Mikropočítače: definícia, história a ďalšie

Mikropočítače sú zázrakom technológie, pretože umožňujú pohodlné a jednoduché automatické spracovanie informácií. V tomto článku sa dozviete všetko, čo s nimi súvisí, od ich začiatkov po súčasné mikropočítače.

Mikropočítače

Mikropočítače, tiež nazývané mikropočítače alebo mikropočítače, sú počítače, ktoré majú ako centrálnu procesorovú jednotku mikroprocesor a sú nakonfigurované tak, aby plnili konkrétne funkcie. Aspekty, ako napríklad zložitosť systému, výkon, operačný systém, štandardizácia, univerzálnosť a cena zariadenia, okrem iného závisia od mikroprocesora.

Mikropočítače v zásade predstavujú kompletný systém na osobné použitie, ktorý okrem mikroprocesora obsahuje pamäť a sériu vstupných a výstupných komponentov informácií.

Na záver je dôležité objasniť, že hoci sú mikropočítače často zamieňané s osobnými počítačmi, nie sú rovnaké. Dalo by sa skôr povedať, že tieto sú súčasťou všeobecnej klasifikácie prvých.

Ak sa o tom chcete dozvedieť viac, pozývam vás na prečítanie článku na typy počítačov ktoré dnes existujú.

Pôvod

Mikropočítače vďačia za svoj pôvod potrebe priniesť malé počítače do domácností a firiem. To by sa dalo konsolidovať po vytvorení mikroprocesorov v roku 1971.

Prvý známy prototyp mikropočítača, hoci neobsahoval mikroprocesor, ale sadu mikroobvodov, bol k dispozícii v roku 1973. Navrhlo a zostrojilo ho výskumné centrum Xerox a volalo sa Alto. Projekt bol neúspešný kvôli úrovni technológie, ktorá bola potrebná, ale v tom čase nebola k dispozícii.

Po tomto modeli vznikli ďalšie iniciatívy z rúk iných spoločností vrátane Apple. Avšak v roku 1975 bol predaný prvý komerčný osobný mikropočítač. Bol to Altair 8800, patriaci spoločnosti MITS. Hoci mu chýbala klávesnica, monitor, trvalá pamäť a programy, rýchlo sa stal hitom. Mal vypínače a svetlá.

Neskôr, v roku 1981, IBM vydala prvý osobný počítač s názvom IBM-PC, ktorý bol založený na mikroprocesore Intel 8080. Táto skutočnosť znamenala začiatok novej éry výpočtovej techniky, pretože odtiaľ začali vznikať výkonnejšie modely mikropočítačov, ktoré propagovali okrem iného spoločnosti ako Compaq, Olivetti, Hewlett - Packard.

Vývoj

Od objavenia sa Alta, ktorý obsahoval 875-riadkovú skenovaciu obrazovku, 2,5 MB disk a rozhranie s 3 Mbit / s ethernetovou sieťou, sa technológia vyvíjala, pričom vždy zohľadňovala najlepšie aspekty každého z predchádzajúcich modelov.

Z tohto uhla pohľadu je možné povedať, že vzostup mikropočítačov je daný predovšetkým tým, že ich technológia je v porovnaní s minipočítačmi a superpočítačmi pokročilejšia. Jeho dizajn a konštrukcia, vrátane výkonnejších mikroprocesorov, rýchlejších a výkonnejších pamäťových a úložných čipov, sa dosahuje v kratších dobách cyklu. Kupujú si tak čas pre generácie ďalších typov počítačov.

Nakoniec by malo byť objasnené, že v dôsledku technologického pokroku sa pojem mikropočítač prestáva používať, pretože dnes väčšina výrobných spoločností zahŕňa mikroprocesory takmer v akomkoľvek type počítača.

rysy

Mikropočítače sú typ počítača, ktorý má nasledujúce vlastnosti:

• Jeho centrálnou súčasťou je mikroprocesor, ktorý nie je ničím iným ako integrovaným obvodom.
• Jeho architektúra je klasická, postavená na toku riadenia operácií a jazyku procedúr.
• Predstavuje vstavanú technológiu, ktorá umožňuje vzájomnú komunikáciu jej komponentov.
• Vďaka svojej kompaktnej konštrukcii sa ľahko balí a presúva.

Ako fungujú mikropočítače?

Mikropočítače sú schopné vykonávať vstupné, výstupné, výpočtové a logické operácie podľa nasledujúceho základného postupu:

• Príjem údajov, ktoré sa majú spracovať.
• Vykonávanie naprogramovaných príkazov na spracovanie informácií.
• Ukladanie informácií pred a po transformácii.
• Prezentácia výsledkov spracovania údajov.

Inými slovami, mikropočítače používajú formát inštrukcií, ktorý im umožňuje ich dekódovaním vykonávať potrebné mikrooperácie reagujúce na požiadavky používateľov.

Formát inštrukcie teda obsahuje operačný kód, prostredníctvom ktorého označuje adresovanie každého operandu, to znamená, že definuje trochu inštrukciu, rôznych prvkov, ktoré ho tvoria.

Mikrooperácie sú funkčné operácie mikroprocesora zodpovedné za zmenu poradia pokynov a postupné spustenie programu.

Počas časovania dokáže mikropočítač koordinovať udalosti v sieti komunikačných liniek, ktoré spájajú prvky systému.

Nakoniec je dôležité objasniť, čo dekódovanie znamená. Dekódovanie je proces, pomocou ktorého sa interpretujú pokyny, aby sa identifikovala operácia, ktorá sa má vykonať, a spôsob získania operandov, na ktorých je potrebné tieto príkazy vykonať.

Hardvér mikropočítača

Hardvér predstavuje fyzické súčasti mikropočítačov, to znamená, že je ich hmatateľnou súčasťou. Skladá sa z elektrických a elektromechanických zariadení, obvodov, káblov a ďalších periférnych prvkov, ktoré umožňujú integrálnu prevádzku zariadenia.

V prípade mikropočítačov sa to môže týkať jednej jednotky alebo niekoľkých samostatných zariadení.

Vo všeobecnosti, aby hardvér plnil svoje funkcie, vyžaduje existenciu nasledujúcich komponentov:

Vstupné zariadenia

Sú to jednotky, prostredníctvom ktorých používateľ zadáva údaje do mikropočítača, či už ide o texty, zvuk, grafiku alebo videá. Medzi nimi sú: klávesnica, myš, mikrofón, videokamera, softvér na rozpoznávanie hlasu, optická čítačka atď.

Tu je niekoľko podrobností o hlavných vstupných zariadeniach mikropočítača:

• Klávesnica: Je to zariadenie na zadávanie informácií par excellence. Umožňuje komunikáciu medzi používateľom a mikropočítačom prostredníctvom zadávania údajov, ktoré budú transformované do rozpoznateľných modelov.
• Myš: Zdieľa funkciu s klávesnicou, ale súvisiace funkcie môže vykonávať iba jedným alebo dvoma kliknutiami. Transformujte fyzický pohyb na pohyby na obrazovke.
• Mikrofón: Vo všeobecnosti je to zariadenie integrované do väčšiny mikropočítačov, ktorého jedinou funkciou je povolenie hlasového vstupu.
• Videokamera: Užitočné na zadávanie informácií vo forme fotografií a videí, ale nie je užitočné pre väčšinu programov spustených mikropočítačmi.
• Softvér na rozpoznávanie hlasu: Je zodpovedný za transformáciu hovoreného slova na digitálne signály, ktoré je možné prekladať a interpretovať pomocou mikropočítačov.
• Optické pero: Predstavuje elektronické ukazovateľ, pomocou ktorého používateľ upravuje informácie na obrazovke. Používa sa ručne a funguje pomocou senzorov, ktoré odosielajú signály do mikropočítača vždy, keď je zaregistrované svetlo.
• Optická čítačka: Je podobná stylusu, ale jeho hlavnou funkciou je čítať čiarové kódy na identifikáciu produktov.
• CD-ROM: Je to štandardné vstupné zariadenie, ktoré ukladá počítačové súbory iba na čítanie. Nie je prítomný vo všetkých mikropočítačoch, ale je prítomný v stolných počítačoch.
• Skener: Je to zariadenie, ktoré sa dá pripojiť hlavne k stolným počítačom. Digitalizujte tlačený materiál, ktorý chcete uložiť v mikropočítači.

Výstupné zariadenia

Sú to jednotky, prostredníctvom ktorých mikropočítače komunikujú získané výsledky po spracovaní a transformácii údajov. V mikropočítačoch sú najbežnejšie obrazovky a reproduktory.

• Monitor: Je to najbežnejšia informačná výstupná jednotka. Skladá sa z obrazovky, kde sú zobrazené údaje a pokyny, ktoré sú zadané do mikropočítača. Prostredníctvom nej je tiež možné pozorovať znaky a grafiku, ktoré sú získané po transformácii údajov.
• Tlačiareň: Nedá sa pripojiť k všetkým druhom mikropočítačov, ale je to jedno z najpoužívanejších zariadení na výstup informácií. Hlavne reprodukuje vo forme kópie akýkoľvek typ informácií, ktoré sú uložené v mikropočítači.
• Modem: Používa sa na prepojenie dvoch počítačov takým spôsobom, že si medzi sebou môžu vymieňať údaje. Podobne umožňuje prenos údajov prostredníctvom telefónnej linky.
• Zvukový systém: Vo všeobecnosti predstavuje integrované zvukové karty, ktoré zosilňujú zvuk obsiahnutý v multimediálnom materiáli.
• Reproduktor: Umožňuje vám reagovať prostredníctvom vyžarovania zvuku.

V tejto súvislosti je dôležité zdôrazniť, že v prípade dotykových obrazoviek prítomných vo väčšine dnešných mikropočítačov funguje ako vstupné a výstupné zariadenie súčasne. Podobne dvojakú funkciu majú komunikačné zariadenia, ktoré spájajú jeden mikropočítač s druhým.

Centrálna procesorová jednotka

Vzťahuje sa na mikroprocesor alebo mozog mikropočítača, prostredníctvom ktorého sa vykonávajú logické operácie a aritmetické výpočty, produkty interpretácie a vykonania prijatých pokynov.

Mikroprocesor sa skladá z matematického koprocesora, vyrovnávacej pamäte a obalu a je umiestnený na základnej doske mikropočítačov. Ak sa chcete dozvedieť viac podrobností o jeho umiestnení, môžete si prečítať článok na stránke prvky základnej dosky z počítača.

Koprocesor je logickou súčasťou mikroprocesora. Je zodpovedný za matematické výpočty, tvorbu grafiky, generovanie písmenových písmen a kombináciu textov a obrázkov spolu s registrami, riadiacou jednotkou, pamäťou a dátovou zbernicou.

Vyrovnávacia pamäť je rýchla pamäť, ktorá skracuje čas odozvy súvisiace s vyhľadávaním často používaných informácií bez toho, aby ste museli používať RAM.

Zapuzdrenie je vonkajšia časť, ktorá chráni mikroprocesor, a súčasne umožňuje spojenie s externými konektormi.

Mikroprocesory súvisia s registrami, ktoré sú dočasnými úložnými priestormi, ktoré obsahujú údaje. Majú tiež na starosti dodržiavanie pokynov a výsledok vykonania uvedených pokynov.

Napokon mikropočítače obsahujú vnútornú zbernicu alebo sieť komunikačných liniek, ktoré sú schopné prepojiť prvky systému interne aj externe.

Pamäťové a úložné zariadenia

Pamäťová jednotka je zodpovedná za dočasné uloženie pokynov a prijatých údajov, aby ich neskôr procesor odtiaľ vzal. Údaje musia byť v binárnom kóde. Pamäť je zaradená do pamäte RAM (RAM) a pamäte iba na čítanie (ROM).

RAM predstavuje vnútornú pamäť, rozdelenú na operačnú a úložnú. V ňom je možné nájsť slovo alebo bajt rýchlo a priamo, bez ohľadu na množinu bitov uložených pred alebo za uvedeným znakom.

ROM obsahuje základný alebo operačný systém mikropočítača. V ňom sú uložené mikroprogramy, ktoré obsahujú komplexné pokyny, a tiež bitmapu zodpovedajúcu každej zo zúčastnených postáv.

V tejto súvislosti je potrebné poznamenať, že z praktického hľadiska sú pamäť a úložisko dva úplne odlišné pojmy. Keď je mikropočítač vypnutý, programy a údaje uložené v pamäti sa stratia a obsah prítomný v úložisku sa zachová.

Úložné jednotky zahŕňajú okrem iného pevné disky, disky CD-ROM, DVD, optické jednotky a vymeniteľné pevné disky.

• Pevný disk: Je to nevyberateľný pevný magnetický disk, to znamená, že je obsiahnutý v jednotke. Je prítomný vo väčšine mikropočítačov a má veľkú kapacitu na ukladanie informácií.
• Optická jednotka: Jednoducho sa nazýva CD, je to úložné a distribučné zariadenie pre zvuk, softvér a akékoľvek iné typy dát. Informácie sú uložené pomocou perforácií vyrobených laserom na hlavný disk, ktorý je reprodukovaný vypracovaním viacerých kópií. Vyrába sa v továrňach.
• CD-ROM: Jedná sa o kompaktný disk iba na čítanie, čo znamená, že informácie na ňom uložené nie je možné upravovať ani vymazať po ich uložení. Na rozdiel od diskov CD sú údaje zaznamenané zo závodu.
• DVD: Zachovávajú rovnakú filozofiu ako disky CD, ale informácie je možné zaznamenať na obe strany disku DVD. Na jeho prečítanie je spravidla potrebný špeciálny hráč. Najnovšie modely prehrávačov na trhu však čítajú disky CD a DVD rovnako.

typ

Všeobecne a ako dôležitý bod technológie môžeme hovoriť o dvoch typoch mikropočítačov: stolných počítačoch a prenosných počítačoch. Oba bežné používanie, v rovnakej miere, medzi ľuďmi a spoločnosťami.

• Stolné počítače: Vzhľadom na ich veľkosť je možné ich umiestniť na stôl, ale rovnaká vlastnosť im bráni v prenosnosti. Skladajú sa z procesorových a úložných jednotiek, výstupných jednotiek a dokonca aj z klávesnice.
• Notebooky: Vďaka svojmu ľahkému a kompaktnému dizajnu sa dajú ľahko premiestňovať z jedného miesta na druhé. Patria sem notebooky, notebooky, digitálni asistenti (PDA), digitálne telefóny a ďalšie. Jeho hlavnou charakteristikou je rýchlosť spracovania údajov.

Súčasné mikropočítače

Ako sme už uviedli, existuje niekoľko typov mikropočítačov, každý s presne definovanými charakteristikami v závislosti od užitočnosti. Ak chcete pokračovať; podrobnosti:

• Stolové počítače: Sú najpoužívanejším typom mikropočítačov. Sú schopné vykonávať najbežnejšie úlohy v oblasti výpočtovej techniky, ako je prehliadanie internetu, úlohy prepisu a úpravy dokumentov, a mnoho ďalších veľmi užitočných funkcií. Podporujú prvky doplnkového typu, ako sú rohy a webové kamery.
• Notebooky: Od svojho vzniku v roku 1981 predstavujú revolúciu osobných počítačov. Medzi jeho prvkami je stále obrazovka, klávesnica, procesor, pevný disk, procesor atď. Sú schopné vykonávať rovnaké funkcie ako stolné počítače, ale ich menšia veľkosť a náklady znamenajú, že majú oproti nim výhody.
• Notebooky: Majú plochú obrazovku a sú napájané batériou. Jeho veľkosť definuje prenosnosť.
• Notebooky: Jeho hlavným nástrojom je realizácia jednoduchých funkcií produktivity. Chýbajú im prehrávače diskov CD alebo DVD. Majú nižšie náklady ako osobné počítače, čo spôsobuje, že majú vyššie predaje. Sú ľahšie ako notebooky.
• Tablety: Funkciou nahrádzajú notebooky a notebooky. Jeho dotykový displej umožňuje používateľovi interagovať s obsahom. Nemajú klávesnice ani myši.
• Osobní digitálni asistenti (PDA): V zásade fungujú ako vreckové organizéry. Majú okrem iného funkcie programu, zápisníka, tabuliek. Umožňujú vkladanie údajov prostredníctvom špeciálnych vstupných zariadení. Okrem toho disponujú nástrojmi na opätovnú komunikáciu.
• Smartfóny: ​​Sú to mikropočítače, ktoré majú schopnosť odosielať a prijímať hovory a správy, ako aj pripojiť sa na internet prostredníctvom WiFi alebo mobilného pripojenia. Zdieľajú mnohé z funkcií prítomných v osobných počítačoch, ako je správa e -mailov a správa multimediálneho obsahu.

Mikropočítače budúcnosti

Napriek rýchlemu pokroku v oblasti výpočtovej techniky a technológie zostávajú základy hardvéru a softvéru v priebehu času konštantné. Mikropočítače však sľubujú, že zostanú v popredí a uľahčia správu financií, agend, kontaktov, kalendárov a ďalších aktivít každodenného života. Rovnakým spôsobom budú aj naďalej prítomní v inovatívnych technologických oblastiach, ako je umelá inteligencia, robotika a všetko, čo súvisí s multimediálnym obsahom.

Mikropočítače, od ktorých sa očakáva, že budú mať priaznivý vplyv na náš budúci život, budú mať nepochybne väčšiu kapacitu a výkon a tiež ponúknu viac a lepších funkcií. Medzi nimi možno spomenúť nasledujúce:

• Hybridné notebooky: Hovorí sa im aj hybridné tablety, fungujú súčasne ako tablety aj počítače, pretože majú klávesnicu a dotykový displej. Ako ďalší bonus je obrazovka väčšia a obsahuje digitálne pero.
• Telefóny s pripojením na televíziu: Od objavenia sa smartfónov sa ich funkcionalita zvyšuje. Vďaka tomuto návrhu sa očakáva premena televíznej obrazovky na počítač, a to všetko prostredníctvom jednoduchého káblového pripojenia. Napriek úsiliu, ktoré bolo v tejto súvislosti vynaložené, návrh ešte nedokončil svoju podobu. Očakáva sa však, že v budúcnosti bude trh s telefónmi vyššej triedy rásť a osvojí si tento nový spôsob technológie vytváraním univerzálnych aplikácií.
• Vreckové počítače: Aj keď tento koncept už existuje, očakáva sa, že tieto počítače zmenšia svoj dizajn, aby sa stali podobnými pendrive. Hlavnou myšlienkou tohto návrhu je, že po pripojení malého zariadenia k obrazovke môže fungovať rovnako ako počítač.
• Holografické počítače: Je to určite ambiciózny projekt. V súčasnosti však niektoré spoločnosti a univerzity vyvíjajú projekty, ktoré umožnia úpravu už existujúcich prilieb s rozšírenou realitou na ich holografické zariadenia, čím sa technológia doslova dostane do rúk používateľov.
• Kvantové počítače: Budúci projekt zahŕňa masifikáciu tejto technológie, ktorá umožňuje spracovanie veľkého množstva údajov v minimálnom čase. Dnes je časť tohto myslenia aplikovaná v umelej inteligencii, kde sú údaje spracovávané veľmi zložitými výpočtami.
• Viacjadrové počítače: V priebehu rokov budú bariéry, ktoré oddeľujú všetky typy existujúcich počítačov, prelomené, až budú obklopené inteligentnými objektmi, ktoré fungujú ako počítače, zamerané na zvýšenie produktivity a schopné uspokojiť aktuálne potreby.

Dátové formáty

Hlavnými formátmi údajov, ktoré používajú mikropočítače, sú bity, bajty a znaky.

Bit je najmenšia jednotka informácií, ktorú má mikropočítač a z ktorej sa vytvára väčšie množstvo informácií. Zoskupenie niekoľkých bitov umožňuje reprezentáciu informácií.

Kým bajty sú praktickou jednotkou, ktorou sa meria náhodná pamäť a trvalá úložná kapacita mikropočítačov. Bajt obsahuje 8 bitov a používa sa na reprezentáciu všetkých druhov informácií vrátane číslic 0 až 9 a písmen abecedy.

Konštrukcia mikropočítačov im vo všeobecnosti umožňuje porozumieť jazyku bytov. Týmto spôsobom môžete merať väčšie množstvo informácií od kilobajtov, megabajtov a gigabajtov.

Znak je písmeno, číslo, interpunkčné znamienko, symbol alebo kontrolný kód, nie vždy viditeľné na obrazovke alebo na papieri, prostredníctvom ktorého sa informácie ukladajú a prenášajú elektronicky.

Nakoniec, aby sme lepšie porozumeli pojmu bitov a bajtov, je dôležité spomenúť, že bit je základnou jednotkou binárneho systému, ktorý obsahuje iba dve hodnoty (0 a 1). Kým desatinná sústava obsahuje desať číslic (od 0 do 9) a hexadecimálne, 16 znakov, ktoré idú od 0 do 9 a od písmena A do F.

Závery

Po zvážení všetkých podrobností týkajúcich sa definície, pôvodu, vývoja, charakteristík a ďalších aspektov mikropočítačov sa dospelo k týmto záverom:

• Centrálnou procesorovou jednotkou akéhokoľvek mikropočítača je mikroprocesor.
• Mikropočítače sa skladajú z mikroprocesora, pamäte a série komponentov pre vstup a výstup informácií.
• Za svoj pôvod vďačia potrebe vytvárať menšie počítače.
• Vývoj mikropočítačov je priamym dôsledkom pokroku v technológiách.
• Jeho architektúra je klasická a dizajn je kompaktný.
• Mikropočítače sú schopné vykonávať matematické výpočty a logické operácie prostredníctvom sledovania a vykonávania pokynov.
• Formát inštrukcie indikuje adresovanie každého operandu prítomného v inštrukcii.
• Mikrooperácie sú zodpovedné za zmenu poradia pokynov a postupné spustenie programu.
• Vďaka načasovaniu dokáže mikropočítač koordinovať udalosti vnútornej zbernice.
• Dekódovanie je proces, pomocou ktorého sa interpretujú pokyny.
• Hardvér sa skladá zo vstupných a výstupných zariadení, centrálnej procedurálnej jednotky, pamäte a úložných zariadení.
• Hlavnými zariadeniami na vstup informácií sú okrem iného klávesnica, myš, videokamera, optická čítačka, mikrofón.
• Medzi hlavné výstupné jednotky patria: tlačiareň, zvukový systém, modem.
• Centrálna procesorová jednotka je zodpovedná za logické a matematické operácie v dôsledku interpretácie a vykonávania pokynov.
• Koprocesor je logickou súčasťou mikroprocesora.
• Vyrovnávacia pamäť je rýchla pamäť, ktorá skracuje čas odozvy mikropočítača.
• Registre sú dočasné úložné oblasti, ktoré obsahujú údaje.
• Vnútorná zbernica spája prvky systému interne aj externe.
• Pamäť dočasne ukladá údaje a programy predtým, ako ich vykoná mikroprocesor.
• RAM je vnútorná pamäť mikropočítačov. Skladá sa z operačnej pamäte a úložnej pamäte.
• Pamäť ROM obsahuje operačný systém mikropočítačov, kde sú uložené mikroprogramy, ktoré obsahujú komplexné pokyny.
• Hlavnými úložnými zariadeniami sú: pevný disk, optická jednotka, disk CD-ROM, DVD a ďalšie.
• Mikropočítače sa delia na stolové počítače a prenosné počítače.
• Medzi dnešné mikropočítače patria okrem iných aj stolné počítače, notebooky, tablety, notebooky, digitálni asistenti a smartfóny.
• Mikropočítačmi budúcnosti sú: hybridné tablety, telefóny s pripojením na televíziu, vreckové počítače, kvantové počítače, holografické počítače atď.
• Mikropočítače používajú na ukladanie informácií bity, bajty a znaky.