Mikrokomputery: definicja, historia i więcej

Mikrokomputery to cud techniki, ponieważ umożliwiają w wygodny i prosty sposób automatyczne przetwarzanie informacji. W tym artykule dowiesz się o wszystkim, co z nimi związane, od ich początków po obecne mikrokomputery.

Mikrokomputery

Mikrokomputery, zwane również mikrokomputerami lub mikrokomputerami, to komputery wyposażone w mikroprocesor jako jednostkę centralną i skonfigurowane do spełniania określonych funkcji. Aspekty takie jak złożoność systemu, moc, system operacyjny, standaryzacja, uniwersalność i cena sprzętu zależą m.in. od mikroprocesora.

Zasadniczo mikrokomputery stanowią kompletny system do użytku osobistego, który oprócz mikroprocesora zawiera pamięć oraz szereg elementów wejściowych i wyjściowych informacji.

Na koniec ważne jest, aby wyjaśnić, że chociaż mikrokomputery są często mylone z komputerami osobistymi, nie są one tym samym. Można raczej powiedzieć, że te drugie wpisują się w ogólną klasyfikację tych pierwszych.

Jeśli chcesz poznać więcej szczegółów na ten temat, zapraszam do przeczytania artykułu na typy komputerów które istnieją dzisiaj.

Pochodzenie

Mikrokomputery zawdzięczają swój początek potrzebie wprowadzania małych komputerów do domów i firm. Które można było skonsolidować po stworzeniu mikroprocesorów w 1971 roku.

Pierwszy znany prototyp mikrokomputera, chociaż nie zawierał mikroprocesora, ale zestaw mikroukładów, stał się dostępny w 1973 roku. Został zaprojektowany i zbudowany przez Centrum Badawcze Xerox i nosił nazwę Alto. Projekt zakończył się niepowodzeniem ze względu na wymagany poziom technologii, który był wówczas niedostępny.

Po tym modelu kolejne inicjatywy wyłoniły się spod ręki innych firm, w tym Apple. Jednak dopiero w 1975 roku sprzedano pierwszy komercyjny mikrokomputer osobisty. Był to Altair 8800, należący do firmy MITS. Chociaż brakowało mu klawiatury, monitora, pamięci stałej i programów, szybko stał się hitem. Miał przełączniki i światła.

Później, w 1981 roku, IBM wypuścił pierwszy komputer osobisty, nazwany IBM-PC, oparty na mikroprocesorze Intel 8080. Fakt ten zapoczątkował nową erę informatyki, ponieważ stamtąd zaczęły powstawać mocniejsze modele mikrokomputerów, promowane m.in. przez takie firmy jak Compaq, Olivetti, Hewlett - Packard.

Ewolucja

Od czasu pojawienia się Alto, który zawierał 875-liniowy ekran skanujący, dysk 2,5 MB i interfejs z siecią Ethernet 3 Mbit/s, technologia ewoluowała, zawsze biorąc pod uwagę najlepsze aspekty każdego z poprzednich modeli.

Z tego punktu widzenia można powiedzieć, że rozwój mikrokomputerów wynika głównie z faktu, że ich technologia jest bardziej zaawansowana w porównaniu z minikomputerami i superkomputerami. Jego projekt i konstrukcja, w tym mocniejsze mikroprocesory, szybsze i wydajniejsze układy pamięci i pamięci, są osiągane w krótszych cyklach. W ten sposób kupują czas generacjom innych typów komputerów.

Na koniec należy wyjaśnić, że w wyniku postępu technologicznego termin mikrokomputer jest nieużywany, ponieważ obecnie większość firm produkcyjnych włącza mikroprocesory do niemal każdego rodzaju komputera.

cechy

Mikrokomputery to rodzaj komputera, który ma następujące cechy:

• Jego centralnym elementem jest mikroprocesor, który jest niczym innym jak układem scalonym.
• Jego architektura jest klasyczna, zbudowana na przepływie kontroli operacji i języku procedur.
• Prezentuje wbudowaną technologię, która umożliwia wzajemne komunikowanie się jego elementów.
• Dzięki kompaktowej konstrukcji jest łatwy do spakowania i przenoszenia.

Jak działają mikrokomputery?

Mikrokomputery są zdolne do wykonywania operacji wejścia, wyjścia, obliczeń i operacji logicznych poprzez następującą podstawową procedurę:

• Otrzymanie danych do przetworzenia.
• Wykonywanie zaprogramowanych poleceń do przetwarzania informacji.
• Przechowywanie informacji przed i po jej przekształceniu.
• Prezentacja wyników przetwarzania danych.

Innymi słowy, mikrokomputery używają formatu instrukcji, który umożliwia im, poprzez ich dekodowanie, wykonanie niezbędnych mikrooperacji w odpowiedzi na żądania użytkownika.

Tak więc format instrukcji zawiera kod operacji, poprzez który wskazuje adresowanie każdego argumentu, to znaczy określa bit instrukcji różnych elementów, które go tworzą.

Z kolei mikrooperacje to operacje funkcjonalne mikroprocesora, odpowiedzialne za zmianę kolejności instrukcji i sekwencyjne wykonywanie programu.

Poprzez taktowanie mikrokomputerowi udaje się koordynować zdarzenia w sieci linii komunikacyjnych łączących elementy systemu.

Na koniec ważne jest wyjaśnienie, co oznacza dekodowanie. Dekodowanie to proces, w którym instrukcje są interpretowane w celu zidentyfikowania operacji do wykonania i sposobu uzyskania operandów, na których te rozkazy muszą zostać wykonane.

Sprzęt mikrokomputerowy

Sprzęt reprezentuje fizyczne komponenty mikrokomputerów, czyli jest ich namacalną częścią. Składa się z urządzeń elektrycznych i elektromechanicznych, obwodów, kabli i innych elementów peryferyjnych, które umożliwiają integralną pracę sprzętu.

W przypadku mikrokomputerów może odnosić się do pojedynczej jednostki lub kilku oddzielnych urządzeń.

Ogólnie rzecz biorąc, aby sprzęt spełniał swoje funkcje, wymaga istnienia następujących elementów:

Urządzenia wejściowe

Są to jednostki, za pomocą których użytkownik wprowadza dane do mikrokomputera, czy to tekst, dźwięk, grafika czy wideo. Wśród nich są: klawiatura, mysz, mikrofon, kamera wideo, oprogramowanie do rozpoznawania głosu, czytnik optyczny itp.

Oto kilka szczegółów na temat głównych urządzeń wejściowych mikrokomputera:

• Klawiatura: Jest to doskonałe urządzenie do wprowadzania informacji. Umożliwia komunikację pomiędzy użytkownikiem a mikrokomputerem, poprzez wprowadzanie danych, które zostaną przekształcone w rozpoznawalne modele.
• Mysz: Współdzieli funkcję z klawiaturą, ale może wykonywać powiązane funkcje tylko jednym lub dwoma kliknięciami. Przekształć ruch fizyczny w ruchy na ekranie.
• Mikrofon: Ogólnie rzecz biorąc, jest to urządzenie zintegrowane z większością mikrokomputerów, którego jedyną funkcją jest umożliwienie wprowadzania głosu.
• Kamera wideo: Przydatna do wprowadzania informacji w postaci zdjęć i filmów, ale nieprzydatna w przypadku większości programów obsługiwanych przez mikrokomputery.
• Oprogramowanie do rozpoznawania głosu: jest odpowiedzialne za przekształcanie mówionego słowa na sygnały cyfrowe, które mogą być tłumaczone i interpretowane przez mikrokomputery.
• Pióro optyczne: Stanowi elektroniczny wskaźnik, za pomocą którego użytkownik modyfikuje informacje na ekranie. Jest on używany ręcznie i działa za pomocą czujników, które wysyłają sygnał do mikrokomputera za każdym razem, gdy rejestrowane jest światło.
• Czytnik optyczny: jest podobny do rysika, ale jego główną funkcją jest odczytywanie kodów kreskowych w celu identyfikacji produktów.
• CD-ROM: Jest to standardowe urządzenie wejściowe, które przechowuje pliki komputerowe tylko do odczytu. Nie występuje we wszystkich mikrokomputerach, ale występuje w komputerach stacjonarnych.
• Skaner: Jest to urządzenie, które może łączyć się głównie z komputerami stacjonarnymi. Zdigitalizuj drukowane materiały, które mają być przechowywane na mikrokomputerze.

Urządzenia zewnętrzne

Są to jednostki, za pomocą których mikrokomputery przekazują uzyskane wyniki po przetworzeniu i przekształceniu danych. W mikrokomputerach najczęściej spotykane są ekrany i głośniki.

• Monitor: Jest to najczęstsza jednostka wyprowadzania informacji. Składa się z ekranu, na którym wyświetlane są dane i instrukcje wprowadzane do mikrokomputera. Dzięki niemu możliwa jest również obserwacja znaków i grafiki, które uzyskuje się po przekształceniu danych.
• Drukarka: Nie można go podłączyć do wszystkich rodzajów mikrokomputerów, ale jest jednym z najczęściej używanych urządzeń do przesyłania informacji. Głównie odtwarza, w formie kopii, wszelkiego rodzaju informacje przechowywane w mikrokomputerze.
• Modem: Służy do łączenia dwóch komputerów w taki sposób, aby mogły wymieniać między sobą dane. Podobnie umożliwia przesyłanie danych za pośrednictwem linii telefonicznej.
• System dźwiękowy: Ogólnie rzecz biorąc, reprezentuje zintegrowane karty dźwiękowe, które wzmacniają dźwięk zawarty w materiale multimedialnym.
• Głośnik: Umożliwia reakcję poprzez emisję dźwięku.

W związku z tym należy podkreślić, że w przypadku ekranów dotykowych obecnych w większości obecnych mikrokomputerów, działa on jednocześnie jako urządzenie wejściowe i wyjściowe. Podobnie urządzenia komunikacyjne, które łączą jeden mikrokomputer z drugim, pełnią podwójną funkcję.

Jednostka centralna

Odnosi się do mikroprocesora lub mózgu mikrokomputera, za pomocą którego przeprowadzane są operacje logiczne i obliczenia arytmetyczne, produkty interpretacji i wykonywania otrzymanych instrukcji.

Mikroprocesor składa się z koprocesora matematycznego, pamięci podręcznej oraz pakietu i znajduje się wewnątrz płyty głównej mikrokomputerów. Aby dowiedzieć się więcej o jego lokalizacji, możesz zapoznać się z artykułem na elementy płyty głównej z komputera.

Koprocesor jest logiczną częścią mikroprocesora. Odpowiada za obliczenia matematyczne, tworzenie grafiki, generowanie czcionek literowych oraz łączenie tekstów i obrazów wraz z rejestrami, jednostką sterującą, pamięcią i magistralą danych.

Pamięć podręczna to szybka pamięć, która skraca czas odpowiedzi, związany z wyszukiwaniem często używanych informacji, bez konieczności korzystania z pamięci RAM.

Enkapsulacja jest zewnętrzną częścią chroniącą mikroprocesor, jednocześnie umożliwiającą połączenie z zewnętrznymi złączami.

Mikroprocesory są powiązane z rejestrami, które są obszarami tymczasowego przechowywania danych. Odpowiadają również za wykonanie instrukcji i wynik wykonania tych instrukcji.

Wreszcie, mikrokomputery zawierają wewnętrzną magistralę lub sieć linii komunikacyjnych, zdolnych do łączenia elementów systemu zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie.

Pamięć i urządzenia magazynujące

Jednostka pamięci jest odpowiedzialna za tymczasowe przechowywanie zarówno instrukcji, jak i otrzymanych danych, tak aby później były one stamtąd pobierane przez procesor. Dane muszą być w kodzie binarnym. Pamięć dzieli się na pamięć o dostępie swobodnym (RAM) i pamięć tylko do odczytu (ROM).

RAM oznacza pamięć wewnętrzną, podzieloną na pamięć operacyjną i pamięć magazynową. W nim można szybko i bezpośrednio znaleźć słowo lub bajt, bez uwzględniania zestawu bitów przechowywanych przed lub po tym znaku.

Ze swojej strony ROM zawiera podstawowy lub system operacyjny mikrokomputera. W nim przechowywane są mikroprogramy zawierające złożone instrukcje, a także mapa bitowa odpowiadająca każdemu z zaangażowanych znaków.

W związku z tym należy zauważyć, że z praktycznego punktu widzenia pamięć i przechowywanie to dwie zupełnie różne koncepcje. Po wyłączeniu mikrokomputera programy i dane przechowywane w pamięci zostają utracone, a zawartość znajdująca się w pamięci zostaje zachowana.

Napędy pamięci masowej obejmują między innymi dyski twarde, dyski CD-ROM, DVD, napędy optyczne i wymienne dyski twarde.

• Dysk twardy: Jest to nieusuwalny sztywny dysk magnetyczny, który jest zawarty w jednostce. Jest obecny w większości mikrokomputerów i ma dużą pojemność do przechowywania informacji.
• Napęd optyczny: po prostu nazywany CD, jest urządzeniem do przechowywania i dystrybucji dźwięku, oprogramowania i dowolnego innego rodzaju danych. Informacje są przechowywane za pomocą perforacji wykonanych laserem na płycie wzorcowej, która jest odtwarzana z opracowania wielu kopii. Jest produkowany w fabrykach.
• CD-ROM: Jest to płyta kompaktowa tylko do odczytu, co oznacza, że ​​informacje na niej zapisane nie mogą być modyfikowane ani usuwane po ich zapisaniu. W przeciwieństwie do płyt CD dane są nagrywane fabrycznie.
• DVD: Zachowują tę samą filozofię, co płyty CD, ale informacje mogą być zapisane na obu stronach DVD. Generalnie do jej przeczytania potrzebny jest specjalny odtwarzacz. Jednak najnowsze modele odtwarzaczy na rynku czytają zarówno płyty CD, jak i DVD.

Rodzaje

Ogólnie rzecz biorąc i jako ważny punkt w technologii, możemy mówić o dwóch rodzajach mikrokomputerów: komputerach stacjonarnych i laptopach. Oba są powszechnie używane, w równym stopniu, między ludźmi i firmami.

• Komputery stacjonarne: Ze względu na swój rozmiar można je postawić na stole biurkowym, ale ta sama cecha uniemożliwia ich przenoszenie. Składają się z jednostek przetwarzania i przechowywania, jednostek wyjściowych, a nawet klawiatury.
• Laptopy: dzięki lekkiej i kompaktowej konstrukcji można je łatwo przenosić z jednego miejsca na drugie. Należą do nich laptopy, notebooki, osobiści asystenci cyfrowi (PDA), telefony cyfrowe i inne. Jego główną cechą jest szybkość przetwarzania danych.

Obecne mikrokomputery

Jak już wspomnieliśmy, istnieje kilka rodzajów mikrokomputerów, każdy o ściśle określonej charakterystyce zależnej od jego użyteczności. Aby kontynuować; szczegóły:

• Komputery stacjonarne: są najczęściej używanym typem mikrokomputera. Są w stanie wykonywać najczęstsze zadania w informatyce, takie jak przeglądanie Internetu, transkrypcja dokumentów i zadania edycji, a także wiele innych bardzo przydatnych funkcji. Obsługują elementy typu akcesoriów, takie jak klaksony i kamery internetowe.
• Laptopy: Od momentu powstania w 1981 roku stanowią rewolucję komputerów osobistych. Wśród jego elementów nadal obecny jest ekran, klawiatura, procesor, dysk twardy, procesor itp. Mogą pełnić te same funkcje, co komputery stacjonarne, ale ich mniejszy rozmiar i koszt oznaczają, że mają nad nimi przewagę.
• Laptopy: mają płaski ekran i są zasilane baterią. Jego rozmiar określa jego przenośność.
• Notebooki: Jego głównym zastosowaniem jest realizacja prostych funkcji produktywności. Brakuje im odtwarzaczy CD lub DVD. Są tańsze niż komputery osobiste, co powoduje, że mają wyższy poziom sprzedaży. Są lżejsze niż laptopy.
• Tablety: Funkcjonalnie zastępują laptopy i notebooki. Jego ekran dotykowy pozwala użytkownikowi na interakcję z zawartością. Nie mają klawiatur ani myszy.
• Personal Digital Assistants (PDA): Działają zasadniczo jako kieszonkowe organizery. Posiadają funkcje m.in. agendy, notatnika, arkuszy kalkulacyjnych. Umożliwiają wprowadzanie danych za pomocą specjalnych urządzeń wejściowych. Ponadto posiadają narzędzia rekomunikacyjne.
• Smartfony: to mikrokomputery, które mają możliwość wysyłania i odbierania połączeń oraz wiadomości, oprócz łączenia się z Internetem przez Wi-Fi lub połączenia mobilne. Dzielą one wiele funkcji obecnych w komputerach osobistych, takich jak zarządzanie wiadomościami e-mail i obsługa treści multimedialnych.

Mikrokomputery przyszłości

Pomimo szybkiego postępu informatyki i technologii, podstawy sprzętu i oprogramowania mają tendencję do pozostawania niezmiennymi w czasie. Jednak mikrokomputery obiecują pozostać w czołówce, ułatwiając zarządzanie finansami, kalendarzami, kontaktami, kalendarzami i innymi czynnościami życia codziennego. W ten sam sposób nadal będą obecni w innowacyjnych dziedzinach technologicznych, takich jak sztuczna inteligencja, robotyka i wszystko, co związane z treściami multimedialnymi.

Mikrokomputery, od których oczekuje się, że będą miały korzystny wpływ na nasze przyszłe życie, bez wątpienia będą miały większą pojemność i moc, a także będą oferować więcej i lepsze funkcje. Wśród nich można wymienić:

• Laptopy hybrydowe: Nazywane również tabletami hybrydowymi, działają jednocześnie jak tablety i komputery, ponieważ mają klawiaturę i ekran dotykowy. Jako dodatkowy bonus, ekran jest większy i zawiera pióro cyfrowe.
• Telefony z podłączeniem do telewizorów: Od czasu pojawienia się smartfonów ich funkcjonalność wzrosła. Dzięki tej propozycji mamy nadzieję przekształcić ekran telewizyjny w komputer, wszystko za pomocą prostego połączenia kablowego. Pomimo wysiłków, jakie podjęto w tym zakresie, propozycja nie dobiegła końca. Oczekuje się jednak, że w przyszłości rynek telefonów z wyższej półki będzie rósł i przyswajał ten nowy sposób wykonywania technologii, tworząc uniwersalne aplikacje.
• Komputery kieszonkowe: chociaż koncepcja już istnieje, oczekuje się, że te komputery zmniejszą swoją konstrukcję, aby upodobnić się do pendrive'a. Główną ideą tej propozycji jest to, że po podłączeniu małego urządzenia do ekranu może ono działać jak komputer.
• Komputery holograficzne: To z pewnością ambitny projekt. Jednak obecnie niektóre firmy i uczelnie opracowują projekty, które pozwolą modyfikować już istniejące hełmy rozszerzonej rzeczywistości, aby przekształcić je w urządzenia holograficzne, dosłownie oddając technologię w ręce użytkowników.
• Komputery kwantowe: Przyszły projekt zakłada umasowienie tej technologii, która pozwoli na przetwarzanie dużych ilości danych w minimalnym czasie. Dziś część tego myślenia znajduje zastosowanie w sztucznej inteligencji, gdzie dane są przetwarzane poprzez bardzo złożone obliczenia.
• Komputery wielordzeniowe: Z biegiem lat bariery oddzielające wszystkie typy istniejących komputerów zostaną przełamane, do tego stopnia, że ​​zostaną otoczone inteligentnymi obiektami, które działają jak komputery, zorientowane na zwiększenie produktywności i zdolne do zaspokojenia potrzeb chwili.

Formaty danych

Główne formaty danych używane przez mikrokomputery to bity, bajty i znaki.

Bit to najmniejsza jednostka informacji jaką posiada mikrokomputer, z której tworzone są większe ilości informacji. Grupowanie kilku bitów umożliwia reprezentację informacji.

Natomiast bajty są praktyczną jednostką, za pomocą której mierzy się pamięć losową i stałą pojemność pamięci mikrokomputerów. Bajt zawiera 8 bitów i służy do przedstawiania wszelkiego rodzaju informacji, w tym cyfr od 0 do 9 i liter alfabetu.

Ogólnie rzecz biorąc, konstrukcja mikrokomputerów pozwala im zrozumieć język bajtów. W ten sposób możesz mierzyć większe ilości informacji z kilobajtów, megabajtów i gigabajtów.

Z kolei znak to litera, cyfra, znak interpunkcyjny, symbol lub kod kontrolny, nie zawsze widoczny na ekranie lub na papierze, za pomocą którego informacje są przechowywane i przesyłane elektronicznie.

Na koniec, aby lepiej zrozumieć pojęcie bitów i bajtów, należy wspomnieć, że bit jest podstawową jednostką systemu binarnego, który zawiera tylko dwie wartości (0 i 1). Podczas gdy system dziesiętny składa się z dziesięciu cyfr (od 0 do 9) i szesnastkowych, 16 znaków od 0 do 9 i od litery A do F.

Wnioski

Biorąc pod uwagę każdy ze szczegółów dotyczących definicji, pochodzenia, ewolucji, cech i innych aspektów mikrokomputerów, wyciągnięto następujące wnioski:

• Centralną jednostką przetwarzania każdego mikrokomputera jest mikroprocesor.
• Mikrokomputery składają się z mikroprocesora, pamięci oraz szeregu elementów wejściowych i wyjściowych informacji.
• Swoje pochodzenie zawdzięczają potrzebie tworzenia mniejszych komputerów.
• Ewolucja mikrokomputerów jest bezpośrednią konsekwencją postępu technologicznego.
• Jego architektura jest klasyczna, a konstrukcja zwarta.
• Mikrokomputery są zdolne do wykonywania obliczeń matematycznych i operacji logicznych poprzez śledzenie i wykonywanie instrukcji.
• Format instrukcji wskazuje adresowanie każdego argumentu występującego w instrukcji.
• Mikrooperacje są odpowiedzialne za zmianę kolejności instrukcji i sekwencyjne wykonywanie programu.
• Dzięki taktowaniu mikrokomputerowi udaje się koordynować zdarzenia na wewnętrznej magistrali.
• Dekodowanie to proces interpretacji instrukcji.
• Sprzęt składa się z urządzeń wejściowych i wyjściowych, centralnej jednostki proceduralnej, pamięci i urządzeń magazynujących.
• Główne urządzenia do wprowadzania informacji to między innymi klawiatura, mysz, kamera wideo, czytnik optyczny, mikrofon.
• Wśród głównych jednostek wyjściowych są: drukarka, system dźwiękowy, modem.
• Jednostka centralna jest odpowiedzialna za wykonywanie operacji logicznych i matematycznych, będących konsekwencją interpretacji i wykonania instrukcji.
• Koprocesor jest logiczną częścią mikroprocesora.
• Pamięć podręczna to szybka pamięć, która skraca czas odpowiedzi mikrokomputera.
• Rejestry to tymczasowe obszary przechowywania, które zawierają dane.
• Magistrala wewnętrzna łączy elementy systemu zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie.
• Pamięć przechowuje dane i programy tymczasowo, zanim zostaną wykonane przez mikroprocesor.
• RAM to pamięć wewnętrzna mikrokomputerów. Składa się z pamięci operacyjnej i pamięci magazynowej.
• Pamięć ROM zawiera system operacyjny mikrokomputerów, w którym przechowywane są mikroprogramy zawierające złożone instrukcje.
• Główne urządzenia pamięci masowej to: dysk twardy, napęd optyczny, CD-ROM, DVD i inne.
• Mikrokomputery dzielą się na komputery stacjonarne i laptopy.
• Dzisiejsze mikrokomputery obejmują między innymi komputery stacjonarne, laptopy, tablety, laptopy, osobiste asystenty cyfrowe i smartfony.
• Mikrokomputery przyszłości to: tablety hybrydowe, telefony z podłączeniem do telewizorów, komputery kieszonkowe, komputery kwantowe, komputery holograficzne itp.
• Mikrokomputery używają bitów, bajtów i znaków do przechowywania informacji.