Сколько потребляет домашний компьютер электроэнергии в час?
Сейчас вопрос экономии денежных средств стоит достаточно остро. Многие люди стараются уменьшить потребление электроэнергии, дабы не платить большие деньги за коммунальные услуги. Если в офисах и больших рабочих помещениях используются особые меры, то обычному человеку приходится ограничивать себя. Приходится меньше смотреть телевизор, проверять, выключен ли свет после каждого ухода и многое другое.
До многих приходит мысль, о том, чтобы значительно уменьшить количество употребленной энергии можно за счет отключения компьютерной техники. Прекрасная идея, не правда ли?
На протяжении всего месяца вы старательно и вовремя отключаете свой компьютер, ожидаете небольшой счет за коммунальные услуги. И внезапно, квитанция показывает, что необходимо сплотить довольно приличную сумму. «Как? Я же смотрел за количеством употребляемой энергии, выключал все, меньше играл в танки — а толку ноль! Нет смысла и дальше стараться экономить, все равно счета не особо отличаются». Такие случаи частенько происходили. Так, сколько электроэнергии потребляет компьютер? Давайте узнаем.
реклама
Прежде, чем начать, хотелось бы обратиться к «бывалым» завсегдатаям нашего любимого сайта, поскольку я предвижу различную реакцию на появление материалов для новичков. Прежде всего, вспомните себя в начале своего «компьютерного пути». Вам также было необходимо с чего-то начинать. И теперь, когда вы достигли недосягаемых вершин и можете с уверенностью назвать себя Камрадом, вам не пристало свысока смотреть на неопытных пользователей. Вместо этого вы можете передать им свой бесценный опыт, чтобы он не оказался в забвении, и получать от этого наставническое удовлетворение. Кроме того, любому сообществу всегда требуется «молодая кровь», иначе оно деградирует и растворится в бесформенную массу. Поэтому скажем новичкам — добро пожаловать!
Итак, начнём! С каждым годом реальный мир на планете всё более и более компьютеризируется. Каждый человек всё чаще испытывает потребность в знаниях в этой области. Но если вы почувствовали, что вам все эти новейшие технологии цивилизации ещё и интересны, то у вас есть шанс получить увлечение на всю жизнь! Именно с этого чувства зарождается компьютерный энтузиаст – человек, для которого компьютеры и всё, что с ними связано стали неотъемлемым хобби на протяжении всей жизни. Не важно, сколько вам лет, какие у вас знания, образование и какой у вас доход. Компьютерный мир необъятен и он подарит вам общение, знания и море положительных впечатлений, которые не иссякнут никогда! Вы даже сможет стать фанатом определенного лагеря, как в футболе, и вести непримиримую борьбу с оппонентами.
Составляющие части компьютера
Главное, что нужно запомнить, это то, что любой компьютер состоит из аппаратного и программного обеспечения (ПО), которые неразрывно связаны между собой. При отсутствии одного из них компьютер не сможет работать.
Все механические электронные части в совокупности называются аппаратным обеспечением или hardware (железо).
Другими словами, это физические комплектующие компьютера. Если рассматривать обычный настольный ПК, то к его аппаратному обеспечению относится:
- Системный блок — основная часть ПК. В системном блоке находится сердце компьютера – память и процессор. Память бывает оперативной RAM (для хранения временных данных) и HDD (жесткий диск), на котором вы можете хранить постоянно большое количество личных данных (фото, видео, программы, тексты).
- Клавиатура, мышь, микрофон, тачпад, сканер, трекбол, джойстик – устройства ввода информации.
- Монитор, принтер, звуковые колонки, мультимедийный проектор – устройства для вывода.
- Дисковод, флешка, модем (это что?), фото и видеокамера – устройства, которые могут одновременно вводить и выводить данные.
Программное обеспечение, или софт (software) – это различные программы для обработки данных. Например: веб-браузер, антивирусы, архиваторы, текстовые и графические редакторы и др.
Но основа программного обеспечения (ПО) — это операционная система (ОС).
Для домашних персональных компьютеров зачастую используются системы на платформе Windows и Linux. Для компьютеров фирмы Apple используется своя операционная система Mac OS. Лидирующее место среди операционных систем для персональных компьютеров занимает Windows.
Есть несколько простейших правил, которые легко отрегулируют этот показатель под желания человека:
- Составьте график работы ПК так, чтобы исключить постоянные переходи техники из одного режима в другой.
- Важно покупать экономные модели. Их КПД выше. Однако они и будут стоить дороже.
- Минимизируйте яркость экрана. Нет никакой необходимости выставлять максимальный показатель яркости.
- Если нужно максимальная экономия электроэнергии, то лучше продать ПК всем комплектом и приобрести ноутбук. Это во много раз уменьшит потребление электричества в сутки.
Стоит признать, что современные компьютеры больше нацелены на удовлетворение желаний человека, чем на экономию. Поэтому становится сложнее подбирать оптимальный вариант компьютерной техники с невысоким потреблением энергии. И можно лишь предполагать, сколько будут использовать электричества будущие монстры в компьютерном мире.
Нынешнее время
Примерно с 2013 года началось стремительное развитие машин вычислительного типа шестого поколения. Представлены электронными и оптоэлектронными ЭВМ с работой на основе десятков тысяч микропроцессоров. Они наделены параллелизмом. Способны моделировать архитектуру нейронных биологических систем, благодаря чему возможно успешное распознавание сложных образов.
Сейчас для «крупных» операций в качестве решений используют суперкомпьютеры. Они не предназначаются для стационарного «домашнего» применения. Обладают множеством функций и огромной мощностью. Основная сфера применения – Big Data.
Технологии и IT стремительно развиваются. Неизвестно, какие еще идеи будут реализованы в ближайшее время. Но в эру цифровых технологий разработчики стараются внедрять в свои машины искусственный интеллект.
Тенденции показывают то, что фирмы-производители стараются по сей день совершенствовать рассматриваемые «девайсы». Настоящее время демонстрирует следующее — они больше ориентированы на «рядового пользователя». Наделяются не только красивым интерфейсом, но и обладают неплохими мощностями.
Также вам может быть интересна статья «Компьютер – как все начиналось».
P. S. Интересуют компьютеры и сфера информационных технологий? Обратите внимание на профессиональные курсы Otus!
Почему все так полюбили транзисторы
До транзисторов у учёных уже было некое подобие вычислительных машин. Например, счёты: там оператор управлял перемещением бусин в регистрах и складывал таким образом числа. Но оператор медленный и может ошибаться, поэтому система была несовершенной.
Были механические счётные машины, которые умели складывать и умножать числа за счёт сложных шестерней, бочонков и пружин, — например, арифмометр. Они работали медленно и были слишком дорогими для масштабирования.
Были вычислительные машины на базе механических переключателей — реле. Они были очень большими — те самые «залы, наполненные одним компьютером». Их могли застать наши родители, бабушки и дедушки.
Позже придумали электронные лампы: там управлять током уже можно было с помощью другого тока. Но лампы перегревались, ломались, на них мог прилететь мотылёк.
И только в конце сороковых учёные изобрели твердотельные транзисторы: вся кухня с включением и выключением тока проходила внутри чего-то твёрдого, устойчивого и безопасного, не привлекающего внимания мотыльков. За основу взяли германий и кремний и стали развивать эту технологию.
Кайф твердотельных транзисторов в том, что взаимодействия там происходят на скоростях, близких к скорости света. Чем меньше сам транзистор, тем быстрее по нему пробегают электроны, тем меньше времени нужно на вычисления. Ну и сломать твердотельный транзистор в хорошем прочном корпусе намного сложнее, чем хрупкую стеклянную лампу или механическое реле.
Применение компьютеров
Первые компьютеры создавались исключительно для вычислений (что отражено в названиях «компьютер» и «ЭВМ»). Даже самые примитивные компьютеры в этой области во много раз превосходят людей (если не считать некоторых уникальных людей-счётчиков). Не случайно первым высокоуровневым языком программирования был Фортран, предназначенный исключительно для выполнения расчётов.
Вторым крупным применением были базы данных. Прежде всего они были нужны правительствам и банкам. Базы данных требуют уже более сложных компьютеров с развитыми системами ввода-вывода и хранения информации. Для этих целей был разработан язык Кобол. Позже появились СУБД со своими собственными языками программирования.
Третьим применением было управление всевозможными устройствами. Здесь развитие шло от узкоспециализированных устройств (часто аналоговых) к постепенному внедрению стандартных компьютерных систем, на которых запускаются управляющие программы. Кроме того, всё бо́льшая часть техники начинает включать в себя управляющий компьютер.
Наконец, компьютеры развились настолько, что компьютер стал главным информационным инструментом как в офисе, так и дома. Т. е. теперь почти любая работа с информацией осуществляется через компьютер — будь то набор текста или просмотр фильмов. Это относится и к хранению информации, и к её пересылке по каналам связи.
Наиболее сложным и слаборазвитым применением компьютеров является искусственный интеллект — применение компьютеров для решения таких задач, где нет чётко определённого более или менее простого алгоритма. Примеры таких задач — игры, машинный перевод текста, экспертные системы.
Принцип работы
Вакуумные лампы
Радиолампа представляет собой стеклянную колбу с электродами, из которой откачан воздух. Простейшая разновидность ламп — диод, состоящий из катода и анода, а также спирали, разогревающей катод до температур, при которых начинается термоэлектронная эмиссия. Электроны покидают катод и под действием разности потенциалов притягиваются к аноду. В обратном направлении заряд не переносится, так как заряженных ионов в колбе нет (вакуум). При изменении полярности электроны, покинувшие разогретый электрод, будут притягиваться обратно. До второго электрода они долетать не будут, отталкиваясь от него из-за отрицательного потенциала. Если добавить еще один электрод, то получится триод. В электровакуумном триоде устанавливается сетка между катодом и анодом. При подаче на сетку отрицательного потенциала она начинает отталкивать электроны, не позволяя им достичь анода. При подаче модулированного сигнала ток будет повторять изменения потенциала на сетке, поэтому изначально триоды использовали для усиления сигналов.
Радиолампа и схема триггера на двух триодах
Если взять два триода и соединить анод каждого с сеткой другого, то мы получим триггер. Он может находиться в одном из двух состояний: если через один триод идет ток (триод открыт), то на сетке второго триода появляется потенциал, препятствующий току через второй триод (триод закрыт). Если кратковременно подать отрицательный потенциал на сетку открытого триода, то мы прекратим ток через него, что откроет второй триод, который уже закроет первый. Триоды поменяются местами. Таким образом можно хранить один бит информации. Через другие схемы триодов можно строить логические вентили, реализующие конъюнкцию, дизъюнкцию и отрицание, что позволяет создать электронно-вычислительное устройство.
Запоминающее устройство
На первых порах развития ЭВМ использовались разные подходы к созданию запоминающих устройств. Помимо памяти на триггерах из радиоламп и на электромагнитных реле (как в Z3) имелись следующие виды:
- Память на магнитных барабанах
- Память на электронно-лучевых трубках
- Память на линиях задержки
Линии задержки
Основная идея линий задержки возникла в ходе разработки радаров во время Второй мировой войны. В первых ЭВМ в качестве линий использовались трубки с ртутью (у нее очень низкое затухание ультразвуковых волн), на концах которой располагались передающий и принимающий пьезокристаллы. Информация подавалась с помощью импульсов, модулированных высокочастотным сигналом. Импульсы распространялись в ртути. Информационная емкость трубки в битах равнялась максимальному количеству одновременно передаваемых импульсов. Единица кодировалось присутствием импульса на определенном «месте», ноль — отсутствием импульса. Приемный пьезокристалл передавал импульс на передающий — информация циркулировала по кругу. Для записи вместо регенерации импульсов вводились записываемые. Такой вид памяти использовался в компьютерах EDVAC, EDSAC и UNIVAC I.
Запоминающее устройство на ртутных акустических линиях задержки в UNIVAC I
Запоминающие электронно-лучевые трубки (трубки Уильямса)
При попадании электронного луча на точку на люминофорном экране происходит вторичная эмиссия и участок люминофора приобретает положительный заряд. Благодаря сопротивлению люминофорного слоя, точка долю секунды держится на экране. Однако, если не отключать луч сразу, а сдвинуть его в сторону от точки, рисуя тире, то электроны, испущенные во время эмиссии, поглощаются точкой, и та приобретает нейтральный заряд. Таким образом, если выделить N точек, то можно записать N бит информации (1 — нейтральный заряд, 0 — положительный заряд). Для считывания информации используется доска с электродами, прикрепленная к внешней стороне экрана. Электронный луч снова направляется в точку, и та приобретает положительный заряд независимо от изначального. С помощью электрода можно определить величину изначального заряда (значение бита), однако информация уничтожается (после каждого считывания нужна перезапись). Так как люминофор быстро теряет заряд, необходимо постоянно считывать и записывать информацию. Такой вид памяти использовался в Манчестерском Марк I и Ferranti Mark1; американских IBM 701 и 702
Трубка Уильямса
Магнитные барабаны
Магнитные барабаны чем-то похожи на современные магнитные диски. На поверхность барабана был нанесен тонкий ферромагнитный слой. Несколько считывающих головок, расположенных по образующим диска, считывают и записывают данные на своей отдельной магнитной дорожке.
Архитектура фон Неймана
Архитектура фон Неймана строилась на следующих принципах:
- Принцип двоичности:
- Принцип программного управления:
- Принцип однородности памяти:
- Принцип адресуемости памяти:
- Принцип условного перехода:
Основным недостатком этой архитектуры является ограничение пропускной способности между памятью и процессором. Из-за того, что программа и данные не могут считываться одновременно, пропускная способность между памятью и процессором существенно ограничивает скорость работы процессора. В дальнейшем, данную проблему решили с помощью введения кеша, что вызвало другие проблемы( например, уязвимость Meltdown).
Справедливости ради необходимо уточнить, что данные идеи не являются идеями Джона фон Неймана в полной степени. Также в их разработке участвовали ещё несколько ученых, пионеров компьютерной техники: Джон Преспер Экерт и Джон Уильям Мокли.
Гарвардская архитектура
Гарвардская архитектура была разработана в 30-е годы прошлого века Говардом Эйкеном в Гарвардском университете (Невероятно, но факт). В отличии от архитектуры фон Неймана, Гарвардская подразумевала разные хранилища для данных и инструкций, а также разные каналы их передачи. Такой подход позволял одновременно считывать команда из программы и данные из памяти, что вело к значительному увеличению общей производительности компьютера. Но, в тоже время, такая схема усложняет саму систему. В дальнейшем Гарвардская архитектура проиграла архитектуре фон Неймана, отчасти из-за этого фактора.
Гарвардская архитектура
Так что же лучше подходит для игр?
МЕХАНИЧЕСКИЕ. Если говорить о механических клавиатурах, то прямо сейчас на рынке доступно гораздо больше устройств. Однако это логично, поскольку оптические переключатели все еще относительно новые и только набирают популярность. Таким образом, многие пользователи пока не готовы переходить на них.
Однако в ближайшее время ситуация может измениться, ведь мы наблюдаем выход все большего количества оптических устройств. Например, серия Razer Huntsman предлагает кастомизацию, скорость и надежность, что особенно ценят геймеры.
