Digitaler Computer
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Was ist ein digitaler Computer?
Digitaler Computer ist eine Maschine oder ein Gerät, das hilft, jede Art von Information zu verarbeiten.
Das sind die Geräte, durch die wir eine Eingabe machen und die Ausgabe innerhalb eines Bruchteils von Sekunden bekommen.
Die Operationen, die intern im Gerät durchgeführt werden, geschehen mit dem binären Zahlensystem, da der Computer nur Ziffern, d.h. 0’s und 1’s, versteht.
Alle Inhalte, die in englischer Sprache geschrieben sind, werden in binäre Sprache umgewandelt und so kommunizieren Computer und Menschen miteinander.
Einige der grundlegenden Beispiele für digitale Geräte sind Personal Computer, Desktops, Laptops, Smartphones und Handys.
Es gibt hauptsächlich drei Teile in einem digitalen Computer und es besteht aus –
- Input: Der Benutzer stellt dem Gerät normalerweise die Daten zur Verfügung, die als Eingabe bekannt sind.
- Verarbeitung: Die vom Benutzer bereitgestellte Eingabe wird intern in einer bestimmten Reihenfolge verarbeitet.
- Ausgabe: Sobald die Verarbeitung abgeschlossen ist, wird die Ausgabe basierend auf der Eingabe dem Benutzer angezeigt.
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Verschiedene Arten von Digitalcomputern
Digitalcomputer sind ein Gerät, das programmiert werden muss, um die gewünschte Ausgabe zu erhalten.
Sie verwenden elektronische Technologie, um verschiedene Arten von Daten zu erzeugen, zu speichern und zu verarbeiten.
Basierend auf der Größe und dem Typ des Geräts werden diese digitalen Computer in vier Kategorien eingeteilt.
- Mikrocomputer
- Minicomputer
- Hauptrechner
- Supercomputer
Mikrocomputer
Ein Mikrocomputer ist nicht sehr teuer und verfügt über einen Mikroprozessor als zentrale Verarbeitungseinheit und Ein-/Ausgabegeräte.
Diese Computer werden im Allgemeinen als Personal Computer bezeichnet und einige der Beispiele sind IBM PC, Apple, Dell.
Minicomputer
Minicomputer sind als Mittelklasse-Computer bekannt, die einen oder mehrere Prozessoren enthalten.
Sie unterstützen Multiprocessing, was bedeutet, dass diese mehreren Prozessoren den gleichen Computerspeicher und andere erforderliche Peripheriegeräte teilen, um die gegebene Aufgabe zu erfüllen.
Minicomputer werden im Allgemeinen für die Verarbeitung von Transaktionen, die Bearbeitung von Dateien und die Verwaltung von Datenbanken verwendet.
Großrechner
Großrechner sind im Allgemeinen Großrechner, die hauptsächlich für die Speicherung großer Datenmengen und die Verarbeitung verwendet werden. Es ist bekannt für ein hohes Maß an Zuverlässigkeit.
Diese Maschinen werden von einer Organisation, die wichtige Anwendung wie Volkszählung, Kundenstatistiken für große Berechnung, die ein hohes Volumen der Datenverarbeitung erfordert verwendet.
Supercomputer
Supercomputer sind sehr teuer und die weltweit schnellsten Computer zur Verfügung.
Diese Computer haben Tausende von Prozessoren, die Billionen von Berechnungen pro Sekunde durchführen und damit die schnellsten, die je bekannt waren.
Supercomputer werden häufig in Unternehmen und Organisationen eingesetzt, die massive Berechnungen benötigen.
Klassifizierung von Computern
Computer können in analoge, digitale und hybride Computer eingeteilt werden. Jede Kategorie wird für ihren eigenen Zweck verwendet und hat ihre eigene Bedeutung.
Analogcomputer
Analogcomputer basieren hauptsächlich auf Spannungen und Strömen mit kontinuierlichen elektrischen Signalen und zeigen die Ausgabe kontinuierlich an.
Diese Computer speichern die Daten und führen Berechnungen ganz anders aus als Digitalcomputer, die eine symbolische Darstellung verwenden.
Sie sind im Allgemeinen langsamer als Digitalcomputer. Einige der Beispiele sind Thermometer.
Digitale Computer
Digitale Computer sind Computer, die die Daten in binärer Form d.h. 0’s und 1’s.
Der Hauptvorteil von digitalen Computern ist, dass sie schnell und neu programmierbar sind.
Einige der Beispiele sind Laptops, Smartphones und Taschenrechner.
Hybrid-Computer
Hybrid-Computer sind ein spezieller Computer, der eine Kombination von sowohl analogen und digitalen Computern hat.
Sie sind digitale Computer, die analoge Signale akzeptiert und wandelt sie in digitale Form.
Sie werden im Allgemeinen für wissenschaftliche Anwendungen, Flugzeuge und Krankenhäuser verwendet.
Zu den Beispielen gehören Elektrokardiogramm-Maschine, Ultraschall-Maschine, Überwachungsmaschine.
Vor- und Nachteile von Digital/Analog-Computern
Der Hauptvorteil von Digital-Computern ist, dass sie viele Daten speichern können und sehr genau sind.
Analog-Computer sind schnell und daher am schnellsten. Digitale Computer sind vergleichsweise langsamer als analoge und das ist der größte Nachteil.
Analoge Computer speichert weniger Daten und damit digitale Computer sind groß von Speicher betrachtet wird.
Featuresof Digital Computer
- Good Memory – Digitale Computer können eine große Anzahl von Daten zu speichern und können Daten in einem Bruchteil einer Sekunde abrufen. Die Daten können für eine beliebige Dauer gespeichert und jederzeit abgerufen werden.
- Sehr flexibel – Diese Computer können Multitasking ohne menschliches Eingreifen durchführen und sind daher sehr flexibel und vielseitig.
- Automatisch – Diese Geräte sind, wenn sie einmal gestartet sind, automatisch. Sie brauchen keine Intervention, bis durch die Aufgabe speziell erforderlich.
- Gute Geschwindigkeit – Digitale Computer sind hoch in der Geschwindigkeit und führen Sie alle Operationen mit sehr schneller Geschwindigkeit.
- Genau – Diese Geräte helfen bei der Speicherung aller Informationen, die in den Abruf von genauen Daten zu jedem Zeitpunkt in einer bestimmten Zeit hilft.
Komponenten eines digitalen Computers
Ein digitaler Computer hat die folgenden Grundkomponenten –
- Eingabegerät
- CPU
- Ausgabegerät
Eingabegerät
Das Eingabegerät ist im Grunde genommen das Gerät, das an das System angeschlossen ist, wie eine Maus, eine Tastatur und ein Scanner.
Diese Eingabegeräte nehmen die Eingaben des Benutzers auf und wandeln sie in eine binäre Sprache um, die für den Computer verständlich ist, so dass er sie leicht verstehen kann.
Central Processing Unit (CPU)
CPU ist die zentrale Verarbeitungseinheit, die als das Gehirn des Computers bekannt ist, da sie das gesamte Computersystem steuert.
Wenn der Benutzer Eingaben über ein Eingabegerät wie eine Tastatur oder eine Maus macht, werden diese in der zentralen Verarbeitungseinheit verarbeitet.
Diese holt zuerst die Anweisungen aus dem Speicher und entscheidet dann, was getan werden muss.
Die CPU führt also alle Berechnungen durch und sendet sie an das Ausgabegerät.
CPU hat verschiedene Komponenten, die unterschiedliche Aufgaben haben.
- Arithmetic Logic Unit (ALU) – Die Hauptfunktion der ALU ist, dass sie alle arithmetischen und mathematischen Berechnungen durchführt, die Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division beinhalten.
- Control Unit – Die Aufgabe der Control Unit ist, dass sie hauptsächlich die Daten von und zur CPU bewegt und die von der ALU durchgeführten Operationen verwaltet. Alle gesendeten Anweisungen werden ausgewählt, dekodiert und analysiert. Anschließend sendet sie die Anweisungen an die entsprechenden Ein-/Ausgabegeräte.
- Speicher – Dieser Teil wird hauptsächlich zum Speichern von Daten verwendet und wird als „Interner Speicher“ bezeichnet. Der interne Speicher ist in mehrere Speicherplätze unterteilt, in denen die Befehle gespeichert werden. Jeder dieser Speicherplätze hat eine eindeutige Adresse und ist gleich groß. Mit dieser eindeutigen Adresse kann der Computer die im Speicher abgelegten Daten lesen, ohne den gesamten Speicherplatz durchsuchen zu müssen. Jedes Mal, wenn ein Programm ausgeführt wird, werden die Daten im internen Speicher gespeichert und bleiben bis zum Ende der Ausführung erhalten. Dieser interne Speicher wird RAM genannt, d.h. Random Access Memory.
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Ausgabegeräte
Ausgabegeräte sind die Geräte, die an den Computer angeschlossen sind und die binären Daten vom Computer in eine Sprache umwandeln, die Menschen verstehen.
Zu den gebräuchlichen Ausgabegeräten gehören Monitor, Plotter und Drucker.
Wo werden Digitalrechner hauptsächlich eingesetzt?
Da Digitalcomputer hauptsächlich zum Speichern von Daten verwendet werden, werden sie fast überall eingesetzt, um Fotos, Musik, Dokumente und Dateien zu speichern.
Schüler verwenden sie für mathematische Berechnungen, Kalkulationen. Es wird von Raumfahrzeugen, Gesundheitsbereichen, Schulen, Hochschulen, großen oder kleinen Organisationen, Fabriken verwendet.
Digitale Computer sind weltweit im Einsatz und es ist ein sehr leistungsfähiges Gerät gewesen.
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Entwicklung des Digitalcomputers
Erste Generation von Computern
In den frühen Jahren der Computer-Ära wurde die erste Generation von Computern in den Jahren 1940 – 1956 entwickelt, die Vaccumröhren genannt wurde.
Bei diesem System dauerte es Wochen, um ein Problem zu lösen und die Ergebnisse zu erhalten.
Früher bestand die Eingabe aus Lochkarten und die Ausgabe aus Ausdrucken.
Ein Beispiel für Computer der ersten Generation ist der ENIAC-Computer.
Computer der zweiten Generation
Die zweite Generation von Computern waren Transistoren, die die Vakuumröhren im Jahr 1956 -1963 ersetzten.
Transistoren waren schneller, billiger, effizienter und kleiner im Vergleich zu einer früheren Generation.
Die Ausgabe blieb die gleiche wie die erste Generation. (Lochkarten und Ausdrucke).
Dritte Generation von Computern
Die dritte Generation von Computern waren integrierte Schaltkreise, die die Transistoren in den Jahren 1964-1971 ersetzten.
Integrierte Schaltkreise waren Miniaturen von Transistoren und sie wurden über den Siliziumchips platziert und als Halbleiter bezeichnet.
Sie erwiesen sich als sehr effizient im Vergleich zu den vorherigen Versionen in Bezug auf Geschwindigkeit und Größe. Hier änderte sich die Ein- und Ausgabe zu Tastaturen und Monitoren.
Vierte Generation von Computern
Die vierte Generation von Computern war die der Mikroprozessoren, die im Jahr 1971 die integrierten Schaltkreise ablöste – bis heute.
Tausende von integrierten Schaltkreisen wurden auf einem einzigen Siliziumchip untergebracht, was die vierte Generation des Computers ins Leben rief.
Dies waren kleine, effiziente, intelligente Computer, die immer leistungsfähiger wurden.
Sie konnten an verschiedene Eingabe- und Ausgabegeräte angeschlossen werden. Schließlich konnten sie mit Netzwerken verbunden werden und führten zur Entwicklung des Internets.
Fünfte Computergeneration
Die fünfte Computergeneration ist die künstliche Intelligenz (KI).
Das sind Computer, die auf künstlicher Intelligenz beruhen und die immer noch mit großen Fortschritten von Tag zu Tag entwickelt werden.
Dazu gehören Anwendungen wie Spracherkennung und Parallelverarbeitung.
Die Idee der fünften Generation von Computern ist es, neue Geräte zu schaffen, die menschliche Spracheingaben verstehen und in der Lage sind, selbständig zu lernen und Ausgaben zu tätigen.
Fazit:-
Digitale Computer werden in der heutigen Zeit in großem Umfang eingesetzt und sind bei den täglichen Aktivitäten hilfreich.
Neben dem wissenschaftlichen und technischen Einsatz werden sie auch in automatisierten industriellen Prozessen, Transportsystemen und zur Analyse anderer statistischer Daten verwendet.
Der digitale Computer kann endlos, effizient und genau arbeiten, ohne bald zu ermüden.
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