saada operandid, mille alusel need käsud tuleb täita.

Mikroarvuti riistvara

Riistvara esindab mikroarvutite füüsilisi komponente, see tähendab nende käegakatsutavat osa. See koosneb elektri- ja elektromehaanilistest seadmetest, vooluahelatest, kaablitest ja muudest perifeersetest elementidest, mis võimaldavad seadme terviklikku toimimist.

Mikroarvutite puhul võib see viidata ühele seadmele või mitmele eraldi seadmele.

Üldiselt nõuab riistvara oma ülesannete täitmiseks järgmiste komponentide olemasolu:

Sisendseadmed

Need on üksused, mille kaudu kasutaja sisestab andmed mikroarvutisse, olgu need siis tekstid, heli, graafika või videod. Nende hulgas on: klaviatuur, hiir, mikrofon, videokaamera, hääletuvastustarkvara, optiline lugeja jne.

Siin on mõned üksikasjad mikroarvuti peamiste sisendseadmete kohta:

• Klaviatuur: see on tipptasemel teabe sisestusseade. See võimaldab suhtlust kasutaja ja mikroarvuti vahel andmete sisestamise kaudu, mis muudetakse äratuntavateks mudeliteks.
• Hiir: jagab funktsiooni klaviatuuriga, kuid saab sellega seotud funktsioone täita vaid ühe või kahe klõpsuga. Muutke füüsiline liikumine ekraanil tehtavateks liigutusteks.
• Mikrofon: Üldiselt on see enamikku mikroarvutitesse integreeritud seade, mille ainus funktsioon on häälsisendi lubamine.
• Videokaamera: kasulik teabe sisestamiseks fotode ja videote kujul, kuid pole kasulik enamiku mikroarvutite juhitavate programmide jaoks.
• Hääletuvastustarkvara: see vastutab kõneldud sõna muutmise eest digitaalsignaalideks, mida saab mikroarvutitega tõlkida ja tõlgendada.
• Optiline pliiats: see on elektrooniline osuti, mille abil kasutaja muudab ekraanil kuvatavat teavet. Seda kasutatakse käsitsi ja see töötab andurite abil, mis saadavad signaale mikroarvutisse iga kord, kui valgus registreeritakse.
• Optiline lugeja: see sarnaneb pliiatsiga, kuid selle peamine ülesanne on vöötkoodide lugemine toodete tuvastamiseks.
• CD-ROM: see on tavaline sisendseade, mis salvestab kirjutuskaitstud arvutifaile. Seda pole kõigis mikroarvutites, kuid lauaarvutites.
• Skanner: see on seade, mida saab peamiselt ühendada lauaarvutitega. Digiteerige prinditud materjal mikroarvutisse.

Väljundseadmed

Need on üksused, mille kaudu mikroarvutid edastavad saadud andmed pärast andmete töötlemist ja teisendamist. Mikroarvutites on kõige levinumad ekraanid ja kõlarid.

• Monitor: See on kõige tavalisem teabe väljastamise üksus. See koosneb ekraanist, kus kuvatakse mikroarvutisse sisestatud andmed ja juhised. Selle kaudu on võimalik jälgida ka tegelasi ja graafikat, mis saadakse pärast andmete teisendamist.
• Printer: seda ei saa ühendada igasuguste mikroarvutitega, kuid see on üks laialdasemalt kasutatavaid teabe väljastamise seadmeid. Peamiselt taasesitab see koopia kujul igasugust teavet, mis on salvestatud mikroarvutisse.
• Modem: kasutatakse kahe arvuti ühendamiseks nii, et need saaksid omavahel andmeid vahetada. Samamoodi võimaldab see andmeid edastada telefoniliini kaudu.
• Helisüsteem: Üldiselt kujutab see endast integreeritud helikaarte, mis võimendavad multimeediummaterjalis sisalduvat heli.
• Kõlar: võimaldab reageerida heli kaudu.

Sellega seoses on oluline rõhutada, et enamikus praegustes mikroarvutites esinevate puuteekraanide puhul töötab see samaaegselt sisendi- ja väljundseadmena. Samamoodi on sidevahenditel, mis ühendavad ühte mikroarvutit teisega, kaks funktsiooni.

Keskprotsessor

See viitab mikroarvuti mikroprotsessorile või ajule, mille kaudu tehakse loogilisi toiminguid ja aritmeetilisi arvutusi, saadud juhiste tõlgendamise ja täitmise tooteid.

Mikroprotsessor koosneb matemaatilisest kaasprotsessorist, vahemälust ja paketist ning see asub mikroarvutite emaplaadi sees. Selle asukoha kohta lisateabe saamiseks lugege artiklit emaplaadi elemendid arvutist.

Kaasprotsessor on mikroprotsessori loogiline osa. See vastutab matemaatiliste arvutuste, graafika loomise, tähtkirjade genereerimise ning tekstide ja piltide kombinatsiooni eest koos registrite, juhtseadme, mälu ja andmesiiniga.

Vahemälu on kiire mälu, mis lühendab sageli kasutatava teabe leidmisega seotud reageerimisaega ilma RAM -i kasutamata.

Kapseldus on väline osa, mis kaitseb mikroprotsessorit, võimaldades samal ajal ühendada väliste pistikutega.

Mikroprotsessorid on seotud registritega, mis on andmeid sisaldavad ajutised salvestusruumid. Samuti vastutavad nad juhiste järgimise ja nende täitmise tulemuse eest.

Lõpuks sisaldavad mikroarvutid sisemist bussi või kommunikatsiooniliinide võrku, mis on võimelised ühendama süsteemi elemente nii sisemiselt kui ka väljastpoolt.

Mälu ja salvestusseadmed

Mäluseade vastutab nii juhiste kui ka vastuvõetud andmete ajutise salvestamise eest, et hiljem protsessor need sealt välja võtaks. Andmed peavad olema kahendkoodis. Mälu liigitatakse muutmälu (RAM) ja kirjutuskaitstud mälu (ROM).

RAM tähistab sisemälu, mis on jagatud töömäluks ja mäluks. Selles on võimalik leida sõna või bait kiiresti ja otse, arvestamata enne või pärast märki salvestatud bittide komplekti.

ROM -mälu sisaldab omalt poolt mikroarvuti töö- või põhisüsteemi. Sellesse salvestatakse keerulisi juhiseid sisaldavad mikroprogrammid ja igale kaasatud tegelasele vastav bitikaart.

Sellega seoses tuleb märkida, et praktilisest seisukohast on mälu ja salvestusruum kaks täiesti erinevat mõistet. Mikroarvuti väljalülitamisel lähevad mällu salvestatud programmid ja andmed kaduma, samas säilitatakse salvestusruumis olev sisu.

Salvestusseadmete hulka kuuluvad muu hulgas kõvakettad, CD-ROM-id, DVD-d, optilised draivid ja eemaldatavad kõvakettad.

• Kõvaketas: see on eemaldamatu jäik magnetketas, see tähendab, et see on seadme sees. See on olemas enamikus mikroarvutites ja sellel on suur teabe salvestamise võime.
• Optiline draiv: lihtsalt nimetatakse CD -ks, see on heli, tarkvara ja mis tahes muud tüüpi andmete salvestus- ja levitusseade. Teave salvestatakse laseriga tehtud perforeeringute abil põhiplaadile, mis on reprodutseeritud mitme koopia koostamisel. See on valmistatud tehastes.
• CD-ROM: see on kirjutuskaitstud kompaktplaat, mis tähendab, et sellele salvestatud teavet ei saa pärast salvestamist muuta ega kustutada. Erinevalt CD-dest salvestatakse andmed tehasest.
• DVD: neil on sama filosoofia kui CD -del, kuid teavet saab salvestada DVD mõlemale küljele. Üldjuhul on selle lugemiseks vaja spetsiaalset mängijat. Kuid turul olevad uusimad pleierimudelid loevad nii CD -sid kui ka DVD -sid.

Liigid

Üldiselt ja tehnoloogia olulise punktina saame rääkida kahte tüüpi mikroarvutitest: laua- ja sülearvutitest. Mõlemad ühiskasutuses olevad inimesed ja ettevõtted võrdselt.

• Lauaarvutid: nende suuruse tõttu saab neid paigutada laualauale, kuid sama omadus takistab nende teisaldamist. Need koosnevad töötlemis- ja salvestusseadmetest, väljundüksustest ja isegi klaviatuurist.
• Sülearvutid: kerge ja kompaktse disaini tõttu saab neid hõlpsalt ühest kohast teise teisaldada. Nende hulka kuuluvad sülearvutid, sülearvutid, isiklikud digitaalsed assistendid (PDA), digitaalsed telefonid ja muud. Selle peamine omadus on andmete töötlemise kiirus.

Praegused mikroarvutid

Nagu me juba mainisime, on mitut tüüpi mikroarvuteid, millest igaühel on sõltuvalt selle kasulikkusest täpselt määratletud omadused. Jätkamiseks; üksikasjad:

• Lauaarvutid: need on kõige laialdasemalt kasutatavad mikroarvutite tüübid. Nad on võimelised täitma arvutis kõige tavalisemaid ülesandeid, nagu Interneti sirvimine, dokumentide transkriptsioon ja redigeerimine, lisaks paljudele teistele väga kasulikele funktsioonidele. Need toetavad tarvikutüüpi elemente, nagu sarved ja veebikaamerad.
• Sülearvutid: alates nende loomisest 1981. aastal moodustavad need personaalarvutite revolutsiooni. Selle elementide hulgas on endiselt ekraan, klaviatuur, protsessor, kõvaketas, protsessor jne. Nad on võimelised täitma samu funktsioone nagu lauaarvutid, kuid nende väiksus ja maksumus tähendavad nende eeliseid.
• Sülearvutid: neil on lameekraan ja need töötavad patareidega. Selle suurus määrab selle teisaldatavuse.
• Sülearvutid: selle peamine kasulikkus on lihtsate tootlikkusfunktsioonide realiseerimine. Neil puudub CD- või DVD -mängija. Nende hind on madalam kui personaalarvutitel, mistõttu nende müügitase on kõrgem. Need on kergemad kui sülearvutid.
• Tahvelarvutid: funktsionaalselt asendavad need süle- ja sülearvuteid. Selle puutetundlik ekraan võimaldab kasutajal sisuga suhelda. Neil pole klaviatuure ega hiiri.
• Isiklikud digitaalsed assistendid (PDA): need toimivad põhimõtteliselt tasku korraldajatena. Neil on muu hulgas kalendri funktsioonid, märkmik, arvutustabelid. Need võimaldavad andmete sisestamist spetsiaalsete sisendseadmete kaudu. Lisaks on neil kommunikatsioonivahendid.
• Nutitelefonid: need on mikroarvutid, millel on lisaks kõnede ja sõnumite saatmisele ja vastuvõtmisele võimalus lisaks Interneti -ühenduse loomisele WiFi või mobiilsideühenduste kaudu. Nad jagavad paljusid personaalarvutites esinevaid funktsioone, nagu meilide haldamine ja multimeediumisisu haldamine.

Tuleviku mikroarvutid

Vaatamata andmetöötluse ja tehnoloogia kiirele arengule kipuvad riist- ja tarkvara põhitõed aja jooksul püsima. Mikroarvutid lubavad siiski esirinnas püsida, hõlbustades rahanduse, päevakavade, kontaktide, kalendrite ja muude igapäevaelu toimingute haldamist. Samamoodi on nad jätkuvalt kohal uuenduslikes tehnoloogilistes valdkondades, nagu tehisintellekt, robootika ja kõik, mis on seotud multimeediasisuga.

Mikroarvutitel, millel eeldatavasti on meie tulevasele elule soodne mõju, on kahtlemata suurem võimsus ja võimsus ning nad pakuvad rohkem ja paremaid funktsioone. Nende hulgas võib nimetada järgmist:

• Hübriid -sülearvutid: nimetatakse ka hübriid -tahvelarvutiteks, nad töötavad samaaegselt tahvelarvutite ja arvutitena, kuna neil on klaviatuur ja puuteekraan. Lisaboonusena on ekraan suurem ja sisaldab digitaalset pliiatsit.
• Televiisoriga ühendatavad telefonid: alates nutitelefonide ilmumisest on nende funktsionaalsus suurenenud. Selle ettepanekuga loodetakse muuta teleriekraan arvutiks, kasutades lihtsat kaabliühendust. Vaatamata selles osas tehtud jõupingutustele ei ole ettepaneku kuju veel lõppenud. Siiski on oodata, et tulevikus kasvab tippklassi telefonide turg ja võtab kasutusele selle uue tehnoloogia tegemise viisi, luues universaalseid rakendusi.
• Taskuarvutid: kuigi kontseptsioon on juba olemas, eeldatakse, et need arvutid vähendavad oma disaini ja muutuvad pendrive'i sarnaseks. Selle ettepaneku põhiidee on see, et ühendades väikese seadme ekraaniga, saab see töötada nagu arvuti.
• Holograafilised arvutid: see on kindlasti ambitsioonikas projekt. Siiski töötavad mõned ettevõtted ja ülikoolid praegu välja projekte, mis võimaldavad muuta juba olemasolevaid liitreaalsuse kiivreid, muutes need holograafilisteks seadmeteks, andes tehnoloogia sõna otseses mõttes kasutajate kätte.
• Kvantarvutid: tulevane projekt hõlmab selle tehnoloogia massimist, mis võimaldab minimaalse ajaga töödelda suuri andmemahtusid. Tänapäeval rakendatakse osa sellest mõtlemisest tehisintellektis, kus andmeid töödeldakse väga keeruliste arvutuste abil.
• Mitmetuumalised arvutid: aastate jooksul purustatakse tõkked, mis eraldavad igat tüüpi olemasolevaid arvuteid, nii et neid ümbritsevad intelligentsed objektid, mis töötavad nagu arvutid, mis on suunatud tootlikkuse suurendamisele ja suudavad rahuldada hetke vajadusi.

Andmete vormingud

Peamised mikroarvutite kasutatavad andmevormingud on bitid, baidid ja märgid.

Bitt on mikroarvuti väikseim teabeühik, millest luuakse suuremad kogused teavet. Mitme biti rühmitamine võimaldab teavet esitada.

Kuigi baidid on praktiline ühik, mille abil mõõdetakse mikroarvutite juhuslikku mälu ja püsivat mälumahtu. Bait sisaldab 8 bitti ja seda kasutatakse igasuguse teabe esitamiseks, sealhulgas numbrid 0 kuni 9 ja tähestiku tähed.

Üldiselt võimaldab mikroarvutite disain neil mõista baitide keelt. Sel viisil saate mõõta suuremaid teabehulki kilobaitidest, megabaitidest ja gigabaitidest.

Märk omalt poolt on täht, number, kirjavahemärk, sümbol või kontrollkood, mis ei ole alati ekraanil ega paberil nähtav, mille kaudu teavet salvestatakse ja edastatakse elektrooniliselt.

Lõpuks, bittide ja baitide mõiste paremaks mõistmiseks on oluline mainida, et bitt on binaarsüsteemi põhiüksus, mis sisaldab ainult kahte väärtust (0 ja 1). Kui kümnendsüsteem sisaldab kümmet numbrit (0–9) ja kuueteistkümnendkohta, siis 16 tähemärki, mis lähevad 0–9 ja tähest A – F.

Järeldused

Arvestades kõiki mikroarvutite määratluse, päritolu, arengu, omaduste ja muude aspektide üksikasju, tehakse järgmised järeldused:

• Mis tahes mikroarvuti keskprotsessor on mikroprotsessor.
• Mikroarvutid koosnevad mikroprotsessorist, mälust ning mitmest teabe sisend- ja väljundkomponendist.
• Nad võlgnevad oma päritolu vajadusele luua väiksemaid arvuteid.
• Mikroarvutite areng on tehnoloogia arengu otsene tagajärg.
• Selle arhitektuur on klassikaline ja disain kompaktne.
• Mikroarvutid on võimelised täitma matemaatilisi arvutusi ja loogilisi toiminguid, järgides ja täites juhiseid.
• Käskude vorming näitab iga käsus sisalduva operandi aadressi.
• Mikrooperatsioonid vastutavad juhiste ümberkorraldamise ja programmi järjestikuse täitmise eest.
• Ajastuse abil suudab mikroarvuti koordineerida sisesiini sündmusi.
• Dekodeerimine on protsess, mille käigus juhiseid tõlgendatakse.
• Riistvara koosneb sisend- ja väljundseadmetest, keskprotseduurist, mälust ja salvestusseadmetest.
• Peamised teabe sisestusseadmed on: klaviatuur, hiir, videokaamera, optiline lugeja, mikrofon.
• Peamiste väljundseadmete hulgas on: printer, helisüsteem, modem.
• Keskprotsessor vastutab loogiliste ja matemaatiliste toimingute tegemise eest, mis tuleneb juhiste tõlgendamisest ja täitmisest.
• Kaasprotsessor on mikroprotsessori loogiline osa.
• Vahemälu on kiire mälu, mis lühendab mikroarvuti reageerimisaega.
• Registrid on ajutised salvestusruumid, mis sisaldavad andmeid.
• Sisemine siin ühendab süsteemi elemente nii sisemiselt kui ka väljastpoolt.
• Mälu salvestab andmed ja programmid ajutiselt, enne kui neid mikroprotsessor käivitab.
• RAM on mikroarvutite sisemälu. See koosneb töömälust ja mälust.
• ROM -mälu sisaldab mikroarvutite operatsioonisüsteemi, kuhu salvestatakse keerulisi juhiseid sisaldavad mikroprogrammid.
• Peamised salvestusseadmed on: kõvaketas, optiline draiv, CD-ROM, DVD ja teised.
• Mikroarvutid jagunevad laua- ja sülearvutiteks.
• Tänapäeva mikroarvutite hulka kuuluvad muu hulgas lauaarvutid, sülearvutid, tahvelarvutid, sülearvutid, isiklikud digitaalsed assistendid ja nutitelefonid.
• Tuleviku mikroarvutid on: hübriidtahvlid, televiisoriga ühendatud telefonid, taskuarvutid, kvantarvutid, holograafilised arvutid jne.
• Mikroarvutid kasutavad teabe salvestamiseks bitte, baite ja märke.