Учитель информатики

Классификация компьютеров

Первый компьютер был создан в 1946 году в США. Данная электронная вычислительная машина (ЭВМ) состояла из 18 тыс. вакуумных ламп, весила 30 тонн, занимала площадь около 200 м 2 и потребляла огромное количество энергии. В 1964 г. фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360, после чего продолжается постоянное развитие компьютерной техники и элементной базы.

Компьютерная техника может классифицироваться по назначению, мощности, размерам, элементной базе и т.д. Такое разделение компьютеров является условным, что объясняется стремительным развитием компьютерной науки и техники.

В общем виде компьютеры можно разделить:

• по производительности и быстродействию;
• по назначению;
• по уровню специализации;
• по типу процессора;
• по особенностям архитектуры;
• по размерам.

В зависимости от набора решаемых задач, на основании которых формируются требования к характеристикам, компьютеры делят на:

• персональные компьютеры;
• рабочие станции;
• серверы;
• мэйнфреймы;
• суперкомпьютеры (кластерные архитектуры).

2.1.2. Устройства компьютера и их функции

Любой компьютер состоит из процессора, памяти, устройств ввода и вывода информации. Функции, выполняемые этими устройствами, в некотором смысле подобны функциям мыслящего человека (рис. 2.3). Но даже столь очевидное сходство не позволяет нам отождествлять человека с машиной хотя бы потому, что человек управляет своими действиями сам, а работа компьютера подчинена заложенной в него программе.

Компьютер история создания и развития

Отец компьютера

Сделать автоматизированную вычислительную машину хотели еще в 19 веке, тогда Чарльз Бэббидж создал ее первый концепт. Заниматься она должна была навигационными вычислениями. Машина была бы программируемой с помощью перфокарт. Но завершить дело ему не удалось, и упрощенную версию уже закончил его сын, в 1 906 представив ее использование в вычислительных таблицах.

В сообществе, Чарльза Бэббиджа принято считать «отцом компьютера» за счет того, что он придумал концепцию и по сути опередил на столетие свое время.

Аналоговые компьютеры

Первые компьютеры были аналоговыми и позволяли решать лишь узкоспециализированные задачи. Т.е. одно такое устройство решает лишь одну определенную задачу. Строились они на механической и электронной модели. Первым из них считается устройство для прогнозирования приливов, которое разработал Уильям Томсон.

Из-за того, что использовались механические детали, сделать такие устройства мульти задачными было практически невозможно или просто очень тяжело. Часто такие устройства мы видим в разных книгах и фильмах про фантастику. Это была эпоха механических вычислительных устройств, где использовались различные шестерни, рычаги и другие, а не электронные компоненты. Если электронные компоненты и использовались, то не так как сейчас.

В 1 927 году апогеем аналоговых компьютеров стал дифференциальный анализатор, созданный Х.Л Хазеном и Ванневаром Бушем в Массачусетском технологическом институте. Сделали его на основе механических интеграторов Джеймса Томсона с использованием крутящего момента, который изобрел Х.В. Ниман. Их успели сделать около двенадцать штук пока поняли, что это уже устаревающая технология. Уже к 1 950 году цифровые электронные-компьютеры завоевали свою популярность и вытеснили аналоговые, но их еще продолжали использовать для некоторых отраслей — авиации и образования. И в течение этого же десятилетия перестали.

Цифровые компьютеры

К 1 938 году ВМС США смогли разработать и сделать электромеханический аналоговый-компьютер таких размеров, что он помещался на борт подводной лодки. Он вычислял данные для торпед, решал проблемы стрельбы по движущимся целям и т.д. Похожие устройства в дальнейшем разработали и другие страны во время Второй мировой войны.

Самые первые цифровые-компьютеры были электромеханическими. Переключатели были электрическими и приводили в действие механическое реле, чтобы осуществлять расчеты. Эти механические детали не давали большую скорость работы, поэтому в скором времени уже все такие устройства делали, используя чисто электрические компоненты.

Современные компьютеры

То, как работают современные компьютеры, принципы работы, были предложены Аланом Тьюрингом в его основополагающей работе 1936 года о вычислимых числах. Тьюринг предложил довольно несложное устройство, которое он назвал «Универсальная вычислительная машина» и которое теперь известно, как универсальная машина Тьюринга.

Он реально доказал, что его машина может вычислять все, что можно вычислить, выполняя инструкции (программы), хранящиеся на ленте, что позволяет машине быть программируемой. Фундаментальная концепция дизайна Тьюринга — это хранимая программа, в которой все инструкции для вычислений хранятся в памяти.

Машины Тьюринга по сей день являются центральным объектом изучения в теории вычислений. За исключением ограничений, налагаемых их конечными хранилищами памяти. Современные компьютерные машины, как говорят «полны по Тьюрингу», то есть имеют возможность выполнения алгоритма, эквивалентную универсальной машине Тьюринга.

Создание компьютерных вычислительных машин положило начало новой эры развития человечества и открыло перед нами возможности, которых еще никогда не было прежде.

Подытожим:

В статье перечислены все основные устройства компьютера: внешние (периферийные) и внутренние. Конечно это не все устройства, которые составляют современный компьютер. Сегодня к компьютерам подключается огромное количество устройств для автоматизирования нашей с вами жизни. Хорошо это или плохо? Об этом не в данной публикации.
На сайте в скором времени выйдут статьи по всем устройствам в отдельности. Это будет цикл статей про то, как правильно выбрать то или иное устройство для компьютера, как не прогадать с его покупкой, как сделать оптимальный выбор. Поэтому подпишитесь на обновления и вы не пропустите ни одну интересную заметку.

Если вам понравилась эта статья, то пожалуйста, оцените её и поделитесь ею со своими друзьями на своей странице в социальной сети.

Арифмометр Лейбница 1673 г. Через 30 лет после «Паскалины» появился «арифметический прибор»

1673 г. Через 30 лет после «Паскалины» появился «арифметический прибор» Готфрида Вильгельма Лейбница — двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление.

Виды персональных компьютеров

Классификацию современных персональных компьютеров можно представить следующими видами устройств:

1. Десктоп — настольный классический вариант (монитор, системный блок, клавиатура). Невзирая на сравнительно крупные габариты десктопа, пользователи ценят его за возможность подсоединения высокопроизводительных компонентов, превращающих стандартный ПК в мощный игровой. Удобно проводить техническое обслуживание, ремонт и модернизацию.
2. Ноутбук, или переносной компьютер, преимущество которого — маленький вес и низкое потребление электроэнергии. В ноутбук (а также нетбук, ультрабук) уже встроены все нужные комплектующие.
3. Моноблок (монитор с системным блоком) значительно экономит пространство.
4. Планшет — мобильный компьютер с touchscreen (сенсорный экран). Также на рынке представлены планшетные ноутбуки, где клавиатуру можно разложить или выдвинуть из специальной ниши.
5. Неттоп (мини-десктоп) справляется с несложными задачами. Это небольшой блок, куда подключаются дополнительные устройства — колонки, проектор, монитор и т. д. Поддерживает синхронизацию с телевизором.

Многих пользователей интересует, можно ли современный смартфон считать персональным компьютером, ведь по функционалу они очень близки. Ответ — нет, т. к. у них большое отличие в архитектуре и используемых процессорах.

Устройства вывода

Монитор

Монитор — это экран, на который выводится результат вычислений системного блока в визуальном виде.

Все современные экраны имеют плоскую форму и различаются размерами и параметрами матрицы. Подключается монитор к видеокарте через интерфейс HDMI или MiniDP. Устаревшие модели используют интерфейс VGA.

Колонки и наушники

Колонки и наушники подключаются к звуковой карте и воспроизводят цифровой звук. Они бывают разных размеров и разной мощности.

Проектор

Используют для проведения презентаций. При помощи него изображение с компьютера отображается на большом стенде или стене, куда направлен проектор. Подключается к видеокарте кабелем через интерфейс HDMI или VGA.

Принтер

Выводит информацию с ПК на бумагу. Принтеры бывают черно-белыми и цветными, струйными и лазерными.

Основное отличие в том, что лазерные используют для печати специальный порошок (тонер), а струйные – жидкие чернила, которые доливаются в специальные контейнеры.

Плоттер (графопостроитель)

Графопостроитель — это профессиональное оборудование для распечатки чертежей, проектов и других габаритных материалов.

Плоттеры бывают лазерными, струйными, перьевыми. В быту чаще используют струйные, так как они недорогие в обслуживании и дают хорошее качество печати. После распечатки плоттер может обрезать проект по предварительным настройкам.

Основные типы персональных компьютеров

Устройства этого типа позволяют работать на них одиночным пользователям. Они универсальны, а перечень решаемых с их помощью задач достаточно широк: на ПК можно набирать тексты, смотреть видео, оформлять чертежи, выполнять вычисления и решать другие задачи. Подобные устройства, в свою очередь, делятся на несколько типов.

Предназначены для постоянного использования в одном месте и делятся на несколько видов:

1. Настольные компьютеры или по-другому десктопы (desktop) отличаются модульной конфигурацией. Они состоят из системного блока и подключенных к нему монитора, клавиатуры и мышки. Модульная конфигурация – основное преимущество таких компьютеров. Благодаря ей пользователь может подобрать отдельные элементы под решаемые задачи (например, размер монитора, быстродействие, объем памяти и прочее), а в будущем модернизировать компьютер, заменив их на более современные. Недостаток таких моделей – внушительные габаритные размеры.
2. Моноблоки отличаются от настольных компьютеров тем, что у них системный блок и монитор размещены в одном корпусе. Соответственно, они более компактные, но менее производительные. Последняя особенность связана со сложностью охлаждения энергоемких комплектующих (например, процессора, оперативной памяти и других), поэтому их заменяют на менее энергоемкие и производительные.
3. Неттопы отличаются от классических настольных компьютеров уменьшенными габаритами системного блока, очень тихой работой, пониженным энергопотреблением и более низкой производительностью. Это отличный выбор для навигации в интернете или просмотра видео, но для современных игр они не подходят.

Мобильные компьютеры

Производительность – одна из основных характеристик современного компьютера, но в ряде случаев более важной оказывается их мобильность. К мобильному типу относится несколько видов устройств:

1. Ноутбуки (на английском notebook) по-другому их часто называют лэптопами (на английском laptop). У них есть несколько характерных отличий от стационарных моделей: монитор совмещен с крышкой, клавиатура встроена в корпус и оснащена сенсорной панелью (тачпадом), имеется аккумуляторная батарея, позволяющая определенное время работать без подключения к сети электропитания. Последняя особенность и обеспечивает мобильность ноутбуков. Современные модели практически не уступают по производительности стационарным аналогам.
2. Нетбуки меньше ноутбуков и уступают им по производительности, но могут дольше работать от аккумуляторной батареи. По функциональности их можно назвать неттопами, но в мобильном исполнении.
3. Ультрабуки (на английском ultrabook) отличаются от ноутбуков очень тонким корпусом и аккумулятором повышенной емкости. Это легкие, удобные и производительные, но дорогие устройства.
4. Планшеты (на английском tablet PC), в отличие от всех предыдущих видов устройств этого типа, не имеют книжной конструкции. Они оснащены сенсорным дисплеем, имеют клавиатуру, на которой можно работать пальцами рук или стилусом. Такие устройства легкие и тонкие. С их помощью удобно читать электронные книги или смотреть фильмы, но набирать тексты или работать с графическими программами не получится: они для этого не предназначены.
5. Карманные компьютеры (на английском их часто называют Personal Digital Assistant, сокращенно PDA) стали следующим этапом на пути уменьшения размеров, но сейчас их полностью заменили смартфоны. По функциональности они ни в чем не уступают планшетам, но при этом более компактные.

Переносные компьютеры

Возможности современных компьютеров не ограничиваются выполнением заданных операций. Это качество в полной мере реализуется в переносных моделях (на английском wearables). Их можно было бы отнести к мобильным, но у них есть два ярких отличия: форма и способность анализировать окружающую среду и выдавать рекомендации владельцу. К этому типу относится несколько видов устройств:

1. Смарт-часы, как и обычные часы, носят на руках, но их функционал намного больше. С их помощью можно читать электронную почту, отправлять сообщения, проверять свой пульс и давление, определять местонахождение, отвечать на звонки, управлять музыкальными треками, выполнять бесконтактные платежи, получать напоминания о забытом телефоне и другое. Есть модели, которые оснащены сим-картой и могут работать без привязки к смартфону.
2. Фитнес-трекеры применяют для контроля физического состояния человека. Они считают количество пройденных шагов, полученные и потраченные калории, время и качество сна, контролировать работу сердца и прочее. В отличие от смарт-часов, фитнес-трекеры не предназначены для выхода в интернет и не комплектуются слотом для сим-карты. Они делятся на фитнес-часы (работают автономно) и фитнес-браслеты (управляются смартфоном).
3. Беспроводные наушники тоже относят к переносным компьютерам. Они удобны для любителей музыки, спортсменов или журналистов. Для связи с проигрывающим устройством чаще всего используют Wi-Fi.
4. Умные очки применяют не только для игр. Сейчас выпускают, например, модели-переводчики, способные воспринимать устную речь через микрофон и проецировать перевод на сетчатку глаз.
5. Смарт-кольца внешне практически не отличаются от классических колец, но по функциональности сравнимы со смарт-часами. Популярными они так и не стали.

Основные типы корпоративных компьютеров

Корпоративные компьютеры превосходят персональные по производительности и часто на них одновременно работают несколько пользователей. Такой класс устройств часто используют в бизнесе, в системе образования или на производстве. Они делятся на следующие типы.

Серверы

К серверам относят мощные компьютеры, способные обрабатывать большие массивы информации, принимать и выполнять запросы от персональных компьютеров или рабочих станций. Их используют, например, все интернет-провайдеры. Помимо этого, серверы применяют для хранения больших объемов информации. В этом случае их используют в качестве хостингов, файлообменников или облачных сервисов.

Мейнфреймы

Мейнфреймы выполняют схожие с серверами задачи, но превосходят их по техническим параметрам и обладают очень высокой надежностью. Чаще всего их используют на крупных предприятиях, которые выполняют обработку большого количества информации: в банках, аэропортах, на железнодорожных вокзалах и других предприятиях.

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютеры – это уже не отдельные компьютеры, а многопроцессорные комплексы. Они отличаются высочайшей производительностью и способны выполнять несколько триллионов операций в секунду. На задачу, которую суперкомпьютеры решают за несколько минут, обычному ПК понадобится несколько дней. Такие устройства отличаются крупными габаритами. Чаще всего их используют для моделирования различных природных (смерчи, наводнения и прочее) или техногенных (аварии, войны и прочее) событий.

Заключение

Выбор компьютеров сейчас действительно огромен. Устройство с требуемыми функциями и возможностями можно подобрать под любые задачи. Главное – четко сформулировать цели, для которых он предназначен.

Оставьте свою электронную почту и получайте самые свежие статьи из нашего блога. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить