Mikroračunala: definicija, povijest i još mnogo toga

Mikroračunala su čudo tehnologije jer omogućuju automatsku obradu informacija na udoban i jednostavan način. U ovom ćete članku naučiti o svemu vezanom za njih, od njihovih početaka do trenutna mikroračunala.

Mikroračunala

Mikroračunala, koja se nazivaju i mikroračunala ili mikroračunala, računala su koja imaju mikroprocesor kao središnju procesorsku jedinicu i koja su konfigurirana za ispunjavanje određenih funkcija. Aspekti poput složenosti sustava, napajanja, operacijskog sustava, standardizacije, svestranosti i cijene opreme, između ostalog, ovise o mikroprocesoru.

U osnovi, mikroračunala čine cjelovit sustav za osobnu uporabu, koji osim mikroprocesora sadrži memoriju i niz komponenti za unos i izlaz informacija.

Na kraju, važno je pojasniti da iako se mikroračunala često miješaju s osobnim računalima, ona nisu ista. Prije bi se moglo reći da su potonji dio opće klasifikacije prvih.

Ako želite saznati više detalja o tome, pozivam vas da pročitate članak o vrste računala koji postoje danas.

Podrijetlo

Mikroračunala svoje podrijetlo duguju potrebi donošenja malih računala u domove i tvrtke. Što bi se moglo konsolidirati nakon stvaranja mikroprocesora 1971. godine.

Prvi poznati prototip mikroračunala, iako nije sadržavao mikroprocesor, već skup mikrovezica, postao je dostupan 1973. Projektirao ga je i izgradio istraživački centar Xerox i nazvao se Alto. Projekt je bio neuspješan zbog potrebne razine tehnologije, ali u to vrijeme nije bio dostupan.

Nakon ovog modela, druge su inicijative proizašle iz ruku drugih tvrtki, uključujući Apple. Međutim, 1975. godine prodano je prvo komercijalno osobno mikroračunalo. Bio je to Altair 8800, koji pripada tvrtki MITS. Iako mu je nedostajalo tipkovnice, monitora, stalne memorije i programa, brzo je postao hit. Imao je prekidače i svjetla.

Kasnije, 1981. godine, IBM je izdao prvo osobno računalo, nazvano IBM-PC, koje je bilo temeljeno na Intelovom 8080 mikroprocesoru. Ta je činjenica označila početak nove ere računalstva, budući da su se od tada počeli pojavljivati ​​moćniji modeli mikroračunala, koje su promicale tvrtke poput Compaqa, Olivettija, Hewletta - Packarda, među ostalima.

evolucija

Od pojave Alta, koji je sadržavao zaslon za skeniranje od 875 redaka, disk od 2,5 MB i sučelje s Ethernet mrežom od 3 Mbit / s, tehnologija je evoluirala, uvijek uzimajući u obzir najbolje aspekte svakog od prethodnih modela.

S ovog se gledišta može reći da je porast mikroračunala uglavnom posljedica činjenice da je njihova tehnologija naprednija u usporedbi s miniračunalima i superračunalima. Njegov dizajn i konstrukcija, uključujući snažnije mikroprocesore, bržu i sposobniju memoriju i čipove za pohranu, postiže se u kraćim ciklusima. Na taj način generacijama drugih vrsta računala kupuju vrijeme.

Na kraju, valja pojasniti da se kao posljedica tehnološkog napretka termin mikroračunalo više ne koristi, budući da danas većina proizvodnih tvrtki uključuje mikroprocesore u gotovo sve vrste računala.

značajke

Mikroračunala su vrsta računala koja ima sljedeće karakteristike:

• Njegova središnja komponenta je mikroprocesor, koji nije ništa drugo do integrirano kolo.
• Njegova je arhitektura klasična, izgrađena na toku kontrole operacija i jeziku procedura.
• Predstavlja ugrađenu tehnologiju koja omogućuje međusobnu komunikaciju njegovih komponenti.
• Zbog svog kompaktnog dizajna, lako se pakira i premješta.

Kako rade mikroračunala?

Mikroračunala su sposobna izvršavati ulazne, izlazne, računske i logičke operacije, prema sljedećem osnovnom postupku:

• Prijem podataka koji se obrađuju.
• Izvođenje programiranih naredbi za obradu informacija.
• Pohrana podataka, prije i nakon njezine transformacije.
• Prezentacija rezultata obrade podataka.

Drugim riječima, mikroračunala koriste format instrukcija koji im omogućuje, dekodiranjem, da izvode potrebne mikro operacije za odgovor na zahtjeve korisnika.

Dakle, format instrukcije uključuje radni kod, kroz koji označava adresiranje svakog operanda, odnosno definira pomalo instrukciju, različitih elemenata koji ga čine.

Sa svoje strane, mikro operacije su funkcionalne operacije mikroprocesora, odgovorne za preuređivanje uputa i uzastopno izvršavanje programa.

Kroz mjerenje vremena, mikroračunalo uspijeva koordinirati događaje u mreži komunikacijskih linija koje povezuju elemente sustava.

Na kraju, važno je razjasniti što znači dekodiranje. Dekodiranje je postupak kojim se interpretiraju upute kako bi se identificirala operacija koju treba izvesti i način dobivanja operanda na kojima se ti nalozi moraju izvršiti.

Hardver za mikroračunalo

Hardver predstavlja fizičke komponente mikroračunala, odnosno njihov je opipljivi dio. Sastoji se od električnih i elektromehaničkih uređaja, krugova, kabela i drugih perifernih elemenata koji omogućuju integralni rad opreme.

U slučaju mikroračunala, to se može odnositi na jednu jedinicu ili na nekoliko zasebnih uređaja.

Općenito govoreći, da bi hardver ispunjavao svoje funkcije, potrebno je postojanje sljedećih komponenti:

Uređaji za unos

Oni su jedinice kroz koje korisnik unosi podatke u mikroračunalo, bilo da se radi o tekstovima, zvuku, grafikama ili video zapisima. Među njima su: tipkovnica, miš, mikrofon, video kamera, softver za prepoznavanje glasa, optički čitač itd.

Evo nekoliko detalja o glavnim ulaznim uređajima mikroračunala:

• Tipkovnica: To je uređaj za unos informacija par excellence. Omogućuje komunikaciju između korisnika i mikroračunala, unošenjem podataka koji će se pretvoriti u prepoznatljive modele.
• Miš: Dijeli funkciju s tipkovnicom, ali može obavljati povezane funkcije samo jednim ili dva klika. Pretvorite fizičko kretanje u pokrete na zaslonu.
• Mikrofon: Općenito, to je uređaj integriran u većinu mikroračunala, čija je jedina funkcija omogućiti glasovni unos.
• Video kamera: Korisna za unos podataka u obliku fotografija i video zapisa, ali nije korisna za većinu programa koje pokreću mikroračunala.
• Softver za prepoznavanje glasa: Odgovoran je za pretvaranje izgovorene riječi u digitalne signale koje mikroračunala mogu prevoditi i tumačiti.
• Optička olovka: Ona predstavlja elektronički pokazivač pomoću kojeg korisnik mijenja podatke na ekranu. Koristi se ručno i radi pomoću senzora koji šalju signale mikroračunalu svaki put kada se registrira svjetlo.
• Optički čitač: Sličan je olovci, ali njegova je glavna funkcija čitanje crtičnih kodova radi identifikacije proizvoda.
• CD-ROM: To je standardni ulazni uređaj koji pohranjuje računalne datoteke samo za čitanje. Nije prisutan u svim mikroračunalima, ali je prisutan u stolnim računalima.
• Skener: To je uređaj koji se uglavnom može povezati sa stolnim računalima. Digitalizirajte tiskani materijal za pohranu na mikroračunalu.

Izlazni uređaji

To su jedinice putem kojih mikroračunala prenose dobivene rezultate, nakon obrade i transformacije podataka. U mikroračunalima najčešće su ekrani i zvučnici.

• Monitor: To je najčešća jedinica za izlaz informacija. Sastoji se od zaslona na kojem se prikazuju podaci i upute koje se unose u mikroračunalo. Kroz nju je također moguće promatrati znakove i grafike koji su dobiveni nakon transformacije podataka.
• Pisač: Ne može se spojiti na sve vrste mikroračunala, ali je jedan od najčešće korištenih uređaja za izlaz informacija. Uglavnom reproducira, u obliku kopije, sve vrste podataka pohranjenih u mikroračunalu.
• Modem: Koristi se za povezivanje dva računala, na takav način da mogu razmjenjivati ​​podatke između njih. Slično, omogućuje prijenos podataka putem telefonske linije.
• Zvučni sustav: Općenito, predstavlja integrirane zvučne kartice koje pojačavaju zvuk sadržan u multimedijskom materijalu.
• Zvučnik: Omogućuje vam reagiranje emitiranjem zvuka.

S tim u vezi, važno je naglasiti da u slučaju zaslona osjetljivih na dodir prisutnih u većini trenutnih mikroračunala, on istovremeno radi kao ulazni i izlazni uređaj. Slično, komunikacijski uređaji, koji povezuju jedno mikroračunalo s drugim, imaju dvostruku funkciju.

Središnja procesorska jedinica

Odnosi se na mikroprocesor ili mozak mikroračunala, putem kojeg se izvode logičke operacije i aritmetički proračuni, proizvodi interpretacije i izvršavanja primljenih uputa.

Mikroprocesor se sastoji od matematičkog koprocesora, predmemorije i paketa, a nalazi se unutar matične ploče mikroračunala. Da biste saznali više pojedinosti o njegovom položaju, možete pogledati članak na stranici elementi matične ploče s računala.

Koprocesor je logički dio mikroprocesora. Odgovoran je za matematičke izračune, stvaranje grafika, generiranje fontova i kombinaciju tekstova i slika, zajedno s registrima, upravljačkom jedinicom, memorijom i sabirnicom podataka.

Predmemorija je brza memorija koja skraćuje vrijeme odziva, vezano za pronalaženje često korištenih informacija, bez potrebe za korištenjem RAM -a.

Enkapsulacija je vanjski dio koji štiti mikroprocesor, a istovremeno omogućuje povezivanje s vanjskim konektorima.

Mikroprocesori su povezani s registrima, koji su privremena skladišna područja koja sadrže podatke. Oni su također zaduženi za praćenje uputa i rezultat izvršavanja tih uputa.

Konačno, mikroračunala uključuju unutarnju sabirnicu ili mrežu komunikacijskih linija, sposobnih povezati unutarnje i vanjske elemente sustava.

Memorijski i skladišni uređaji

Memorijska jedinica odgovorna je za privremeno spremanje uputa i primljenih podataka, tako da ih kasnije procesor preuzima. Podaci moraju biti u binarnom kodu. Memorija se klasificira u memoriju sa slučajnim pristupom (RAM) i memoriju samo za čitanje (ROM).

RAM predstavlja internu memoriju, podijeljenu na radnu memoriju i memoriju za pohranu. U njemu je moguće brzo i izravno pronaći riječ ili bajt, ne uzimajući u obzir skup bitova pohranjenih prije ili iza navedenog znaka.

Sa svoje strane, ROM sadrži osnovni ili operacijski sustav mikroračunala. U njemu su pohranjeni mikroprogrami koji sadrže složene upute, kao i bitmapa koja odgovara svakom od uključenih znakova.

S tim u vezi potrebno je napomenuti da su, s praktičnog gledišta, memorija i pohrana dva potpuno različita pojma. Kada je mikroračunalo isključeno, programi i podaci pohranjeni u memoriji se gube, dok se sadržaj prisutan u memoriji čuva.

Pogoni za pohranu uključuju, između ostalih, tvrde diskove, CD-ROM-ove, DVD-ove, optičke pogone i prijenosne tvrde diskove.

• Tvrdi disk: To je čvrsti magnetski disk koji se ne može ukloniti, odnosno nalazi se unutar jedinice. Prisutan je u većini mikroračunala i ima veliki kapacitet za pohranu informacija.
• Optički pogon: Jednostavno nazvan CD, uređaj za pohranu i distribuciju zvuka, softvera i bilo koje druge vrste podataka. Podaci se pohranjuju pomoću perforacija napravljenih laserom na glavnom disku, koje se reproduciraju izradom više kopija. Proizvodi se u tvornicama.
• CD-ROM: To je kompaktni disk samo za čitanje, što znači da se podaci pohranjeni na njemu ne mogu mijenjati, niti izbrisati nakon što su pohranjeni. Za razliku od CD-ova, podaci se snimaju tvornički.
• DVD: Oni održavaju istu filozofiju kao i CD -i, ali se podaci mogu snimiti s obje strane DVD -a. Općenito, za čitanje je potreban poseban player. Međutim, najnoviji modeli playera na tržištu jednako čitaju CD -ove i DVD -ove.

Vrsta

Općenito i kao važna točka u tehnologiji, možemo govoriti o dvije vrste mikroračunala: stolnim računalima i prijenosnim računalima. Oboje zajedničke upotrebe, u jednakoj veličini, između ljudi i tvrtki.

• Stolna računala: Zbog svoje veličine mogu se postaviti na stolni stol, ali ta ista karakteristika sprječava njihov prijenos. Sastoje se od jedinica za obradu i pohranu, izlaznih jedinica, pa čak i tipkovnice.
• Prijenosna računala: Zbog lakog i kompaktnog dizajna mogu se lako premještati s jednog mjesta na drugo. To uključuje prijenosna računala, prijenosna računala, osobne digitalne pomoćnike (PDA), digitalne telefone i druge. Njegova glavna karakteristika je brzina u obradi podataka.

Trenutna mikroračunala

Kao što smo već spomenuli, postoji nekoliko vrsta mikroračunala, od kojih svaki ima dobro definirane karakteristike, ovisno o njihovoj korisnosti. Za nastavak; detalji:

• Stolna računala: Oni su najčešće korištena vrsta mikroračunala. Sposobni su izvršavati najčešće zadatke u računarstvu, poput pregledavanja Interneta, zadaća transkripcije i uređivanja dokumenata, među mnogim drugim vrlo korisnim funkcijama. Podržavaju elemente dodatne opreme, poput truba i web kamera.
• Prijenosna računala: Od svog početka 1981. godine predstavljaju revoluciju osobnih računala. Među njegovim elementima još su prisutni zaslon, tipkovnica, procesor, tvrdi disk, procesor itd. Sposobni su obavljati iste funkcije kao i stolna računala, ali njihova manja veličina i cijena znače da imaju prednosti u odnosu na njih.
• Prijenosna računala: Imaju ravni zaslon i napajaju se iz baterije. Njegova veličina određuje njegovu prenosivost.
• Bilježnice: Njegova glavna korisnost je ostvarivanje jednostavnih funkcija produktivnosti. Nedostaju im CD ili DVD uređaji. Oni su niži po cijeni od osobnih računala, zbog čega imaju višu razinu prodaje. Lakši su od prijenosnih računala.
• Tableti: Funkcionalno zamjenjuju prijenosna računala i prijenosna računala. Njegov zaslon osjetljiv na dodir omogućuje korisniku interakciju sa sadržajem. Nemaju tipkovnice ni miševe.
• Osobni digitalni pomoćnici (PDA): Oni u osnovi funkcioniraju kao džepni organizatori. Oni imaju funkcije dnevnog reda, bilježnice, proračunskih tablica, između ostalog. Omogućuju unos podataka putem posebnih ulaznih uređaja. Osim toga, imaju alate za ponovnu komunikaciju.
• Pametni telefoni: To su mikroračunala koja imaju mogućnost slanja i primanja poziva i poruka, osim povezivanja na internet putem WiFi ili mobilne veze. Oni dijele mnoge funkcije prisutne na osobnim računalima, poput upravljanja e -poštom i rukovanja multimedijskim sadržajem.

Mikroračunala budućnosti

Unatoč brzom napretku računalstva i tehnologije, osnove hardvera i softvera s vremenom ostaju konstantne. Međutim, mikroračunala obećavaju da će ostati u prvom planu, olakšavajući upravljanje financijama, programima, kontaktima, kalendarima i drugim svakodnevnim aktivnostima. Na isti će način i dalje biti prisutni u inovativnim tehnološkim područjima, poput umjetne inteligencije, robotike i svega što se odnosi na multimedijske sadržaje.

Mikroračunala za koja se očekuje da će imati povoljan utjecaj na naše buduće živote nesumnjivo će imati veći kapacitet i snagu te će ponuditi više i bolje funkcionalnosti. Među njima se može spomenuti sljedeće:

• Hibridna prijenosna računala: Također se nazivaju i hibridni tableti, a istovremeno rade i kao tableti i računala jer imaju tipkovnicu i zaslon osjetljiv na dodir. Kao dodatni bonus, zaslon je veći i uključuje digitalnu olovku.
• Telefoni s priključkom na televizore: Od pojave pametnih telefona, njihove se funkcije povećavaju. Ovim prijedlogom nada se pretvaranje televizijskog ekrana u računalo, sve putem jednostavne kabelske veze. Unatoč naporima koji su uloženi u tom smislu, prijedlog nije dovršen. Međutim, očekuje se da će u budućnosti tržište vrhunskih telefona rasti i usvojiti ovaj novi način rada, stvaranjem univerzalnih aplikacija.
• Džepna računala: Iako koncept već postoji, od ovih računala se očekuje da smanje svoj dizajn kako bi postali slični pendriveu. Glavna ideja ovog prijedloga je da povezivanjem malog uređaja sa zaslonom može raditi kao i računalo.
• Holografska računala: To je zasigurno ambiciozan projekt. Međutim, trenutno neke tvrtke i sveučilišta razvijaju projekte koji će omogućiti izmjenu već postojećih kaciga s proširenom stvarnošću kako bi se pretvorile u holografske uređaje, doslovno stavljajući tehnologiju u ruke korisnika.
• Kvantna računala: Budući projekt uključuje masifikaciju ove tehnologije koja omogućuje obradu velikih količina podataka u minimalnom vremenu. Danas se dio tog razmišljanja primjenjuje u umjetnoj inteligenciji, gdje se podaci obrađuju vrlo složenim izračunima.
• Računala s više jezgri: S godinama će se srušiti prepreke koje razdvajaju sve vrste postojećih računala, do te mjere da će biti okružene inteligentnim objektima koji funkcioniraju kao računala, orijentirani prema povećanju produktivnosti i sposobni zadovoljiti trenutne potrebe.

Formati podataka

Glavni formati podataka koje koriste mikroračunala su bitovi, bajtovi i znakovi.

Bit je najmanja jedinica podataka koju mikroračunalo ima, od koje se stvaraju veće količine informacija. Grupiranje nekoliko bitova omogućuje prikaz informacija.

Dok su bajtovi praktična jedinica, pomoću koje se mjeri slučajna memorija i kapacitet trajne memorije mikroračunala. Jedan bajt sadrži 8 bitova i koristi se za predstavljanje svih vrsta informacija, uključujući znamenke od 0 do 9 i slova abecede.

Općenito, dizajn mikroračunala omogućuje im razumijevanje jezika bajtova. Na taj način možete mjeriti veće količine informacija iz kilobajta, megabajta i gigabajta.

Sa svoje strane, znak je slovo, broj, interpunkcijski znak, simbol ili kontrolni kod, koji nije uvijek vidljiv na ekranu ili na papiru, putem kojeg se informacije pohranjuju i prenose elektroničkim putem.

Konačno, kako bismo bolje razumjeli pojam bitova i bajtova, važno je spomenuti da je bit temeljna jedinica binarnog sustava, koja sadrži samo dvije vrijednosti (0 i 1). Dok decimalni sustav sadrži deset znamenki (od 0 do 9) i heksadecimalni broj, 16 znakova koji idu od 0 do 9 i od slova A do F.

Zaključci

Uzimajući u obzir svaki detalj u vezi s definicijom, podrijetlom, evolucijom, karakteristikama i drugim aspektima mikroračunala, dolazi se do sljedećih zaključaka:

• Središnja procesorska jedinica svakog mikroračunala je mikroprocesor.
• Mikroračunala se sastoje od mikroprocesora, memorije i niza komponenti za unos i izlaz informacija.
• Svoje podrijetlo duguju potrebi stvaranja manjih računala.
• Razvoj mikroračunala izravna je posljedica napretka tehnologije.
• Njegova je arhitektura klasična, a dizajn kompaktan.
• Mikroračunala su sposobna izvoditi matematičke proračune i logičke operacije, kroz praćenje i izvršavanje uputa.
• Format instrukcije označava adresiranje svakog operanda prisutnog u instrukciji.
• Mikrooperacije su odgovorne za promjenu redoslijeda uputa i uzastopno izvršavanje programa.
• Kroz mjerenje vremena, mikroračunalo uspijeva koordinirati događaje na unutarnjoj sabirnici.
• Dekodiranje je postupak kojim se tumače upute.
• Hardver se sastoji od ulaznih i izlaznih uređaja, središnje jedinice postupka, memorije i uređaja za pohranu.
• Glavni uređaji za unos informacija su: tipkovnica, miš, video kamera, optički čitač, mikrofon, između ostalih.
• Među glavnim izlaznim jedinicama su: pisač, zvučni sustav, modem.
• Središnja procesorska jedinica odgovorna je za izvršavanje logičkih i matematičkih operacija, kao posljedica tumačenja i izvršavanja uputa.
• Koprocesor je logički dio mikroprocesora.
• Predmemorija je brza memorija koja skraćuje vrijeme odziva mikroračunala.
• Registri su područja privremene pohrane koja sadrže podatke.
• Unutarnja sabirnica povezuje elemente sustava i iznutra i izvana.
• Memorija privremeno pohranjuje podatke i programe, prije nego ih izvrši mikroprocesor.
• RAM je interna memorija mikroračunala. Sastoji se od operativne memorije i memorije za pohranu.
• ROM memorija sadrži operacijski sustav mikroračunala, gdje su pohranjeni mikroprogrami koji sadrže složene upute.
• Glavni uređaji za pohranu su: tvrdi disk, optički pogon, CD-ROM, DVD i drugi.
• Mikroračunala dijelimo na stolna računala i prijenosna računala.
• Današnja mikroračunala, između ostalih, uključuju stolna računala, prijenosna računala, tablete, prijenosna računala, osobne digitalne pomoćnike i pametne telefone.
• Mikroračunala budućnosti su: hibridni tableti, telefoni s priključkom na televizore, džepna računala, kvantna računala, holografska računala itd.
• Mikroračunala koriste bitove, bajtove i znakove za pohranu informacija.