Информационный центр "Центральный Дом Знаний"
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0
|
Классификация компьютеров и их систем Содержание Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. Принцип действия компьютера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2. Классификация компьютеров по назначению. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3. Другие виды классификации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 Практическая часть. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 Список использованной литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 Приложения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 1. Введение Во все времена людям нужно было считать. В туманном доисторическом прошлом они считали на пальцах или делали насечки на костях. Примерно около 4000 лет назад, на заре человеческой цивилизации, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, позволявшие осуществлять торговые сделки, рассчитывать астрономические циклы, проводить другие вычисления. Несколько тысячелетий спустя, появились первые ручные вычислительные инструменты. За время своего существования наша цивилизация прошла ряд этапов развития в области обработки информации, происходили информационные революции. Самая первая революция произошла, когда люди изобрели письменность, и стала возможной передача знаний через временное пространство. Вторая революция произошла в XVI веке, во времена изобретения книгопечатного станка. Третья информационная революция произошла в XIX веке, когда появились электричество, радио, телефон и телеграф, с помощью которых стало возможно собирать и передавать информацию на расстояние. Во время четвертой революции и появился персональный компьютер. Первые электронные вычислительные машины (ЭВМ) появились после второй мировой войны, и они были очень далеки от современных компьютеров. В те годы никто и не думал о том, что когда-нибудь компьютер сможет помочь человеку в интеллектуальной деятельности. Первые ЭВМ, основанные на электронных лампах, были крупногабаритными, «медленными», ненадежными, расходовали много энергии и программировались в машинных кодах. Второе поколение электронно-вычислительных машин существовало в период с конца 1950-х до начала 1960-х годов. ЭВМ стали производиться на полупроводниковых элементах. Технические характеристики вышли на новый уровень, программирование для них велось в алгоритмических языках. К началу шестидесятых годов в мире уже работали тысячи электронно-вычислительных машин. ЭВМ стали производиться на интегральных схемах. Уменьшились размеры, повысилась производительность и надежность машин. К четвертому поколению ЭВМ относятся персональные компьютеры на микропроцессорах. В конце 1970 года был выпущен в продажу микропроцессор Intel – 4004. Вслед за этим четырехбитным, появились восьмибитные модели 8008 и 8080, которые до конца семидесятых стали стандартом компьютерной индустрии. Вначале эти процессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специальных устройствах, но с 1975 года, на основе Intel – 8080, стали серийно производиться первые персональные компьютеры. Отличительные черты компьютеров четвертого поколения – высокая мощность, производительность, надежность и относительная дешевизна. О пятом поколении ЭВМ стали говорить с середины 1980-х годов. Компьютеры стали проникать во все сферы жизни человека. Современное человеческое общество живет в период, который характеризуется небывалым ростом информационных потоков. Это относится как к экономике, так и к социальной сфере. Применение современных электронных вычислительных машин дает возможность переложить трудоемкие операции на автоматические или автоматизированные устройства, которые могут работать со скоростью, превышающей скорость обработки информации человеком в миллионы раз. В наши дни уже невозможно представить решение сложных вычислительных задач и выполнение операций, без помощи "электронного мозга", называемого компьютером, или ЭВМ. 2. Принцип действия компьютера Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных. Компьютеры прошли долгий путь развития. В качестве древнего предшественника компьютера называют механическое счетное устройство абак, но это совсем на так, поскольку абак - это скорее инструмент для «запоминания» чисел, чем для вычислений, поскольку абак не обладает свойством автоматического выполнения вычислений, а для компьютера оно определяющее. Настоящим предком компьютера были всем известные механические часы. Это действительно инструмент, который может считать без участия человека. Уже в средние века были часы, не только способные «считать» минуты и часы, но и обладающие возможностью программирования. Несколько позже свойство программирования было использовано в конструкции будильника. Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сложения было создано на базе механических часов. В 1623 году его разработал Вильгельм Шикард, профессор кафедры восточных языков в университете Тюбингена (Германия). Свою машину он так и назвал: «Суммирующие часы». В 1642 году французский механик Блез Паскаль (1623-1662) разработал более компактное суммирующее устройство, которое стало первым в мире механическим калькулятором, выпускавшимся серийно. В 1673 году немецкий математик и философ Г.В. Лейбниц (1646-1717) создал механический калькулятор, который мог выполнять операции умножения и деления путем многократного повторения операций сложения и вычитания. На протяжении XVIII века, известного как эпоха просвещения, появились новые, более совершенные модели, но принцип механического управления вычислительными операциями оставался тем же. Идея программирования вычислительных операций пришла их часовой промышленности. Независимо от принципа действия, все виды часов (песочные, водяные, механические, электронные) обладают способностью генерировать через равные промежутки времени перемещения или сигналы и регистрировать возникающие при этом изменения. В основе любого современного компьютера также, как и в электронных часах, лежит тактовый генератор, вырабатывающий через равные интервалы времени электрические сигналы, которые используются для приведения в действие всех устройств компьютерной системы. Управление компьютером фактически сводится к управлению распределением сигналов между устройствами. Такое управление может производиться автоматически (программное управление) или вручную с помощью внешних органов управления. В современных компьютерах внешнее управление в значительной степени автоматизировалось с помощью специальных интерфейсов, к которым подключаются устройства управления и ввода данных (клавиатура, мышь, джойстик и др.). 3. Классификация компьютеров по назначению Компьютеры предназначены для выполнения самой разнообразной работы и соответственно делятся на разные классы. Существует достаточно систем классификации компьютеров. Классификация по назначению - один из наиболее ранних методов классификации. Он связан с тем, как компьютер применяется. По этому принципу различают: большие ЭВМ (мэйнфреймы); мини -ЭВМ; микро-ЭВМ; персональные компьютеры. Деление ЭВМ на классы по приведенным характеристика весьма условно, так как диапазоны значений основных параметров разных классов ЭВМ часто перекрывается в той или иной степени. 3.1 Мэйнфреймы Мэйнфрейм – это синоним понятия «большая универсальная ЭВМ». Мэйнфреймы и до сегодняшнего дня остаются наиболее мощными вычислительными системами общего назначения, обеспечивающими непрерывный круглосуточный режим эксплуатации. Их применяют для обслуживания очень крупных организаций и даже целых отраслей народного хозяйства. Основными поставщиками мэйнфреймов являются наиболее известные компьютерные компании IBM, Amdahl, ICL, Siemens, Nixdorf и некоторые другие, но ведущая роль принадлежит компании IBM. В архитектурном плане, мэйнфреймы представляют собой многопроцессорные системы, содержащие один или несколько центральных и периферийных процессоров с общей памятью, связанных между собой высокоскоростными магистралями передачи данных. Центральный процессор – основной блок ЭВМ, в котором происходит обработка данных и вычисление результатов. Периферийные процессоры обеспечивают работу с широкой номенклатурой периферийных устройств. Связанная с суперкомпьютерами ниша рынка сейчас бурно развивается. Компании Hewlett-Packard. Intel, a также Xunta de Galicia сообщили о том, что будет создан суперкомпьютер с самым большим объемом памяти в Европе. Суперкомпьютер Finis Terrae планируется интегрировать во всемирную сеть исследовательских центров, и он станет одной из крупных сред для численного моделирования различных проблем. 3.2 Мини – ЭВМ От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами, меньшей производительностью и стоимостью. Эти компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной. Мини – ЭВМ применяют для управления производственными процессами. Тот же компьютер может сочетать управление производством с другими задачами. Для организации работы с мини – ЭВМ тоже требуется специальный вычислительный центр, хотя и не такой многочисленный, как для больших ЭВМ. 3.3 Микро – ЭВМ Компьютеры данного класса доступны многим предприятиям. Организации, использующие микро – ЭВМ, обычно не создают вычислительные центры, для обслуживания такого компьютера им достаточно небольшой вычислительной лаборатории. Микро – ЭВМ используется как основа для создания автоматизированных рабочих мест, в качестве интеллектуальных терминалов в системах коллективного пользования, в локальных вычислительных сетях, в системах распределенной обработки данных как вычислительное средство, приближенное к источнику информации. Несмотря на относительно невысокую производительность по сравнению с большими ЭВМ, микро – ЭВМ находят применение и в крупных вычислительных центрах. 3.4 Персональные компьютеры Персональный компьютер относится к классу микро – ЭВМ и являются машиной индивидуального пользования. Это общедоступный и универсальный инструмент, многократно повышающий производительность интеллектуального труда. Эта категория компьютеров получила особо бурное развитие в течение последних двадцати лет. Такой компьютер предназначен для автономной работы в диалоговом режиме с пользователем. Общедоступность персонального компьютера определяется: сравнительно низкой стоимостью; компактностью; отсутствием специальных требований к условиям эксплуатации, и к степени подготовленности пользователя. Универсальность связана с ориентацией персонального компьютера на широкий круг задач, решаемых одним пользователем с помощью удобных технических и программных средств. Особенно широкую популярность персональные компьютеры получили после 1995 года в связи с бурным развитием Интернета. Персонального компьютера вполне достаточно для использования всемирной сети в качестве научной, справочной, учебной, культурной и развлекательной информации. С 1999 по 2002 год в области персональных компьютеров действовали международные сертификационные стандарты – спецификации РС99 – РС2002. Они регламентировали принципы классификации персональных компьютеров и оговаривали минимальные и рекомендуемые требования к каждой из категорий. Стандарты устанавливали следующие категории персональных компьютеров: Consumer PC (массовый ПК); Office PC (деловой ПК); Mobile PC (портативный ПК); Workstation PC (рабочая станция); Entertainment PC (развлекательный ПК). Consumer PC (массовый ПК) – практически это базовый компьютер. Он предназначен для массового потребителя, надежен и имеет простейшую конфигурацию. Он отлично подойдет для использования в домашних условиях для обучения, несложных игр, а также для малого (например, домашнего офиса). Архитектура этих машин позволяет подключать к их каналам связи, расширять набор периферийного оборудования. При некоторой модернизации Consumer PC могут использоваться для индивидуальной обработки текста, решения небольших научных и инженерных задач. Office PC (деловой ПК) – это компьютер среднего класса, но уже для работы в офисе. Применяются для решения задач научно-технического и экономического характера, а также и для обучения. Они размещаются на рабочих местах потребителей: на предприятиях, в учреждениях, в магазинах и т.д. Компьютеры этого класса обладают достаточно большой емкостью оперативной памяти, имеют внешнюю память. Интерфейсы позволяют подключать большое количество периферийных устройств, средства для работы в составе вычислительных сетей. Так как подобные компьютеры не предназначены для активной работы с «тяжелыми» мультимедийными приложениями, то требования к видеосистеме несколько ниже, чем для Consumer PC. Не требуется также и дополнительного оборудования, например, ТV-тюнер или телевизионный видеовыход. Mobile PC (портативный ПК). К этим машинам предъявляются особые требования. В данном случае не требуется сверхвысокой вычислительной мощности и развитых сетевых возможностей, зато очень важны низкий вес и возможность длительной работы от батарей. Workstation PC (рабочая станция) - это настольная система высокой производительности, в которой высокое быстродействие сочетается с большим объемом оперативной и внешней памяти, высокопроизводительными внутренними магистралями, высококачественной и быстродействующей графической подсистемой и разнообразными устройствами ввода/вывода. Используется в научной сфере, для решения сложных информационных и производственных задач, где требуется высокое быстродействие, эффективная передача больших массивов информации, достаточно большая емкость оперативной памяти. Благодаря подключению широкой номенклатуры периферийных устройств функциональные возможности Workstation PC значительно расширяются. Они могут работать в многозадачном режиме, с алгоритмическими языками высокого уровня, в составе вычислительных сетей. Entertainment PC (развлекательный ПК) – это своеобразная «домашняя рабочая станция», предназначенная для работы с приложениями мультимедиа, трехмерными играми и для прочих нужд домашнего пользователя. Этот компьютер способен заменить музыкальный центр, телевизор, DVD-плеер и др. Развитие аппаратных средств персонального компьютера привело к постепенному размытию границ между разными категориями, поэтому обновление стандартов было прекращено. 4. Другие виды классификации 4.1 Классификация компьютеров по уровню специализации По уровню специализации компьютеры можно разделить на группы: Универсальные компьютеры предназначены для решения широкого класса задач как научно-технического, так и экономического характера. Такие компьютеры, как правило, обладают развитой системой команд. Они имеют многоуровневую систему прерывания, динамическую организацию памяти и позволяют работать в различных пакетах: пакетном, разделения времени, в реальном масштабе времени, диалоговом и т.д. На базе универсальных компьютеров можно собирать вычислительные системы произвольного состава. Состав компьютерной системы называется конфигурацией. Индивидуальная конфигурация компьютера позволит получить компьютерную систему, оптимальную для решения разных задач. Специализированные компьютеры предназначены для решения конкретного круга задач. К таким компьютерам относятся, например, бортовые компьютеры автомобилей, судов, самолетов, космических аппаратов. Специализированные мини-ЭВМ, ориентированные на работу с графикой, называют графическими станциями. Их используют при подготовке кинофильмов и видеофильмов, а также рекламной продукции. Специализированные компьютеры, объединяющие компьютеры предприятия в одну сеть называют файловыми серверами. Компьютеры, обеспечивающие передачу информации между различными участниками всемирной компьютерной сети, называют сетевыми серверами. Тип сервера определяется видом ресурса, которым он владеет (файловая система, база данных, принтеры, процессоры или прикладные пакеты программ). Существует несколько типов серверов: файл – сервер, сервер базы данных, принт – сервер, вычислительный сервер, сервер приложений, сетевой сервер.(.....) |
Loading
|