Dispositivos de processamento Evolução, tipos, exemplos

O dispositivos de processamento Computador Essas são unidades que desempenham um papel importante nas operações de processo de um computador. Eles são usados ​​para processar os dados, seguindo as instruções de um programa.

O processamento é a função mais importante do computador, porque nesta fase a transformação de dados em informações úteis é realizada, usando muitos dispositivos de processamento de computador.

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A principal função dos dispositivos de processamento é ter a responsabilidade de obter informações eloquentes dos dados que são transformados com a ajuda de vários desses dispositivos.

O processamento de áudio e vídeo consiste em limpar os dados de tal maneira que eles são mais agradáveis ​​para o ouvido e para a vista, fazendo com que eles pareçam mais realistas.

É por isso que você pode ver melhor com algumas placas de vídeo do que com outras, porque a placa de vídeo processa os dados para melhorar o realismo. O mesmo acontece com cartões de som e qualidade de áudio.

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Processador

Sempre que um computador obtém informações de um dispositivo de entrada, como o teclado, essas informações devem percorrer uma rota intermediária antes de poder alocar para um dispositivo de saída, como o monitor.

Um dispositivo de processamento se torna qualquer dispositivo ou instrumento no computador responsável por lidar com esta jornada intermediária. Eles operam funções, realizam cálculos diferentes e também controlam outros dispositivos de hardware.

Dispositivos de processamento Conventos entre diferentes tipos de dados, além de manipular e executar tarefas com dados.

Geralmente, o termo CPU corresponde a um processador e, mais especificamente, à sua unidade de cálculo e controle, distinguindo esses elementos dos componentes externos do computador, como a memória principal e os circuitos de entrada/saída.

O processador trabalha em estreita coordenação com a memória principal e os dispositivos de armazenamento periféricos.

Pode haver outros sistemas e periféricos que funcionam para ajudar a coletar, armazenar e disseminar os dados, mas as tarefas de processamento são típicas do processador.

Evolução do primeiro até o presente

Estado inicial

Os primeiros computadores, como o Eniac, tiveram que fiar fisicamente toda vez que uma tarefa diferente era executada.

Em 1945, o matemático von Neumann distribuiu o esboço de um computador com programa armazenado, chamado Edvac, que finalmente terminaria em 1949.

Os primeiros dispositivos que poderiam ser chamados corretamente quando a CPU chegou com a chegada deste computador com um programa armazenado.

Os programas criados para o EDVAC foram armazenados na memória principal do computador, em vez de ter que estabelecê -los através da fiação do computador.

Portanto, o programa executado pela EDVAC pode ser trocado com uma simples mudança no conteúdo da memória.

As primeiras CPUs foram designs únicos que foram usados ​​em um computador específico. Posteriormente, esse método de projetar as CPUs individualmente para um aplicativo específico permitiu que vários processadores de tarefas fossem desenvolvidos em grandes quantidades.

Relés e tubos de vácuo

Eles eram comumente usados ​​como dispositivos de comutação. Um computador precisava de milhares desses dispositivos. Computadores de tubo como a EDVAC sofreram danos em média a cada oito horas.

No final, as CPUs à base de tubos se tornaram indispensáveis ​​porque as vantagens que eles forneceram para ter uma velocidade apreciável excederam o problema de sua confiabilidade.

Essas CPUs síncronas iniciais funcionaram em uma pequena velocidade de relógio se forem confrontadas com projetos microeletrônicos atuais, em grande parte devido à baixa velocidade dos elementos de comutação usados ​​em sua fabricação.

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Transistores

Durante as décadas de 1950 e 1960, a CPU não tinha mais para ser fabricada, tomando como grandes dispositivos de comutação e que eles falharam tanto, além de quebradiço, como os relés e os tubos de vácuo.

Na medida em que diferentes tecnologias possibilitaram que dispositivos eletrônicos menores e confiáveis ​​pudessem ser fabricados. A primeira melhoria desse tipo foi alcançada com a chegada do transistor.

Com esse avanço, as CPUs podem ser feitas com maior complexidade e que falhariam muito menos em um ou várias placas de circuito. Os computadores baseados em transistores ofereceram uma série de melhorias nos anteriores.

Além de oferecer menor consumo elétrico e ser muito mais confiável, os transistores tornaram possível que os processadores trabalhassem mais rapidamente, graças ao tempo de troca tão baixo que tinha um transistor em relação a um tubo de vácuo.

Circuitos integrados

O transistor MOS foi inventado pela Bell Labs em 1959. Tem alta escalabilidade, além de gastar muito menos eletricidade e ser muito mais condensado do que os transistores da União Bipolar. Isso permitiu construir circuitos integrados de alta densidade.

Assim, um método foi desenvolvido para fabricar muitos transistores interconectados em uma área compacta. O circuito integrado permitiu que um grande número de transistores fosse fabricado em um único molde ou "chip" com base em semicondutores.

A padronização começou na fase dos transistores '.

Na medida em que a tecnologia microeletrônica progrediu, um número maior de transistores pode ser colocado em circuitos integrados, reduzindo assim o número de circuitos integrados necessários para concluir uma CPU.

Os circuitos integrados aumentaram o número de transistores para centenas e posteriormente para milhares. Em 1968, a quantidade de circuitos integrados necessários para construir uma CPU completa havia sido reduzida para 24, cada um contendo cerca de 1.000 Mos transistores.

Microprocessador

Antes da chegada do microprocessador atual, os computadores usavam circuitos cada vez mais pequenos integrados que foram espalhados por toda a placa de circuito.

A CPU como é conhecida atualmente foi desenvolvida pela primeira vez em 1971 pela Intel, para que funcionasse dentro da estrutura dos computadores pessoais.

Este primeiro microprocessador foi o processador de 4 bits chamado Intel 4004. Foi posteriormente substituído por designs mais recentes com arquiteturas de 8 bits, 16 bits, 32 bits e 64 bits.

O microprocessador é um chip de circuito integrado feito de material semicondutor de silício, com milhões de componentes elétricos em seu espaço.

Finalmente, tornou -se o processador central dos computadores de quarta geração da década de 1980 e mais tarde décadas.

Os microprocessadores modernos aparecem em dispositivos eletrônicos que variam de carros a telefones celulares e até brinquedos.

Pessoal

Anteriormente, os processadores de computador usavam números como identificação, ajudando assim a identificar os processadores mais rápidos. Por exemplo, o processador Intel 80386 (386) foi mais rápido que o processador 80286 (286).

Depois que o processador Intel Pentium entrou no mercado, que deveria ter sido chamado de 80586, os outros processadores começaram a transportar nomes como Celeron e Athlon.

Atualmente, além dos nomes variados dos processadores, existem diferentes capacidades, velocidades e arquiteturas (32 bits e 64 bits).

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Múltiplos dispositivos de processamento de núcleos

Apesar das crescentes limitações no tamanho dos chips, o desejo de produzir mais poder de novos processadores continua a motivar os fabricantes.

Uma dessas inovações foi a introdução do processador multinuk, um chip de microprocessador exclusivo capaz de ter um processador multi -core. Em 2005, a Intel e a AMD lançaram protótipos de chips com vários designs de núcleo.

O Pentium D da Intel foi um processador duplo -core em comparação com o processador AMD Dual Athlon X2, um chip para servidores de alto end.

No entanto, este foi apenas o começo das tendências revolucionárias em chips de microprocessador. Nos anos seguintes, os processadores multinuk evoluíram de chips de núcleo duplo, como o Intel Core 2 DU.

Em geral, os processadores multinuk oferecem mais do que o básico de um processador único e são capazes de executar tarefas múltiplas e multiprocessantes, mesmo em aplicativos individuais.

Processando dispositivos móveis

Embora os microprocessadores tradicionais de computadores pessoais e supercomputadores tenham experimentado evolução monumental, o setor de ciência da computação móvel está se expandindo rapidamente e enfrenta seus próprios desafios.

Os fabricantes de microprocessadores estão integrando todos os tipos de características para melhorar a experiência individual.

O equilíbrio entre ter uma velocidade mais rápida e controle de calor permanece uma dor de cabeça, sem esquecer o impacto nas baterias móveis desses processadores mais rápidos.

Unidade de processamento gráfico (GPU)

O processador gráfico também produz cálculos matemáticos, apenas desta vez, com preferência por imagens, vídeos e outros tipos de gráficos.

Essas tarefas foram gerenciadas anteriormente pelo microprocessador, mas quando os aplicativos CAD intensos em gráficos eram comuns, surgiu a necessidade de um hardware de processamento dedicado, capaz de lidar com essas tarefas sem afetar o desempenho geral do computador.

A GPU típica vem de três maneiras diferentes. Geralmente está conectado separadamente à placa -mãe. É integrado à CPU ou vem como um chip adicional separado na placa -mãe. A GPU está disponível para computadores de desktop, laptops e também móveis.

Intel e Nvidia são os conjuntos de chips dos gráficos líderes no mercado, sendo este último a opção preferida para o processamento de gráficos principais.

Exemplos

- Unidade de processamento central (CPU)

Dispositivo de processamento mais importante do sistema de computador. Também é chamado de microprocessador.

É um chip de computador interno que processa todas as operações que recebe dos dispositivos e aplicativos que são executados no computador.

Intel 8080

Apresentado em 1974, ele tinha uma arquitetura de 8 bits, 6.000 transistores, velocidade de 2MHz, acesso à memória de 64kb e 10 vezes o rendimento de 8008.

Intel 8086

Introduzido em 1978. Usou uma arquitetura de 16 bits. Eram 29.000 transistores, rodando em velocidades entre 5MHz e 10MHz. Eu poderia ter acesso a 1 megabyte de memória.

Intel 80286

Foi lançado em 1982. Era 134.000 transistores, rodando a 4MHz de velocidade de tempo para 12MHz. Primeiro processador compatível com processadores anteriores.

Pentium

Introduzido pela Intel em 1993. Eles podem ser usados ​​com velocidades de 60MHz a 300MHz. Quando foi lançado, tinha quase dois milhões de transistores mais do que o processador 80486dx, com um barramento de dados de 64 bits.

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Duo Core

Primeiro processador de núcleo duplo desenvolvido para computadores móveis, introduzido em 2006. Foi também o primeiro processador Intel usado em computadores da Apple.

Intel Core i7

É uma série de CPU que abrange 8 gerações de chips Intel. Tem 4 ou 6 núcleos, com velocidades entre 2,6 e 3,7 GHz. Foi introduzido em 2008.

- Placa -mãe

Também designada placa -mãe. É a maior placa dentro do computador. Abrigar a CPU, memória, ônibus e todos os outros elementos.

Atribuir energia e fornecer uma forma de comunicação para que todos os elementos de hardware se comuniquem entre si.

- Lasca

Grupo de circuitos integrados que funcionam juntos, mantendo e controlando todo o sistema de computador. Assim lida com o fluxo de dados em todo o sistema.

- Relógio

Serve para acompanhar todos os cálculos de computador. Reforça que todos os circuitos dentro do computador podem funcionar de maneira simultânea.

- Slot de expansão

Zócalo localizado na placa -mãe. Serve para conectar um cartão de expansão, fornecendo assim funções complementares a um computador, como vídeo, áudio, armazenamento, etc.

- Barramento de dados

Conjunto de cabos que usa a CPU para transmitir informações entre todos os elementos de um sistema de computador.

- Endereços de barramento

Conjunto de cabos condutores que apenas carregam endereços. A informação flui do microprocessador para a memória ou os dispositivos de entrada/saída.

- Barramento de controle

Transporta os sinais que relatam o status dos diferentes dispositivos. Normalmente o barramento de controle tem apenas um endereço.

- Placa de vídeo

Cartão de expansão inserido na placa -mãe de um computador. Lida com o processamento de imagem e vídeo. É usado para criar uma imagem em uma tela.

- Unidade de processamento gráfico (GPU)

Circuito eletrônico dedicado ao manuseio de memória para acelerar a criação de imagens destinadas à transmissão em um dispositivo de visualização.

A diferença entre uma GPU e uma placa gráfica é semelhante à diferença entre uma CPU e uma placa -mãe.

- Carta de interface de rede (NIC)

Cartão de expansão usado para conectar-se a qualquer rede, ou mesmo à Internet, usando um cabo com um conector RJ-45.

Esses cartões podem se comunicar usando um comutador de rede ou se estiverem diretamente conectados.

- Cartão sem fio

Quase todos os computadores modernos têm uma interface para se conectar a uma rede sem fio (WIFI), que é integrada diretamente à placa -mãe.

- Placa de som

O cartão de expansão serve para reproduzir qualquer tipo de áudio em um computador, que pode ser percebido através de alto -falantes altos.

Incluído no computador, em um slot de expansão ou integrado na placa -mãe.

- Controlador de armazenamento em massa

Lida com o armazenamento e recuperação dos dados que são permanentemente armazenados em um disco rígido ou dispositivo semelhante. Tem sua própria CPU especializada para executar essas operações.

Referências

1. Computer Hope (2018). Dispositivo de processamento. Retirado de: Computerhope.com.
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5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Unidade central de processamento. Retirado de: em.Wikipedia.org.
6. Computer Hope (2019). CPU. Retirado de: Computerhope.com.
7. Margaret Rouse (2019).Processador (CPU). TechTarget. Retirado de: Whatis.TechTarget.com.