В каких вариантах может быть реализован современный персональный компьютер

Компьютер и его составляющие

Мы постоянно сталкиваемся с персональными компьютерами: работаем на них в школе, отдыхаем дома, выполняем определенные задания в библиотеке или на кружках. Но пользуясь всеми возможностями, которые открывает для нас эта техника, можем даже не задумываться, из чего она состоит и что нужно, чтобы все работало. А ведь так интересно, какие компоненты обязательны, а какие позволяют превратить домашний компьютер в мощную звукостудию или современную типографию.

План урока:

Архитектура современных компьютеров

Архитектура современных персональных компьютеров имеет отличия от классической, но в целом является её продолжением. Главным и основным отличием современных персональных компьютеров является объединение арифметического, логического блоков и блока управления в один элемент, который называется центральным процессором.

Это объединение произошло благодаря повышению степени интеграции микросхем и их развитию, что дало возможность поместить в маленькую по габаритам деталь обширный набор выполняемых процедур. Архитектура нынешних персональных компьютеров отличается также тем, что имеет в своём составе контроллеры. Их появление вызвано изменением роли процессора как главного устройства, выполняющего процедуру обмена информацией с внешними устройствами. Возможности новых микросхем позволили убрать ввод-вывод из функций процессора. Были разработаны разнообразные каналы обмена данными, а также наборы микросхем, которые в последствии получили название контроллеры.

Типы и виды компьютеров. Обзор конструктивных типов ПК. Руководство по подбору ПК. Умение читать технические характеристики.

Основа работы с компьютером, это конечно же понимание чем один отличается от дурго. Согласитесь, уметь отличить полноценный системный блок от тонкого клиента, или уметь подобрать соответствующий ПК для гейминга, а не схватить сервер для полноценной работы 1С, это тот самый минимум, который необходим каждому сисадмину.

Что такое тип компьютера – это группа компьютеров, обладающая схожей функциональностью или способом использования, а видом компьютера считается определённая вычислительная техника и схожие обычно по внешнему виду вычислительные устройства, так же, как и тип компьютера, имеют свои отличительные возможности. К примеру персональный компьютер – это тип, а виды ПК – это компьютеры которые используются человеком в личных целях: моноблок, планшет, неттоп и т.д.

Персональные компьютеры

Персональный компьютер, или сокращенно ПК, применяются как средства массовой автоматизации (в основном для создания на их основе автоматизированных рабочих мест) в социальной и производственных сферах деятельности в различных областях народного хозяйства и предназначенные для пользователей, не обладающих специальными знаниями в области вычислительной техники и программирования.

ПК могут быть представлены как видами настольных компьютерных систем — Desktop, так и портативными компьютерными устройствами, некоторые из которых можно не только взять с собой скажем в дорогу, но и положить в карман. В свою очередь персональные компьютеры можно разделить на портативные и стационарные устройства.

Виды стационарных персональных компьютеров

Под типом стационарного ПК подразумевается компьютер, имеющий постоянное место, например компьютерный. Такие компьютеры так же можно назвать рабочими станциями, ведь вычислительных мощностей хватает для выполнения определённой работы, то есть интенсивных вычислений.

Выделяются три основных типа таких устройств:

1. Настольные компьютеры или десктопы

Самыми высокопроизводительными представителями персональных компьютеров являются именно настольные компьютеры. Настольным компьютер таким называется потому, что местом размещения служит письменный, а в последующим после некоторых изменений — компьютерный стол.

Основным компонентом тут считается системный блок, обычно представляющий из себя прямоугольную коробку, чаще всего находящуюся или в верхней части стола или же в нижней. К системному блоку подключается монитор, клавиатура и мышь, все эти компоненты взаимодействуют между собой.

Системный блок является модульным устройством, что означает возможность замены каждого комплектующего – модуля, самостоятельно. Это неоспоримое преимущество настольных компьютеров. Разобрать тот же ноутбук или моноблок, и заменить в нем какое-то устройство, гораздо сложнее.

Неттоп это минимизированная версия системного блока, кроме размеров отличается меньшим энергопотреблением и выделением шума, и как следствием в большинстве случаев меньшей производительностью. Но всё это способствует отличной интеграцией с интерьером офиса или дома.

Моноблок является так же стационарным компьютером, но без системного блока. Каркасом для такого вида компьютеров как моноблок служит один общий корпус с монитором. Все комплектующие размещаются в тыловой части, за дисплеем, что создаёт определённую эстетичность для работы за компьютером.

Виды портативных персональных компьютеров

Портативный — значит переносной. Такой тип компьютеров для увеличения часов автономной работы ограничивает себя в производительности, но и этих возможностей хватает для выполнения определённых, вычислительных операций.

Ноутбуки и нетбуки

Ноутбуки — это компьютеры, которые можно без труда переносить, имеют возможность автономной работы, которая возможна именно благодаря батареи, как и у других видов портативных компьютеров. Кроме этого отличительной чертой от стационарных компьютеров делает наличие совмещённых комплектующих, дисплея клавиатуры в одном корпусе. А способность складываться делает их ещё компактнее.

Нетбуки же, это всё те же ноутбуки, имеющие не только меньшие размеры и больше времени работы от аккумуляторной батареи, но и менее высокую производительность. Также их небольшие размеры могут сыграть негативную роль при работе с документами и даже навигации в интернете.

2. Планшеты и планшетные ноутбуки

Планшеты, это переносные компьютеры. В основном предназначены для выполнения простых задач, таких как просмотра интернет страниц, видео и прослушивания музыки, основой тут является такое устройство ввода, как сенсорный дисплей — Touchscreen (тачскрин).

3. Карманные типы компьютеров и смартфоны

Если раньше отличия между смартфонами и КПК (карманными персональными компьютерами) были действительно заметны, то сейчас средне статистический смартфон выполняет те же функции, а популярность КПК уже не та, что ранее, но все же своих пользователей данный вид компьютера имеет.

Вычислительные серверы

Сервером называется компьютер, выделенный из группы персональных компьютеров (или рабочих станций) для выполнения какой-либо сервисной задачи без непосредственного участия человека. Сервер и рабочая станция могут иметь одинаковую аппаратную конфигурацию, так как различаются лишь по участию в своей работе человека за консолью.

Высокая производительность серверных версий компьютеров очень важна, но не так как их надёжность. Компьютеры, выполняющие задачу сервера, первым делом должны иметь очень высокую надёжность и работать без исключения весь срок службы, ведь хранящаяся информация на сервере должна быть постоянно доступной, и ни в коем случае её нельзя потерять. Использование резервных копий становится обязательных для таких типов компьютерных решений.

Серверы могут обрабатывать большое количество информации, а в основе вычислений лежит параллельная обработка информации. Поэтому серверные версии компьютеров направлены на развитие многопроцессорности и их многоядерности.

Вообще, сервером может являться практически любой компьютер не обязательно он должен быть громоздким как представляют многие, ведь его функцией является обслуживание других компьютеров в сети, он является их информационным источником.

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютерами называют компьютеры с самой высокой производительностью. Такие вычислительные сооружения являются сверхбыстродействующими типами компьютеров. Из себя представляет многокомпьютерный и многопроцессорный комплекс, занимающий помещения больших размеров, с общей памятью и другими устройствами, тоже являющимися общими.

Таким вычислительным машинам свойственна мультипроцессорная обработка множества операций одновременно – триллионы операций в секунду. Используют возможности таких компьютеров для очень важных задач, на государственном, мировом уровне. В моделирование сложных природных явлений, различное воздействие химического, биологического или ядерного оружия, такой суперкомпьютер даёт возможность максимально приближённо предсказать к примеру, катаклизм. Такие компьютеры могут занимать целые здания, госучреждений, научно-вычислительных и научно-исследовательских центров.

Как подобрать компьютер. Умение читать технические характеристики.

Теперь, когда мы знакомы с типами и видами ПК можно попробовать собрать свой компьютер. Для этого, нам нужно определиться для чего мы будем его использовать. Возможно это будет полноценный игровой компьютер, или же мы хотим использовать его как студию для обработки видео, а может быть это будет просто компьютер для работы в офисных программах. В зависимости от поставленных задач, будет отличаться и стоимость компьютера.

Многие люди, когда приходят в магазин компьютерной техники изначально теряются при виде многообразия представленных моделей. Учитывая то, что производители стараются представить свою продукцию в наиболее выгодном формате, соответственно корпуса становятся все более красивыми, с дополнительными подсветками, вентиляторами и прочими маркетинговыми вставками. Естественно, ориентироваться только на внешний вид неправильно.

Определившись с поставленными задачами, и поняв, что нам собственно нужно, переходим к чтению конфигурации понравившегося нам ПК.

Как правило на ценниках пишут достаточную информацию для понимания того, что за устройство находится у нас перед глазами.

Например что-то вроде :

Ноутбук LENOVO IdeaPad L340-15IRH – модель;

15.6″ – диагональ экрана;

IPS – тип матрицы;

Intel Core i5 9300HF – процессор;

2.4ГГц – тактовая частота процессора;

8Гб – оперативная память;

256Гб SSD – емкость жесткого диска и его тип;

nVidia GeForce GTX 1650 – видеокарта;

4096 Мб – память видеокарты;

noOS – предустановленная операционная система (в данном случае ее нет).

Как вы видите, перед нами очень даже неплохой ноутбук, стоимостью на июнь 2020 года около 60 тысяч рублей.

Операционные системы компании Microsoft:

DOS (Disk Operating System). Пользовательский интерфейс – командная строка. Команды вводятся с клавиатуры в специальной строке – командной строке.

Windows 3.1 и 3.11 – Графическая оболочка, расширяющая возможности DOS.

У всех дальнейших операционных систем интерфейс графический.

Семейство Windows-98 / NT / ME / 2000 / XP/ 7/ 8.

Элементы интерфейса Windows:

Рабочий стол.

Очень удачное название. Появляется сразу после загрузки ОС. Экран, на котором, как на столе, расположены в виде значков (иконок) инструменты управления и программы.

Значки.

Значки соответствуют реальным объектам Windows – программам, документам, устройствам. Запуск/открытие производится двойным щелчком кнопки мыши по значку либо щелчком правой кнопки мыши и последующим выбором в появившемся контекстном меню строки Открыть. Программы могут находиться как на Рабочем столе, так и на диске. Если программы находятся на диске, на Рабочем столе они представлены ярлыком.

Ярлыки.

Ярлык программы – это только указатель (адрес) места на диске, где программа хранится. Запуск программы производится двойным щелчком кнопки мыши по ярлыку либо щелчком правой кнопки мыши и выбором в появившемся контекстном меню строки Открыть. Ярлык имеет тот же вид, что и значок, обозначающий саму программу, но отличается от него небольшой стрелочкой внизу слева.

Панель задач.

Самая нижняя широкая строка экрана. Содержит:

кнопку Пуск,
кнопки открытых окон,
индикаторы,
часы.

Окно.

Окно – Основной интерфейс Windows, в его честь названа сама система. Соответствует активной программе, открытому документу, активному диалогу и служит для работы с ними.

Вопросы и задания

1. Расскажите о смене элементной базы компьютеров, происходившей при переходе от одного поколения к другому. Как при этом менялись основные характеристики ЭВМ?

2. В чем состоял отход от архитектуры фон Неймана на ЭВМ второго и третьего поколений?

3. Что позволило реализовать мультипрограммный режим работы на ЭВМ третьего поколения?

4. Чем принципиально отличается архитектура ПК от классической архитектуры компьютеров первых поколений?

5. Какие функции выполняют контроллеры внешних устройств на ПК?

6. В чем состоит принцип открытости архитектуры ПК?

7. Какие функции выполняли первые операционные системы?

8. Для каких классов задач нужны сверхпроизводительные вычислительные системы?

9. Что такое параллельные вычисления?

10. Для примера со сложением чисел 25 учениками попробуйте проанализировать следующие ситуации: в классе всего 1 кусочек мела; в классе 5 кусочков мела; в классе 25 кусочков мела. Оцените, как от этого зависит время решения задачи (учтите еще ширину доски и время перемещения учеников по классу). Попробуйте построить модель такого процесса. Переведите эту ситуацию на язык компьютерной терминологии для многопроцессорных систем.

11. Чем отличаются мультикомпьютерные системы от мультипроцессорных? По какому принципу работают суперкомпьютеры?

Современный персональный компьютер может быть реализован в настольном