4. Trends in der Entwicklung der Computertechnologie

Experten zufolge im ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts. Die Bedeutung von Software wird zunehmen und die Probleme ihrer Kompatibilität und Sicherheit werden zunehmen.

Bei den Betriebssystemen wird eine Weiterentwicklung erreicht Linux-Systeme und Windows. Aus Sicht des Endnutzers dürfte es in den kommenden Jahren zu großen Veränderungen in der Art und Weise kommen, wie er mit seinem Computer kommuniziert. Erstens wird die grafische Dateneingabe in größerem Umfang eingesetzt, auch im automatischen Handschrifterkennungsmodus. Zweitens wird die Spracheingabe genutzt – zunächst zur Steuerung von Befehlen, dann wird die automatische Sprachdigitalisierung beherrscht. Um die oben genannten Probleme zu lösen, ist es angemessen Externe Geräte.

Arbeiten auf dem Gebiet der intelligenten Verarbeitung unstrukturierter Daten, vor allem Texte, dann Grafiken, Ton und Video, werden in Zukunft von großer Bedeutung sein.

Eine der vielversprechendsten Richtungen in der Entwicklung der Computertechnologie ist die Umsetzung des Konzepts des Network Computing, das die Idee nutzt, freie Computerressourcen für Berechnungen zu nutzen. Dieses Konzept heißt Grid und umfasst fünf Kernpunkte:

Anwendung offener Standards;

Integration heterogener Systeme;

Datenübertragung;

Dynamische Ressourcenzuteilung;

Konsolidierung von Computernetzwerken vieler Unternehmen und Organisationen.

Die Entwicklung von Computern wird dem Weg der Schaffung optoelektronischer Computer mit massiver Parallelität und neuronaler Struktur folgen, bei denen es sich um ein verteiltes Netzwerk einer großen Anzahl (Zehntausende) einfacher Mikroprozessoren handelt, die die Architektur neuronaler biologischer Systeme modellieren.

Tragbare Personalcomputer mit drahtloser Anbindung an das globale Internet werden weiterentwickelt.

Es ist zu beachten, dass die Entwicklung der Computertechnologie vollständig von den Trends in der Entwicklung des Weltwirtschaftssystems abhängt.

Vorlesung Nr. 6 Geschichte der Entwicklung der Computertechnologie

Vorlesung Nr. 3 Generationen und Klassifizierung von Computern

1.Generationen der Computertechnologie

Es gibt fünf Generationen von Computern.

Erste Generation(1945-1954) zeichnet sich durch das Aufkommen der Technologie mit Vakuumröhren aus. Dies ist die Ära des Aufkommens der Computertechnologie. Die meisten Maschinen der ersten Generation waren Versuchsgeräte und wurden entwickelt, um bestimmte theoretische Prinzipien zu testen. Das Gewicht und die Größe dieser Computer erforderten oft separate Gebäude.

Als Begründer der Informatik gelten zu Recht Claude Shannon, der Begründer der Informationstheorie, Alan Turing, ein Mathematiker, der die Theorie von Programmen und Algorithmen entwickelte, und John von Neumann, der Autor des Designs von Computergeräten Der Tag liegt den meisten Computern zugrunde. In denselben Jahren entstand eine weitere neue Wissenschaft im Zusammenhang mit der Informatik – die Kybernetik – die Wissenschaft vom Management als einem der wichtigsten Informationsprozesse. Der Begründer der Kybernetik ist der amerikanische Mathematiker Norbert Wiener.

In der zweiten Generation(1955-1964) Anstelle von Vakuumröhren wurden Transistoren verwendet und Magnetkerne und Trommeln wurden als Speichergeräte verwendet – Prototypen der Moderne Festplatte. All dies ermöglichte es, die Größe und die Kosten von Computern zu reduzieren, die dann erstmals für den Verkauf hergestellt wurden.

Aber die wichtigsten Errungenschaften dieser Ära beziehen sich auf den Bereich der Programme. In der zweiten Generation erschien erstmals das, was man heute Betriebssystem nennt. Gleichzeitig wurden die ersten Hochsprachen entwickelt – Fortran, Algol, Cobol. Diese beiden wichtigen Verbesserungen machten das Schreiben von Computerprogrammen viel einfacher und schneller.

Gleichzeitig erweiterte sich der Umfang der Computeranwendungen. Nun konnten nicht mehr nur Wissenschaftler auf den Zugang zur Computertechnologie zählen, da Computer in der Planung und im Management eingesetzt wurden und einige große Unternehmen sogar damit begannen, ihre Buchhaltung zu computerisieren, was diesen Prozess um zwanzig Jahre vorwegnahm.

IN dritte Generation(1965-1974) wurden zum ersten Mal integrierte Schaltkreise verwendet – ganze Geräte und Baugruppen aus Dutzenden und Hunderten von Transistoren, die auf einem einzigen Halbleiterkristall (Mikroschaltung) hergestellt wurden. Gleichzeitig erschien der Halbleiterspeicher, der noch heute in Personalcomputern als Arbeitsspeicher verwendet wird.

In diesen Jahren nahm die Computerproduktion einen industriellen Maßstab an. IBM war das erste Unternehmen, das eine Reihe von Computern verkaufte, die vollständig miteinander kompatibel waren, vom kleinsten Modell in der Größe eines kleinen Schranks (damals gab es noch nie etwas Kleineres) bis hin zu den leistungsstärksten und teuersten Modellen. Am weitesten verbreitet war in diesen Jahren die System/360-Familie von IBM, auf deren Grundlage in der UdSSR die Computerserie ES entwickelt wurde. Damals, in den frühen 1960er Jahren. die ersten Minicomputer erschienen – nur wenige leistungsstarke Computer, erschwinglich für kleine Firmen oder Labore. Minicomputer waren der erste Schritt hin zu Personalcomputern, von denen Prototypen erst Mitte der 1970er Jahre auf den Markt kamen.

Inzwischen wuchs die Zahl der Elemente und Verbindungen, die in einen Chip passen, stetig, und zwar in den 1970er Jahren. Integrierte Schaltkreise enthielten bereits Tausende von Transistoren.

1971 brachte Intel den ersten Mikroprozessor auf den Markt, der für gerade erschienene Tischrechner gedacht war. Diese Erfindung löste im nächsten Jahrzehnt eine echte Revolution aus. Der Mikroprozessor ist die Hauptkomponente eines modernen Personalcomputers.

An der Wende der 1960er und 70er Jahre. (1969) erschien das erste globale ARPA-Computernetzwerk, Prototyp modernes Netzwerk Internet. Im selben Jahr 1969 erschienen gleichzeitig das Betriebssystem Unix und die Programmiersprache C, die einen enormen Einfluss auf die Softwarewelt hatten und bis heute ihre dominierende Stellung behalten.

Vierte Generation(1975 -1985) zeichnet sich durch eine geringe Anzahl grundlegender Innovationen in der Informatik aus. Der Fortschritt verlief hauptsächlich auf dem Weg der Weiterentwicklung bereits Erfundener und Erfundener, vor allem durch Leistungssteigerung und Miniaturisierung der Elementbasis und der Computer selbst.

Die wichtigste Neuerung der vierten Generation ist ihr Erscheinen Anfang der 1980er Jahre. persönliche Computer. Dank ihnen wird die Computertechnologie wirklich weit verbreitet und für jedermann zugänglich. Obwohl es immer noch Personalcomputer und Minicomputer gibt Rechenleistung Obwohl sie hinter etablierten Maschinen zurückbleiben, sind die meisten Innovationen, wie z. B. grafische Benutzeroberflächen, neue Peripheriegeräte und globale Netzwerke, mit der Entstehung und Entwicklung dieser besonderen Technologie verbunden.

Große Computer und Supercomputer entwickeln sich natürlich weiter. Doch mittlerweile dominieren sie die Computerwelt nicht mehr wie früher.

Einige Merkmale von vier Generationen der Computertechnologie sind in aufgeführt

Charakteristisch	Position
	Erste	zweite	dritte	vierte
Hauptelement	Elektrische Lampe	Transistor	Integrierter Schaltkreis	Großer integrierter Schaltkreis
Anzahl der Computer auf der Welt, Stk.			Zehntausende	Millionen
Computergröße		Deutlich kleiner	Zehntausende	Mikrocomputer
Durchführung (bedingt) von Operationen/ Mit	Mehrere Einheiten	Mehrere Dutzend Einheiten	Mehrere tausend Einheiten	Mehrere Zehntausend Einheiten
Speichermedium	Lochkarte, Lochband	Magnetband		Diskette

Fünfte Generation(1986 bis heute) wird weitgehend durch die Ergebnisse der 1981 veröffentlichten Arbeit des japanischen Komitees für wissenschaftliche Forschung auf dem Gebiet der Computer bestimmt. Dem Projekt zufolge müssen Computer und Rechensysteme der fünften Generation neben hoher Leistung und Zuverlässigkeit bei geringeren Kosten unter Einsatz neuester Technologien folgende qualitativ neue Funktionsanforderungen erfüllen:

Gewährleistung der Benutzerfreundlichkeit von Computern durch Implementierung von Spracheingabe-/-ausgabesystemen sowie interaktiver Informationsverarbeitung mithilfe natürlicher Sprachen;

bieten die Möglichkeit des Lernens, assoziativer Konstruktionen und logischer Schlussfolgerungen;

Vereinfachen Sie den Erstellungsprozess Software durch Automatisierung der Synthese von Programmen gemäß den Spezifikationen der ursprünglichen Anforderungen in natürlichen Sprachen;

Verbesserung der grundlegenden Eigenschaften und Leistungsqualitäten der Computertechnologie, um verschiedene soziale Probleme zu lösen, Verbesserung des Kosten-Nutzen-Verhältnisses, der Geschwindigkeit, des geringen Gewichts und der Kompaktheit von Computern;

bieten eine Vielzahl von Computergeräten, eine hohe Anpassungsfähigkeit an Anwendungen und Zuverlässigkeit im Betrieb.

Derzeit wird intensiv daran gearbeitet, optoelektronische Computer mit massiver Parallelität und neuronaler Struktur zu schaffen, bei denen es sich um ein verteiltes Netzwerk einer großen Anzahl (Zehntausende) einfacher Mikroprozessoren handelt, die die Architektur neuronaler biologischer Systeme modellieren.

2. Klassifizierung elektronischer Computer

Computer können nach einer Reihe von Merkmalen klassifiziert werden:

Nach dem Wirkprinzip.

Je nach Zweck des Computers.

In Bezug auf Größe und Funktionalität.

Nach dem Funktionsprinzip eines Computers :

AVMs sind kontinuierlich analoge Computer, die mit Informationen arbeiten, die in kontinuierlicher (analoger) Form präsentiert werden, d. h. in Form einer kontinuierlichen Reihe von Werten einer beliebigen physikalischen Größe (meistens elektrische Spannung);

Digitalcomputer sind diskrete digitale Computer, die mit Informationen arbeiten, die in diskreter (digitaler) Form dargestellt werden;

GVMs sind Hybridcomputer mit kombinierter Aktion, die mit Informationen arbeiten, die sowohl in digitaler als auch in analoger Form präsentiert werden. GVMs kombinieren die Vorteile von AVM und TsVM. Es ist ratsam, sie zur Lösung von Problemen bei der Verwaltung komplexer technischer Hochgeschwindigkeitssysteme einzusetzen.

Je nach Zweck des Computers :

Großrechner Entwickelt, um eine Vielzahl von technischen und technischen Problemen zu lösen: wirtschaftliche, mathematische, informationstechnische und andere, gekennzeichnet durch die Komplexität von Algorithmen und eine große Menge verarbeiteter Daten;

Problemorientierte Computer dienen der Lösung eines engeren Spektrums von Problemen, die in der Regel mit der Steuerung technologischer Prozesse verbunden sind;

spezialisierte Computer werden verwendet, um einen engen Bereich von Problemen zu lösen oder eine streng definierte Gruppe von Funktionen zu implementieren.

In Größe und Funktionalität :

ultraklein (Mikrocomputer).) verdanken ihre Entstehung der Erfindung des Mikroprozessors, dessen Vorhandensein zunächst als prägendes Merkmal von Mikrocomputern diente, obwohl Mikroprozessoren heute ausnahmslos in allen Computerklassen eingesetzt werden;

klein (Mini-Computer) werden am häufigsten zur Steuerung technologischer Prozesse verwendet;

Großrechner am häufigsten als Großrechner bezeichnet. Die Hauptbereiche des effektiven Einsatzes von Großrechnern sind die Lösung wissenschaftlicher und technischer Probleme, die Arbeit in Computersystemen mit Batch-Informationsverarbeitung, die Arbeit mit großen Datenbanken und die Verwaltung Computernetzwerke und ihre Ressourcen;

extragroß (Supercomputer)– leistungsstarke Multiprozessor-Computer mit einer Geschwindigkeit von mehreren zehn Milliarden Operationen pro Sekunde und Volumen Arbeitsspeicher Dutzende GB.

3. Prinzipien des Aufbaus und der Funktionsweise der Computer von John von Neumann

Die meisten modernen Computer basieren auf Prinzipien, die 1945 von einem amerikanischen Wissenschaftler ungarischer Herkunft, John von Neumann, formuliert wurden.

1. Binäres Codierungsprinzip. Demnach werden alle in den Computer gelangenden Informationen mit binären Symbolen (Signalen) kodiert.

2. Prinzip der Programmsteuerung. Ein Computerprogramm besteht aus einer Reihe von Befehlen, die vom Prozessor automatisch nacheinander in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden.

3. Das Prinzip der Gedächtnishomogenität. Programme und Daten werden im selben Speicher gespeichert, sodass der Computer nicht unterscheidet, was in einer bestimmten Speicherzelle gespeichert ist – eine Zahl, ein Text oder ein Befehl. Sie können für Befehle dieselben Aktionen ausführen wie für Daten.

4. Targeting-Prinzip. Strukturell besteht der Hauptspeicher aus nummerierten Zellen, auf die der Prozessor jederzeit zugreifen kann.

Laut von Neumann besteht ein Computer aus folgenden Hauptblöcken:

1) Informationseingabe-/-ausgabegerät;

2) Computerspeicher;

3) Prozessor, einschließlich einer Steuereinheit (CU) und einer arithmetisch-logischen Einheit (ALU).

Während des Computerbetriebs gelangen Informationen über Eingabegeräte in den Speicher. Der Prozessor ruft die verarbeiteten Informationen aus dem Speicher ab, arbeitet mit ihnen und legt die Verarbeitungsergebnisse darin ab. Die erzielten Ergebnisse werden einer Person über Ausgabegeräte mitgeteilt.

Der Computerspeicher besteht aus zwei Arten von Speicher: internem ( betriebsbereit) und extern ( langfristig).

Rom- Das elektronisches Gerät, das Informationen speichert, während es mit Strom betrieben wird. Externer Speicher ist eine Vielzahl magnetischer Medien (Bänder, Disketten) und optischer Datenträger.

In den letzten Jahrzehnten verlief der Prozess der Computerverbesserung im Rahmen der vorgegebenen allgemeinen Struktur.

4.Klassifizierung von Personalcomputern

Wie oben erwähnt, ist ein Personal Computer (PC) ein universeller Einzelbenutzer-Mikrocomputer.

Persönlicher Computer Erstens ist es ein öffentlich zugänglicher Computer und verfügt über eine gewisse Universalität.

Um den Bedürfnissen des Benutzers gerecht zu werden, muss der PC über folgende Eigenschaften verfügen:

relativ geringe Kosten haben und für einzelne Käufer zugänglich sein;

Gewährleistung eines autonomen Betriebs ohne besondere Anforderungen an die Umgebungsbedingungen;

Flexibilität der Architektur bieten, die es ermöglicht, sie für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich Management, Wissenschaft, Bildung und im Alltag umzubauen;

Betriebssystem und Software muss so einfach sein, dass ein Benutzer ohne spezielle Fachausbildung mit einem PC arbeiten kann;

über eine hohe Betriebszuverlässigkeit verfügen (mehr als 5000 Stunden zwischen Ausfällen).

Gemäß der internationalen Standardspezifikation RS99 werden PCs je nach Verwendungszweck in folgende Kategorien eingeteilt:

Massen-PC (Consumer);

Business-PC (Büro-PC);

tragbarer PC (mobiler PC);

Arbeitsplatz (Arbeitsplatz-PC);

Unterhaltungs-PC (Unterhaltungs-PC).

Die meisten derzeit auf dem Markt erhältlichen PCs sind Mainstream-PCs. Bei Business-PCs werden die Anforderungen an Grafikwiedergabetools minimiert und es bestehen überhaupt keine Anforderungen für die Arbeit mit Audiodaten. Für Laptop-PCs ist es zwingend erforderlich, über Tools zum Erstellen von Fernzugriffsverbindungen zu verfügen, d. h. Computerkommunikationsmittel. In der Kategorie Workstations sind die Anforderungen an Datenspeichergeräte gestiegen, in der Kategorie Entertainment-PCs an die Audio- und Videowiedergabe.

PCs sind nach Generation unterteilt:

Verwenden Sie auf PCs der 1. Generation 8-Bit-Mikroprozessoren.

PCs der 2. Generation verwenden 16-Bit-Mikroprozessoren;

PCs der 3. Generation verwenden 32-Bit-Mikroprozessoren;

PCs der 4. Generation verwenden 64-Bit-Mikroprozessoren.

Auch PCs lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: stationäre und tragbare. Zu den Laptop-Computern zählen Laptops, elektronische Notizbücher, Sekretäre und Notizblöcke.

Die Basis des PCs ist Systemeinheit, was beinhaltet:

Mikroprozessor (MP);

Speichereinheit mit wahlfreiem Zugriff (RAM);

Nur-Lese-Speicher (ROM); Langzeitspeicher auf einer magnetischen Festplatte (Winchester);

Geräte zum Starten von Compact Discs (CD) und Disketten (FHD).

Dort gibt es auch Platinen: Netzwerk, Videospeicher, Audioverarbeitung, Modem (Modulator-Demodulator), Schnittstellenplatinen, die Eingabe-/Ausgabegeräte bedienen: Tastatur, Display, Maus, Drucker usw.

Alle Funktionskomponenten des PCs sind über ein System-Backbone miteinander verbunden, das aus mehr als drei Dutzend geordneten Mikroleitern besteht, die auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Der Mikroprozessor dient der Verarbeitung von Informationen: Er wählt Befehle aus interner Speicher(RAM oder ROM), entschlüsselt sie und führt sie dann aus, wobei sie arithmetische und logische Operationen durchführt. Empfängt Daten von einem Eingabegerät und sendet die Ergebnisse an Ausgabegeräte. Es erzeugt außerdem Steuer- und Synchronisationssignale für den koordinierten Betrieb seiner internen Komponenten und steuert den Betrieb des Systembusses und aller Peripheriegeräte. Im unteren Diagramm ist ein vereinfachter Schaltplan des Mikroprozessors dargestellt (hervorgehoben durch eine gestrichelte Linie mit der Aufschrift CPU). Es besteht aus: einer arithmetischen Logikeinheit (ALU), die Arithmetik ausführt und logische Operationenüber Binärzahlen; ein Block von Allzweckregistern (GPR), der zur temporären Speicherung verarbeiteter Informationen (R0 - R5), eines Stapelzeigers (R6) und eines Programmzählers (R7) verwendet wird; ein Steuergerät (CU), das die Betriebsreihenfolge aller Mikroprozessorknoten bestimmt. Eines der wichtigsten Merkmale eines Mikroprozessors ist seine Bittiefe, die durch die Anzahl der ALU- und RON-Bits bestimmt wird. Moderne Mikroprozessoren verfügen über 16-, 32- und 64-Bit-Binärlängen sowie bis zu 200 oder mehr verschiedene interne Anweisungen.

11. Die wichtigsten Funktionsmerkmale eines Personalcomputers sind:

1. Leistung, Geschwindigkeit, Taktrate. Die Leistung moderner Computer wird üblicherweise in Millionen von Operationen pro Sekunde gemessen;

2. Bitkapazität des Mikroprozessors und der Schnittstellencodebusse. Die Bitkapazität ist die maximale Anzahl von Bits einer Binärzahl, auf der eine Maschinenoperation gleichzeitig ausgeführt werden kann, einschließlich der Operation der Informationsübertragung. Je größer die Bittiefe, desto höher ist unter sonst gleichen Bedingungen die PC-Leistung.

3. Systemtypen und lokale Schnittstellen. Verschiedene Arten von Schnittstellen bieten unterschiedliche Geschwindigkeiten der Informationsübertragung zwischen Maschinenknoten und ermöglichen den Anschluss einer unterschiedlichen Anzahl externer Geräte und deren unterschiedlicher Typen.

4. RAM-Kapazität. Die RAM-Kapazität wird normalerweise in MB gemessen. Viele moderne Anwendungsprogramme mit einer RAM-Kapazität von weniger als 16 MB funktionieren einfach nicht oder nur sehr langsam;

5. Kapazität der Festplatte (Festplatte). Die Festplattenkapazität wird normalerweise in GB gemessen;

6. Art und Kapazität von Diskettenlaufwerken. Derzeit werden Diskettenlaufwerke verwendet, die Disketten mit einem Durchmesser von 3,5 Zoll und einer Standardkapazität von 1,44 MB verwenden.

7. Verfügbarkeit, Arten und Kapazität des Cache-Speichers. Cache-Speicher ist ein gepufferter, für den Benutzer zugänglicher Hochgeschwindigkeitsspeicher, der automatisch vom Computer verwendet wird, um Vorgänge mit Informationen zu beschleunigen, die auf langsameren Speichergeräten gespeichert sind. Das Vorhandensein eines 256-KB-Cache-Speichers erhöht die Leistung eines Personalcomputers um etwa 20 %;

8. Art des Videomonitors und Videoadapters;

9. Verfügbarkeit und Typ des Druckers;

10. Vorhandensein und Typ des CD-ROM-Laufwerks;

11. Vorhandensein und Typ des Modems;

12. Verfügbarkeit und Arten multimedialer Audio-Video-Tools;

13. verfügbare Software und Art des Betriebssystems;

14. Hardware- und Softwarekompatibilität mit anderen Computertypen. Hardware- und Softwarekompatibilität mit anderen Computertypen bedeutet die Fähigkeit, auf einem Computer jeweils dieselben technischen Elemente und Software wie auf anderen Computertypen zu verwenden;

15. Fähigkeit, in einem Computernetzwerk zu arbeiten;

16. Fähigkeit, im Multitasking-Modus zu arbeiten. Im Multitasking-Modus können Sie Berechnungen gleichzeitig für mehrere Programme (Mehrprogrammmodus) oder für mehrere Benutzer (Mehrbenutzermodus) durchführen.

17. Zuverlässigkeit. Zuverlässigkeit ist die Fähigkeit eines Systems, alle ihm zugewiesenen Funktionen vollständig und korrekt auszuführen;

18. Kosten;

19. Abmessungen Gewicht.

12 . Arten von tragbaren Personalcomputern. Heutzutage gibt es drei Hauptkategorien tragbarer Systeme auf dem Markt: Laptops, Notebooks und Subnotebooks. Etwas abseits stehen PDAs (Pocket Personal Computer). Die Definition solcher Systeme ist nicht ganz klar, sie basieren hauptsächlich auf Größe und Gewicht; diese Eigenschaften stehen in direktem Zusammenhang mit den Fähigkeiten des Systems, denn je größer das Gehäuse, desto mehr Komponenten können darin untergebracht werden. Daher ist es nicht verwunderlich, dass einige Hersteller tragbarer Computer manchmal die Kategorien der von ihnen hergestellten Systeme „falsch benennen“ – ein Laptop wird Laptop genannt oder umgekehrt. Im Folgenden betrachten wir alle Standards tragbarer Systeme.

Laptop . So hießen die ersten tragbaren Computer. Heutzutage werden die meisten tragbaren Systeme Laptops genannt. Ein typischer Laptop wiegt mehr als 3 kg und hat eine Größe von mehr als 23 x 30 x 5 cm. Das Erscheinen großer Bildschirme auf dem modernen Markt hat zu einer Vergrößerung der Größe geführt (mit Ausnahme der Höhe, die bei einigen Modellen abgenommen hat). von Laptop-Computern. Einst die kleinsten Computer, werden Laptops heute zu hochmodernen Maschinen, deren Fähigkeiten und Leistung mit Desktop-Systemen vergleichbar sind. Ein Beispiel ist der tragbare Pentium 4, der aus Komponenten normaler Desktop-Computer zusammengesetzt ist. Die Vorteile eines solchen Systems sind niedrigere Preise im Vergleich zu einem voll funktionsfähigen ähnlichen Laptop und eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit. Einschränkungen bei der Verwendung - bedingte Mobilität; ein solches System ist eher auf maximalen Komfort des Desktops des Managers ausgelegt. In vielen Fällen werden Laptops von Herstellern als Ersatz für Desktop-Systeme oder als tragbare Multimedia-Systeme für Präsentationen („Straßensysteme“) präsentiert. . Große Aktivmatrix-Displays mit RAM-Kapazität von 32 bis 512 MB, Festplatten mit einer Kapazität von 20 GB oder mehr, CD-ROM- und DVD-Laufwerk, eingebaut Akustische Systeme, Kommunikation und Anschlüsse zum Anschluss eines externen Displays, Speicher- und Soundsystemen gehören zu den Komponenten, die in vielen modernen Laptop-Systemen enthalten sind. Darüber hinaus verfügen einige „fortgeschrittene“ Modelle auch über ein DVD-CD/RW-Kombilaufwerk und ein drahtloses Wi-Fi-Kommunikationsgerät. Die meisten Laptops sind mit Docking-Geräten ausgestattet, sodass Sie sie als „Heimbasis“ verwenden und an ein Computernetzwerk anschließen können und verwenden Sie einen Monitor in voller Größe und eine Tastatur. Für jemanden, der ständig unterwegs ist, ist dies viel besser, als über ein separates tragbares Desktop-System zu verfügen, das eine ständige Datensynchronisierung erfordert. Obwohl man natürlich alles bezahlen muss: Die Kosten für die leistungsstärksten Laptops sind mittlerweile mehr als doppelt so hoch wie die Kosten für vergleichbare Desktop-Systeme.

Netbook . Das Ziel der Entwickler tragbarer Systeme dieser Art war es, einen Computer zu schaffen, der in jeder Hinsicht kleiner als ein Laptop ist. Ein Netbook wiegt 2-3 kg, hat ein kleineres Display als ein Laptop, eine geringere Auflösung und Multimedia-Fähigkeiten (aber betrachten Sie diese Geräte nicht als schwach). Viele von ihnen verfügen nicht weniger über Festplatten und Speicher als Laptops und die meisten enthalten sogar CD-ROMs und Soundadapter. Nicht als Ersatz, sondern als Ergänzung zu einem Desktop-System konzipiert, sind Netbooks in ihren Fähigkeiten kaum überragend, aber sie sind Reisecomputer mit vollem Funktionsumfang. Für Netbooks stehen zahlreiche Optionen und Hardwarekonfigurationen zur Verfügung, da sie für ein breites Spektrum von Benutzern konzipiert sind, vom Profi bis zum Verkäufer, der nur das Nötigste an Funktionen nutzt.

Subnotebook . Das Subnotebook ist deutlich kleiner als seine Pendants. Es ist perfekt für Reisende, die nicht die erweiterten Funktionen eines großen, übermäßig schweren Geräts benötigen, sondern unterwegs die Funktionalität eines Desktop-Computers und die Möglichkeit zur Verbindung mit einem Büronetzwerk wünschen. Subnotebooks verfügen normalerweise nicht über einen internen Diskettenlaufwerk, verfügen aber manchmal über einen Anschluss zum Anschließen eines externen Laufwerks. Es gibt auch keine CD-ROM-Laufwerke oder andere sperrige Komponenten, aber es gibt ein relativ großes, hochwertiges Display, viel Speicherplatz und eine Tastatur in voller Größe (für Laptop-Verhältnisse) ist bei diesen Geräten keine Seltenheit. Einige Subnotebook-Modelle (z. B. das IBM THINKPAD 570) sind mit einem speziellen Modul ausgestattet, mit dem Sie „keine Hardware“ wie ein CD-ROM- oder DVD-Laufwerk anschließen können. Es gibt Subnotebooks, die speziell für „coole“ Leute entwickelt wurden (z. B als leitendes Führungspersonal), die hauptsächlich E-Mail- und Terminplanungstools verwenden und ein System wünschen, das leichtgewichtig, elegant und beeindruckend ist. Die Kosten für solche Systeme liegen auf dem Niveau (oder höher) von Laptops. Ein Beispiel wäre ein Acer Pentium III (CPU 1,13 MHz) oder Acer Pentium IV (CPU 1,2 MHz) Subnotebook mit einer 20 GB Festplatte und einer ungefähren Größe von 25 x 15 2 cm.

Palmtops . Diese Kategorie ist erst vor relativ kurzer Zeit auf den Markt gekommen. Der Name dieser Computer passt zu ihrer Größe – sie passen in Ihre Handfläche. Diese Kategorie tragbarer Systeme umfasst keine vernetzten persönlichen Assistenten oder angetriebenen Systeme. Windows-Steuerung CE. Palmtops sind voll funktionsfähige Computer mit einem Betriebssystem, das Desktop-Modellen ähnelt. Bei der Palmtop-Tastatur handelt es sich häufig um einen einfachen Tastensatz, der jedoch kleiner ist. Daher eignen sich solche Computer am besten zum Versenden von E-Mails oder Faxen unterwegs oder zum Lösen anderer kleiner Aufgaben. Ein typischer Vertreter eines Palmtops ist die Computerserie Libretto von Toshiba (nach einer moderneren Klassifizierung werden sie klassifiziert als). Subnotebooks). Ein solcher Computer wiegt etwa 700 Gramm, hat einen 8-Zoll-Bildschirm und in der kleinen Tastatur ist ein Trakpoint-Zeigegerät integriert. Solche Palmtops sind anderen Laptop-Typen leistungsmäßig unterlegen, haben aber einen Vorteil: Sie können das Windows-Betriebssystem und alle notwendigen Anwendungen darauf installieren.

Pocket-PCs . Hierbei handelt es sich um Computer und Organizer, die über Palm OC-, Windows CE-, Pocket PC- und EPOC-Systeme gesteuert werden können. Sie können tastaturbasiert (Handheld-PC) oder tastaturlos (Handflächen-PC) sein. Darüber hinaus gibt es Smartphones – eine Kombination aus Taschencomputer und Mobiltelefon. Solche Computer sind nicht vollwertig in dem Sinne, dass sie für den Datenaustausch eine Verbindung zu einer stationären Maschine benötigen.Mobile Technologien Computersysteme. Seit einer Zeit, als das Wort „tragbar“ „ein Gehäuse mit Griff“ bedeutete, haben sich Laptop-Computer wie ihre Desktop-Vorgänger stark verändert. Heutige tragbare Systeme können in fast jeder Hinsicht mit Desktop-Systemen konkurrieren. Viele Unternehmen bieten sie mobilen Benutzern als Hauptcomputer an.

• 1. Arten von Computern
• 3. Arten von Desktop-PCs
• 4. Arten von Laptop-PCs
• 5. Laptops
• 6. Tabletten
• 7. Pocket-PCs und Smartphones
• 8. Computerserver
• 9. Supercomputer
• 10. Andere Typen

Moderne Computer unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht: Größe, Fähigkeiten und Zweck. Der Fortschritt schreitet rasant voran, und heute findet man in den Regalen der Geschäfte Geräte, die wir bis vor kurzem mit der fernen Zukunft assoziierten. Die Klassifizierung von Computern und ihr Verständnis werden dem Verbraucher helfen, den effektivsten Kauf zu tätigen, und das Ignorieren solcher Informationen führt zu gedankenlosen Ausgaben, die nichts als Enttäuschung hervorrufen.

Computertypen

Welche Unterschiede gibt es je nach Computertyp? Ein Typ ist eine Gruppe, die ähnliche Funktionen, Ziele und Zielsetzungen hat und manchmal Aussehen. Wenn beispielsweise ein Personalcomputer ein Typ ist, dann sind Laptops oder All-in-One-Computer seine Typen. Vor einigen Jahrzehnten umfasste die Klassifizierung von Computern sowohl moderne digitale als auch analoge Maschinen, doch letztere sind in Vergessenheit geraten und wir werden hier nur über digitale Geräte sprechen.

Persönlicher Computer

Dies ist die häufigste Art einer solchen Technologie; ein solcher Computer beinhaltet die direkte Interaktion mit einer Person und die Bereitstellung von für diese verständlichen Informationen. Die Klassifizierung von Personalcomputern im Allgemeinen umfasst stationäre und tragbare Geräte, wir werden etwas detaillierter auf jeden dieser Typen eingehen.

Arten von Desktop-PCs

Ein solcher Computer nimmt einen festen Platz ein, beispielsweise einen Computertisch. Solche Systeme verfügen in der Regel über eine höhere Rechenleistung als tragbare Geräte, da sie nicht von Ort zu Ort bewegt werden müssen und es sich leisten können, größere Komponenten mit höherer Leistung zu verwenden. Lassen Sie uns die Haupttypen solcher Geräte hervorheben:

Arten von Laptop-PCs

Portable – unter anderem auch als tragbarer Personalcomputer bezeichnet – stellt hohe Anforderungen an die Beweglichkeit der Struktur und sein Gewicht, da nur wenige Menschen ein zehn Kilogramm schweres Gerät tragen möchten. Solche Geräte sind in der Lage, offline zu arbeiten, und um dies zu steigern, opfern Hersteller oft die Systemleistung. Dieser PC-Typ wird wie folgt klassifiziert:

Laptops

Hierbei handelt es sich um tragbare Computer, die mit einem Akku ausgestattet sind, der es dem Gerät ermöglicht, ohne Anschluss an einen Computer zu arbeiten elektrisches Netzwerk. Ein Körper eines solchen Gadgets enthält gleichzeitig alle notwendigen Elemente – einen Monitor, eine Tastatur, einen Prozessor und andere Dinge.

Obwohl Laptops deutlich kompakter und mobiler sind als Desktop-Computer, unterscheiden sie sich auch nach Gewicht und Abmessungen. Netbooks sind kompakte Laptops, die Leistung zugunsten von Leichtigkeit und einfacher Tragbarkeit opfern; sie eignen sich hervorragend für diejenigen, die nicht nur an einem bestimmten Schreibtisch, sondern buchstäblich überall arbeiten möchten – im Zug, in einem Café oder in der Bibliothek.
Zwar können Laptops in der Leistung nicht mit Desktop-PCs vergleichbarer Preisklasse mithalten, ihre Hardware reicht für die meisten Funktionen jedoch völlig aus und sie erfreuen sich in den letzten Jahren immer größerer Beliebtheit Gaming-Laptops, gefüllt mit den neuesten Füllungen, obwohl solche Modelle ziemlich viel wiegen.

Tablets

Diese Geräte sind etwas zwischen Smartphones und Laptops. Sie haben oft eine recht große Bildschirmdiagonale von etwa 10 Zoll, wiegen aber immer noch deutlich weniger als Laptops und ihre Leistung reicht definitiv nicht für moderne Computerspiele, obwohl mobile Spielzeuge nicht weniger interessant und technologisch fortschrittlich sein können.
Die Steuerung solcher Geräte erfolgt über ein Touch-Display, obwohl ein Formfaktor wie ein Tablet-Laptop auch über eine vollwertige Tastatur verfügt. Die Hauptaufgabe solcher Gadgets ist das Surfen im Internet und das Ansehen von Videoinhalten, aber bei Bedarf können Sie sie auch zum Arbeiten verwenden Office-Programme, ausnutzen per E-Mail und vieles mehr.

Pocket-PCs und Smartphones

Der PDA-Formfaktor erfreute sich zu Beginn der 2000er-Jahre großer Beliebtheit, als Mobiltelefone noch keinen umfassenden Internetzugang boten, doch viele Fans dieser Technologie nutzen Taschendiebe immer noch für geschäftliche Zwecke.
Smartphones, die PDAs ersetzt haben, sind schwereren und leistungsstärkeren Laptops leistungsmäßig unterlegen, haben aber einen unbestreitbaren Vorteil – sie passen in die Tasche und sind immer griffbereit. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie viel Freude daran haben werden, es als Hauptspiel- oder Arbeitsplattform zu nutzen, aber dennoch besteht auch eine solche Möglichkeit, dank derer heute fast jeder Mensch eine vollwertige Computerumgebung in der Jackentasche hat. Da wir mit Personalcomputern fertig sind, wenden wir uns dem nächsten Computertyp zu.

Rechenserver

Dank solcher Computer ist im Allgemeinen der Zugang zu Netzwerken, einschließlich des Internets, gewährleistet. Alle Dateien und Informationen, die Sie beim Surfen im Internet auf Ihrem Bildschirm sehen, werden auf solchen Servern gespeichert. Natürlich spielt bei solchen Maschinen die Leistung eine große Rolle, aber es gibt noch eine wichtigere Eigenschaft solcher Systeme – die Zuverlässigkeit.

Alle Standortinformationen müssen ständig verfügbar sein, sonst können wir sie nicht nutzen, und daher müssen Rechenserver während ihrer gesamten Lebensdauer störungsfrei arbeiten. Diese Art von Computern schon immer Backups Daten, die sich auf das Gesamtkonzept ihrer Architektur auswirken.

Solche Geräte basieren auf paralleler Informationsverarbeitung, weshalb Server zu Vorreitern bei der Entwicklung der Multiprocessing- und Multicore-Technologie wurden, die heute überall eingesetzt wird, auch in Büro- und Heim-PCs. Sogar ein Nettop oder ein Smartphone können im Wesentlichen als Server fungieren, ihr Potenzial in einer solchen Rolle ist jedoch gering, und daher handelt es sich bei den meisten modernen Servern um recht sperrige Geräte, die aus einer großen Anzahl von Geräten zum Speichern und Verarbeiten von Daten bestehen.

Supercomputer

Dabei handelt es sich um professionelle Maschinen mit der bislang höchsten Produktivität, die in wissenschaftlichen Laboren und Großbetrieben eingesetzt werden. Dieses Gerät ist ein ganzer Komplex Computergeräte, die riesige Räume einnehmen können.
Jedes Bestandteilelement eines solchen Kolosses ist für seine eigene spezifische Aufgabe verantwortlich; eine solche Strukturierung und Vektororganisation ermöglichen die Lösung der komplexesten Probleme, die eine unglaubliche Menge an Berechnungen erfordern. Wenn man im Fernsehen von der komplexen Modellierung mehrdimensionaler Prozesse hört, beispielsweise der Vorhersage von Naturkatastrophen, dann wurde eine solche Prognose wahrscheinlich mit einem Supercomputer erstellt.

Andere Arten

Viele Geräte, die wir gewohnt sind, indirekt über die Computerkomponente wahrzunehmen, zum Beispiel Geldautomaten oder Spielkonsolen, sind im Großen und Ganzen auch Computer. Haushaltsgeräte, sowohl komplex als auch recht primitiv wie Teekannen – es hat auch welche große Computer, verantwortlich für die Ausführung einer Reihe von Funktionen.

Auch Roboter, die in unserem Leben immer häufiger vorkommen, sind Computergeräte. Es ist wahrscheinlich, dass der Tag nicht mehr fern ist, an dem Computer sogar in den menschlichen Körper eindringen und beispielsweise unser Sehvermögen oder unsere Intelligenz steigern werden. Wir hoffen, dass Ihnen unser kurzer Überblick dabei geholfen hat, die Feinheiten der verzweigten Struktur von Computergeräten ein wenig zu verstehen.

Was für Computer es gibt, ist eine ewige Frage der jüngeren Generation.

Es gibt zwei Haupttypen von Computern: analoge und digitale.

Sie unterscheiden sich im Aufbauprinzip, der Art der internen Informationsdarstellung und der Reaktion auf Befehle.

Analoge Computer

Ein Analogcomputer ist eine Maschine, die arithmetische Berechnungen für Zahlen durchführt, die durch physikalische Einheiten dargestellt werden.

In mechanischen Analogcomputern werden Zahlen beispielsweise durch die Anzahl der Umdrehungen der Zahnräder eines Mechanismus dargestellt.

Elektrische Analogmaschinen nutzen Spannungsunterschiede zur Darstellung von Zahlen.

Ein wesentliches Merkmal analoger Computer besteht darin, dass sich die Größen, die digitale Daten darstellen, im Laufe der Zeit ständig ändern.

Daher unterscheiden sich analoge Computer von den gebräuchlicheren digitalen Computern, die nur in Schritten mit Zahlen oder Mengen arbeiten.

Analogrechner sind meist mechanische oder elektrische Maschinen, die Additions-, Subtraktions-, Multiplikations- und Divisionsoperationen durchführen können.

Die Ausgabe solcher Computer kann in Form von Diagrammen ausgedrückt werden, die auf einem Oszilloskopbildschirm oder auf Papier gezeichnet werden, oder in Form eines elektrischen Signals, das zur Steuerung eines Prozesses oder des Betriebs eines Mechanismus verwendet wird.

Diese Computer eignen sich hervorragend zur automatischen Steuerung von Produktionsprozessen, da sie sofort auf Änderungen der Eingabeinformationen reagieren.

Sie werden auch in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt, insbesondere in den Bereichen der Wissenschaft, in denen billige elektrische oder mechanische Geräte die untersuchten Situationen simulieren können.

In einigen Fällen ist es mit analogen Computern möglich, Probleme zu lösen, ohne sich Gedanken über die Genauigkeit der Berechnungen machen zu müssen, als wenn man ein Programm für einen digitalen Computer schreibt.

Beispielsweise können für elektronische Analogrechner Probleme, die die Lösung von Differentialgleichungen, Integration oder Differentiation erfordern, einfach umgesetzt werden.

Ein Autogetriebe ist ein Beispiel für ein analoges Computerprogramm, das sich ändert, wenn der Schaltknauf bewegt wird, wodurch die Flüssigkeit im hydraulischen Antrieb die Flussrichtung ändert, wodurch das gewünschte Ergebnis erzielt werden kann.

Neben technischen Anwendungen (Automatikgetriebe, Musiksynthesizer) werden analoge Computer zur Lösung spezifischer Rechenprobleme praktischer Natur eingesetzt.

Digitale Computer

Es gibt vier Haupttypen digitaler Computer:

• Supercomputer;
• große Computer (Mainframes);
• Minicomputer;
• Mikrocomputer.

Dabei handelt es sich um sehr leistungsstarke Computer mit einer Leistung von über 100 Megaflops (1 Megaflop entspricht einer Million Gleitkommaoperationen pro Sekunde). Sie werden als ultraschnell wirkend bezeichnet.

Bei diesen Maschinen handelt es sich um Multiprozessor- und (oder) Multimaschinenkomplexe, die mit gemeinsam genutztem Speicher und einem gemeinsamen Feld externer Geräte arbeiten.

Die Architektur von Supercomputern basiert auf den Ideen der Parallelität und des Pipeline-Computings.

In diesen Maschinen werden viele ähnliche Vorgänge parallel, also gleichzeitig, ausgeführt (dies wird als Multiprocessing bezeichnet). Somit wird nicht für alle Aufgaben eine Höchstleistung bereitgestellt, sondern nur für Aufgaben, die parallelisiert werden können.

Eine Besonderheit von Supercomputern sind Vektorprozessoren, die mit Geräten zur parallelen Ausführung von Operationen mit mehrdimensionalen digitalen Objekten – Vektoren und Matrizen – ausgestattet sind. Sie verfügen über integrierte Vektorregister und einen parallelen Pipeline-Verarbeitungsmechanismus.

Wenn der Programmierer auf einem herkömmlichen Prozessor nacheinander Operationen an jeder Vektorkomponente ausführt, gibt er auf einem Vektorprozessor Vektorbefehle gleichzeitig aus.

Supercomputer werden zur Lösung von Problemen in der Aerodynamik, Meteorologie, Hochenergiephysik und Geophysik eingesetzt.

Auch im Finanzsektor haben Supercomputer bei der Verarbeitung großer Transaktionsvolumina an Börsen ihren Einsatz gefunden.

Großrechner

Großrechner- Dies sind universelle, große Allzweckcomputer.

Sie dominierten den Computermarkt bis in die 1980er Jahre.

Mainframes wurden ursprünglich für die Verarbeitung riesiger Informationsmengen entwickelt.

Mainframes sollen eine Vielzahl wissenschaftlicher und technischer Probleme lösen und sind komplexe und teure Maschinen. Der Einsatz empfiehlt sich in Großanlagen mit mindestens 200 – 300 Arbeitsplätzen.

Der größte Mainframe-Hersteller ist IBM.

Mainframes zeichnen sich durch außergewöhnliche Zuverlässigkeit, hohe Leistung und einen sehr hohen Durchsatz an Ein- und Ausgabegeräten aus. An sie können Tausende von Benutzerterminals oder Mikrocomputern angeschlossen werden.

Großkonzerne, Regierungsbehörden und Banken nutzen Großrechner.

Minicomputer

Minicomputer nehmen eine Zwischenstellung zwischen Großrechnern und Mikrocomputern ein.

In den meisten Fällen verwenden Minicomputer die RISC- und UNIX-Architektur und fungieren als Server, an die Dutzende oder Hunderte von Terminals oder Mikrocomputern angeschlossen sind.

Minicomputer werden in großen Unternehmen, staatlichen und wissenschaftlichen Einrichtungen, Bildungseinrichtungen und Rechenzentren zur Lösung von Problemen eingesetzt, die Mikrocomputer nicht bewältigen können, sowie zur zentralen Speicherung und Verarbeitung großer Informationsmengen.

Die wichtigsten Hersteller von Minicomputern sind IT&T, Intel, Hewlett-Packard und Digital Equipment.

Mikrocomputer sind Computer, die über eine zentrale Recheneinheit in Form eines Mikroprozessors verfügen.

Mikrocomputer für allgemeine Zwecke, die für einen Benutzer konzipiert sind und von einer Person gesteuert werden – Personalcomputer oder Kurzzeitcomputer PC.

Persönliche Computer

Persönliche Computer Erhältlich in stationärer (Desktop) und tragbarer Version.

Desktop-Mikrocomputer bestehen in den meisten Fällen aus einer separaten Systemeinheit, die beherbergt interne Geräte und Knoten sowie von einzelnen externen Geräten (Monitor, Tastatur, Maus), ohne die der Einsatz moderner Computer undenkbar ist.

Bei Bedarf können weitere externe Geräte (Drucker, Scanner, Lautsprechersysteme, Joystick) an die Mikrocomputer-Systemeinheit angeschlossen werden.

Tragbare Personalcomputer

Tragbare Personalcomputer vor allem in der Notebook-Version bekannt.

Bei einem Laptop sind alle externen und internen Geräte in einem Gehäuse angeschlossen.

Genau wie bei einem Desktop-Mikrocomputer können an einen Laptop zusätzliche externe Geräte angeschlossen werden.

PDA, elektronische Organizer oder Palmtops

PDAs gelten als eigenständige Art von Mikrocomputern ( PDA, elektronische Organisatoren, oder Palmtops), kleine Geräte mit einem Gewicht von bis zu 500 Gramm, die in eine Hand passen.

Die Steuerung erfolgt in der Regel über einen Bildschirm mit geringer Größe und Auflösung, der mit dem Finger oder einem speziellen Stift (Stylus) druckempfindlich ist und über keine Tastatur oder Maus verfügt. Einige Modelle verfügen jedoch über eine feststehende oder einziehbare Miniaturtastatur.

Solche Geräte verwenden hocheffiziente Prozessoren und kleine Flash-Laufwerke, sodass ihre Rechenleistung nicht mit der von Desktop-PCs vergleichbar ist.

Sie enthalten jedoch alle Funktionen eines Personal Computers: Prozessor, Speicher, RAM, Monitor, Betriebssystem, Anwendungssoftware und sogar Spiele.

Taschen-PCs mit Mobiltelefonfunktionen (Kommunikatoren) erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Mit dem integrierten Kommunikationsmodul können Sie nicht nur Anrufe tätigen, sondern sich auch überall mit dem Internet verbinden zellular kompatibles Format (GSM/GPRS, CDMA).

Bezeichnung für die gesamte Klasse der Handheld-Computer Englische Sprache Es wird der Ausdruck Personal Digital Assistant, PDA, verwendet, der ins Russische als „persönlicher digitaler Sekretär“ übersetzt werden kann.

Es gibt auch IBM PC-kompatible Mikrocomputer (sprich IBM PC) und IBM PC-inkompatible Mikrocomputer.

Ende der 1990er Jahre machten IBM PC-kompatible Mikrocomputer mehr als neunzig Prozent des weltweiten Computerbestands aus. Der IBM PC wurde im August 1981 von der amerikanischen Firma IBM (IBM) entwickelt; Bei seiner Entstehung wurde das Prinzip der offenen Architektur angewendet, was die Verwendung vorgefertigter Blöcke und Geräte im Design beim Zusammenbau eines Computers sowie die Standardisierung von Methoden zum Anschluss von Computergeräten bedeutet.

Das Prinzip der offenen Architektur trug zur weiten Verbreitung IBM PC-kompatibler Klon-Mikrocomputer bei. Mit der Montage begannen viele Unternehmen, die im freien Wettbewerb den Preis von Mikrocomputern um ein Vielfaches senken und die neuesten technischen Errungenschaften energisch in die Produktion einführen konnten. Anwender wiederum konnten ihre Mikrocomputer selbstständig aufrüsten und mit Zusatzgeräten von Hunderten Herstellern ausstatten.

Der einzige IBM PC-inkompatible Mikrocomputer, der relativ weit verbreitet ist, ist der Mac (Macintosh) von Apple. Läuft unter Kontrolle Betriebssystem Mac OS (derzeit Mac OS X).

Macintosh-Computer können als vollwertige Workstations, Spezialcomputer und auch als Bürocomputer verwendet werden.

Es gibt eine große Auswahl an Software – System und Anwendung, einschließlich solcher, die in Dateiformaten mit gängigen PC-Programmen kompatibel sind (z. B. Microsoft Word, Adobe Photoshop).

Historisch gesehen wurden Macintosh-Computer häufig in der Computergrafik- und Druckindustrie eingesetzt.

In der zweiten Hälfte der 1990er Jahre, aufgrund der rasanten Entwicklung der globalen Computernetzwerke Es entsteht ein neuer Personalcomputertyp – ein Netzwerkcomputer, der nur für die Arbeit in einem Computernetzwerk konzipiert ist.

Ein Netzwerkcomputer benötigt keinen eigenen Festplattenspeicher oder eigene Laufwerke.

Er erhält das Betriebssystem, Programme und Informationen aus dem Netzwerk.

Es wird angenommen dass Netzwerkcomputer werden deutlich günstiger sein als Desktop-PCs und werden diese nach und nach in Unternehmen ersetzen, die mit Spezialanwendungen arbeiten (Telefonkommunikation, Ticketbuchung) und in Bildungseinrichtungen.

Prinzipien des Computerbetriebs

Die wichtigste Funktion eines Computers ist die Umwandlung von Daten (Informationen); außerdem muss der Computer in der Lage sein, Daten zu empfangen, zu speichern und auszugeben. Aufgrund der Besonderheiten technische Umsetzung Die interne Darstellung von Daten in einem Computer unterscheidet sich von der Darstellung für den Benutzer. Die Daten, mit denen ein Computer arbeitet, können diskret (also aus einzelnen Teilen bestehend) oder kontinuierlich sein. Sogenannte Analogrechner wandeln kontinuierliche Daten um, die derzeit am weitesten verbreiteten Digitalrechner arbeiten mit diskreten Daten. Es gibt auch kombinierte (analog-digitale) Computer. Kontinuierliche Daten können mit einer bestimmten Präzision (d. h. Schrittweite oder Abtastrate) in diskrete Daten (Abtastprozess) umgewandelt werden. Somit können Daten jeglicher Art in einer einheitlichen diskreten Form dargestellt werden, beispielsweise als eine Folge von Zeichen eines Alphabets. Das einfachste und bequemste aus technischer Sicht ist ein Alphabet, das nur aus zwei Zeichen mit entgegengesetzter Bedeutung besteht – einem Binärcode, der normalerweise in Form der Zahlen „1“ und „0“ geschrieben wird. Im binären Zahlensystem werden die Vorzeichen „1“ und „0“ Bits genannt. In elektronischen Maschinen bedeutet ein Zeichen das Vorhandensein eines elektrischen Signals und das andere das Fehlen eines Signals.

Da in einem modernen digitalen Computer alle Daten (sei es Text, Zeichnung, Ton, Video usw.) als Zahlenfolge dargestellt werden, reduziert sich ihre Transformation auf mathematische und logische Operationen (Berechnungen). Dies erklärt den Namen „Rechenmaschine“. Seit den 1990er Jahren ist der Begriff „Computer“ fest in der russischen Sprache verankert, was aus mehreren Gründen (der Integration Russlands in die Weltgemeinschaft, der weit verbreiteten Einführung von „Personal Computern“ („Personal Computer“ ist ein Markenzeichen) von IBM), die zunehmende Vielfalt der Aufgaben elektronischer Maschinen usw.) ersetzt den Begriff „elektronischer Computer“.

Im Gegensatz zu vielen anderen Computergeräten (Rechenschieber, Zählgeräte oder einfache Taschenrechner) bieten Computer die Möglichkeit, den Prozess der Lösung komplexer (aus vielen Schritten bestehender) Probleme teilweise oder vollständig zu automatisieren. Die Automatisierung wird dadurch erreicht, dass jede Aufgabe im Zusammenhang mit der Umwandlung von Informationen und der Steuerung einer Maschine in Form eines Computerprogramms formuliert wird. Computer Programm ist ein Algorithmus zur Lösung eines Problems, geschrieben in einer der Programmiersprachen und übersetzt in Maschinencode, d.h. Folge von „1“ und „0“.

Computergerät

Die Funktionsfähigkeit eines Computers wird durch zwei miteinander verbundene und gleichermaßen notwendige Komponenten sichergestellt: Hardware (Hardware), d.h. Komplex technische Geräte und Software, Software (Software – „Software“), einschließlich System- und Anwendungsprogramme.

Die allgemeinsten Prinzipien des Aufbaus und Betriebs von Computern werden üblicherweise als Architektur bezeichnet. Solche Prinzipien wurden erstmals 1946 vom amerikanischen Wissenschaftler John von Neumann formuliert. Gemäß der von Neumann-Architektur muss der Computer Folgendes enthalten: ein Gerät, das arithmetische und logische Operationen (ALU) ausführt; Kontrollgerät; Speichergerät (Speicher) und externe Geräte zur Dateneingabe/-ausgabe. Die meisten modernen Computer folgen im Allgemeinen den von Neumannschen Prinzipien, allerdings sind die arithmetisch-logische Einheit und die Steuereinheit meist in einem zentralen Prozessor – dem Rechengehirn der Maschine – zusammengefasst. Viele Hochgeschwindigkeitscomputer führen parallele Verarbeitung auf mehreren Prozessoren (Multiprozessorsysteme) oder Kernen innerhalb eines einzelnen Prozessors (Multicore-Prozessoren) durch. Benutzerdaten und Programme werden in verschiedenen Speichergeräten gespeichert, die zusammenfassend als Speicher bezeichnet werden. Für die langfristige Datenspeicherung werden nichtflüchtige und geräumige Geräte verwendet Externer Speicher(Festplatten, optische CDs usw.). Um Daten zu speichern, die der Prozessor in der aktuellen Sitzung direkt verwendet, werden interne Speichergeräte verwendet, von denen viele (RAM, Cache-Speicher) als Puffer zwischen dem Prozessor und langsameren (externen) Speichergeräten fungieren. Die Dateneingabe und -ausgabe an einen Computer erfolgt über eine Reihe von Geräten (Tastatur, Maus, Scanner, Monitor, Drucker usw.).

Ein moderner Personal Computer (PC), der auf einer offenen Architektur basiert, besteht in der Regel aus einer Systemeinheit, in der alle kritische Geräte, einschließlich Mikroprozessor, RAM-Module, Festplatte, Festplattenlaufwerke sowie Erweiterungskarten (eine Grafikkarte wird zum Erstellen eines Bildes und eine Grafikkarte zum Erstellen von Ton verwendet). Soundkarte, um einen Computer mit dem Netzwerk zu verbinden (eine Netzwerkkarte usw.). An die Systemeinheit werden externe Geräte angeschlossen, inkl. Informationseingabe- und -ausgabegeräte. Einige Computer können einige Geräte in andere integrieren. So wird bei tragbaren Computern (Laptops, PDAs etc.) die Systemeinheit häufig mit Informationseingabe-/-ausgabegeräten kombiniert. Im Budget Desktop-Computer Geräte zur Umwandlung von Audio- und Videosignalen, zur Bereitstellung von Netzwerkkommunikation usw. Kann in den Motherboard-Chipsatz integriert werden.

Computertypen

Bestehende Computer können auf unterschiedliche Weise klassifiziert werden.

Basierend auf Rechenleistung und Größe werden alle Computer in mehrere Klassen eingeteilt. Die leistungsstärksten Computer ihrer Zeit werden Supercomputer genannt. Sie kosten Millionen von Dollar, werden in Dutzenden von Stücken hergestellt und nur für die komplexesten und wichtigsten Berechnungen verwendet. Weniger produktiv, aber zugänglicher sind die sogenannten Großrechner, die wie Supercomputer besondere Räumlichkeiten und eine hochprofessionelle Wartung benötigen. Eine Zwischenposition nehmen Mittelleistungsrechner und Minicomputer ein. Die Entwicklung von Mikroprozessoren führte zur Entstehung einer Klasse von Mikrocomputern, zu denen insbesondere Personalcomputer und Laptops gehören. Mini- und Mikrocomputer verfügen über eine Busorganisation, standardisierte Hard- und Software. Ein gewisser Größenunterschied zwischen Vertretern der oben genannten Klassen ist durchaus offensichtlich, Unterschiede in der Leistung hängen jedoch vom Zeitpunkt der Veröffentlichung ab: Einige moderne Mikrocomputer sind in ihrer Leistung älteren Maschinen einer höheren Klasse nicht unterlegen.

Zweckmäßig werden Computer in universelle Computer (zur Lösung eines breiten Spektrums von Problemen entwickelt), spezialisierte Computer (zur Lösung einer engen Klasse spezifischer Aufgaben) und Steuerungscomputer (zur automatischen Steuerung eines Objekts (Gerät, System, Prozess) in Echtzeit entwickelt) unterteilt ), Haushalt (siehe. Heim-PC) usw.

Basierend auf den in Mehrmaschinensystemen ausgeführten Funktionen werden sie in Host und Server unterteilt.

Je nach Entwicklungsgrad werden Computer (ab Beginn ihrer Massenproduktion) herkömmlicherweise in mehrere Generationen eingeteilt. Jede Generation unterscheidet sich von den anderen in der Architektur, der elementaren Basis (insbesondere dem Prozessor), dem Entwicklungsstand der Software und Benutzerinteraktionstools, der Leistung und anderen Indikatoren. Zeitrahmen der Generationen Computerausrüstung ziemlich verschwommen, weil Es wurden gleichzeitig Autos verschiedener Generationen produziert.

Geschichte der Informatik

Die Geschichte des Computers ist eng mit Versuchen verbunden, große Rechenmengen zu vereinfachen und zu automatisieren. Selbst einfache Rechenoperationen mit großen Zahlen sind für das menschliche Gehirn schwierig. Daher erschien bereits in der Antike das einfachste Rechengerät – der Abakus. Im 17. Jahrhundert wurde der Rechenschieber erfunden, um komplexe mathematische Berechnungen zu erleichtern. Im Jahr 1642 entwarf Blaise Pascal einen Acht-Bit-Addiermechanismus. Zwei Jahrhunderte später, im Jahr 1820, entwickelte der Franzose Charles de Colmar eine Additionsmaschine, die Multiplikation und Division durchführen konnte. Dieses Gerät hat seinen festen Platz auf den Buchhaltungstischen erobert.

Alle Grundideen, die dem Betrieb von Computern zugrunde liegen, wurden bereits 1833 vom englischen Mathematiker Charles Babbage dargelegt. Er entwickelte einen Entwurf für eine Maschine zur Durchführung wissenschaftlicher und technischer Berechnungen, wobei er die wichtigsten Geräte vorhersah moderner Computer sowie seine Aufgaben. Um Daten ein- und auszugeben, schlug Babbage die Verwendung von Lochkarten vor – Blätter aus dickem Papier, auf denen Informationen durch Löcher gedruckt waren. Zu dieser Zeit wurden Lochkarten bereits in der Textilindustrie eingesetzt. Eine solche Maschine musste per Software gesteuert werden.

Erst Ende des 19. Jahrhunderts wurden Babbages Ideen erst richtig zum Leben erweckt. 1888 konstruierte der amerikanische Ingenieur Herman Hollerith die erste elektromechanische Rechenmaschine. Diese als Tabulator bezeichnete Maschine konnte auf Lochkarten kodierte statistische Aufzeichnungen lesen und sortieren. Im Jahr 1890 wurde Holleriths Erfindung erstmals bei der 11. amerikanischen Volkszählung eingesetzt. Die Arbeit, die fünfhundert Mitarbeiter über sieben Jahre geleistet hatten, erledigte Hollerith mit 43 Assistenten an 43 Tabulatoren in einem Monat.

Im Jahr 1896 gründete Herman Hollerith die Computing Tabulated Recording Company, die zur Grundlage der späteren International Business Machines Corporation (IBM) wurde, einem Unternehmen, das einen großen Beitrag zur Entwicklung der weltweiten Computertechnologie leistete.

Weiterentwicklungen in Wissenschaft und Technik ermöglichten in den 1940er Jahren den Bau der ersten Computer. Im Februar 1944 wurde bei einem der IBM-Unternehmen (IBM) in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der Harvard University im Auftrag der US-Marine die Mark-1-Maschine entwickelt. Es war ein Monster mit einem Gewicht von etwa 35 Tonnen. „Mark-1“ basierte auf der Verwendung elektromechanischer Relais und wurde mit auf Lochstreifen kodierten Dezimalzahlen betrieben. Die Maschine konnte Zahlen mit einer Länge von bis zu 23 Ziffern manipulieren. Sie brauchte vier Sekunden, um zwei 23-Bit-Zahlen zu multiplizieren.

Doch elektromechanische Relais arbeiteten nicht schnell genug. Daher begannen die Amerikaner bereits 1943 mit der Entwicklung einer alternativen Option – eines Computers auf Basis von Vakuumröhren. Der erste elektronische Computer, ENIAC, wurde 1946 gebaut. Sein Gewicht betrug 30 Tonnen, für seine Unterbringung waren 170 Quadratmeter Platz erforderlich. Anstelle Tausender elektromechanischer Teile enthielt ENIAC 18.000 Vakuumröhren. Die Maschine zählte im Binärsystem und führte pro Sekunde fünftausend Additionen oder dreihundert Multiplikationen durch.

Eine Maschine mit Vakuumröhren arbeitete viel schneller, aber die Vakuumröhren selbst versagten oft. Um sie zu ersetzen, schlugen die Amerikaner John Bardeen, Walter Brattain und William Bradford Shockley 1947 vor, die von ihnen erfundenen stabil schaltenden Halbleiterelemente – Transistoren – zu verwenden.

Die Verbesserung der ersten Computertypen führte 1951 zur Entwicklung des UNIVAC-Computers, der für den kommerziellen Einsatz bestimmt war. UNIVAC war der erste kommerziell hergestellte Computer, und sein erstes Exemplar wurde dem US Census Bureau übergeben.

Die aktive Einführung von Transistoren in den 1950er Jahren war mit der Geburt der zweiten Computergeneration verbunden. Ein Transistor konnte 40 Vakuumröhren ersetzen. Dadurch erhöhte sich die Geschwindigkeit der Maschinen um das Zehnfache bei gleichzeitiger deutlicher Gewichts- und Größenreduzierung. Computer begannen, Speichergeräte zu verwenden, die aus Magnetkernen bestanden und große Informationsmengen speichern konnten.

Im Jahr 1959 wurden integrierte Schaltkreise (Chips) erfunden, bei denen alle elektronischen Komponenten zusammen mit den Leitern in einem Siliziumwafer untergebracht waren. Der Einsatz von Chips in Computern ermöglicht es, die Stromwege beim Schalten zu verkürzen und die Berechnungsgeschwindigkeit um das Zehnfache zu erhöhen. Auch die Abmessungen der Maschinen werden deutlich reduziert. Das Erscheinen des Chips markierte die Geburtsstunde der dritten Computergeneration.

In den frühen 1960er Jahren hatten Computer ihren Durchbruch gefunden Breite Anwendung zum Bearbeiten große Menge statistische Daten, wissenschaftliche Berechnungen, Lösung von Verteidigungsproblemen, Erstellung automatisierte Systeme Management. Der hohe Preis, die Komplexität und die hohen Wartungskosten großer Computer schränkten ihren Einsatz in vielen Bereichen ein. Der Prozess der Computerminiaturisierung ermöglichte es dem amerikanischen Unternehmen Digital Equipment jedoch, 1965 den PDP-8-Minicomputer zu einem Preis von 20.000 Dollar auf den Markt zu bringen, wodurch der Computer mittleren und kleinen kommerziellen Unternehmen zugänglich gemacht wurde.

1970 entwickelte der Intel-Mitarbeiter Edward Hoff den ersten Mikroprozessor, indem er mehrere integrierte Schaltkreise auf einem einzigen Siliziumchip platzierte. Diese revolutionäre Erfindung veränderte die Vorstellung von Computern als sperrigen, schwerfälligen Monstern radikal. Mit dem Mikroprozess kommen Mikrocomputer – Computer der vierten Generation, die auf den Schreibtisch des Benutzers passen.

Mitte der 1970er Jahre gab es Versuche, einen Personal Computer zu entwickeln – eine Rechenmaschine für einen Privatanwender. In der zweiten Hälfte der 1970er Jahre erschienen die erfolgreichsten Beispiele für Mikrocomputer des amerikanischen Unternehmens Apple, doch mit der Entwicklung des IBM PC-Mikrocomputermodells im August 1981 durch IBM verbreiteten sich Personalcomputer. Die Anwendung des Prinzips der offenen Architektur, die Standardisierung grundlegender Computergeräte und Methoden zu deren Verbindung führten zur Massenproduktion von IBM-PC-Klonen und zur weiten Verbreitung von Mikrocomputern auf der ganzen Welt.

In den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts haben Mikrocomputer eine bedeutende Evolutionsreise gemacht und dabei ihre Geschwindigkeit und die Menge der verarbeiteten Informationen erheblich gesteigert, konnten Minicomputer und große Computersysteme – Großrechner – jedoch nicht vollständig verdrängen. Darüber hinaus hat die Entwicklung großer Computersysteme zur Schaffung eines Supercomputers geführt – einer äußerst effizienten und äußerst teuren Maschine, die in der Lage ist, ein Modell einer nuklearen Explosion oder eines schweren Erdbebens zu berechnen. Ende des 20. Jahrhunderts trat die Menschheit in die Phase der Bildung eines globalen Informationsnetzwerks ein, das in der Lage ist, die Fähigkeiten verschiedener Computersysteme zu kombinieren.