UREĐAJI ZA OBRADU: EVOLUCIJA, VRSTE, PRIMJERI - TEHNOLOGIJA - 2026

Obradu uređaji računala su jedinice koje igraju važnu ulogu u obradi poslovanje računalu. Koriste se za obradu podataka slijedeći upute programa.

Obrada je najvažnija funkcija računala, jer se u ovoj fazi vrši transformacija podataka u korisne informacije, koristeći mnoge uređaje za računalnu obradu.

Izvor: pixabay.com

Glavna funkcija uređaja za obradu je odgovornost za dobivanje rječitih podataka iz podataka koji se transformiraju uz pomoć nekoliko ovih uređaja.

Audio i video obrada sastoji se od čišćenja podataka na način koji je ugodniji uhu i oku, čineći ih realnijim.

Zbog toga se može vidjeti bolje s nekim video karticama nego kod drugih, jer video kartica obrađuje podatke kako bi poboljšala realizam. Isto se događa i sa zvučnim karticama i kvalitetom zvuka.

Procesor

Kad god informacije stignu na računalo s nekog ulaznog uređaja, poput tipkovnice, ti podaci moraju prijeći srednju putanju prije nego što se mogu upotrijebiti za izlazni uređaj, poput monitora.

Uređaj za obradu predstavlja svaki uređaj ili instrument u računalu koji je odgovoran za upravljanje tim srednjim putem. Oni obavljaju funkcije, obavljaju različite proračune, a također upravljaju i drugim hardverskim uređajima.

Uređaji za obradu pretvaraju između različitih vrsta podataka, kao i manipuliraju i izvršavaju zadatke s podacima.

Obično izraz CPU odgovara procesoru, točnije njegovoj računalnoj jedinici i upravljačkoj jedinici, razlikujući te elemente od vanjskih komponenti računala, kao što su glavna memorija i ulazno / izlazni krugovi.

Procesor radi u uskoj koordinaciji s glavnom memorijom i perifernim uređajima za pohranu.

Možda postoje drugi sustavi i periferne jedinice koji pomažu u prikupljanju, pohranjivanju i distribuciji podataka, ali zadaci obrade jedinstveni su za procesor.

Evolucija od prvog do danas

Početno stanje

Rana računala, poput ENIAC-a, morala su se fizički ožičiti svaki put kada se obavlja drugi zadatak.

Godine 1945, matematičar von Neumann distribuirao je skicu za računalo pohranjenog programa, zvanu EDVAC, koja bi konačno bila dovršena 1949.

Prvi uređaji koji bi se mogli pravilno nazvati CPU-i došli su s dolaskom ovog računala sa spremljenim programom.

Programi stvoreni za EDVAC pohranjeni su u glavnu memoriju računala, umjesto da se uspostavljaju putem ožičenja računala.

Stoga se program koji je pokrenuo EDVAC može zamijeniti jednostavnom izmjenom sadržaja u memoriji.

Prvi CPU-ovi bili su jedinstveni dizajni koji su se koristili unutar određenog računala. Nakon toga, ova metoda individualnog dizajniranja CPU-a za određenu aplikaciju omogućila je u velikom broju izradu više zadataka.

Releji i vakuumske cijevi

Obično su korišteni kao sklopni uređaji. Računalo je trebalo tisuće tih uređaja. Tube računala poput EDVAC-a padala su u prosjeku svakih osam sati.

Na kraju su tubusni procesori postali neophodni jer su prednosti značajne brzine nadmašile njihov problem s pouzdanošću.

Ovi rani sinkroni CPU-i radili su s malom brzinom takta u usporedbi s trenutnim mikroelektronskim dizajnom, velikim dijelom zbog male brzine preklopnih elemenata korištenih u njihovoj proizvodnji.

tranzistori

Tijekom 1950-ih i 1960-ih, CPU-i više nisu morali biti izgrađeni na temelju velikih uređaja koji su u kvaru i koji su lomi, kao i lomljivih, kao što su releji i vakuumske cijevi.

Kako su različite tehnologije omogućile izradu manjih, pouzdanijih elektroničkih uređaja, tako se povećala i složenost dizajna procesora. Prvo poboljšanje takve vrste postignuto je pojavom tranzistora.

S ovim napretkom bilo je moguće napraviti CPU veće složenosti, a to nije uspjelo puno manje na jednoj ili više pločica. Računala koja su se temeljila na tranzistorima ponudila su brojna poboljšanja u odnosu na prethodna.

Osim što su ponudili nižu potrošnju energije i bili su mnogo pouzdaniji, tranzistori su omogućili procesorima brži rad, zahvaljujući malom vremenu prebacivanja koje je tranzistor imao u usporedbi s vakuumskom cijevi.

Integrirani krugovi

MOS tranzistor izumio je Bell Labs 1959. On ima veliku skalabilnost, kao i upotrebu puno manje električne energije i puno je kondenziraniji od bipolarnih spojnih tranzistora. To je omogućilo izgradnju integriranih krugova visoke gustoće.

Tako je razvijena metoda za proizvodnju mnogih međusobno povezanih tranzistora u kompaktnom području. Integrirani krug omogućio je da se veliki broj tranzistora proizvodi u jednom kalupu ili "čipu" na bazi poluvodiča.

Standardizacija je započela u fazi tranzistorskih makroračunala i miniračunala i dramatično se ubrzala raširenom difuzijom integriranog kruga, omogućujući dizajniranje i proizvodnju sve složenijih CPU-a.

Kako je mikroelektronska tehnologija napredovala, više tranzistora je bilo moguće smjestiti u integrirane krugove, smanjujući tako broj integriranih krugova potrebnih za dovršavanje procesora.

Integrirani sklopovi povećali su broj tranzistora na stotine, a kasnije na tisuće. Do 1968. broj integriranih krugova potrebnih za izgradnju kompletnog CPU-a smanjen je na 24, a svaki je sadržavao oko 1.000 MOS tranzistora.

Mikroprocesor

Prije pojave današnjeg mikroprocesora, računala su koristila više sve manjih integriranih krugova koji su bili razbacani po veznoj ploči.

Procesor kao što je danas poznato, prvi put ga je razvio 1971., da bi funkcionirao u okviru osobnih računala.

Ovaj prvi mikroprocesor bio je 4-bitni procesor zvan Intel 4004. Nakon toga zamjenjivali su ga noviji dizajni s 8-bitnom, 16-bitnom, 32-bitnom i 64-bitnom arhitekturom.

Mikroprocesor je čip integriranog kruga izrađen od silikonskog materijala poluvodiča, s milijunima električnih komponenti u svom prostoru.

Na kraju je postao središnji procesor za računala četvrte generacije osamdesetih i kasnijih desetljeća.

U elektroničkim se uređajima pojavljuju moderni mikroprocesori u rasponu od automobila do mobitela, pa čak i igračaka.

vrste

Ranije su računalni procesori koristili brojeve za identifikaciju, pomažući u identificiranju najbržih procesora. Na primjer, procesor Intel 80386 (386) bio je brži od procesora 80286 (286).

Nakon što je na tržište ušao Intel Pentium procesor koji se logično trebao zvati 80586, ostali su procesori počeli nositi imena poput Celeron i Athlon.

Trenutno, pored različitih naziva procesora, postoje različiti kapaciteti, brzine i arhitekture (32-bitna i 64-bitna).

Višejezgreni uređaji za obradu

Unatoč rastućim ograničenjima veličine čipa, želja za proizvodnjom više snage od novih procesora i dalje motivira proizvođače.

Jedna od tih inovacija bilo je uvođenje višejezgrenog procesora, jednog mikroprocesorskog čipa koji može imati višejezgreni procesor. 2005. godine Intel i AMD izdali su prototipove čipova s ​​višejezgrenim dizajnom.

Intelov Pentium D bio je dvojezgreni procesor koji je uspoređivan s AMD-ovim Athlon X2 dvostrukim procesorima, čipom namijenjen višim end serverima.

Međutim, ovo je bio tek početak revolucionarnih trendova mikroprocesorskih čipova. U sljedećim godinama, višejezgreni procesori evoluirali su od dvojedrnih čipova, poput Intel Core 2 Duo, do deset-jezgrenih čipova, poput Intel Xion E7-2850.

Općenito, višejezgreni procesori nude više od osnova jednojezgrenog procesora i sposobni su za obavljanje više zadataka i višeprocesiranja, čak i unutar pojedinačnih aplikacija.

Uređaji za mobilnu obradu

Iako su tradicionalni mikroprocesori i u osobnim i superračunalima prošli monumentalnu evoluciju, industrija mobilnih računara brzo se širi i suočava se sa vlastitim izazovima.

Proizvođači mikroprocesora integriraju sve vrste značajki kako bi poboljšali pojedinačno iskustvo.

Kompromija između bržeg upravljanja brzinama i topline ostaje glavobolja, a da ne spominjemo utjecaj ovih bržih procesora na mobilne baterije.

Jedinica za grafičku obradu (GPU)

Grafički procesor također proizvodi matematičke proračune, samo ovaj put, s preferencijama za slike, videozapise i druge vrste grafike.

Te je zadatke prethodno rješavao mikroprocesor, ali kako su CAD aplikacije s grafičkim intenzitetima postale uobičajene, pojavila se potreba za namjenskim hardverom za obradu koji je sposoban za rukovanje takvim zadacima bez utjecaja na ukupne performanse računala.

Tipični GPU dolazi u tri različita oblika. Obično je odvojeno povezan s matičnom pločom. Integriran je s CPU-om ili dolazi kao zasebni dodajni čip na matičnoj ploči. GPU je dostupan za stolna, prijenosna i mobilna računala.

Intel i Nvidia vodeći su grafički setovi na tržištu, a zadnji je preferirani izbor za glavnu grafičku obradu.

Primjeri

- Središnja procesna jedinica (CPU)

Najvažniji uređaj za obradu u računalnom sustavu. Naziva se i mikroprocesor.

To je unutarnji čip računala koji obrađuje sve operacije koje prima s uređaja i aplikacija koje se izvode na računalu.

Intel 8080

Predstavljen 1974. godine, imao je 8-bitnu arhitekturu, 6000 tranzistora, brzinu 2MHz, pristup 64K memorije i 10 puta veću performansu od 8008.

Intel 8086

Predstavljena je 1978. Koristila je 16-bitnu arhitekturu. Imao je 29.000 tranzistora koji su radili na brzinama između 5MHz i 10MHz. Mogao bi pristupiti 1 megabajtu memorije.

Intel 80286

Pokrenut je 1982. Imao je 134.000 tranzistora, koji su radili na taktovima od 4MHz do 12MHz. Prvi procesor kompatibilan s prethodnim procesorima.

Pentium

Intel ih je uveo 1993. Mogu se koristiti s brzinama od 60MHz do 300MHz. Kad je pušten, imao je gotovo dva milijuna više tranzistora od procesora 80486DX, sa 64-bitnom sabirnicom podataka.

Core Duo

Intelov prvi dual-core procesor razvijen za mobilna računala, predstavljen 2006. godine. To je ujedno i prvi Intelov procesor koji se koristi u Apple računalima.

Intel core i7

To je serija procesora koji pokrivaju 8 generacija Intelovih čipova. Ima 4 ili 6 jezgara, brzine između 2,6 i 3,7 GHz, uveden je 2008. godine.

- Matična ploča

Također označena matična ploča. To je najveća ploča unutar računala. U njemu se nalaze CPU, memorija, autobusi i svi drugi elementi.

Dijeli snagu i pruža oblik komunikacije za sve hardverske elemente koji mogu međusobno komunicirati.

- Čip

Skupina integriranih krugova koji rade zajedno, održavajući i kontrolirajući cijeli računalni sustav. Tako upravlja protokom podataka u cijelom sustavu.

- Sat

Koristi se za praćenje svih izračuna računala. To potvrđuje da svi sklopovi unutar računala mogu istovremeno raditi zajedno.

- Utor za proširenje

Utičnica koja se nalazi na matičnoj ploči. Koristi se za povezivanje kartice za proširenje i na taj način osigurava komplementarne funkcije na računalu, kao što su video, audio, pohrana itd.

- Autobus podataka

Skup kablova koji CPU koristi za prijenos informacija između svih elemenata računalnog sustava.

- Adresaka

Skup provodnih kabela koji nose samo adrese. Informacija struji od mikroprocesora do memorije ili do ulazno / izlaznih uređaja.

- Upravljački autobus

Nosi signale koji informišu o statusu različitih uređaja. Upravljački vod obično ima samo jednu adresu.

- Grafička kartica

Kartica za proširenje koja ulazi u matičnu ploču računala. Bavi se obradom slika i videa. Koristi se za stvaranje slike na ekranu.

- jedinica za grafičku obradu (GPU)

Elektronski krug posvećen upravljanju memorijom za ubrzavanje stvaranja slika namijenjenih emitiranju na uređaju za prikaz.

Razlika između GPU-a i grafičke kartice slična je razlici između CPU-a i matične ploče.

- Mrežna kartica sučelja (NIC)

Kartica za proširenje koja se koristi za povezivanje s bilo kojom mrežom ili čak Internetom pomoću kabela s priključkom RJ-45.

Te kartice mogu međusobno komunicirati putem mrežne sklopke ili ako su izravno povezane.

- bežična kartica

Gotovo sva moderna računala imaju sučelje za povezivanje s bežičnom mrežom (Wi-Fi) koja je ugrađena upravo u matičnu ploču.

- Zvučna kartica

Kartica za proširenje koristi se za reprodukciju bilo koje vrste zvuka na računalu, koja se može čuti preko zvučnika.

Uključeno u računalo, bilo u utoru za proširenje ili integrirano u matičnu ploču.

- Regulator masovne pohrane

Bavi se pohranom i pronalaženjem podataka koji su trajno pohranjeni na tvrdom disku ili sličnom uređaju. Ima vlastiti specijalizirani procesor za izvođenje tih operacija.

Reference

1. Računarska nada (2018). Uređaj za obradu. Preuzeto sa: computerhope.com.
2. Am7s (2019). Što su uređaji za računalnu obradu? Preuzeto sa: am7s.com.
3. Salomon (2018). Vrste računalnog hardvera - uređaji za obradu. Zig Link IT. Preuzeto sa: ziglinkit.com.
4. Stranice sa središtem (2019). Uređaji za obradu podataka. Preuzeto sa: hubpages.com.
5. Wikipedija, besplatna enciklopedija (2019). Središnja procesorska jedinica. Preuzeto sa: en.wikipedia.org.
6. Računarska nada (2019). CPU. Preuzeto sa: computerhope.com.
7. Margaret Rouse (2019.) Procesor (CPU). Techtarget. Preuzeto sa: whatis.techtarget.com.