Большинство современных пк являются какими машинами. Основная классификация современных компьютеров. PDA, электронные органайзеры или палмтопы

• 1. Типы компьютеров
• 3. Виды стационарных ПК
• 4. Виды портативных ПК
• 5. Ноутбуки
• 6. Планшеты
• 7. Карманные компьютеры и смартфоны
• 8. Вычислительные серверы
• 9. Суперкомпьютеры
• 10. Другие виды

Современные компьютеры различаются по многим критериям: размерам, возможностям, а также по назначению. Прогресс движется семимильными шагами и сегодня на полках магазинов можно найти такую технику, которую еще недавно мы ассоциировали с далеким будущим. Классификация компьютеров и ее понимание помогут потребителю совершить максимально эффективную покупку, а игнорирование подобной информации приведет к необдуманным тратам, которые не вызовут ничего кроме разочарования.

Типы компьютеров

В чем же заключаются различия по типу компьютеров? Тип – это некоторая группа, обладающая схожими функциями, целями и задачами, а порой и внешним видом. Если, например, персональный компьютер – это тип, то ноутбуки или моноблоки – его виды. Несколько десятилетий назад классификация компьютеров включала в себя как современные цифровые, так и аналоговые машины, но последние канули в Лету, и мы здесь будем говорить только о цифровых устройствах.

Персональный компьютер

Это наиболее распространенный тип подобной техники, такой компьютер предполагает непосредственное взаимодействие с человеком напрямую и выдачу понятной последнему информации. Классификация персональных компьютеров в общем виде включает в себя стационарные и портативные устройства, о каждом из этих видов мы поговорим немного подробнее.

Виды стационарных ПК

Такой компьютер занимает постоянное место, например, компьютерный стол. Как правило, такие системы обладают большими вычислительными мощностями чем переносные гаджеты, ведь их не нужно переносить с места на место, и они могут себе позволить использовать более габаритные комплектующие, чья мощность выше. Выделим основные виды подобных устройств:

Виды портативных ПК

Портативный – он же переносной персональный компьютер, среди прочего имеет высокие требования к мобильности конструкции и ее весу, ведь мало кто захочет таскать за собой десятикилограммовое устройство. Такие девайсы способны работать в автономном режиме, а для его увеличения производители зачастую жертвуют производительностью системы. Этот вид ПК классифицируют следующим образом:

Ноутбуки

Это переносные компьютеры, оснащенные батареей, которая позволяет устройство работать без подключения к электрической сети. В одном корпусе такого гаджета одновременно находятся все необходимые элементы – монитор, клавиатура, процессор и прочая начинка.

Несмотря на то, что ноутбуки заметно компактнее и мобильнее стационарных компьютеров, они так же подразделяются между собой по весу и габаритам. Нетбуки – это компактные ноутбуки, которые приносят производительность в жертву легкости веса и упрощения мобильности, они отлично подходят для тех, кто любит работать не только за определенным рабочим местом, но и буквально где придется – в поезде, кафе или библиотеке.
Хотя ноутбуки не могут тягаться в производительности с десктопами, обладающими сопоставимой ценой, но для большинства функций их железа вполне хватает, а в последние годы все большую популярность стали завоевывать игровые ноутбуки, нафаршированные современнейшей начинкой, правда весят такие модели прилично.

Планшеты

Эти устройства являются чем-то средним между смартфонами и ноутбуками. Они зачастую обладают довольной большой диагональю экрана порядка 10 дюймов, но все же весят заметно меньше ноутбуков, а их производительности уже точно не хватит для современных компьютерных игр, хотя мобильные игрушки бывают не менее интересными и технологичными.
Такие устройства управляются посредством сенсорного дисплея, хотя такой форм-фактор как планшетный ноутбук тоже обладает полноценной клавиатурой. Основной задачей подобных гаджетов является веб-серфинг и просмотр видео-контента, но при необходимости с их помощью можно поработать в офисных программах, воспользоваться электронной почтой и многое другое.

Карманные компьютеры и смартфоны

Форм-фактор КПК был крайне популярен на заре нулевых, когда мобильные телефоны еще не предоставляли широких возможностей выхода в интернет, но ряд поклонников такой техники до сих пор использует карманники в бизнес-целях.
Пришедшие на смену КПК смартфоны проигрывают в производительности более тяжелым и мощным ноутбукам, зато они имеют неоспоримое достоинство – они умещаются в карман и их всегда можно иметь под рукой. Вряд ли вы получите много удовольствия от использования в качестве основной игровой или рабочей платформы, но тем не менее такая возможность тоже имеется, благодаря чему сегодня практически каждый человек имеет полноценную компьютерную среду в кармане куртки. С персональными компьютерами мы закончили, так что перейдем к следующему типу компьютеров.

Вычислительные серверы

Благодаря таким компьютерам в общем-то и обеспечивается доступ к сетям, в том числе и интернету. Все файлы и информация, которую вы наблюдаете на экране монитора при веб-серфинге, хранится на подобных серверах. Очевидно, что для таких машин огромную роль играет производительность, но есть и более важная характеристика подобных систем – надежность.

Вся информация сайтов должна быть постоянно доступной, иначе мы не сможем ей воспользоваться, а потому вычислительные серверы должны без сбоев работать весь срок своей службы. Такие типы компьютеров всегда имеют резервные копии данных, что сказывается на общей концепции их архитектуры.

В основе такой аппаратуры лежит параллельная обработка информации, потому серверы стали пионерами в развитии многопроцессорности и многоядерности, которая сегодня используется уже повсеместно, в том числе в офисных и домашник ПК. В качестве сервера по сути может выступать даже неттоп или смартфон, но их потенциал в такой роли невелик, а потому большинство современных серверов представляют собой довольно громоздкую технику, состоящую из огромного количества устройств для хранения и обработки данных.

Суперкомпьютеры

Это профессиональные машины с наиболее высокой на сегодняшний день производительностью, они используются в научных лабораториях и крупном бизнесе. Такое устройство представляет собой целый комплекс компьютерных устройств, который может занимать огромные помещения.
Каждый составной элемент подобной махины отвечает за свою конкретную задачу, подобная структуризация и векторная организация позволяют решать самые сложные проблемы, требующие невероятного объема расчетов. Если вы слышите по телевизору о сложном моделировании многоаспектных процессов, например, предсказании природных катастроф, то такой прогноз наверняка был сформирован с помощью использования суперкомпьютера.

Другие виды

Многие устройства, которые мы привыкли воспринимать опосредовано от компьютерной составляющей, например, банкоматы или игровые приставки, так же по большому счету являются компьютерами. Бытовая техника, как сложная, так и вполне примитивная вроде чайников – она тоже имеет в себе небольшие компьютеры, ответственные за выполнение ряда функций.

Роботы, которые постепенно получают все большее распространение в нашей жизни, так же являются компьютерными устройствами. Вполне вероятно, что не за горами тот день, когда компьютеры проникнут даже в человеческое тело, и будут, например, повышать наш уровень зрения или интеллекта. Надеемся, наш краткий обзор помог вам немного разобраться в хитросплетениях разветвленной структуры компьютерных устройств.

Персональные компьютеры бурное развитие приобрели в последние 20 лет. Персональный компьютер (ПК) предназначен для обслуживания одного рабочего места и способен удовлетворить потребности малых предприятий и отдельных лиц. С появлением Интернета популярность ПК значительно возросла, поскольку с помощью персонального компьютера можно пользоваться научной, справочной, учебной и развлекательной информацией.

Компьютер -это универсальная техническая система,способная четко выполнять последовательностьопераций определенной программы. Персональным компьютером (ПК) может пользоваться один чело-век без помощи обслуживающего персонала. Взаимодействие с пользователем происходит через много сред, от алфавитно-цифрового или графического диалога с помощью дисплея, клавиатуры и мышки до устройств виртуальной реальности.

Первый персональный компьютер компании IBM был представлен на рынке в 1981 году. Компьютеры впервые были оснащены новой операционной системой MS-DOS компании Microsoft. Компьютер полу-чил наименование IBM PC и был построен на базе микропроцессора Intel 8088. Появление IBM PC ста-ло революционным событием в развитии информационных технологий благодаря заложенному при создании компьютера принципу открытой (модульной) архитектуры . В результате появилась возмож-ность достаточно легко изменять конфигурацию компьютера или модернизировать его путем замены морально устаревших блоков и узлов.

Большинство современных компьютеров является IBM PC-совместимыми персональными компьюте-рами. При этом имеется в виду, что они совместимы с компьютером IBM PC, разработанным в 1981 го-ду фирмой IBM. Понятие “совместимость” означает как возможность исполнения на любой модели IBM-совместимого компьютера любой программы, написанной для этого типа компьютеров (про-граммная совместимость), так и возможность независимого подключения к различным компьютерам IBM различных внешних устройств (аппаратная совместимость).

Важнейшую роль в развитии IBM PC-совместимых компьютеров сыграл заложенный в них фирмой IBM принцип открытой архитектуры . Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным уст-ройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей.

За прошедшие годы сменилось несколько поколений машин IBM PC, прежде всего, характеризуемых типом процессора (см. ниже). Исторически первой и давно устаревшей моделью компьютера IBM была модель IBM PC XT (eXtended Technology) на основе микропроцессора Intel 8086. Появление в 1984 г.

стандарта компьютера IBM PC AT (Advanced Technology), основанного на микропроцессоре Intel 80286, можно считать за точку отсчета в истории современных IBM PC-совместимых ЭВМ. Современные ком-пьютеры также идентифицируются как «AT-совместимые».

Персональные IBM PC-совместимые компьютеры являются наиболее широко используемыми, их мощ-ность постоянно увеличивается, а область применения растет. Однако их возможности все же ограниче-ны, и не всегда их применение оправдано.

Персональные компьютеры условно можно поделить на профессиональные и бытовые,но в связи судешевлением аппаратного обеспечения, грань между ними размывается. С 1999 года введен междуна-родный сертификационный стандарт - спецификация РС99:

− массовый персональный компьютер (Consumer PC)

− деловой персональный компьютер (Office PC)

− портативный персональный компьютер (Mobile PC)

− рабочая станция (WorkStation)

− развлекательный персональный компьютер (Entertaiment PC)

Большинство персональных компьютеров на рынке подпадают в категорию массовых ПК. Деловые ПК - имеют минимум средств воспроизведения графики и звука. Портативные ПК отличаются наличием

средств коммуникации отдаленного доступа (компьютерная связь). Рабочие станции - увеличенные тре-бования к устройствам хранения данных. Развлекательные ПК - основной акцент на средствах воспро-изведения графики и звука.

Базовая конфигурация ПК

Несмотря на разнообразие типов, форм и архитектур персональных компьютеров, в составе большинст-ва ПК можно выделить следующее компоненты: системный блок, дисплей, клавиатура, мышь (или дру-гое указательное устройство) и периферийные устройства. В зависимости от потребностей и возможно-стей пользователей состав периферии может быть расширен аудиосистемой с синтезатором, модемом, принтером или сканером.

Обычно персональные компьютеры состоят из трех частей (блоков):

− системного блока;

− клавиатуры, позволяющей вводить символы в компьютер;

− монитора (или дисплея) – для изображения текстовой и графической информации.

Системный блок включает все основные составляющие персонального компьютера. Важнейшим его компонентом является материнская, или системная, плата. На ней расположены электронные модули, составляющие базовый комплект электроники компьютера:

− центральный процессор – главная микросхема, выполняющая вычислительные и логические опе-рации;

− оперативная память (оперативное запоминающее устройство – ОЗУ) – набор микросхем для хра-нения данных и программ во время работы компьютера;

− ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) – микросхеме для долговременного хранения дан-ных и программ;

− шины – наборы проводников для обмена сигналами между внутренними компонентами компью-

− чипсет – набор микросхем, управляющих работой внутренних компонентов компьютера и опреде-ляющих функциональные возможности материнской платы;

− разъемы (слоты) – расширения для подключения дополнительных устройств;

− контроллеры устройств и т.д.

В системном блоке также размещаются:

− блок питания, преобразующий напряжение сети в постоянный ток низкого напряжения, для пита-ния компонентов компьютера;

− дисководы (накопители) для чтения и записи дискет, магнитооптических дисков, компакт-дисков CD и видеодисков DVD;

− накопитель на жестком магнитном диске (винчестер).

К системному блоку подсоединены все внешние устройства: монитор, клавиатура, мышь, принтер, мо-дем, сканер, звуковые колонки и т.д.

Монитор (дисплей)отображает на экране текстовую и графическую информацию,вводимые с клавиа-туры или выводимые компьютером данные, сообщения компьютерной системой, копии документов и другую важную для пользователя информацию.

Клавиатура предназначена для ввода в компьютер команд и данных.

Мышь позволяет указывать на элементы экрана с помощью указателя и путем щелчка на кнопках вы-полнять определенные операции.

Принтер выводит в качестве твердой копии текстовую и графическую черно-белую и цветную инфор-мацию. Вывод может осуществляться на бумагу или на пленку.

Модем предназначен для подключения компьютера к телефонной линии.

Сканер обеспечивает ввод в ПК текстовой или графической,черно-белой или цветной информации дляее дальнейшей обработки.

Видеосистема ПК: монитор (назначение, классификация, технические характеристики) и ви-деокарта.

Мониторы

Первые компьютеры мониторов не имели, был лишь набор мигающих светодиодов и распечатка ре-зультатов на принтере. С развитием компьютерной техники появились мониторы и сейчас они являются необходимой частью базовой конфигурации персонального компьютера.

Монитор (дисплей) - это стандартное устройство вывода, предназначенное для визуального отображе-ния текстовых и графических данных. В зависимости от принципа действия, мониторы делятся на:

Мониторы с электронно-лучевой трубкой;

Дисплеи на жидких кристаллах.

Монитор с электронно-лучевой трубкой

Монитор с электронно-лучевой трубкой похож на телевизор. Электронно-лучевая трубка представляет собой электронно-вакуумное устройство в виде стеклянной колбы, в горловине которой находится электронная трубка, на дне - экран со слоем люминофора. При нагревании, электронная пушка излучает поток электронов, которые с высокой скоростью двигаются к экрану. Поток электронов (электронный

луч) проходит через фокусирующую и отклоняющую катушку, которая направляет его в определенную точку люминофорного покрытия экрана. Под действием электронов, люминофор излучает свет, кото-рый видит пользователь. Люминофор характеризуется временем излучения после действия электронно-го потока. Электронный луч двигается довольно быстро, расчерчивая экран строками слева направо и сверху вниз. Во время развертки, то есть передвижения по экрану, луч влияет на те элементарные уча-стки люминофорного покрытия, где может появиться изображение. Интенсивность луча постоянно из-меняется, что обуславливает свечение соответствующих участков экрана. Поскольку, свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен непрерывно пробегать по экрану, восстанавливая его.

Время излучения и частота обновления свечения должны соответствовать друг другу. Преимуществен-но, частота вертикальной развертки равна 70-85 Гц, то есть свечение на экране возобновляется 70-85 раз

в секунду. Снижение частоты обновления приводит к миганию изображения, что утомляет глаза. Соот-ветственно, повышение частоты обновления приводит к размыванию или удвоению контуров изобра-жения.

Мониторы могут иметь как фиксированную частоту развертки, так и разные частоты в некотором диа-пазоне. Существует два режима развертки: Interlaced (черезстрочная) и Non Interlaced (построчная). Обычно, используют порядковую развертку. Луч сканирует экран построчно сверху вниз, формируя изображение за один проход. В режиме черезстрочной развертки, луч сканирует экран сверху вниз, но за два прохода: сначала нечетные строки, потом четные. Проход при черезстрочной развертке занимает вдвое меньше времени, чем формирование полного кадра в режиме построчной развертки. Поэтому время обновления для двух режимов одинаково.

Экраны для мониторов с электронно-лучевой трубкой бывают выпуклые и плоские. Стандартный мони-тор - выпуклый. В некоторых моделях используют технологию Trinitron, в которой поверхность экрана имеет небольшую кривизну по горизонтали, по вертикали экран абсолютно плоский. На таком экране наблюдается меньше бликов и улучшено качество изображения. Единственным недостатком можно считать высокую цену.

Дисплеи на жидких кристаллах (Liquid Crystal Display - LCD)

В дисплеях на жидких кристаллах безбликовый плоский экран и низкая мощность потребления элек-трической энергии (5 Вт, по сравнению, монитор с электронно-лучевой трубкой потребляет 100 Вт). Существует три вида дисплеев на жидких кристаллах:

Монохромный с пассивной матрицей;

Цветной с пассивной матрицей;

Цветной с активной матрицей.

В дисплеях на жидких кристаллах поляризационный фильтр создает две разные световые волны. Свето-вая волна проходит сквозь жидкокристаллическую ячейку. Каждая ячейка имеет свой цвет. Жидкие кристаллы представляют собой молекулы, которые могут перетекать как жидкость. Это вещество про-пускает свет, но под действием электрического заряда, молекулы изменяют свою ориентацию.

В дисплеях на жидких кристаллах с пассивной матрицей каждой ячейкой руководит электрический за-ряд (напряжение), который передается через транзисторную схему в соответствии с расположением ячеек в строках и столбцах матрицы экрана. Ячейка реагирует на импульс поступающего напряжения.

В дисплеях с активной матрицей каждая ячейка оснащена отдельным транзисторным ключом. Это обеспечивает высшую яркость изображения чем в дисплеях с пассивной матрицей, поскольку каждая ячейка находится под действием постоянного, а не импульсного электрического поля. Соответственно, активная матрица потребляет больше энергии. Кроме того, наличие отдельного транзисторного ключа для каждой ячейки усложняет производство, что, в свою очередь, увеличивает их цену.

Монохромные и цветные мониторы

По набору оттенков отображаемых цветов, мониторы делятся на цветные и черно-белые (монохром-ные). Монохромные мониторы дешевле, но не подходят для работы с операционной системой Windows.

В цветных мониторах используют более сложные методы формирования изображения. В монохромных электронно-лучевых трубках существует одна электронная пушка, в цветных - три. Экран монохромной электронно-лучевой трубки покрыт люминофором одного цвета (с желтым, белым или зеленым излуче-нием). Экран цветной электронно-лучевой трубки состоит из люминофорных триад (с красным, зеле-ным и синим излучением). Комбинации трех цветов предоставляет великое множество выходных от-тенков.

Основные параметры мониторов

С точки зрения пользователя, основными характеристиками монитора являются размер по диагонали, разрешающая способность, частота регенерации (обновление) и класс защиты.

Размер монитора. Экран монитора измеряется по диагонали в дюймах.Размеры колеблются от9дюй-мов (23 см) до 42 дюймов (106 см). Чем больше экран, тем дороже монитор. Распространенными явля-ются размеры 14, 15, 17, 19 и 21 дюйма. Мониторы большого размера лучше использовать для настоль-ных издательских систем и графических работ, в которых нужно видеть все детали изображения. Опти-мальными для массового использования являются 15- и 17-дюймовые мониторы.

Разрешающая способность .В графическом режиме работы изображение на экране монитора состоит източек (пикселов). Количество точек по горизонтали и вертикали, которые монитор способный воссоз-

дать четко и раздельно называется его разрешающей способностью. Выражение "разрешающая способ-ность 800х600" означает, что монитор может выводить 600 горизонтальных строк по 800 точек в каж-дой. Стандартными являются такие режимы разрешающей способности: 800 х600, 1024х768, 1152х864 и выше. Это свойство монитора определяется размером точки (зерна) экрана. Размер зерна экрана совре-менных мониторов не превышает 0,28 мм. Чем больше разрешающая способность, тем лучше качество изображения. Качество изображения также связанно с размером экрана. Так, для удовлетворительного качества изображения в режиме 800х600 на 15 -дюймовом мониторе можно ограничиться размером зер-на 0,28 мм, для 14-дюймового монитора с тем же размером зерна в одном и том же видеорежиме каче-ство мелких деталей изображения будет немного хуже.

Частота регенерации . Этот параметр иначе называется частотой кадровой развертки.Он показываетсколько раз в секунду монитор может полностью обновить изображение на экране. Частота регенерации измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота, тем меньше усталость глаз и больше времени можно ра-ботать непрерывно. Сегодня минимально допустимой считается частота в 75 Гц, нормальной - 85 Гц, комфортной - 100 Гц и больше. Этот параметр зависит и от характеристик видеоадаптера.

Класс защиты монитора определяется стандартом,которому отвечает монитор с точки зрения требо-ваний техники безопасности. Сейчас общепринятыми считаются международные стандарты TCO-92, TCO-95 и ТСО-99, ограничивающие уровни электромагнитного излучения, эргометрические и экологи-ческие нормы, в рамках, безопасных для здоровья человека.

Видеоадаптер

Работой монитора руководит специальная плата, которую называют видеоадаптером (видеокартой). Вместе с монитором видеокарта создает видеоподсистему персонального компьютера. В первых ком-пьютерах видеокарты не было. В оперативной памяти существовал экранный участок памяти, куда про-цессор заносил данные об изображении. Контроллер экрана считывал данные об яркости отдельных то-чек экрана из ячеек памяти и руководил разверткой горизонтального луча электронной пушки монито-ра.

При переходе от монохромных мониторов к цветным и с увеличением разрешающей способности экра-на, участка видеопамяти стало недостаточно для хранения графических данных, а процессор не успевал обрабатывать изображения. Все операции, связанные с управлением экрана были отведены в отдельный блок - видеоадаптер.

Видеоадаптер имеет вид отдельной платы расширения, которую вставляют в определенный слот мате-ринской платы (в современных ПК это слот AGP). Видеоадаптер выполняет функции видеоконтролле-ра, видеопроцессора и видеопамяти.

За время существования ПК изменилось несколько стандартов видеоадаптеров:

MDA (Monochrom Display Adapter) -монохромный,

CGA(Color Graphics Adapter) - 4 цвета,

EGA(Enchanced Graphics Adapter) -16 цветов,

VGA (Video Graphics Array) - 256 цветов,

SVGA (Super VGA) - до 16,7 млн. цветов.

На эти стандарты рассчитанны все программы, предназначенные для IBM-совместимых компьютеров. Сформированное графическое изображение хранится во внутренней памяти видеоадаптера, которая на-зывается видеопамятью. Необходимая емкость видеопамяти зависит от заданной разрешающей способ-ности и палитры цветов, поэтому для работы в режимах с высокой разрешающей способностью и пол-ноцветной гаммой нужно как можно больше видеопамяти. Если еще недавно типичными были видео-адаптеры с 2-4 Мбайт видеопамяти, то уже сегодня нормальной считается емкость в 32-64 Мбайт. Большинство современных видеокарт обладает возможностю расширения объема видеопамяти до 128 Мбайт, а также свойством видеоакселерации. Суть этого свойства состоит в том, что часть операций по построению изображения может происходить без выполнения математических вычислений в основном процессоре, а чисто аппаратным путем - преобразованием данных в специальных микросхемах видеоак-селератора.

Видеоакселераторы могут входить в состав видеоадаптера, а могут поставляться в виде отдельной пла-ты расширения, устанавливаемой на материнской плате и подсоединяемой к видеокарте. Различают два типа видеоакселераторов: для плоской (2D) и трехмерной (3D) графики. Первые более эффективны для работы с прикладными программами общего назначения и оптимизованные для ОС Windows, другие ориентированы на работу с разными мультимедийними и развлекательными программами.

4.Тенденции развития вычислительной техники

По мнению специалистов, в первом десятилетии XXI в. будут повышаться значимость программного обеспечения, возрастание проблем его совместимости и обеспечения безопасности.

Среди операционных систем дальнейшее развитие получат системы Linux и Windows. С точки зрения конечного пользователя, уже в ближайшие годы должны произойти серьезные изменения в стиле его общения с компьютером. Во-первых, будет шире использоваться графический ввод данных, в том числе в режиме автоматического распознавания рукописного ввода. Во-вторых, будет использоваться голосовой ввод - сначала для управления командами, а потом будет осваиваться и автоматическая оцифровка речи. Для решения вышеуказанных задач будут разрабатываться соответствующие внешние устройства.

Огромное значение в будущем будут иметь работы в области интеллектуальной обработки неструктурированных данных, в первую очередь текстов, а затем графики, звука, видео.

Одним из наиболее перспективных направлений развития вычислительной техники является реализация концепции сетевых вычислений, использующая идею привлечения для вычислений свободных ресурсов компьютеров. Эта концепция получила название Grid и включает в себя пять ключевых пунктов:

Применение открытых стандартов;

Объединение разнородных систем;

Совместное использование данных;

Динамическое выделение ресурсов;

Объединение вычислительных сетей множества предприятий и организаций.

Развитие ЭВМ будет идти по пути создания оптоэлектронных ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой, представляющих собой распределенную сеть большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Дальнейшее развитие получат переносные персональные компьютеры с беспроводным подключением к глобальной сети Интернет.

Следует отметить, что развитие вычислительной техники всецело зависит от тенденций развития мировой экономической системы.

Лекция № 6 История развития вычислительной техники

Лекция № 3 Поколения и классификация ЭВМ

1.Поколения вычислительной техники

Выделяют пять поколений ЭВМ.

Первое поколение (1945-1954) характеризуется появлением техники на электронных лампах. Это эпоха становления вычислительной техники. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и создавались с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютеров были такими, что они нередко требовали отдельных зданий.

Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до настоящего времени лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, - кибернетика - наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер.

Во втором поколении (1955-1964) вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и барабаны - прототипы современных жестких дисков. Все это позволило сократить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали производиться на продажу.

Но главные достижения этой эпохи относятся к области программ. Во втором поколении впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Два этих важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров.

При этом расширялась сфера применения компьютеров. Теперь уже не только ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике, поскольку компьютеры нашли применение в планировании и управлении, а некоторые крупные фирмы даже начали компьютеризировать свою бухгалтерию, предвосхищая этот процесс на двадцать лет.

В третьем поколении (1965-1974) впервые стали использоваться интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (микросхемы). В то же время появилась полупроводниковая память, которая и до настоящего времени используется в персональных компьютерах в качестве оперативной.

В те годы производство компьютеров приняло промышленный размах. Фирма IBM первой реализовала серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ. Еще в начале 1960-х гг. появились первые миникомпьютеры - маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Мини-компьютеры были первым шагом на пути к персональным компьютерам, пробные образцы которых были выпущены только в середине 1970-х гг.

Между тем количество элементов и соединений, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 1970-е гг. интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов.

В 1971 г. фирма Intel выпустила первый микропроцессор, который предназначался для только появившихся настольных калькуляторов. Это изобретение произвело в следующем десятилетии настоящую революцию. Микропроцессор является главной составляющей частью современного персонального компьютера.

На рубеже 1960 -70-х гг. (1969) появилась первая глобальная компьютерная сеть ARPA, прототип современной сети Интернет. В том же 1969 г. одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое главенствующее положение.

Четвертое поколение (1975 -1985) характеризуется небольшим количеством принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс шел в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, прежде всего, за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров.

Самая главная новация четвертого поколения - это появление в начале 1980-х гг. персональных компьютеров. Благодаря им вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной. Несмотря на то, что персональные и мини-компьютеры по-прежнему по вычислительной мощности отстают от солидных машин, большая часть новшеств, таких как графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети, связана с появлением и развитием именно этой техники.

Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют в компьютерном мире, как было раньше.

Некоторые характеристики вычислительной техники четырех поколений приведены в

Характеристика	Положение
	первое	второе	третье	четвёртое
Основной элемент	Электронная лампа	Транзистор	Интегральная схема	Большая интегральная схема
Количество ЭВМ в мире, шт.			Десятки тысяч	Миллионы
Размер ЭВМ		Значительно меньший	Десятки тысяч	Микро ЭВМ
Быстродействие (условное) операций/ с	Несколько единиц	Несколько десятков единиц	Несколько тысяч единиц	Несколько десятков тысяч единиц
Носитель информации	Перфокарта, перфолента	Магнитная лента		Гибкий диск

Пятое поколение (1986 г. до настоящего времени) в значительной мере определяется результатами работы японского Комитета научных исследований в области ЭВМ, опубликованными в 1981г. Согласно этому проекту ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения кроме высокой производительности и надежности при более низкой стоимости с помощью новейших технологий должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям:

обеспечить простоту применения ЭВМ путем реализации систем ввода/вывода информации голосом, а также диалоговой обработки информации с использованием естественных языков;

обеспечить возможность обучаемости, ассоциативных построений и логических выводов;

упростить процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках;

улучшить основные характеристики и эксплуатационные качества вычислительной техники для удовлетворения различных социальных задач, улучшить соотношения затрат и результатов, быстродействия, легкости, компактности ЭВМ;

обеспечить разнообразие вычислительной техники, высокую адаптируемость к приложениям и надежность в эксплуатации.

В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию оптоэлектронных ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой, представляющих собой распределенную сеть большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

2.Классификация электронно-вычислительных машин

ЭВМ можно классифицировать по ряду признаков:

По принципу действия.

По назначению ЭВМ.

По размерам и функциональным возможностям.

По принципу действия ЭВМ :

АВМ – аналоговые вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т.е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаще всего электрического напряжения);

ЦВМ – цифровые вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной (цифровой) форме;

ГВМ – гибридные вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной как в цифровой, так и аналоговой форме. ГВМ совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. Их целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

По назначению ЭВМ :

универсальные ЭВМ предназначены для решения самых различных инженерно-технических задач: экономических, математических, информационных и других, отличающихся сложностью алгоритмов и большим объемом обрабатываемых данных;

проблемно-ориентированные ЭВМ служат для решения более узкого круга задач, связанных, как правило, с управлением технологическими процессами;

специализированные ЭВМ используются для решения узкого круга задач или реализации строго определенной группы функций.

По размерам и функциональным :

сверхмалые (микро ЭВМ ) обязаны своим появлением изобретению микропроцессора, наличие которого первоначально служило определяющим признаком микро ЭВМ, хотя сейчас микропроцессоры используются во всех без исключения классах ЭВМ;

малые (мини-ЭВМ) используются чаще всего для управления технологическими процессами;

большие ЭВМ чаще всего называют мэйнфреймами (mainframe). Основные направления эффективного применения мэйнфреймов – это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами;

сверхбольшие (суперЭВМ) – мощные многопроцессорные вычислительные машины быстродействием десятки миллиардов операций в секунду и объемом оперативной памяти десятки Гбайт.

3.Принципы строения и функционирования ЭВМ Джона фон Неймана

Большинство современных ЭВМ функционирует на основе принципов, сформулированных в 1945 г. американским ученым венгерского происхождения Джоном фон Нейманом.

1. Принцип двоичного кодирования . Согласно этому, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных символов (сигналов).

2. Принцип программного управления . Компьютерная программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

3. Принцип однородности памяти . Программы и данные хранятся в одной и той же памяти, поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

4. Принцип адресности . Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, любая из которых доступна процессору в любой момент времени.

Согласно фон Нейману, ЭВМ состоит из следующих основных блоков:

1) устройство ввода/вывода информации;

2) память ЭВМ;

3) процессор, включающее устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ).

В ходе работы ЭВМ информация через устройства ввода попадает в память. Процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает в нее результаты обработки. Полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку.

Память ЭВМ состоит из двух видов памяти: внутренней (оперативной ) и внешней (долговременной ).

Оперативная память – это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. Внешняя память – это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски.

За прошедшие десятилетия процесс совершенствования ЭВМ шел в рамках приведенной обобщенной структуры.

4.Классификация персональных компьютеров

Как указывалось выше, персональный компьютер (ПК) представляет собой универсальную однопользовательскую микро ЭВМ.

Персональный компьютер в первую очередь является общедоступной ЭВМ и обладает определенной универсальностью.

Для удовлетворения потребностей пользователя ПК должен обладать следующими свойствами:

иметь относительно небольшую стоимость, быть доступным для индивидуального покупателя;

обеспечивать автономность эксплуатации без специальных требований к условиям окружающей среды;

обеспечивать гибкость архитектуры, делающей возможным ее перестройку для разнообразных применений в сфере управления, науки, образования, в быту;

операционная система и программное обеспечение должны быть достаточно простыми, чтобы с ПК мог работать пользователь без профессиональной специальной подготовки;

иметь высокую надежность работы (более 5000 ч наработки на отказ).

В соответствии с международным стандартом-спецификацией РС99 ПК по назначению делятся на следующие категории:

массовый ПК (Consumer);

деловой ПК (Office PC);

портативный ПК (Mobile PC);

рабочая станция (Workstation PC);

развлекательный ПК (Entertainment PC).

Большинство ПК, имеющихся в настоящее время на рынке, являются массовыми. Для деловых ПК минимизированы требования к средствам воспроизведения графики, а к средствам работы со звуковыми данными требования вообще не предъявляются. Для портативных ПК обязательным является наличие средств для создания соединений удаленного доступа, т.е. средств компьютерной связи. В категории рабочих станций повышены требования к устройствам хранения данных, а в категории развлекательных ПК – к средствам воспроизведения звука и видео.

По поколениям ПК делятся:

на ПК 1-го поколения, используют 8-битные микропроцессоры;

ПК 2-го поколения, используют 16-битные микропроцессоры;

ПК 3-го поколения, используют 32-битные микропроцессоры;

ПК 4-го поколения, используют 64-битные микропроцессоры.

ПК можно также разделить на две большие группы: стационарные и переносные. К переносным компьютерам относятся ноутбуки, электронные записные книжки, секретари и блокноты.

Компьютер в переводе с английского языка (computer) переводится, как «вычислитель». Представляет собой устройство, выполняющее определённую, заранее заданную последовательность операций. Заданная последовательность операций называется программным обеспечением. Компьютеры имеют очень широкий спектр применения. Их используют для любых, сложных вычислений, для накопления, обработки, хранения, приёма и передачи информации, управление станками и механизмами на производстве, для создания графических и видеоизображений с возможностью их обработки и т. п.

Термин «компьютер»

Строго говоря, термин «компьютер» очень объёмный, так как принцип его работы может быть основан на использовании самой разной рабочей среды и компонентов. Компьютер может быть электронным, механическим, квантовым, оптическим и т. п., работая за счёт движения фотонов, квантов, механических частей и прочее. Кроме этого, функционально, компьютеры делятся на два типа – электронные и аналоговые (механические).

Кстати сказать, слово компьютер было впервые введено в 1887 году в оксфордский словарь английского языка. Составители этого учебника понимали слово «компьютер», как механическое устройство для вычислений. Лишь значительно позже, в 1946 году, словарь дополнили терминами, чётко описывающими механический, аналоговый и цифровой компьютер.

Сегодня понятие компьютер значительно сузилось, так как многие устройства устарели и больше не используются в работе, уменьшив тем самым существующую номенклатуру этих устройств.

Быстродействие компьютеров

Быстродействие компьютера напрямую зависит от его вычислительной мощности, то есть скорости выполнения определённых операций за единицу времени. Называется эта величина – «флопс ».

На практике, скорость сильно зависит от многих дополнительных условий: типа задачи, которая выполняется на компьютере, частого обмена данными между составляющими системы и т. п. Поэтому в качестве этого параметра принимают пиковую скорость вычислений – некое гипотетическое число, которое характеризует максимально возможную скорость выполнения операций.

Например, к суперкомпьютерам относят устройства, способные выполнять вычисления со скорость более 10 терафлопсов (это десять триллионов флопсов). Для сравнения, средний бытовой, персональный компьютер работает со скоростью приблизительно 0.1 терафлопса.

Для того чтобы оценить практическое быстродействие компьютерных устройств разработаны специальные тесты (на компьютерном сленге их часто называют «бенчмарки ») в основу которых положены специальные математические вычисления. Производительность персональных компьютеров , оценивают, как правило, с точки зрения всех составляющих его компонентов для получения итоговой, усреднённой оценки его быстродействия.

Виды современных компьютеров

Как уже было отмечено выше, в зависимости от своей конструкции, технических параметров, применения, все компьютеры можно условно разделить на несколько типов:

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ)

По сути, это устройство представляет собой совокупность целого комплекса средств, где все составляющие его элементы выполнены при помощи электронных элементов. Основным назначением такого устройства является выполнение различных расчётов и решение задач вычислительного или информационного плана.

На сегодняшний день этот термин используется для обозначения конкретной аппаратной реализации устройства и как правовой термин в юридических документах. Кроме этого, это понятие применяют, как для обозначений компьютерной техники, выпускавшейся в 1950–1990 годах, так и для современных больших электронно-вычислительных устройств, чтобы отграничить их от компьютеров персонального типа.

Персональный компьютер

Недорогое, универсальное, достаточно компактное устройство, предназначенное для работы на нём одиночного пользователя дома или в офисе и выполнения различных, индивидуальных задач – вычислений, набора текстов, просмотра видео, прослушивания музыки и прочее. Именно благодаря такой универсальности и ценовой доступности, персональные компьютеры и получили такое широкое распространение.

Наибольшую известность получили компьютеры фирмы Apple и так называемые IBM-совместимые устройства , которые на сегодняшний день занимают львиную долю всего рынка ПК. Широкую популярность IBM обеспечила более низкая цена при почти равных возможностях.

До последнего времени, эти устройства не имели никакой совместимости между собой – ни аппаратной, ни программной. На сегодняшний день существует специальное программное обеспечение («эмуляторы»), делающее возможным запуск программ (с ограничением) от Apple на IBM-совместимых компьютерах и наоборот.

Все персональные компьютеры, в свою очередь, можно разделить на несколько типов:

Настольные ПК .

Для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC . C начала 1980-х годов персональным компьютером стали называть любую машину, имеющую архитектуру IBM PC (см. IBM PC-совместимый компьютер). С появлением таких процессоров, таких, как AMD , Cyrix (ныне VIA), название стало иметь более широкую трактовку. Курьёзным фактом стало противопоставление «персональным компьютерам» вычислительных машин Amiga и Macintosh , долгое время использовавших собственную компьютерную архитектуру .

Чаще всего под ПК понимают настольные ПК, ноутбуки, планшетные и карманные ПК. Однако персональным может считаться любой полноценный компьютер - даже суперкомпьютер, - используемый в качестве персонального, то есть личного.

История

Централизованные вычисления

До появления первых персональных компьютеров приобретение и эксплуатация компьютеров были очень дорогостоящими, что исключало владение ими частными лицами. Компьютеры можно было найти в больших корпорациях, университетах , исследовательских центрах, государственных (в том числе военных) учреждениях.

Конструкторы и самодельные компьютеры

Создание персональных компьютеров стало возможным в 1970-х годах , когда любители стали собирать свои собственные компьютеры иногда лишь для того, чтобы в принципе иметь возможность похвастаться таким необычным предметом. Ранние персональные компьютеры почти не имели практического применения и распространялись очень медленно.

Родившись в качестве жаргонизма, синонима названия микрокомпьютер , наименование персональный компьютер постепенно меняло своё значение. Так, первое поколение персональных компьютеров можно было приобрести только в виде комплекта деталей, а иногда даже просто обыкновенной инструкции для сборки. Сама сборка, программирование и наладка системы требовали определённого опыта, навыка работы с машинными кодами или языком ассемблера . Чуть позднее, когда подобные устройства стали привычны и начали продаваться готовыми, вместе с некоторым набором адаптированных программ, в обиход вошло название домашний компьютер .

Amiga и Macintosh

Windows 95, мультимедийные возможности ПК

В 1995 году произошло два ключевых события в истории ПК: банкротство корпорации Commodore и появление Microsoft Windows 95 , приблизившей IBM PC-совместимые компьютеры к тем возможностям, которые существовали на Commodore Amiga и Apple Macintosh . Сегодня возможности мультимедиа доступны в каждом доме и на любой аппаратной платформе.

Один компьютер - один хозяин

Как правило, единичный персональный компьютер в течение единичного сеанса работы на нём используется только одним пользователем (то есть, например, несколько пользователей (например, в семье) могут пользоваться одним ПК только по очереди, то есть в режиме только разделения компьютерного времени). В соответствии со своим назначением, он обеспечивает работу наиболее часто используемых приложений , таких как текстовые процессоры , веб-браузеры , почтовые программы , мессенджеры , мультимедийные программы , компьютерные игры , графические программы , среды разработки программного обеспечения и т. п. Для упрощения взаимодействия с людьми подобные программы оснащаются удобным графическим интерфейсом .

Продажи во всём мире

По данным аналитической компании IDC , в 2005 году мировые поставки персональных компьютеров составили 202,7 млн штук (рост на 15,8 % по сравнению с 2004 годом).

Отечественные персональные компьютеры

В качестве дисплея использовался телевизор, воспринимавший низкочастотный видеосигнал, или монитор, а устройством внешней памяти служил бытовой кассетный магнитофон. На экран информация выводилась в двух режимах: в чёрно-белом, 64 символа в строке, и в цветном (4 цвета), 32 символа в строке; всего информационных строк было 25. Максимальная разрешающая способность компьютера составляла 512х256 точек. Звук подавался на встроенный спикер тем же способом, как и данные - на магнитофон.

Ключевые изменения в архитектуре распространённых персональных компьютеров

• Внедрение жёсткого диска
• Появление графического режима
• Переход с 5,25-дюймовых дискет на 3,5-дюймовые
• Появление BIOS SETUP
• Появление стандарта ATA
• Появление extended memory (более 1 Мб).
• Появление звуковых карт
• Переход с 16-битных на 32-битные процессоры .
• Переход с дискет на USB-носители
• Появление , DVD и BD-ROM -приводов.
• Появление USB
• Появление перезаписываемой BIOS
• Замена шины ISA на шину PCI .
• Появление графических ускорителей
• Внедрение шины AGP .
• Появление стандарта ATX .
• Переход с интерфейса ATA на SATA .
• Переход с шины AGP (и PCI) на PCI Express .
• Внедрение многоядерных процессоров.
• Переход с 32-битных на 64-битные процессоры.
• Появление UEFI и Secure Boot
• Внедрение сенсорных дисплеев

Стационарные ПК

Первые персональные компьютеры (как и любые первые компьютеры вообще) не предназначались для переноски. То есть первые ПК были стационарными. Они состояли из отдельных конструктивно завершенных частей, как например системного блока, монитора и клавиатуры, соединенных интерфейсными кабелями с системным блоком. Это пример раздельной схемы построения ПК. Но в настоящее время также широкое распространение получили ПК-моноблоки , в которых системный блок, монитор и, нередко, другие устройства (клавиатура, звуковая подсистема, веб-камера , микрофон) конструктивно объединены в одно устройство.

Раздельная схема

Раздельная схема - в противоположность моноблочной - предполагает, что ПК состоит из системного блока и разнообразных внешних, то есть конструктивно самостоятельных подключаемых к системному блоку извне через стандартные интерфейсы (например: USB, D-Sub, DVI, FireWire), устройств (в частности: мониторы, клавиатура, мышь, микрофоны, звуковые колонки, веб-камеры, принтеры, сканеры, различные внешние модемы, игровые устройства).

Исторически такая схема ПК было самой первой. Она же до сих пор остается самой распространенной схемой стационарных ПК. Например, профессиональные рабочие станции практически всегда строятся по такой схеме.

Главное достоинство раздельной схемы - сравнительно легкая масштабируемость. То есть в любой момент можно без особых затруднений заменить любой из компонентов ПК (например, монитор). Но обратная сторона медали - наименьшая транспортабельность и сравнительная громоздкость такого ПК. Естественно раздельная схема применяется тогда когда главное требование к ПК - легкость и простота масштабирования.

Функциональным ядром в раздельной схеме стационарного ПК естественно является системный блок.

Известны два вида конструктивной компоновки системного блока:

• desktop - горизонтальная конструктивная компоновка системного блока, с возможностью размещения монитора на таком системном блоке;
• tower - «башенный» системные блок в вертикальной конструктивной компоновке.

Десктоп

Десктоп («настольный компьютер» в буквальном смысле слова) - стационарный компьютер, имеющий такой форм-фактор, что его удобнее располагать на столе (отсюда и применение термина «десктоп», от англ. desktop - «рабочая поверхность (письменного стола)») дома или в офисе. Раньше системные блоки такого типа обычно были широкими и места на них было достаточно для размещения на нём ЭЛТ-монитора. Это в свою очередь позволяло экономить место на рабочем столе, на который устанавливался десктоп. Естественно, это было учтено конструкторами корпусов, создававшими корпуса для таких системных блоков, способные выдерживать вес ЭЛТ-монитора. Но в результате десктоп получался по цене дороже «башенного» системного блока.

Десктопы применяются до сих пор, и до сих пор монитор ставят на десктоп. Однако из за уменьшения габаритов и веса комплектующих и ещё более резкого уменьшения веса и глубины мониторов (современные «доскообразные» мониторы - сплошь ЖК-мониторов - сравнительно малы по весу и глубине), стало возможным создавать и использовать сравнительно компактные и дешевые десктопы. В результате современный десктоп способен конкурировать с «башенным» системным блоком не только по эргономике но и по цене. А следовательно по соотношению цена/эргономика десктоп в настоящее время может быть ещё более выгодным, чем в «эпоху ЭЛТ-мониторов», приобретением. В частности многими фирмами выпускаются тонкие десктопы - слим-десктопы (slim-desktop). Естественно, тонкий десктоп эргономичнее чем классический «толстый» десктоп, так почти не влияет на высоту установки размещаемого на нём монитора.

Tower

«Башенный» системный блок - системный блок типа Tower («башня») - высокий и потому обычно располагается под столом (часто в специально предназначенных для это нишах или отделениях компьютерных столов). Из-за уменьшения размеров и массы комплектующих также стало возможно уменьшение и размеров самих «башенных» системных блоков. В результате, сначала появились системные блоки mini tower, а потом и slim tower. Мini tower потом вышли из эксплуатации, уступив место системным блока middle tower, являющихся в настоящее время самой многочисленной подгруппой «башенных» системных блоков. А slim tower доминируют в категории компактных «башенных» системных блоков.

Моноблок

Конструктивная схема стационарного ПК, в которой системный блок, монитор и, в настоящее время, микрофон, звуковая колонки, веб-камера конструктивно объединены в одно устройство - моноблок . Такой ПК эргономичнее (занимает минимум пространства) и более привлекателен с эстетической точки зрения. Также, такой ПК более транспортабелен, чем стационарные ПК, построенные по раздельной схеме. С другой стороны, такой ПК сложнее масштабировать и, в том числе, затруднена самостоятельная техническая модернизация и обслуживание. Например, если у моноблока сломается микрофон, то заменить его на исправный нередко возможно только в сервис-центре.

Мобильные (носимые) ПК

Ноутбуки

Компактные компьютеры, содержащие все необходимые компоненты (в том числе монитор) в одном небольшом корпусе, как правило, складывающемся в виде книжки (отсюда и название данного вида ПК). Приспособлены для работы в дороге, на небольшом свободном пространстве. Для достижения малых размеров в них применяются специальные технологии: специально разработанные специализированные микросхемы (ASIC), ОЗУ и жёсткие диски уменьшенных габаритов, компактная клавиатура, не содержащая цифрового поля, внешние блоки питания, минимум интерфейсных гнезд для подключения внешних устройств.

Как правило, содержат развитые средства подключения к проводным и беспроводным сетям, встроенное мультимедийное оборудование (динамики, часто, также, микрофон и веб-камеру). В последнее время вычислительная мощность и функциональность ноутбуков не сильно уступают стационарным ПК, а иногда и превосходит их. Очень компактные модели не оснащаются встроенным CD/DVD-дисководом.

Подключая к ноутбуку внешние клавиатуру, мышь, монитор, звуковые колонки, модемы, игровые устройства и иные внешние устройства ноутбук можно превратить в настольный ПК. Это можно делать вставляя ноутбук в специальный док, как это делалось раньше или напрямую (современные ноутбуки, особенно предназначенные для замены стационарных ПК в качестве рабочих станций, дают такую возможность).

Планшетные ПК

Планшетный ноутбук Toshiba 3500

Аналогичны ноутбукам, но содержат сенсорный, то есть чувствительный к нажатию, экран и не содержат механической клавиатуры. Ввод текста и управление осуществляются через экранный интерфейс, часто доработанный специально для удобного управления пальцами. Некоторые модели могут распознавать рукописный текст, написанный на экране.

Чаще всего корпус не раскрывается, как у ноутбуков, а экран расположен на внешней стороне верхней поверхности. Бывают и комбинированные модели, у которых корпус может тем или иным образом раскрываться (например, как слайдер), предоставляя доступ к расположенной внутри клавиатуре.

По вычислительной мощи планшетные ПК уступают стационарным и ноутбукам, так как для длительной работы без внешнего источника питания приходится использовать энергосберегающие комплектующие, жертвуя их быстродействием.

Карманные ПК (PDA)

КПК Acer N10

Сверхпортативные ПК, умещающиеся в кармане. Управление ими, как правило, происходит с помощью небольшого по размерам и разрешению экрана, чувствительного к нажатию пальца или специальной палочки-указки - стилуса, а клавиатура и мышь отсутствуют. Однако некоторые модели [уточнить ] содержат миниатюрную фиксированную или выдвигающуюся из корпуса клавиатуру.

Разрешение экрана стремится приблизиться к мониторам обычных компьютеров, в среднем около 800×480 в современных моделях.

В таких устройствах используются сверхэкономичные процессоры и флеш-накопители небольшого объёма, поэтому их вычислительная мощь несопоставима с другими ПК (особенно стационарными). Тем не менее, они содержат все признаки персонального компьютера: процессор, накопитель, оперативную память, монитор, операционную систему, прикладное ПО и даже игры и ориентированность на индивидуальное использование.

Всё более популярными становятся КПК с функциями мобильного телефона (коммуникаторы ). Встроенный коммуникационный модуль позволяет не только совершать звонки, но и подключаться к Интернету в любой точке, где есть сотовая связь совместимого стандарта (GSM /GPRS / , CDMA).

Нестандартные конструкции ПК

Barebone

Компьютер формата barebone

Barebone - компьютеры, строящиеся пользователем для выполнения определенных задач (обычно в качестве мультимедийной станции). В продажу поступают в виде так называемых «скелетных» баз в составе корпуса, материнской платы и системы охлаждения. Материнская плата, как правило, оснащена встроенными звуковым и видеоконтроллерами. Выбор конфигурации и соответственно комплектующих в виде дисковых накопителей, памяти и периферии, а также других устройств (ТВ-тюнера, дополнительной видеокарты и т. п.) остаются на усмотрение пользователя. Как правило, «баребоны» имеют меньшую высоту корпуса и, как следствие, уменьшенный внутренний объём, а также усовершенствованную систему охлаждения, отличающуюся низкой шумностью.

Защищённые ПК

Ряд компаний производит компьютеры, обладающие устойчивостью к агрессивным средам: сильной вибрации, ударам, большой запыленности, влажности, вандализму - условиям, в которых обычные ПК быстро бы вышли из строя. Как правило, устойчивые ПК выпускаются в формате ноутбуков , более тяжёлых и больших по размерам, чем обычные. Их стоимость также значительно выше. Одна из сфер применения таких ПК - военное дело (например, эксплуатация в полевых штабах).

Промышленные ПК

Предназначены для решения задач промышленной автоматизации. Отличаются стойкостью к различным внешним воздействиям, увеличенным жизненным циклом изделия, возможностью подключения к промышленным сетям (PROFINET , Profibus).

Тихий ПК

Бесшумный компьютер Zonbu

Для использования в жилых комнатах используются конструкции ПК, производящие минимум шума или работающие совершенно бесшумно. Такие модели можно оставлять включенными постоянно, что даёт ряд преимуществ: отсутствует период загрузки, компьютер всегда готов к работе и может постоянно отслеживать новую почту или мгновенные сообщения для пользователя. В целом, постоянно включенный ПК может выполнять ряд особенных задач:

• быть мультимедийной станцией (воспроизводить видео-, аудиозаписи, интернет-радио);
• работать как видеомагнитофон: записывать передачи телевидения или радио для последующего просмотра или прослушивания в удобное время;
• служить P2P -клиентом (обмениваться файлами в автоматическом режиме с другими компьютерами)
• служить домашним или даже интернет-сервером ;
• следить за температурой или присутствием с помощью соответствующих датчиков или фото-, видеокамеры (веб-камеры).

Чтобы сделать ПК тихим, используется несколько технологий:

• безвентиляторные типы охлаждения:
  • жидкостное (с передачей жидкости на большой пассивно-охлаждаемый радиатор)
  • применение термотруб (передача всей энергии путем термотруб на поверхность корпуса, также состоящего из меди или алюминия)
  • применение очень крупных радиаторов (часто с термотрубами)
  • погружение всей электроники в резервуар с некондуктивным маслом
  • фреоновое (применяется микрохолодильник с соответствующей электроникой и изоляцией. Не всегда «тихий». К примеру Vapo-chill)
  • жидкий азот (только кратковременное, не предназначено для сколь-либо долгой эксплуатации, как правило для разгона - хотя бесшумно)
• малошумные вентиляторы с лопастями специальной формы;
• процессоры , не требующие активного охлаждения (ввиду их маломощности, это не всегда приемлемое решение);
• малошумные жёсткие диски , а также установка их на шумопоглощающие крепления;
• замена жёстких дисков на флеш-память или удалённые дисковые массивы;
• установка бесшумного (noiseless) блока питания.

Большинство современных персональных компьютеров способны снижать потребляемую мощность и уровень шума в моменты низкой нагрузки, но для постоянной тихой работы не обойтись без применения специальных технологий, указанных выше.

Компактные ПК

Некоторые компании предлагают ПК значительно меньших размеров, чем стандартные. Такие модели занимают меньше места в рабочей или домашней обстановке, легче вписываются в интерьер, зачастую красивее и тише обычных ПК. Собрать компактную модель по силам большинству пользователей, если подобрать специальные модели корпуса и материнской платы.

Одними из первых компактных компьютеров были модели Macintosh в 1984 году , которые представляли собой моноблок : системные компоненты в одном корпусе с монитором . Значительно позже идея была продолжена в моделях eMac и iMac . Аналогичные по формату компьютеры пытались выпускать и другие компании (например, eMachines), но без особого успеха.

Параллельно технологии миниатюризации отрабатывались на тонких клиентах , которые обычно невелики по размерам и весу, но полноценными ПК не являлись. (Тонкий клиент - это на самом деле «умный» терминал, позволяющий, например, превратить ПК в многопользовательский компьютер).

Долгое время [когда? ] вершиной миниатюризации считался [кем? ] компьютер Mac mini . Этот чрезвычайно компактный компьютер (по размерам как небольшая, но толстая книга) обладает тем не менее адекватной вычислительной мощностью (процессор Intel Core Duo) и работает бесшумно. Однако в настоящее время, с появлением плат форм-фактора pico-ITX , появились модели, соперничающие по размерам с Mac mini.

Существует несколько конкурирующих между собой проектов компактных и дешёвых в производстве персональных компьютеров, некоторые из которых предназначены для развивающихся стран: OLPC , VIA pc-1 Initiative, Classmate PC , Asus Eee PC и др. Однако удешевление и миниатюризация достигнуты ценой заметного отставания по вычислительной мощности от полноразмерных ПК.

Технологии, уменьшающие габариты ПК:

• материнская плата уменьшенного формата (mini-ITX и др.);
• малогабаритный корпус;
• встроенные CD/DVD-дисководы со щелевой загрузкой или отсутствие таких дисководов;
• меньшее количество отсеков для жёстких дисков и DVD/CD-дисководов, зачастую всего один;
• меньше гнёзд USB, аудио и т. д.;
• внешние блоки питания и устройства (например, CD/DVD-дисководы) вместо встроенных.

Хакинтош

Хакинтош (англ. hackintosh , от слов хакер или хак и макинтош ) - ПК, собранный любителем и способный работать под управлением Mac OS X , во взломанном для запуска на «неяблочном» компьютере варианте называемой OSx86 , то есть более дешёвый аналог компьютера от Apple . Так как современные макинтоши рассчитаны на процессоры Intel и другие стандартные компоненты, возникает теоретическая возможность запускать Mac OS X на любых ПК на базе этих процессоров. В реальности поддерживается только узкий набор аппаратных конфигураций, которые встречается в настоящих макинтошах, поэтому «хакинтош» должен повторять одну из этих конфигураций. С другой стороны Mac OS X создана для макинтоша и только, и корректно и максимально производительно будет работать только на макинтоше. Кроме того, в легально поставляемой Mac OS X присутствуют ограничения, не позволяющие ей работать на чужой аппаратуре, так что в «хакинтоше» применяют старую служебную версию без этих ограничений, либо взломанную более свежую версию, либо специальные аппаратные средства, имитирующие сигнатуры макинтоша, проверяемые системой. Установка системы Mac OS X на компьютеры, не произведённые Apple, является также нарушением лицензии на эту ОС.

Персональный сервер

Любой сервер, используемый неким человеком в качестве личного сервера и по этому признаку относимый к ПК. Но конструктивно такой сервер, как любой сервер, может быть каким угодно. В частности такой сервер может быть и стоечным.

Персональная рабочая станция

Конструктивно любой компьютер, используемый в качестве персональной, то есть однопользовательской, рабочей станции и который, зачастую, ПК можно признать лишь по этому признаку. То есть конструктивно это может быть даже суперкомпьютер, но он может считаться ПК, если используется в качестве персональной рабочей станции.

Персональный суперкомпьютер

Естественно это такой же суперкомпьютер, только являющийся личным суперкомпьютером некоего человека. И хотя случаев владения персональными, то есть личными, суперкомпьютерами ещё не было, но в принципе возможно и такое. Ведь многие люди владеют, например, личными самолётами.

Проблемы терминологии

В конце 1970-х, после начала массового производства микросхем всё большей степени интеграции, стоимость компьютеров резко упала. Это привело к созданию вместо многопользовательских мейнфреймов компьютеров, которые эксплуатировались одним человеком. Такие компьютеры стали называть «персональными компьютерами».

Персональные компьютеры всё же имели довольно большую стоимость (несколько тысяч долларов) и в домашних условиях практически не применялись.

В начале 1980-х годов годов фирмы стали производить облегчённые варианты персональных компьютеров, обычно размещаемых в клавиатурах. Эти компьютеры имели небольшую стоимость, были доступны для семей со средним достатком и ориентированы на домашнее (в том числе игровое) использование. Такие компьютеры получили общее название «домашний компьютер».

В настоящее время подавляющее большинство продаваемых компьютеров ввиду своей функциональности и стоимости могут эксплуатироваться как в офисах, так и в домашних условиях.

Термины «ЭВМ», «персональный компьютер» и «домашний компьютер» постепенно теряют первоначальный смысл и сливаются в более короткий и привычный термин «компьютер», который подразумевает вычислительную машину с клавиатурой, системным блоком и монитором.

Чтобы отличать ПК от других типов компьютеров, существуют уточняющие термины: ноутбук (лэптоп ), нетбук , планшетный компьютер и т. д.

См. также

Примечания

Литература

• Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. - 17-е изд. - М .: Вильямс, 2007. - 1504 с. - ISBN 0-7897-3404-4
• Ковтанюк Юрий Славович. Библия пользователя ПК. - М .: Диалектика, 2007. - 992 с. - ISBN 978-5-8459-1196-4

Ссылки

Компоненты персонального компьютера
Системный блок
Память
Носители и дисководы
Вывод
Ввод
Игры
Прочее

Классы компьютеров
По выполняемым задачам
По представлению данных
По системе исчисления
По рабочей среде
По назначению