微型計算機:定義、歷史等

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微型計算機是一項技術奇蹟,因為它們使信息的自動處理以一種舒適而簡單的方式成為可能。 在本文中,您將了解與它們相關的一切,從它們的開始到 現在的微型計算機。

微型計算機

微型計算機又稱微型計算機或微型計算機,是以微處理器為中央處理單元,經配置以完成特定功能的計算機。 系統的複雜性、功率、操作系統、標準化、多功能性和設備價格等方面取決於微處理器。

基本上,微型計算機構成了一個完整的供個人使用的系統,其中除微處理器外,還包含一個存儲器和一系列信息輸入和輸出部件。

最後,需要澄清的是,雖然微型計算機經常與個人計算機混淆,但它們並不相同。 更確切地說,後者是前者一般分類的一部分。

如果您想了解更多詳細信息,我邀請您閱讀有關 電腦類型 今天存在。

起源

微型計算機起源於將小型計算機帶入家庭和企業的需要。 在 1971 年創建微處理器之後,這可以得到鞏固。

第一個已知的微型計算機原型,雖然它不包含微處理器,但包含一組微電路,於 1973 年面世。它由施樂研究中心設計和製造,被稱為 Alto。 由於所需的技術水平,該項目未成功,但當時無法使用。

在這種模式之後,包括蘋果在內的其他公司也出現了其他舉措。 然而,第一台商用個人微型計算機是在 1975 年銷售的。 它是屬於MITS公司的Altair 8800。 儘管它沒有鍵盤、顯示器、永久存儲器和程序,但它很快就大受歡迎。 它有開關和燈。

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後來,在 1981 年,IBM 發布了第一台個人計算機,稱為 IBM-PC,它基於英特爾的 8080 微處理器。 這一事實標誌著一個新的計算時代的開始,因為從那裡開始出現了更強大的微型計算機模型,由康柏、奧利維蒂、惠普等公司推動。

進化

自包含 875 行掃描屏幕、2,5 MB 磁盤和 3 Mbits / s 以太網接口的 Alto 出現以來,技術不斷發展,始終考慮到前面每個型號的最佳方面。

從這一點來看,可以說微型計算機的興起主要是因為它們的技術比小型機和超級計算機更先進。 它的設計和構造,包括更強大的微處理器、更快、更強大的內存和存儲芯片,都是在更短的循環時間內實現的。 通過這種方式,他們為幾代其他類型的計算機爭取了時間。

最後,應該澄清的是,由於技術進步,微型計算機一詞已不再使用,因為今天大多數製造公司幾乎在任何類型的計算機中都包含微處理器。

特點

微型計算機是一種具有以下特點的計算機:

  • 它的核心部件是微處理器,它只不過是一個集成電路。
  • 它的架構是經典的,建立在操作控制流和過程語言之上。
  • 它採用內置技術,允許其組件相互通信。
  • 由於其緊湊的設計,它易於包裝和移動。

微型計算機是如何工作的?

微型計算機能夠執行輸入、輸出、計算和邏輯運算,通過以下基本程序:

  • 接收要處理的數據。
  • 執行用於信息處理的編程命令。
  • 信息存儲,轉換前後。
  • 數據處理結果的展示。

換句話說,微型計算機使用一種指令格式,允許它們通過解碼它們來執行必要的微操作以響應用戶請求。

因此,指令格式包括一個操作碼,通過它它指示每個操作數的尋址,即它定義了組成它的不同元素的指令的位。

就他們而言,微操作是微處理器的功能操作,負責指令的重新排序和程序的順序執行。

通過計時,微型計算機設法協調連接系統元素的通信線路網絡的事件。

最後,澄清解碼的含義很重要。 解碼是解釋指令的過程,以識別要執行的操作以及獲取必須執行這些命令的操作數的方式。

微機硬件

硬件代表微型計算機的物理組件,即它是它們的有形部分。 它由電氣和機電設備、電路、電纜和其他使設備整體運行成為可能的外圍元件組成。

在微型計算機的情況下,它可以指單個單元或幾個單獨的設備。

一般而言,硬件要完成其功能,需要存在以下組件:

輸入設備

它們是用戶將數據輸入微機的單位,可以是文本、聲音、圖形或視頻。 其中有:鍵盤、鼠標、麥克風、攝像機、語音識別軟件、光學閱讀器等。

以下是有關微型計算機主要輸入設備的一些詳細信息:

  • 鍵盤:它是卓越的信息輸入設備。 它允許用戶和微型計算機之間進行通信,通過輸入將轉換為可識別模型的數據。
  • 鼠標:與鍵盤共享功能,但只能通過一兩次點擊來執行相關功能。 將身體運動轉化為屏幕上的運動。
  • 麥克風:一般是集成在大多數微型計算機中的設備,其唯一功能是允許語音輸入。
  • 攝像機:用於以照片和視頻的形式輸入信息,但對大多數微型計算機運行的程序沒有用。
  • 語音識別軟件:負責將口語轉換成可以被微機翻譯和解釋的數字信號。
  • 光筆:它構成了一個電子指針,用戶可以通過它修改屏幕上的信息。 它是手動使用的,並通過傳感器在每次記錄光線時向微型計算機發送信號來工作。
  • 光學閱讀器:它類似於手寫筆,但其主要功能是讀取條形碼以識別產品。
  • CD-ROM:它是一種標準的輸入設備,存儲只讀的計算機文件。 它並非存在於所有微型計算機中,但存在於台式計算機中。
  • 掃描儀:主要是可以連接台式電腦的設備。 將要存儲在微型計算機上的打印材料數字化。

輸出設備

這些是微型計算機在處理和轉換數據後傳達所獲得結果的單元。 在微型計算機中,最常見的是屏幕和揚聲器。

  • 監視器:是最常見的信息輸出單元。 它由一個屏幕組成,其中顯示輸入到微機中的數據和指令。 通過它也可以觀察數據轉換後得到的字符和圖形。
  • 打印機:不能連接各種微機,但它是應用最廣泛的信息輸出設備之一。 它主要以副本的形式複制存儲在微型計算機中的任何類型的信息。
  • 調製解調器:用於連接兩台計算機,以便它們之間可以交換數據。 同樣,它允許通過電話線傳輸數據。
  • 音響系統:一般來說,它代表集成聲卡,用於放大多媒體材料中包含的音頻。
  • 揚聲器:允許您通過聲音的發射進行響應。

在這方面,重要的是要注意,在當前大多數微型計算機中都使用觸摸屏的情況下,它同時用作輸入和輸出設備。 同樣,將一台微型計算機連接到另一台的通信設備具有雙重功能。

中央處理器

它是指微處理器或微型計算機的大腦,通過它進行邏輯運算和算術計算,是對接收到的指令進行解釋和執行的產物。

微處理器由數學協處理器、緩存和封裝組成,位於微型計算機的主板內部。 要了解有關其位置的更多詳細信息,您可以查看文章 主板元件 從計算機。

協處理器是微處理器的邏輯部分。 它負責數學計算、圖形的創建、字母字體的生成以及文本和圖像的組合,以及寄存器、控制單元、存儲器和數據總線。

高速緩存是可以縮短響應時間的快速存儲器,與查找常用信息有關,而無需使用 RAM。

封裝是保護微處理器的外部部件,同時允許與外部連接器的連接。

微處理器與寄存器有關,寄存器是包含數據的臨時存儲區域。 他們還負責遵循指令以及執行這些指令的結果。

最後,微型計算機包括內部總線或通信線路網絡,能夠在內部和外部連接系統的元素。

內存和存儲設備

存儲單元負責臨時存儲接收到的指令和數據,以便以後處理器從那裡取出它們。 數據必須是二進制代碼。 存儲器分為隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。

RAM代表內部存儲器,分為操作存儲器和存儲存儲器。 在其中,可以快速直接地找到一個字或字節,而無需考慮在該字符之前或之後存儲的位集。

就其本身而言,ROM 包含微型計算機的基本或操作系統。 其中存儲了包含複雜指令的微程序,以及與所涉及的每個字符對應的位圖。

對此,需要注意的是,從實用的角度來看,內存和存儲是兩個完全不同的概念。 當微機關閉時,存儲器中存儲的程序和數據丟失,而存儲器中存在的內容被保留。

存儲驅動器包括硬盤驅動器、CD-ROM、DVD、光驅和可移動硬盤驅動器等。

  • 硬盤:是不可移動的硬磁盤,即包含在一個單元內。 它存在於大多數微型計算機中並且具有很大的存儲信息的能力。
  • 光驅:簡稱CD,它是一種存儲和分發音頻、軟件和任何其他類型數據的設備。 信息通過用激光在母盤上打孔的方式存儲,母盤是從多個副本的精心製作中復制出來的。 它是在工廠製造的。
  • CD-ROM:它是一種只讀光盤,這意味著其上存儲的信息不能被修改,一旦存儲就不能被擦除。 與 CD 不同的是,數據是在出廠時錄製的。
  • DVD:它們保持與 CD 相同的理念,但信息可以記錄在 DVD 的兩面。 通常,您需要一個特殊的播放器來閱讀它。 但是,市場上最新的播放器型號可以讀取 CD 和 DVD。

類型

一般而言,作為技術上的一個重點,我們可以談論兩種類型的微型計算機:台式計算機和筆記本電腦。 兩者在人與公司之間具有同等程度的共同使用。

  • 台式電腦:由於它們的尺寸,它們可以放在桌子上,但同樣的特性使它們無法攜帶。 它們由處理和存儲單元、輸出單元甚至鍵盤組成。
  • 筆記本電腦:由於其輕巧緊湊的設計,它們可以輕鬆地從一個地方移動到另一個地方。 其中包括膝上型電腦、筆記本電腦、個人數字助理 (PDA)、數字電話等。 其主要特點是數據處理速度快。

當前的微型計算機

正如我們已經提到的,有幾種類型的微型計算機,根據其用途,每種都有明確定義的特徵。 繼續;詳情:

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  • 台式計算機:它們是使用最廣泛的微型計算機類型。 它們能夠執行計算中最常見的任務,例如瀏覽 Internet、轉錄和文檔編輯任務,以及許多其他非常有用的功能。 它們支持附件類型元素,例如喇叭和網絡攝像頭。
  • 筆記本電腦:自 1981 年問世以來,它們構成了個人電腦的革命。 其中,屏幕、鍵盤、處理器、硬盤、處理器等元素依然存在。 它們能夠執行與台式計算機相同的功能,但它們較小的尺寸和成本意味著它們比它們具有優勢。
  • 筆記本電腦:它們具有純平屏幕並由電池供電。 它的大小決定了它的便攜性。
  • 筆記本:它的主要用途是實現簡單的生產力功能。 他們缺少 CD 或 DVD 播放器。 它們的成本低於個人電腦,這使得它們的銷售水平更高。 它們比筆記本電腦輕。
  • 平板電腦:它們在功能上取代了筆記本電腦和筆記本電腦。 它的觸摸屏允許用戶與內容進行交互。 他們沒有鍵盤或鼠標。
  • 個人數字助理 (PDA):它們基本上用作口袋整理器。 它們具有議程、筆記本、電子表格等功能。 它們允許通過特殊的輸入設備輸入數據。 此外,他們還有通信工具。
  • 智能手機:它們是微型計算機,除了通過 WiFi 或移動連接連接到互聯網外,還能​​夠發送和接收電話和消息。 它們共享個人計算機中的許多功能,例如管理電子郵件和處理多媒體內容。

未來的微型計算機

儘管計算和技術發展迅速,但硬件和軟件的基礎知識往往會隨著時間的推移而保持不變。 然而,微型計算機有望保持領先地位,促進財務、議程、聯繫人、日曆和其他日常生活活動的管理。 同樣,他們將繼續出現在創新技術領域,例如人工智能、機器人技術以及與多媒體內容相關的一切。

預計將對我們未來生活產生有利影響的微型計算機無疑將具有更大的容量和功率,並提供更多更好的功能。 其中可以提到以下幾點:

  • 混合筆記本電腦:也稱為混合平板電腦,它們同時用作平板電腦和計算機,因為它們具有鍵盤和触摸屏。 作為一個額外的好處,屏幕更大,並包括一個數字筆。
  • 可連接電視的電話:自智能手機出現以來,其功能不斷增加。 有了這個提議,希望通過簡單的電纜連接將電視屏幕轉換為計算機。 儘管已經在這方面做出了努力,但該提案尚未成型。 然而,預計未來高端手機市場將通過創建通用應用程序來增長並採用這種新的技術方式。
  • 掌上電腦:雖然這個概念已經存在,但預計這些電腦的設計將縮小為類似於隨身碟。 該提案的主要思想是通過將小型設備連接到屏幕,它可以像計算機一樣工作。
  • 全息計算機:這當然是一個雄心勃勃的項目。 然而,目前一些公司和大學正在開發項目,允許修改現有的增強現實頭盔,將它們變成全息設備,真正將技術交到用戶手中。
  • 量子計算機:未來的項目涉及這項技術的大眾化,它可以在最短的時間內處理大量數據。 今天,這種想法的一部分應用於人工智能,其中數據通過非常複雜的計算進行處理。
  • 多核計算機:多年來,分隔所有類型現有計算機的障礙將被打破,被用作計算機的智能對象所包圍,以提高生產力為導向,能夠滿足當下的需求。

數據格式

微型計算機使用的主要數據格式是位、字節和字符。

比特是微型計算機擁有的最小信息單位,從中可以產生大量信息。 幾個位的分組允許信息的表示。

而字節是實際單位,用來衡量微機的隨機內存和永久存儲容量。 一個字節包含 8 位,用於表示各種信息,包括數字 0 到 9 和字母表中的字母。

一般來說,微機的設計讓它們能夠理解字節的語言。 通過這種方式,您可以從千字節、兆字節和千兆字節測量更大量的信息。

就字符而言,它是一個字母、數字、標點符號、符號或控制代碼,並不總是在屏幕或紙張上可見,通過它以電子方式存儲和傳輸信息。

最後,為了更好地理解位和字節的概念,有必要提一下,位是二進制系統的基本單位,它只包含兩個值(0和1)。 十進制系統包含十位數字(從 0 到 9)和十六進制,從 16 到 0 以及從字母 A 到 F 的 9 個字符。

結論

考慮到微型計算機的定義、起源、演變、特點等各個方面的細節,得出以下結論:

  • 任何微型計算機的中央處理單元都是微處理器。
  • 微型計算機由微處理器、存儲器和一系列信息輸入輸出部件組成。
  • 他們的起源是為了創造更小的計算機。
  • 微型計算機的發展是技術進步的直接結果。
  • 它的建築是經典的,它的設計是緊湊的。
  • 微型計算機能夠通過指令的跟踪和執行來進行數學計算和邏輯運算。
  • 指令格式指示存在於指令中的每個操作數的尋址。
  • 微操作負責指令的重新排序和程序的順序執行。
  • 通過計時,微機設法協調內部總線的事件。
  • 解碼是解釋指令的過程。
  • 硬件由輸入和輸出設備、中央程序單元、存儲器和存儲設備組成。
  • 主要的信息輸入設備有:鍵盤、鼠標、攝像機、光學閱讀器、麥克風等。
  • 主要輸出單元包括:打印機、音響系統、調製解調器。
  • 作為指令解釋和執行的結果,中央處理單元負責執行邏輯和數學運算。
  • 協處理器是微處理器的邏輯部分。
  • 高速緩存是縮短微機響應時間的快速存儲器。
  • 寄存器是包含數據的臨時存儲區域。
  • 內部總線在內部和外部連接系統的元素。
  • 存儲器在微處理器執行之前暫時存儲數據和程序。
  • RAM 是微型計算機的內部存儲器。 它由操作存儲器和存儲存儲器組成。
  • ROM 存儲器包含微型計算機的操作系統,其中存儲包含複雜指令的微程序。
  • 主要的存儲設備有:硬盤、光驅、CD-ROM、DVD等。
  • 微型計算機分為台式計算機和膝上型計算機。
  • 今天的微型計算機包括台式計算機、筆記本電腦、平板電腦、筆記本電腦、個人數字助理和智能手機等。
  • 未來的微型計算機是:混合平板電腦、與電視連接的電話、袖珍計算機、量子計算機、全息計算機等。
  • 微型計算機使用位、字節和字符來存儲信息。

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