2.2: Ziara ya Kifaa cha Digital

Last updated
Save as PDF

Page ID: 165001

Ly-Huong T. Pham, Tejal Desai-Naik, Laurie Hammond, & Wael Abdeljabbar
ASCCC Open Educational Resources Initiative (OERI)

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Tutaanza na kompyuta binafsi, ambazo zinajumuisha vipengele sawa vya msingi:

Motherboard (bodi ya mzunguko)
Kitengo cha Usindikaji wa Kati (CPU)
Kumbukumbu ya Upatikanaji wa Random (RAM)
Kadi ya Video
Power Supply
Hifadhi ngumu (HDD)
Hifadhi ya Hali imara (SSD)
Hifadhi ya Optical (DVD/CD drive)
Msomaji wa Kadi (SD/SDHC, CF, nk)

Pia zinageuka kuwa karibu kila kifaa cha digital hutumia seti sawa ya vipengele, hivyo kuchunguza kompyuta binafsi itatupa ufahamu katika muundo wa vifaa mbalimbali vya digital. Basi hebu tuchukue “ziara” ya kompyuta binafsi na uone ni nini kinachowafanya kazi.

Data ya Usindikaji: CPU

Kama ilivyoelezwa katika sehemu iliyopita, vifaa vingi vya kompyuta vina usanifu sawa. Msingi wa usanifu huu ni kitengo cha usindikaji wa ndani ya barafu au CPU. CPU inaweza kufikiriwa kama “ubongo” wa kifaa au processor kuu. Nyuma katika siku, CPU ilikuwa na mamia ya waya kwamba kubeba habari.

Mfano wa kompyuta binafsi kwenye dawati. SAWA — Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kompyuta binafsi na Chameleon ya Green kwenye Unsplash ni leseni chini ya CC BY-SA 2.0

Wiring hizi zilifanya amri zilizotumwa nazo na programu na kurudi matokeo ya kutendewa. CPU za mwanzo zilikuwa bodi kubwa za mzunguko na utendaji mdogo. Leo, CPU kwa ujumla ni kwenye chip moja na inaweza kufanya kazi mbalimbali. Kuna wazalishaji wawili wa msingi wa CPU kwa kompyuta binafsi: Intel na Advanced Micro Devices (AMD).

Kasi (“wakati wa saa”) ya CPU inasimamia kiwango cha mafundisho na hufanya na huunganisha vipengele mbalimbali vya kompyuta. Kwa kasi saa, haraka CPU inaweza kutekeleza maelekezo kwa pili. Saa inapimwa katika hertz. Hertz inaelezwa kama mzunguko mmoja kwa pili. Kutumia viambishi vya binary zilizotajwa hapo juu, tunaweza kuona kwamba kilohertz (kHz iliyofupishwa) ni mzunguko elfu moja kwa sekunde, megahertz (MHz) ni mzunguko milioni moja kwa sekunde, na gigahertz (GHz) ni mzunguko bilioni moja kwa sekunde. Nguvu ya usindikaji wa CPU huongezeka kwa kiwango cha kushangaza (angalia ubao wa juu ya Sheria ya Moore). Mbali na wakati wa saa ya kasi, chips nyingi za CPU sasa zina wasindikaji wengi kwa kila chip.

Programu mbalimbali ya msingi ni mzunguko mmoja jumuishi ambao una chips nyingi. Vipande hivi hujulikana kama cores. Mbalimbali ya msingi inaendesha na kusoma maelekezo kwenye cores kwa wakati mmoja, kuongeza kasi. Kompyuta yenye wasindikaji wawili inajulikana kama mbili-msingi, au quad-core (wasindikaji wanne), kuongeza nguvu ya usindikaji wa kompyuta kwa kutoa uwezo wa CPU nyingi.

Wakati kompyuta zinaendesha na cores nyingi, joto la ziada linazalishwa; hii ndiyo sababu makampuni hujenga kwa mashabiki juu ya CPU. Macs wamejenga salama ya kushindwa kwamba kompyuta itajifunga yenyewe ili kuepuka uharibifu wakati joto linajenga haraka sana. Smartphones hujipatia joto la joto. Kama vifaa vyetu vinapungua, tuna sehemu nyingi zilizowekwa katika eneo la compact, na kwa upande mwingine, vifaa vinazalisha joto zaidi. Mbio programu nyingi kwenye simu yako wakati huo huo ni njia nyingine ya kuongeza joto ya simu; hii ni kwa nini ni muhimu kufunga programu baada ya matumizi.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): (a) Mtazamo wa chini wa kitengo cha usindikaji wa Intel Core i7 Skylake aina ya msingi, mfano 6700K. Tundu la Halmashauri 1151, mchakato wa nm 14, mzunguko wa msingi 4.00 GHz. Imetengenezwa nchini Vietnam. Picha na Eric Gaba ni leseni chini ya CC BY-SA. (b) Juu mtazamo wa Intel kati usindikaji kitengo Core i7 Skylake aina ya msingi, mfano 6700K. Tundu la Halmashauri 1151, mchakato wa nm 14, mzunguko wa msingi 4.00 GHz. Imetengenezwa nchini Vietnam. Picha na Eric Gaba ni leseni chini ya CC BY-SA

Graphics usindikaji kitengo (GPU) ni mzunguko wa elektroniki iliyoundwa kwa haraka kuendesha na kubadilisha kumbukumbu ili kuharakisha uumbaji wa picha katika sura buffer kwa ajili ya pato. Vifaa vinavyotumia GPUs ni kompyuta binafsi, simu za mkononi, na vifungo vya mchezo. Nvidia ni moja ya makampuni ya nguvu ambayo hutengeneza kadi za graphics za HD. Nvidia imekuwa kiongozi katika chips za GPU, mojawapo ya chips maarufu zaidi ni Nvidia GeForce, ambayo imeunganishwa na laptops, PC, na wasindikaji halisi wa kweli. Nvidia pia amefanya kazi na makampuni mengi kupanua soko lake la Chip la GPU. Baadhi ya makampuni mashuhuri ambayo Nvidia hufanya kazi nayo ni Tesla, Quadro, na GRID.