4. Tietotekniikan kehityksen suuntaukset

Asiantuntijoiden mukaan 2000-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä. Ohjelmistojen merkitys kasvaa ja niiden yhteensopivuus- ja turvallisuusongelmat lisääntyvät.

Käyttöjärjestelmistä kehitetään edelleen Linux-järjestelmät ja Windows. Loppukäyttäjän näkökulmasta seuraavien vuosien aikana hänen tapaan kommunikoida tietokoneensa kanssa pitäisi tapahtua suuria muutoksia. Ensinnäkin graafista tiedonsyöttöä tullaan käyttämään laajemmin, myös automaattisessa käsinkirjoituksen tunnistustilassa. Toiseksi äänisyöttöä käytetään - ensin ohjataan komentoja ja sitten hallitaan automaattinen puheen digitointi. Yllä olevien ongelmien ratkaisemiseksi sopiva ulkoisia laitteita.

Strukturoimattoman datan, ensisijaisesti tekstien ja sitten grafiikan, äänen ja videon älykkään käsittelyn parissa tehtävä työ on tulevaisuudessa erittäin tärkeää.

Yksi lupaavimmista suunnista tietotekniikan kehityksessä on verkkolaskennan konseptin toteuttaminen, joka käyttää ajatusta ilmaisten tietokoneresurssien käytöstä laskelmiin. Tätä konseptia kutsutaan Gridiksi, ja se sisältää viisi avainkohtaa:

Avointen standardien soveltaminen;

Heterogeenisten järjestelmien integrointi;

Tietojen jakaminen;

Dynaaminen resurssien allokointi;

Monien yritysten ja organisaatioiden tietokoneverkkojen yhdistäminen.

Tietokoneiden kehittäminen seuraa polkua luoda optoelektronisia tietokoneita, joissa on massiivinen rinnakkaisuus ja hermorakenne, jotka ovat hajautettu verkko suuresta määrästä (kymmeniä tuhansia) yksinkertaisia ​​mikroprosessoreja, jotka mallintavat hermobiologisten järjestelmien arkkitehtuuria.

Kannettavia henkilökohtaisia ​​tietokoneita, joissa on langattomat yhteydet maailmanlaajuiseen Internetiin, kehitetään edelleen.

On huomattava, että tietotekniikan kehitys riippuu täysin maailman talousjärjestelmän kehityssuunnista.

Luento nro 6 Tietotekniikan kehityksen historia

Luento nro 3 Tietokoneiden sukupolvet ja luokittelu

1. Tietojenkäsittelytekniikan sukupolvet

Tietokoneita on viisi sukupolvea.

Ensimmäinen sukupolvi(1945-1954) on ominaista tyhjiöputkia käyttävän tekniikan esiintyminen. Tämä on tietotekniikan kehittymisen aikakautta. Suurin osa ensimmäisen sukupolven koneista oli kokeellisia laitteita, ja ne luotiin tiettyjen teoreettisten periaatteiden testaamiseen. Näiden tietokoneiden paino ja koko olivat sellaiset, että ne vaativat usein erillisiä rakennuksia.

Tietojenkäsittelytieteen perustajina pidetään oikeutetusti informaatioteorian luojaa Claude Shannonia, ohjelmien ja algoritmien teorian kehittänyt matemaatikko Alan Turing sekä laskentalaitteiden suunnittelun kirjoittaja John von Neumann. päivä on useimpien tietokoneiden taustalla. Samoihin vuosiin syntyi toinen uusi tietojenkäsittelytieteeseen liittyvä tiede - kybernetiikka - johtamisen tiede yhtenä tärkeimmistä tietoprosesseista. Kybernetiikan perustaja on amerikkalainen matemaatikko Norbert Wiener.

Toisessa sukupolvessa(1955-1964) tyhjiöputkien sijasta käytettiin transistoreita, ja muistilaitteina alettiin käyttää magneettisydämiä ja rumpuja - modernin prototyyppejä Kovalevyt. Kaikki tämä mahdollisti tietokoneiden koon ja kustannusten pienentämisen, joita sitten alettiin valmistaa myyntiin ensimmäistä kertaa.

Mutta tämän aikakauden tärkeimmät saavutukset liittyvät ohjelmien alaan. Toisessa sukupolvessa ilmestyi ensin se, mitä nykyään kutsutaan käyttöjärjestelmäksi. Samaan aikaan kehitettiin ensimmäiset korkean tason kielet - Fortran, Algol, Cobol. Nämä kaksi tärkeää parannusta tekivät tietokoneohjelmien kirjoittamisesta paljon helpompaa ja nopeampaa.

Samaan aikaan tietokonesovellusten valikoima laajeni. Nyt eivät vain tiedemiehet voineet luottaa tietotekniikan saatavuuteen, sillä tietokoneita käytettiin suunnittelussa ja johtamisessa, ja jotkut suuret yritykset jopa alkoivat tietokoneistaa kirjanpitoaan ennakoiden tätä prosessia 20 vuoden kuluttua.

SISÄÄN kolmas sukupolvi(1965-1974) alettiin ensimmäistä kertaa käyttää integroituja piirejä - kokonaisia ​​laitteita ja kymmenien ja satojen transistorien kokoonpanoja, jotka on valmistettu yhdelle puolijohdekiteelle (mikropiiri). Samaan aikaan ilmestyi puolijohdemuisti, jota käytetään edelleen henkilökohtaisissa tietokoneissa toimintamuistina.

Noina vuosina tietokonetuotanto omaksui teollisen mittakaavan. IBM myi ensimmäisenä sarjan tietokoneita, jotka olivat täysin yhteensopivia keskenään, pienimmistä, pienen kaapin kokoisista (he eivät olleet koskaan tehneet mitään pienempää) tehokkaimpiin ja kalliimpiin malleihin. Noina vuosina yleisin oli IBM:n System/360-perhe, jonka pohjalta kehitettiin ES-tietokonesarja Neuvostoliitossa. Vielä 1960-luvun alussa. ensimmäiset minitietokoneet ilmestyivät - harvat tehokkaita tietokoneita, edullinen pienille yrityksille tai laboratorioille. Minitietokoneet olivat ensimmäinen askel kohti henkilökohtaisia ​​tietokoneita, joiden prototyyppejä julkaistiin vasta 1970-luvun puolivälissä.

Samaan aikaan yhdelle sirulle mahtuvien elementtien ja liitäntöjen määrä kasvoi jatkuvasti, ja 1970-luvulla. integroidut piirit sisälsivät jo tuhansia transistoreita.

Vuonna 1971 Intel julkaisi ensimmäisen mikroprosessorin, joka oli tarkoitettu juuri ilmestyneille pöytälaskimille. Tämä keksintö loi todellisen vallankumouksen seuraavan vuosikymmenen aikana. Mikroprosessori on nykyaikaisen henkilökohtaisen tietokoneen pääkomponentti.

1960- ja 70-luvun vaihteessa. (1969) ilmestyi ensimmäinen maailmanlaajuinen ARPA-tietokoneverkko, prototyyppi moderni verkko Internet. Samana vuonna 1969 ilmestyivät samanaikaisesti Unix-käyttöjärjestelmä ja C-ohjelmointikieli, joilla oli valtava vaikutus ohjelmistomaailmaan ja jotka säilyttävät edelleen hallitsevan asemansa.

Neljäs sukupolvi(1975-1985) on ominaista pieni määrä perustavanlaatuisia tietotekniikan innovaatioita. Edistyminen eteni pääasiassa jo keksityn ja keksityn kehityksen polulla, ensisijaisesti tehon lisäämisen ja elementtipohjan ja itse tietokoneiden miniatyrisoinnin kautta.

Neljännen sukupolven tärkein innovaatio on sen ilmestyminen 1980-luvun alussa. henkilökohtaiset tietokoneet. Niiden ansiosta laskentateknologiasta tulee todella laajalle levinnyt ja kaikkien saatavilla. Vaikka henkilökohtaiset tietokoneet ja minitietokoneet ovat edelleen laskentateho Jäljellä vakiintuneita koneita, useimmat innovaatiot, kuten graafiset käyttöliittymät, uudet oheislaitteet, globaalit verkot, liittyvät juuri tämän tekniikan syntymiseen ja kehitykseen.

Suuret tietokoneet ja supertietokoneet tietysti kehittyvät edelleen. Mutta nyt ne eivät enää hallitse tietokonemaailmaa kuten ennen.

Joitakin neljän sukupolven tietotekniikan ominaisuuksia esitetään

Ominaista	asema
	ensimmäinen	toinen	kolmas	neljäs
Pääelementti	Sähköinen lamppu	Transistori	Integroitu virtapiiri	Suuri integroitu piiri
Tietokoneiden lukumäärä maailmassa, kpl.			Kymmeniä tuhansia	Miljoonat
Tietokoneen koko		Huomattavasti pienempi	Kymmeniä tuhansia	Mikrotietokone
Toiminnan (ehdollinen) suorituskyky/ Kanssa	Useita yksiköitä	Useita kymmeniä yksiköitä	Useita tuhansia yksiköitä	Useita kymmeniä tuhansia yksiköitä
Tallennusväline	Rei'itetty kortti, rei'iteippi	Magneettinen teippi		levyke

Viides sukupolvi(vuodesta 1986 nykypäivään) määräytyy pitkälti Japanin tietokonealan tieteellisen tutkimuksen komitean vuonna 1981 julkaistujen tulosten perusteella. Tämän projektin mukaan viidennen sukupolven tietokoneiden ja laskentajärjestelmien, korkean suorituskyvyn ja luotettavuuden ja alhaisemmalla hinnalla, uusinta teknologiaa käyttävien, on täytettävä seuraavat laadullisesti uudet toiminnalliset vaatimukset:

varmistaa tietokoneiden helppokäyttöisyys toteuttamalla puheen syöttö-/tulostusjärjestelmiä sekä interaktiivista tiedonkäsittelyä luonnollisia kieliä käyttäen;

tarjota mahdollisuus oppimiseen, assosiatiivisiin rakenteisiin ja loogisiin johtopäätöksiin;

yksinkertaistaa luomisprosessia ohjelmisto automatisoimalla ohjelmien synteesi alkuperäisten vaatimusten mukaisesti luonnollisilla kielillä;

parantaa tietotekniikan perusominaisuuksia ja suorituskykyä erilaisten sosiaalisten ongelmien ratkaisemiseksi, parantaa tietokoneiden kustannus-hyötysuhdetta, nopeutta, keveyttä ja kompaktia;

tarjoavat erilaisia ​​laskentalaitteita, korkean sopeutumiskyvyn sovelluksiin ja toimintavarmuuden.

Parhaillaan tehdään intensiivistä työtä massiivisen rinnakkaisuuden ja hermorakenteen omaavien optoelektronisten tietokoneiden luomiseksi, jotka ovat hajautettu verkko suuresta määrästä (kymmeniä tuhansia) yksinkertaisia ​​mikroprosessoreita, jotka mallintavat hermobiologisten järjestelmien arkkitehtuuria.

2. Elektronisten tietokoneiden luokittelu

Tietokoneet voidaan luokitella useiden ominaisuuksien mukaan:

Toimintaperiaatteen mukaan.

Tietokoneen käyttötarkoituksen mukaan.

Kokoon ja toimivuuteen nähden.

Tietokoneen toimintaperiaatteen mukaan :

AVM:t ovat jatkuvia analogisia tietokoneita, jotka toimivat jatkuvassa (analogisessa) muodossa esitetyn tiedon kanssa, ts. minkä tahansa fyysisen suuren (useimmiten sähköjännitteen) jatkuvan arvosarjan muodossa;

Digitaaliset tietokoneet ovat erillisiä digitaalisia tietokoneita, jotka toimivat erillisessä (digitaalisessa) muodossa esitetyn tiedon kanssa;

GVM:t ovat yhdistetyn toiminnan hybriditietokoneita, jotka toimivat sekä digitaalisessa että analogisessa muodossa esitetyn tiedon kanssa. GVM:t yhdistävät AVM:n ja TsVM:n edut. Niitä on suositeltavaa käyttää monimutkaisten nopeiden teknisten järjestelmien hallintaongelmien ratkaisemiseen.

Tietokoneen käyttötarkoituksen mukaan :

Keskustietokoneet suunniteltu ratkaisemaan monenlaisia ​​teknisiä ja teknisiä ongelmia: taloudellisia, matemaattisia, informaatioon liittyviä ja muita ongelmia, joille on ominaista algoritmien monimutkaisuus ja suuri määrä käsiteltyä dataa;

ongelmalähtöiset tietokoneet ratkaisemaan suppeampi joukko ongelmia, jotka yleensä liittyvät teknisten prosessien ohjaukseen;

erikoistuneet tietokoneet käytetään ratkaisemaan kapea valikoima ongelmia tai toteuttamaan tiukasti määritelty ryhmä toimintoja.

Koossa ja toimivuudessa :

erittäin pienet (mikrotietokoneet) johtuvat niiden ulkonäöstä mikroprosessorin keksinnöstä, jonka olemassaolo oli alun perin mikrotietokoneiden määrittelevä piirre, vaikka nykyään mikroprosessoreita käytetään poikkeuksetta kaikissa tietokoneluokissa;

pieni (minitietokone) käytetään useimmiten teknisten prosessien ohjaamiseen;

Keskustietokoneet kutsutaan useimmiten mainframeiksi. Suurtietokoneiden tehokkaan käytön pääalueita ovat tieteellisten ja teknisten ongelmien ratkaiseminen, työskentely tietojärjestelmissä erätietojen käsittelyllä, työskentely suurten tietokantojen kanssa, hallinta Tietokoneverkot ja niiden resurssit;

erittäin suuri (supertietokone)– tehokkaat moniprosessoritietokoneet, joiden nopeus on kymmeniä miljardeja toimintoja sekunnissa ja äänenvoimakkuudessa RAM-muisti kymmeniä GB.

3. John von Neumannin tietokoneiden rakenteen ja toiminnan periaatteet

Useimmat nykyaikaiset tietokoneet toimivat unkarilaistaustaisen amerikkalaisen tiedemiehen John von Neumannin vuonna 1945 laatimien periaatteiden pohjalta.

1. Binaarikoodausperiaate. Tämän mukaan kaikki tietokoneeseen tuleva tieto on koodattu binäärisymboleilla (signaaleilla).

2. Ohjelman ohjausperiaate. Tietokoneohjelma koostuu joukosta komentoja, jotka suoritin suorittaa automaattisesti peräkkäin tietyssä järjestyksessä.

3. Muistin homogeenisuuden periaate. Ohjelmat ja tiedot tallennetaan samaan muistiin, joten tietokone ei tee eroa, mitä tiettyyn muistisoluun on tallennettu - numeroa, tekstiä tai komentoa. Voit suorittaa samat toiminnot komennoille kuin datalle.

4. Kohdistusperiaate. Rakenteellisesti päämuisti koostuu numeroiduista soluista, joista mikä tahansa on prosessorin käytettävissä milloin tahansa.

Von Neumannin mukaan tietokone koostuu seuraavista päälohkoista:

1) tiedon syöttö-/tulostuslaite;

2) tietokoneen muisti;

3) prosessori, joka sisältää ohjausyksikön (CU) ja aritmeettis-loogisen yksikön (ALU).

Tietokoneen käytön aikana tiedot tulevat muistiin syöttölaitteiden kautta. Prosessori hakee käsitellyt tiedot muistista, työskentelee sen kanssa ja sijoittaa käsittelytulokset siihen. Saadut tulokset välitetään henkilölle tulostuslaitteiden kautta.

Tietokoneen muisti koostuu kahden tyyppisestä muistista: sisäisestä ( toiminnassa) ja ulkoinen ( pitkäaikainen).

RAM- Tämä elektroninen laite, joka tallentaa tietoja sähköisenä. Ulkoinen muisti on erilaisia ​​magneettisia tietovälineitä (nauhat, levyt), optiset levyt.

Viime vuosikymmeninä tietokoneiden parannusprosessi on edennyt annetun yleisen rakenteen puitteissa.

4. Henkilökohtaisten tietokoneiden luokitus

Kuten edellä mainittiin, henkilökohtainen tietokone (PC) on yleinen yhden käyttäjän mikrotietokone.

Henkilökohtainen tietokone Ensinnäkin se on julkisesti saatavilla oleva tietokone, jolla on tietty yleismaailmallisuus.

Vastatakseen käyttäjän tarpeisiin tietokoneella on oltava seuraavat ominaisuudet:

niiden kustannukset ovat suhteellisen alhaiset ja ne ovat yksittäisten ostajien saatavilla;

varmistaa autonomisen toiminnan ilman erityisiä ympäristöolosuhteita koskevia vaatimuksia;

tarjota arkkitehtuurin joustavuutta, mikä mahdollistaa sen uudelleenrakentamisen erilaisiin sovelluksiin johtamisen, tieteen, koulutuksen ja arkielämän alalla;

käyttöjärjestelmä ja ohjelmisto on oltava riittävän yksinkertainen, jotta käyttäjä voi työskennellä tietokoneen kanssa ilman ammatillista erityiskoulutusta;

niillä on korkea toimintavarmuus (yli 5000 tuntia vikojen välillä).

Kansainvälisen standardin RS99 mukaan PC:t on jaettu seuraaviin luokkiin käyttötarkoituksensa mukaan:

massa PC (kuluttaja);

liike-PC (toimisto-PC);

kannettava tietokone (Mobile PC);

työasema (työasema PC);

viihde-PC (Entertainment PC).

Suurin osa tällä hetkellä markkinoilla olevista tietokoneista on valtavirtaa. Yritystietokoneissa grafiikan toistotyökalujen vaatimukset ovat minimoituja, eikä äänidatan käsittelyä vaadita lainkaan. Kannettavissa tietokoneissa on oltava työkalut etäkäyttöyhteyksien luomiseen, ts. tietokoneviestintävälineet. Työasemakategoriassa vaatimukset tiedontallennuslaitteille ovat lisääntyneet ja viihde-PC-kategoriassa äänen ja videon toistolle.

PC:t on jaettu sukupolven mukaan:

1. sukupolven tietokoneissa käytä 8-bittisiä mikroprosessoreita;

Toisen sukupolven PC:t käyttävät 16-bittisiä mikroprosessoreita;

Kolmannen sukupolven PC:t käyttävät 32-bittisiä mikroprosessoreita;

Neljännen sukupolven PC:t käyttävät 64-bittisiä mikroprosessoreita.

PC:t voidaan myös jakaa kahteen suureen ryhmään: kiinteät ja kannettavat. Kannettavia tietokoneita ovat kannettavat tietokoneet, elektroniset muistikirjat, sihteerit ja muistilehtiöt.

PC:n perusta on järjestelmän yksikkö, joka sisältää:

mikroprosessori (MP);

hajasaantimuistiyksikkö (RAM);

vain lukumuisti (ROM); pitkäaikainen muisti kovalle magneettilevylle (Winchester);

Laitteet CD-levyjen (CD) ja levykkeiden (FHD) käynnistämiseen.

Siellä on myös levyt: verkko, videomuisti, äänenkäsittely, modeemi (modulaattori-demodulaattori), liitäntäkortteja, jotka palvelevat syöttö-/tulostuslaitteita: näppäimistö, näyttö, hiiri, tulostin jne.

PC:n kaikki toiminnalliset komponentit on kytketty toisiinsa järjestelmärungon kautta, joka koostuu yli kolmesta tusinasta piirilevylle muodostetusta järjestetyistä mikrojohteista Mikroprosessoria käytetään tietojen käsittelyyn: se valitsee komentoja sisäinen muisti(RAM tai ROM), purkaa ja sitten suorittaa ne suorittamalla aritmeettisia ja loogisia operaatioita. Vastaanottaa tiedot syöttölaitteelta ja lähettää tulokset tulostuslaitteille. Se tuottaa myös ohjaus- ja synkronointisignaaleja sisäisten komponenttiensa koordinoitua toimintaa varten, ohjaa järjestelmäväylän ja kaikkien oheislaitteiden toimintaa. Mikroprosessorin yksinkertaistettu piirikaavio on esitetty alemmassa kaaviossa (korostettu katkoviivalla, jossa on teksti CPU). Se koostuu: aritmeettisesta logiikkayksiköstä (ALU), joka suorittaa aritmeettisia ja loogisia operaatioita binäärilukujen yli; yleiskäyttöisten rekistereiden (GPR) lohko, jota käytetään prosessoidun tiedon tilapäiseen tallentamiseen (RO - R5), pinoosoitin (R6) ja ohjelmalaskuri (R7); ohjauslaite (CU), joka määrittää kaikkien mikroprosessorisolmujen toimintajärjestyksen. Yksi mikroprosessorin tärkeimmistä ominaisuuksista on sen bittisyvyys, joka määräytyy ALU- ja RON-bittien lukumäärän mukaan. Nykyaikaisissa mikroprosessoreissa on 16-, 32- ja 64-bittiset binääripituudet sekä jopa 200 tai enemmän erilaista sisäistä käskyä.

11. Henkilökohtaisen tietokoneen tärkeimmät toiminnalliset ominaisuudet ovat:

1. suorituskyky, nopeus, kellotaajuus. Nykyaikaisten tietokoneiden suorituskykyä mitataan yleensä miljoonissa operaatioissa sekunnissa;

2. mikroprosessorin ja liitäntäkoodiväylän bittikapasiteetti. Bittikapasiteetti on binääriluvun bittien enimmäismäärä, jolla koneen toiminto voidaan suorittaa samanaikaisesti, mukaan lukien tiedon lähetystoiminto; mitä suurempi bittisyvyys, sitä suurempi on PC:n suorituskyky muiden asioiden ollessa samat;

3. järjestelmätyypit ja paikalliset rajapinnat. Erityyppiset rajapinnat tarjoavat erilaisia ​​tiedonsiirtonopeuksia konesolmujen välillä, mahdollistavat erilaisten ulkoisten laitteiden ja niiden eri tyyppien yhdistämisen;

4. RAM-kapasiteetti. RAM-muistin kapasiteetti mitataan yleensä megatavuina. Monet nykyaikaiset sovellusohjelmat, joiden RAM-muistin kapasiteetti on alle 16 Mt, eivät yksinkertaisesti toimi tai toimivat, mutta hyvin hitaasti;

5. kiintolevyaseman (kovalevy) kapasiteetti. Kiintolevyn kapasiteetti mitataan yleensä GB;

6. levykeasemien tyyppi ja kapasiteetti. Tällä hetkellä käytetään levykeasemia, joissa käytetään halkaisijaltaan 3,5 tuumaa olevia levykkeitä, joiden vakiokapasiteetti on 1,44 MB;

7. välimuistin saatavuus, tyypit ja kapasiteetti. Välimuisti on puskuroitu, käyttäjien käytettävissä oleva nopea muisti, jota tietokone käyttää automaattisesti nopeuttamaan toimintaa hitaampiin tallennuslaitteisiin tallennettujen tietojen kanssa. 256 kt:n välimuisti lisää henkilökohtaisen tietokoneen suorituskykyä noin 20 %;

8. videonäytön ja videosovittimen tyyppi;

9. tulostimen saatavuus ja tyyppi;

10. CD-aseman CD-ROM-levyn olemassaolo ja tyyppi;

11. modeemin olemassaolo ja tyyppi;

12. multimedian audio- ja videotyökalujen saatavuus ja tyypit;

13. saatavilla oleva ohjelmisto ja käyttöjärjestelmän tyyppi;

14. laitteiston ja ohjelmiston yhteensopivuus muun tyyppisten tietokoneiden kanssa. Laitteiston ja ohjelmiston yhteensopivuus muuntyyppisten tietokoneiden kanssa tarkoittaa kykyä käyttää tietokoneessa vastaavasti samoja teknisiä elementtejä ja ohjelmistoja kuin muun tyyppisissä koneissa;

15. kyky työskennellä tietokoneverkossa;

16. kyky työskennellä moniajotilassa. Multitasking-tilassa voit suorittaa laskelmia samanaikaisesti useille ohjelmille (moniohjelmatila) tai useille käyttäjille (monen käyttäjän tila);

17. luotettavuus. Luotettavuus on järjestelmän kykyä suorittaa täysin ja oikein kaikki sille määrätyt toiminnot;

18. kustannukset;

19. mitat paino.

12 . Kannettavien henkilökohtaisten tietokoneiden tyypit. Nykyään markkinoilla on kolme pääluokkaa kannettavia järjestelmiä: kannettava tietokone, kannettava tietokone ja kannettava tietokone. PDA:t (pocket personal computers) jäävät hieman sivuun.Tällaisten järjestelmien määritelmä ei ole kovin selkeä, ne perustuvat pääasiassa kokoon ja painoon, nämä ominaisuudet liittyvät suoraan järjestelmän ominaisuuksiin, sillä mitä suurempi kotelo, sitä enemmän komponentteja Siksi ei ole yllättävää, että jotkut kannettavien tietokoneiden valmistajat joskus "nimeävät väärin" tuottamiensa järjestelmäluokkien - kannettavaa tietokonetta kutsutaan kannettavaksi tai päinvastoin. Alla tarkastellaan kaikkia kannettavien järjestelmien standardeja.

Kannettava tietokone . Tämä oli ensimmäisten kannettavien tietokoneiden nimi. Nykyään kannettavimpia järjestelmiä kutsutaan kannettaviksi tietokoneiksi. Tyypillinen kannettava tietokone painaa yli 3 kg ja sen koko on yli 23 30 5 cm. Suurten näyttöjen ilmestyminen nykyaikaisille markkinoille on johtanut koon kasvuun (lukuun ottamatta korkeutta, joka on joissain malleissa laskenut) kannettavista tietokoneista. Ennen pienimmistä tietokoneista kannettavista on nyt tulossa ultramoderneja koneita, jotka ovat ominaisuuksiltaan ja suorituskyvyltään verrattavissa pöytätietokoneisiin. Esimerkkinä on kannettava Pentium 4, joka on koottu tavallisten pöytätietokoneiden komponenteista. Tällaisen järjestelmän etuja ovat alhaisemmat hinnat verrattuna täysin toiminnallisesti samanlaiseen kannettavaan tietokoneeseen ja lisääntynyt helppokäyttöisyys. Käytön rajoitukset - ehdollinen liikkuvuus; tällainen järjestelmä on suunniteltu enemmän johtajan työpöydän maksimaaliseen käyttömukavuuteen. Monissa tapauksissa valmistajat esittelevät kannettavia tietokoneita pöytätietokoneiden korvikkeena tai kannettavina multimediajärjestelminä esityksiin ("Road systems") . Suuret aktiivimatriisinäytöt RAM-kapasiteetilla 32-512 Mt, kovalevyjä joiden kapasiteetti on vähintään 20 Gt, sisäänrakennetut CD-ROM- ja DVD-asemat Akustiset järjestelmät, tietoliikenne ja portit ulkoisen näytön liittämiseen, tallennus- ja äänijärjestelmät ovat komponentteja, jotka sisältyvät moniin nykyaikaisiin kannettaviin järjestelmiin. Lisäksi joissakin "edistyneissä" malleissa on myös DVD-CD/RW-yhdistelmäasema ja langaton Wi-Fi-viestintälaite. Useimmissa kannettavissa tietokoneissa on telakointilaitteet, joten voit käyttää niitä "kotitukina" - muodostaa yhteyden tietokoneverkkoon ja käytä täysikokoista näyttöä ja näppäimistöä. Jatkuvasti liikkeellä olevalle henkilölle tämä on paljon parempi vaihtoehto kuin erillisen kannettavan työpöydän järjestelmä, joka vaatii jatkuvaa tietojen synkronointia. Vaikka tietysti joudut maksamaan kaikesta: tehokkaimpien kannettavien tietokoneiden hinta on nyt yli kaksi kertaa samankaltaisten pöytätietokoneiden kustannukset.

Netbook . Tämän tyyppisten kannettavien järjestelmien kehittäjien tavoitteena oli luoda tietokone, joka oli kaikilta osin pienempi kuin kannettava tietokone. Netbook painaa 2-3 kg, siinä on pienempi näyttö kuin kannettavassa, pienempi resoluutio ja multimediaominaisuudet (mutta älä pidä näitä koneita heikkoina). Monissa niistä on kiintolevyt ja muisti vähintään kannettavissa tietokoneissa, ja useimmat sisältävät jopa CD-ROM-levyjä ja äänisovittimia. Suunniteltu ei korvaamaan, vaan pikemminkin täydentämään pöytäkonejärjestelmää, netbookit eivät ole ominaisuuksiltaan hämmästyttäviä, mutta ne ovat täysin varusteltuja matkatietokoneita. Netbookeille on saatavilla laaja valikoima vaihtoehtoja ja laitteistokokoonpanoja, koska ne on suunniteltu monenlaisille käyttäjille ammattilaisista myyjiin, jotka käyttävät vain vähimmäisominaisuuksia.

Alimuistikirja . Alimuistikirja on huomattavasti pienempi kuin vastaavat. Se on täydellinen matkailijalle, joka ei tarvitse suuren, liian raskaan koneen edistyneitä ominaisuuksia, mutta haluaa pöytätietokoneen toimivuuden liikkeellä ollessaan ja mahdollisuuden muodostaa yhteys toimistoverkkoon. Alitietokoneissa ei yleensä ole sisäistä levykeasema, mutta joskus niissä on liitin ulkoisen aseman liittämistä varten. Myöskään CD-ROM-asemia tai muita isoja osia ei ole, mutta niissä on suhteellisen suuri, laadukas näyttö, runsaasti tallennustilaa ja täysikokoinen (kannettavien tietokoneiden standardien mukaan) näppäimistö ei ole näissä koneissa harvinaista. Jotkin kannettavan tietokoneen mallit (esim. IBM THINKPAD 570) on varustettu erityisellä moduulilla, johon voidaan liittää "ei laitteistoa", kuten CD-ROM- tai DVD-asema. On alikannettavia, jotka on suunniteltu erityisesti "viileille" ihmisille (esim. ylimmän johdon henkilöinä ), jotka käyttävät ensisijaisesti sähköposti- ja aikataulutyökaluja ja haluavat järjestelmän, joka on kevyt, tyylikäs ja vaikuttava. Tällaisten järjestelmien hinta on kannettavien tietokoneiden tasolla (tai korkeampi). Esimerkkinä voisi olla Acer Pentium III (CPU 1,13 MHz) tai Acer Pentium IV (CPU 1,2 MHz) -alikannettava, jossa on 20 Gt:n kiintolevy ja likimääräinen koko 25 x 15 2 cm.

Kämmentietokoneet . Tämä luokka ilmestyi markkinoille suhteellisen hiljattain. Näiden tietokoneiden nimi vastaa niiden kokoa - ne mahtuvat kämmenelle. Tämä kannettavien järjestelmien luokka ei sisällä verkotettuja henkilökohtaisia ​​avustajia tai sähköisiä järjestelmiä. Windowsin ohjaus CE. Kämmentietokoneet ovat täysin toimivia tietokoneita, joiden käyttöjärjestelmä on samanlainen kuin pöytäkoneiden. Kämmentietokoneen näppäimistö on usein perusnäppäinsarja ja pienempi koko. Siksi tällaiset tietokoneet soveltuvat parhaiten sähköpostin tai faksin lähettämiseen tien päällä tai muiden pienten tehtävien ratkaisemiseen Tyypillinen kämmentietokoneen edustaja on Toshiban valmistama Libretto-sarjan tietokoneet (uudemman luokituksen mukaan ne luokitellaan mm. muistikirjat). Tällainen tietokone painaa noin 700 grammaa, siinä on 8 tuuman näyttö ja pieneen näppäimistöön on integroitu trakpoint-osoitinlaite. Tällaiset kämmentietokoneet ovat suorituskyvyltään huonompia kuin muun tyyppiset kannettavat tietokoneet, mutta niillä on yksi etu - voit asentaa Windows-käyttöjärjestelmän ja kaikki tarvittavat sovellukset siihen.

Pocket PC:t . Nämä ovat tietokoneita ja järjestäjiä, joita voidaan ohjata Palm OC-, Windows CE-, Pocket PC- ja EPOC-järjestelmillä. Ne voivat olla näppäimistöpohjaisia ​​(Kämmentietokone) tai näppäimistöttömiä (Palm size PC). Lisäksi on älypuhelimia - yhdistelmä taskutietokonetta ja kännykkä. Tällaiset tietokoneet eivät ole täydellisiä siinä mielessä, että ne vaativat yhteyden kiinteään koneeseen tietojen vaihtamiseksi.Mobiilitekniikat tietokonejärjestelmät. Siitä ajasta, jolloin sana "kannettava" tarkoitti "kahvallista koteloa", kannettavat tietokoneet, kuten pöytätietokoneiden edeltäjänsä, ovat muuttuneet paljon. Nykypäivän kannettavat järjestelmät voivat kilpailla pöytätietokoneiden kanssa lähes kaikilla tavoilla. Monet yritykset tarjoavat niitä mobiilikäyttäjille ensisijaisina tietokoneina.

• 1. Tietokonetyypit
• 3. Pöytätietokoneiden tyypit
• 4. Kannettavien tietokoneiden tyypit
• 5. Kannettavat tietokoneet
• 6. Tabletit
• 7. Pocket PC:t ja älypuhelimet
• 8. Tietojenkäsittelypalvelimet
• 9. Supertietokoneet
• 10. Muut tyypit

Nykyaikaiset tietokoneet vaihtelevat monella tapaa: koosta, ominaisuuksista ja tarkoituksesta. Edistys etenee harppauksin, ja nykyään kauppojen hyllyiltä löytyy laitteita, jotka viime aikoihin asti yhdistettiin kaukaiseen tulevaisuuteen. Tietokoneiden luokittelu ja sen ymmärtäminen auttavat kuluttajaa tekemään tehokkaimman ostoksen, ja tällaisten tietojen huomiotta jättäminen johtaa ajattelemattomaan kulutukseen, joka ei aiheuta muuta kuin pettymystä.

Tietokonetyypit

Mitä eroja tietokonetyypeillä on? Tyyppi on ryhmä, jolla on samanlaiset toiminnot, tavoitteet ja tavoitteet ja joskus ulkomuoto. Jos esimerkiksi henkilökohtainen tietokone on tyyppi, niin kannettavat tietokoneet tai all-in-one-tietokoneet ovat sen tyyppejä. Useita vuosikymmeniä sitten tietokoneiden luokittelu sisälsi sekä nykyaikaiset digitaaliset että analogiset koneet, mutta viimeksi mainitut ovat vaipuneet unohduksiin, ja tässä puhutaan vain digitaalisista laitteista.

Henkilökohtainen tietokone

Tämä on yleisin tällaisen tekniikan tyyppi, sellaiseen tietokoneeseen liittyy suora vuorovaikutus suoraan henkilön kanssa ja jälkimmäiselle ymmärrettävän tiedon toimittaminen. Henkilökohtaisten tietokoneiden luokitus sisältää yleensä kiinteät ja kannettavat laitteet, puhumme jokaisesta näistä tyypeistä hieman yksityiskohtaisemmin.

Pöytätietokoneiden tyypit

Tällaisella tietokoneella on pysyvä paikka, esimerkiksi tietokonepöytä. Pääsääntöisesti tällaisissa järjestelmissä on suurempi laskentateho kuin kannettavissa vempaimissa, koska niitä ei tarvitse siirtää paikasta toiseen ja niissä on varaa käyttää suurempia komponentteja, joiden teho on suurempi. Korostetaan tällaisten laitteiden päätyypit:

Kannettavien tietokoneiden tyypit

Kannettavalla - tunnetaan myös nimellä kannettava henkilökohtainen tietokone, sillä on korkeat vaatimukset rakenteen liikkuvuudelle ja painolle, koska harvat haluavat kuljettaa kymmenen kiloa laitetta. Tällaiset laitteet pystyvät toimimaan offline-tilassa, ja sen lisäämiseksi valmistajat uhraavat usein järjestelmän suorituskyvyn. Tämän tyyppiset PC:t luokitellaan seuraavasti:

Kannettavat tietokoneet

Nämä ovat kannettavia tietokoneita, jotka on varustettu akulla, joka mahdollistaa laitteen toiminnan ilman, että se on kytketty a sähköverkko. Yksi tällaisen gadgetin runko sisältää samanaikaisesti kaikki tarvittavat elementit - näytön, näppäimistön, prosessorin ja muun täytteen.

Huolimatta siitä, että kannettavat tietokoneet ovat huomattavasti kompaktimpia ja liikkuvampia kuin pöytätietokoneet, ne on myös jaettu keskenään painon ja mittojen mukaan. Netbookit ovat pienikokoisia kannettavia tietokoneita, jotka uhraavat suorituskyvyn keveyden ja siirrettävyyden vuoksi; ne sopivat erinomaisesti niille, jotka haluavat työskennellä tietyn pöydän ääressä, vaan kirjaimellisesti missä tahansa - junassa, kahvilassa tai kirjastossa.
Vaikka kannettavat tietokoneet eivät pysty kilpailemaan suorituskyvyltään vertailukelpoisten pöytätietokoneiden kanssa, niiden laitteisto riittää useimpiin toimintoihin, ja viime vuosina niistä on tullut yhä suositumpia. pelikannettavat tietokoneet, täytetty uusimmilla täytteillä, vaikka tällaiset mallit painavat melko vähän.

Tabletit

Nämä laitteet ovat jotain älypuhelimien ja kannettavien tietokoneiden väliltä. Niillä on usein melko suuri näytön lävistäjä, noin 10 tuumaa, mutta ne painavat silti huomattavasti vähemmän kuin kannettavat tietokoneet, ja niiden suorituskyky ei todellakaan riitä nykyaikaisiin tietokonepeleihin, vaikka mobiililelut voivat olla yhtä mielenkiintoisia ja teknisesti edistyneitä.
Tällaisia ​​laitteita ohjataan kosketusnäytön kautta, vaikka sellaisessa muodossa kuin kannettavassa tabletissa on myös täysi näppäimistö. Tällaisten gadgetien päätehtävänä on surffata verkossa ja videosisällön katselu, mutta tarvittaessa voit käyttää niitä toimisto-ohjelmat, hyödynnä sähkopostilla ja paljon enemmän.

Pocket PC:t ja älypuhelimet

PDA-muoto oli erittäin suosittu 2000-luvun aamunkoitteessa, jolloin matkapuhelimet eivät vielä tarjonneet laajaa Internet-yhteyttä, mutta monet tämän tekniikan ystävät käyttävät edelleen taskuvarkaita liiketoiminnassaan.
PDA:t korvaaneet älypuhelimet ovat suorituskyvyltään huonompia kuin raskaammat ja tehokkaammat kannettavat tietokoneet, mutta niillä on kiistaton etu - ne mahtuvat taskuun ja voivat olla aina käsillä. On epätodennäköistä, että saat paljon iloa sen käyttämisestä pääpeli- tai työalustana, mutta kuitenkin sellainen mahdollisuus on myös saatavilla, jonka ansiosta lähes jokaisella on nykyään takin taskussa täysi tietokoneympäristö. Henkilökohtaiset tietokoneet ovat valmiit, joten siirrytään seuraavaan tietokonetyyppiin.

Laske palvelimet

Tällaisten tietokoneiden ansiosta tarjotaan yleensä pääsy verkkoihin, mukaan lukien Internetiin. Kaikki tiedostot ja tiedot, jotka näet näytön näytöllä surffaillessasi verkossa, tallennetaan tällaisille palvelimille. Ilmeisesti suorituskyvyllä on valtava rooli tällaisissa koneissa, mutta tällaisissa järjestelmissä on myös tärkeämpi ominaisuus - luotettavuus.

Kaikkien sivustotietojen on oltava jatkuvasti saatavilla, muuten emme voi käyttää niitä, ja siksi laskentapalvelimien on toimittava virheettömästi koko käyttöikänsä ajan. Tämän tyyppisissä tietokoneissa on aina ollut varmuuskopiot dataa, mikä vaikuttaa niiden arkkitehtuurin kokonaiskonseptiin.

Tällaiset laitteet perustuvat rinnakkaiseen tiedonkäsittelyyn, minkä vuoksi palvelimista tuli edelläkävijöitä moniprosessoinnin ja moniytimisen teknologian kehittämisessä, jota nykyään käytetään kaikkialla, myös toimisto- ja kotitietokoneissa. Nettop tai älypuhelinkin voi olennaisesti toimia palvelimena, mutta niiden potentiaali sellaisessa roolissa on pieni, ja siksi useimmat nykyaikaiset palvelimet ovat melko isoja laitteita, jotka koostuvat valtavasta määrästä tiedon tallentamiseen ja käsittelyyn tarkoitettuja laitteita.

Supertietokoneet

Nämä ovat ammattikäyttöön tarkoitettuja koneita, joiden tuottavuus on tähän mennessä suurin; niitä käytetään tieteellisissä laboratorioissa ja suurissa yrityksissä. Tämä laite on kokonaisuus tietokonelaitteet, joka voi viedä valtavia huoneita.
Jokainen tällaisen kolossin komponenttielementti vastaa omasta erityistehtävästään; tällainen strukturointi ja vektoriorganisaatio mahdollistavat monimutkaisimpien ongelmien ratkaisemisen, jotka vaativat uskomattoman määrän laskelmia. Jos kuulet televisiosta moniulotteisten prosessien monimutkaisesta mallintamisesta, esimerkiksi luonnonkatastrofien ennustamisesta, niin tällainen ennuste on todennäköisesti luotu supertietokoneella.

Muut tyypit

Monet laitteet, jotka olemme tottuneet havaitsemaan epäsuorasti tietokoneen komponentista, esimerkiksi pankkiautomaatit tai pelikonsolit, ovat myös suurelta osin tietokoneita. Kodinkoneet, sekä monimutkaisia ​​että melko alkeellisia kuten teekannuja - siinä on myös joitain isot tietokoneet, joka vastaa useiden toimintojen suorittamisesta.

Robotit, jotka yleistyvät vähitellen elämässämme, ovat myös tietokonelaitteita. On todennäköistä, että ei ole kaukana päivä, jolloin tietokoneet jopa tunkeutuvat ihmiskehoon ja lisäävät esimerkiksi näkökykyämme tai älykkyyttämme. Toivomme, että lyhyt katsaus auttoi sinua ymmärtämään tietokonelaitteiden haarautuneen rakenteen hienouksia.

Millaisia ​​tietokoneita on olemassa, on nuoremman sukupolven ikuinen kysymys.

Tietokoneita on kahta päätyyppiä: analogiset ja digitaaliset.

Ne eroavat rakenteellisesta periaatteesta, tiedon sisäisestä esittämistavasta ja komentoihin reagoinnista.

Analogiset tietokoneet

Analoginen tietokone on kone, joka suorittaa aritmeettisia laskelmia fyysisten yksiköiden edustamille luvuille.

Esimerkiksi mekaanisissa analogisissa tietokoneissa numeroita edustaa kuinka monta kertaa mekanismin vaihteet kääntyvät.

Sähköiset analogiset koneet käyttävät jännite-eroja esittämään numeroita.

Analogisten tietokoneiden olennainen ominaisuus on, että digitaalista dataa edustavat suureet muuttuvat jatkuvasti ajan myötä.

Siksi analogiset tietokoneet eroavat yleisimmistä digitaalisista tietokoneista, jotka käyttävät vain numeroita tai määriä askelin.

Analogiset tietokoneet ovat enimmäkseen mekaanisia tai sähköisiä koneita, jotka voivat suorittaa yhteen-, vähennys-, kerto- ja jakotoimintoja.

Tällaisten tietokoneiden tuotto voidaan ilmaista oskilloskoopin näytölle tai paperille piirrettyinä kaavioina tai sähköisenä signaalina, jota käytetään ohjaamaan prosessia tai mekanismin toimintaa.

Nämä tietokoneet sopivat ihanteellisesti tuotantoprosessien automaattiseen ohjaukseen, koska ne reagoivat välittömästi syöttötiedon muutoksiin.

Niitä käytetään myös tieteellisessä tutkimuksessa, erityisesti niillä tieteenaloilla, joissa edullisilla sähkö- tai mekaanisilla laitteilla voidaan simuloida tutkittavia tilanteita.

Joissakin tapauksissa analogisia tietokoneita käyttämällä on mahdollista ratkaista ongelmia huolehtimatta laskelmien tarkkuudesta kuin kirjoitettaessa ohjelmaa digitaaliselle tietokoneelle.

Esimerkiksi elektronisille analogisille tietokoneille voidaan helposti toteuttaa differentiaaliyhtälöiden ratkaisua, integrointia tai differentiointia vaativat ongelmat.

Auton vaihteisto on esimerkki analogisesta tietokoneohjelmasta, joka vaihtuu vaihdenuppia liikutettaessa, jolloin hydraulikäytössä oleva neste muuttaa virtaussuuntaa, mikä mahdollistaa halutun tuloksen saavuttamisen.

Teknisten sovellusten (automaattiset lähetykset, musiikkisyntetisaattorit) lisäksi analogisia tietokoneita käytetään tiettyjen käytännön laskentaongelmien ratkaisemiseen.

Digitaaliset tietokoneet

Digitaalisia tietokoneita on neljää päätyyppiä:

• supertietokoneet;
• suuret tietokoneet (mainframe);
• minitietokoneet;
• mikrotietokoneet.

Nämä ovat erittäin tehokkaita tietokoneita, joiden suorituskyky on yli 100 megaflopsia (1 megaflop on miljoona liukulukuoperaatiota sekunnissa). Niitä kutsutaan erittäin nopeiksi toimiviksi.

Nämä koneet ovat moniprosessori- ja (tai) monikonekomplekseja, jotka toimivat jaetulla muistilla ja yhteisellä ulkoisten laitteiden alueella.

Supertietokoneiden arkkitehtuuri perustuu rinnakkaislaskentaan ja liukuhihnalaskentaan.

Näissä koneissa monia samankaltaisia ​​toimintoja suoritetaan rinnakkain eli samanaikaisesti (tätä kutsutaan moniprosessoinniksi). Näin ollen huippusuorituskykyä ei tarjota kaikille tehtäville, vaan vain tehtäville, jotka voidaan rinnastaa.

Supertietokoneiden erottuva piirre ovat vektoriprosessorit, jotka on varustettu laitteilla toimintojen rinnakkaiseen suorittamiseen moniulotteisten digitaalisten objektien - vektorien ja matriisien - kanssa. Niissä on sisäänrakennetut vektorirekisterit ja rinnakkainen liukuhihnakäsittelymekanismi.

Jos tavanomaisessa prosessorissa ohjelmoija suorittaa operaatioita jokaiselle vektorikomponentille vuorotellen, niin vektoriprosessorilla hän antaa vektorikäskyjä kerralla.

Supertietokoneita käytetään aerodynamiikan, meteorologian, korkean energian fysiikan ja geofysiikan ongelmien ratkaisemiseen.

Supertietokoneet ovat löytäneet sovelluksensa myös finanssisektorilla suurten pörssitapahtumien käsittelyssä.

Keskusyksiköt

Keskusyksiköt- Nämä ovat yleiskäyttöisiä, suuria yleiskäyttöisiä tietokoneita.

He hallitsivat tietokonemarkkinoita 1980-luvulle asti.

Mainframe on alun perin suunniteltu käsittelemään valtavia tietomääriä.

Mainframe on suunniteltu ratkaisemaan monenlaisia ​​tieteellisiä ja teknisiä ongelmia, ja ne ovat monimutkaisia ​​ja kalliita koneita. Niitä on suositeltavaa käyttää suurissa järjestelmissä, joissa on vähintään 200 - 300 työpaikkaa.

Suurin keskuskonevalmistaja on IBM.

Mainframeille on ominaista poikkeuksellinen luotettavuus, korkea suorituskyky ja erittäin korkea syöttö- ja lähtölaitteiden suorituskyky. Niihin voidaan liittää tuhansia käyttäjäpäätteitä tai mikrotietokoneita.

Suuret yritykset, valtion virastot ja pankit käyttävät keskustietokoneita.

Minitietokoneet

Minitietokoneet miehittää väliaseman suurten tietokoneiden ja mikrotietokoneiden välillä.

Useimmissa tapauksissa minitietokoneet käyttävät RISC- ja UNIX-arkkitehtuuria ja toimivat palvelimina, joihin on kytketty kymmeniä tai satoja päätteitä tai mikrotietokoneita.

Pienoistietokoneita käytetään suurissa yrityksissä, valtionhallinnossa ja tiedelaitoksissa, oppilaitoksissa ja tietokonekeskuksissa ratkaisemaan ongelmia, joita mikrotietokoneet eivät pysty käsittelemään, sekä suurten tietomäärien keskitettyyn tallentamiseen ja käsittelyyn.

Tärkeimmät minitietokoneiden valmistajat ovat IT&T, Intel, Hewlett-Packard ja Digital Equipment.

Mikrotietokoneet ovat tietokoneita, joissa on mikroprosessorin muodossa oleva keskusyksikkö.

Yleiskäyttöiset mikrotietokoneet, jotka on suunniteltu yhdelle käyttäjälle ja joita yksi henkilö hallitsee - henkilökohtaiset tietokoneet tai lyhennetty käyttö PC.

Henkilökohtaiset tietokoneet

Henkilökohtaiset tietokoneet Saatavana kiinteänä (pöytäkoneen) ja kannettavana versiona.

Pöytämikrotietokoneet koostuvat useimmissa tapauksissa erillisestä järjestelmäyksiköstä, joka sisältää sisäiset laitteet ja solmuista sekä yksittäisistä ulkoisista laitteista (monitori, näppäimistö, hiiri), joita ilman nykyaikaisten tietokoneiden käyttö on mahdotonta ajatella.

Tarvittaessa mikrotietokoneen järjestelmäyksikköön voidaan liittää muita ulkoisia laitteita (tulostin, skanneri, kaiutinjärjestelmät, joystick).

Kannettavat henkilökohtaiset tietokoneet

Kannettavat henkilökohtaiset tietokoneet tunnetaan ensisijaisesti kannettavassa (kannettavassa) versiossa.

Kannettavassa tietokoneessa kaikki ulkoiset ja sisäiset laitteet on kytketty yhteen koteloon.

Kuten pöytämikrotietokoneeseen, kannettavaan tietokoneeseen voidaan liittää muita ulkoisia laitteita.

PDA, elektroniset järjestäjät tai kämmentietokoneet

PDA-laitteita pidetään erillisinä mikrotietokoneina ( PDA, sähköiset järjestäjät, tai kämmentietokoneet), pienet laitteet, jotka painavat jopa 500 grammaa ja sopivat yhteen käteen.

Niitä ohjataan yleensä näytöllä, joka on kooltaan ja resoluutioltaan pieni, paineherkkä sormella tai erityisellä kynällä (stylus), eikä siinä ole näppäimistöä tai hiirtä. Joissakin malleissa on kuitenkin pienikokoinen kiinteä tai sisään vedettävä näppäimistö.

Tällaiset laitteet käyttävät erittäin tehokkaita prosessoreita ja pieniä Flash-asemia, joten niiden laskentateho ei ole verrattavissa pöytätietokoneisiin.

Ne sisältävät kuitenkin kaikki henkilökohtaisen tietokoneen ominaisuudet: prosessorin, tallennustilan, RAM-muistin, näytön, käyttöjärjestelmän, sovellusohjelmistot ja jopa pelit.

Matkapuhelintoiminnot (kommunikaattorit) sisältävät taskutietokoneet ovat tulossa yhä suositummiksi. Sisäänrakennetun viestintämoduulin avulla voit paitsi soittaa puheluita myös muodostaa yhteyden Internetiin missä tahansa solu yhteensopivaan muotoon (GSM/GPRS, CDMA).

Nimeä koko kämmentietokoneluokka Englannin kieli käytetään lausetta Personal Digital Assistant, PDA, joka voidaan kääntää venäjäksi "henkilökohtainen digitaalisihteeri".

On myös IBM PC -yhteensopivia mikrotietokoneita (lue IBM PC) ja IBM PC -yhteensopimattomia mikrotietokoneita.

1990-luvun lopussa IBM:n PC-yhteensopivien mikrotietokoneiden osuus maailman tietokonekannasta oli yli 90 prosenttia. IBM PC:n loi yhdysvaltalainen IBM (IBM) elokuussa 1981; sitä luotaessa sovellettiin avoimen arkkitehtuurin periaatetta, mikä tarkoittaa valmiiden lohkojen ja laitteiden käyttöä suunnittelussa tietokoneen kokoonpanossa sekä tietokonelaitteiden kytkentämenetelmien standardointia.

Avoimen arkkitehtuurin periaate vaikutti IBM PC -yhteensopivien kloonimikrotietokoneiden laajaan käyttöön. Monet yritykset aloittivat niiden kokoamisen, jotka vapaan kilpailun olosuhteissa pystyivät alentamaan mikrotietokoneiden hintoja useaan otteeseen ja ottamaan energisesti tuotantoon uusimmat tekniset saavutukset. Käyttäjät puolestaan ​​pystyivät itsenäisesti päivittämään mikrotietokoneensa ja varustamaan ne lisälaitteilla sadoilta valmistajilta.

Ainoa suhteellisen laajalle levinnyt IBM PC:n kanssa yhteensopimaton mikrotietokone on Mac (Macintosh) Applelta. Kulkee hallinnassa käyttöjärjestelmä Mac OS (tällä hetkellä Mac OS X).

Macintosh-tietokoneet voidaan käyttää täysimittaisena työasemina, erikoistietokoneina ja myös toimistotietokoneina.

Ohjelmistoja - järjestelmiä ja sovelluksia on laaja valikoima, mukaan lukien ne, jotka ovat yhteensopivia tiedostomuodoissa yleisten PC-ohjelmien kanssa (esim. Microsoft Word, Adobe Photoshop).

Historiallisesti Macintosh-tietokoneita on käytetty laajalti tietokonegrafiikassa ja painoteollisuudessa.

1990-luvun jälkipuoliskolla globaalin nopean kehityksen vuoksi Tietokoneverkot Uusi henkilökohtainen tietokone ilmestyy - verkkotietokone, joka on suunniteltu toimimaan vain tietokoneverkossa.

Verkkotietokone ei tarvitse omaa levymuistia tai asemia.

Hän saa käyttöjärjestelmän, ohjelmat ja tiedot verkosta.

Oletetaan, että verkkotietokoneet tulee olemaan huomattavasti halvempia kuin pöytätietokoneet ja korvaavat ne vähitellen erikoissovelluksia (puhelinliikenne, lipunvaraus) työskentelevissä yrityksissä ja oppilaitoksissa.

Tietokoneen toiminnan periaatteet

Tietokoneen tärkein tehtävä on muuntaa dataa (informaatiota), lisäksi tietokoneen tulee pystyä vastaanottamaan, tallentamaan ja tulostamaan tietoa. Erikoisuuksista johtuen tekninen toteutus Tietojen sisäinen esitys tietokoneessa on erilainen kuin käyttäjälle esitys. Tieto, jonka kanssa tietokone toimii, voi olla erillistä (eli koostua erillisistä osista) tai jatkuvia. Niin sanotut analogiset tietokoneet muuntavat jatkuvaa dataa, ja tällä hetkellä yleisimmät digitaaliset tietokoneet toimivat diskreetin tiedon kanssa. On myös yhdistettyjä (analogisia-digitaalisia) tietokoneita. Jatkuva data voidaan muuntaa diskreetiksi dataksi (näytteenottoprosessi) tietyllä tarkkuudella (eli askel tai näytteenottotaajuus). Siten kaikenlaiset tiedot voidaan esittää yhtenäisessä diskreetissä muodossa, esimerkiksi jonkin aakkoston merkkijonona. Yksinkertaisin ja kätevin teknisen toteutuksen kannalta on aakkoset, jotka koostuvat vain kahdesta merkistä, joilla on vastakkainen merkitys - binäärikoodi, joka kirjoitetaan yleensä numeroiden "1" ja "0" muodossa. Binäärilukujärjestelmässä merkkejä "1" ja "0" kutsutaan biteiksi. Elektronisissa koneissa yhden merkin merkitys on sähköisen signaalin läsnäolo ja toisen - signaalin puuttuminen.

Koska nykyaikaisessa digitaalisessa tietokoneessa mikä tahansa data (olipa se teksti, piirustus, ääni, video jne.) esitetään numerosarjana, niiden muunnos pelkistetään matemaattisiksi ja loogisiksi operaatioiksi (laskutoimituksiksi). Tämä selittää nimen "tietokonekone". 1990-luvulta lähtien termi "tietokone" on juurtunut lujasti venäjän kieleen, mikä johtui useista syistä (Venäjän integroituminen maailmanyhteisöön, "henkilökohtaisten tietokoneiden" laaja käyttöönotto ("Personal Computer" on tavaramerkki IBM), elektronisten koneiden jne. suorittamien tehtävien lisääntyminen) korvaa termin "elektroninen tietokone".

Toisin kuin monet muut laskentalaitteet (diaviiva, laskenta tai yksinkertaiset laskimet), tietokoneet tarjoavat mahdollisuuden osittain tai kokonaan automatisoida monimutkaisten (monista vaiheista koostuvien) ongelmien ratkaisuprosessi. Automaatio saavutetaan sen ansiosta, että mikä tahansa tiedon muuntamiseen ja koneen ohjaamiseen liittyvä tehtävä on muotoiltu tietokoneohjelman muotoon. Tietokoneohjelma on jollain ohjelmointikielillä kirjoitettu ja konekoodiksi käännetty algoritmi ongelman ratkaisemiseksi, ts. sekvenssi "1" ja "0".

Tietokonelaite

Tietokoneen toiminnan varmistavat kaksi toisiinsa liittyvää ja yhtä tarpeellista komponenttia: laitteisto (hardware), ts. monimutkainen tekniset laitteet, ja ohjelmistot, ohjelmistot (ohjelmistot - "ohjelmistot"), mukaan lukien järjestelmä- ja sovellusohjelmat.

Yleisimpiä tietokoneiden rakentamisen ja toiminnan periaatteita kutsutaan yleensä arkkitehtuuriksi. Amerikkalainen tiedemies John von Neumann muotoili tällaiset periaatteet ensimmäisen kerran vuonna 1946. Von Neumannin arkkitehtuurin mukaisesti tietokoneessa tulee olla: laite, joka suorittaa aritmeettisia ja loogisia operaatioita (ALU); ohjauslaitteet; tallennuslaite (muisti) ja ulkoiset laitteet tietojen syöttöä/tulostusta varten. Useimmat nykyaikaiset tietokoneet noudattavat yleensä von Neumannin periaatteita, mutta aritmeettis-looginen yksikkö ja ohjausyksikkö yhdistetään yleensä keskusprosessoriksi - koneen laskenta-aivoiksi. Monet nopeat tietokoneet suorittavat rinnakkaista prosessointia useilla prosessoreilla (monisuoritinjärjestelmät) tai yhden prosessorin ytimillä (moniydinprosessorit). Käyttäjätiedot ja ohjelmat tallennetaan erilaisiin tallennuslaitteisiin, joita kutsutaan yhteisesti muistiksi. Haihtumattomia ja kapasiteettia sisältäviä laitteita käytetään tiedon pitkäaikaiseen tallentamiseen ulkoinen muisti(kiintolevyt, optiset CD-levyt jne.). Prosessorin nykyisessä istunnossa suoraan käyttämien tietojen tallentamiseen käytetään sisäisiä muistilaitteita, joista monet (RAM, välimuisti) toimivat puskurina prosessorin ja hitaampien (ulkoisten) muistilaitteiden välillä. Tietojen syöttö ja tulostus tietokoneelle suoritetaan useilla laitteilla (näppäimistö, hiiri, skanneri, näyttö, tulostin jne.).

Avoimen arkkitehtuurin pohjalta rakennettu moderni henkilökohtainen tietokone (PC) koostuu yleensä järjestelmäyksiköstä, jossa kaikki välttämättömät laitteet, mukaan lukien mikroprosessori, RAM-moduulit, HDD, levyasemat sekä laajennuskortit (näytönohjainkorttia käytetään kuvan luomiseen ja näytönohjainkorttia äänen luomiseen äänikortti, kytkeäksesi tietokoneen verkkoon - verkkokortti jne.). Järjestelmäyksikköön on kytketty ulkoiset laitteet, mm. tiedon syöttö- ja tulostuslaitteet. Jotkut tietokoneet voivat integroida joitain laitteita toisiin. Siten kannettavien tietokoneiden (kannettavien tietokoneiden, PDA:iden jne.) tapauksessa järjestelmäyksikkö yhdistetään usein tiedon syöttö-/tulostuslaitteisiin. Budjetissa pöytätietokoneet laitteet ääni- ja videosignaalien muuntamiseen, verkkoviestinnän tarjoamiseen jne. voidaan integroida emolevyn piirisarjaan.

Tietokonetyypit

Nykyiset tietokoneet voidaan luokitella eri tavoin.

Kaikki tietokoneet on jaettu useisiin luokkiin laskentatehon ja koon mukaan. Aikansa tehokkaimpia tietokoneita kutsutaan supertietokoneiksi. Ne maksavat miljoonia dollareita, niitä valmistetaan kymmenien erissä ja niitä käytetään vain monimutkaisimpiin ja tärkeimpiin laskelmiin. Vähemmän tuottavia, mutta helpommin saavutettavia ovat ns. suuret tietokoneet, jotka supertietokoneiden tapaan vaativat erityistiloja ja erittäin ammattitaitoista huoltoa. Väliasemassa ovat keskitehoiset tietokoneet ja minitietokoneet. Mikroprosessorien luominen johti mikrotietokoneiden luokan syntymiseen, joihin kuuluvat erityisesti henkilökohtaiset tietokoneet ja kannettavat tietokoneet. Mini- ja mikrotietokoneissa on väyläorganisaatio, standardoitu laitteisto ja ohjelmisto. Tietty ero edellä olevien luokkien edustajien välillä on melko ilmeinen, mutta suorituskyvyn erot riippuvat julkaisuajasta: jotkut nykyaikaiset mikrotietokoneet eivät ole suorituskyvyltään huonompia kuin korkeamman luokan koneet.

Tarkoituksen mukaan tietokoneet on jaettu universaaleihin (suunniteltu ratkaisemaan monenlaisia ​​ongelmia), erikoistuneisiin (suunniteltu ratkaisemaan kapea luokka tiettyjä tehtäviä), ohjaukseen (suunniteltu ohjaamaan kohdetta (laitetta, järjestelmää, prosessia) automaattisesti reaaliajassa. ), kotitalous (katso Kotitietokone) jne.

Monikonejärjestelmissä suoritettavien toimintojen perusteella ne jaetaan isäntäkoneisiin ja palvelimiin.

Kehitysasteen mukaan tietokoneet (massatuotannon alusta lähtien) jaetaan tavanomaisesti useisiin sukupolviin. Jokainen sukupolvi eroaa muista arkkitehtuuriltaan, elementtipohjalta (erityisesti prosessorilta), ohjelmistojen ja käyttäjävuorovaikutustyökalujen kehitysasteen, suorituskyvyn ja muiden mittareiden osalta. Sukupolvien aikakehys tietokonelaitteisto melko epäselvä, koska Eri sukupolvien autoja valmistettiin samaan aikaan.

Tietotekniikan historia

Tietokoneen historia liittyy läheisesti yrityksiin helpottaa ja automatisoida suuria määriä laskentaa. Jopa yksinkertaiset aritmeettiset operaatiot suurilla numeroilla ovat vaikeita ihmisaivoille. Siksi jo muinaisina aikoina ilmestyi yksinkertaisin laskentalaite - abacus. 1600-luvulla liukusäädin keksittiin helpottamaan monimutkaisia ​​matemaattisia laskelmia. Vuonna 1642 Blaise Pascal suunnitteli kahdeksan bitin lisäysmekanismin. Kaksi vuosisataa myöhemmin, vuonna 1820, ranskalainen Charles de Colmar loi yhteenlaskukoneen, joka pystyy kertomaan ja jakamaan. Tämä laite on ottanut tiukasti paikkansa kirjanpitotaulukoissa.

Englantilainen matemaatikko Charles Babbage hahmotteli kaikki tietokoneiden toiminnan taustalla olevat perusajatukset jo vuonna 1833. Hän kehitti tieteellisten ja teknisten laskelmien suorittamiseen tarkoitetun koneen suunnittelun, jossa hän näki tärkeimmät laitteet moderni tietokone, sekä sen tehtävät. Tietojen syöttämiseen ja tulostamiseen Babbage ehdotti rei'itettyjen korttien käyttöä - paksuja paperiarkkeja, joihin on painettu reikiä. Tuolloin reikäkortteja käytettiin jo tekstiiliteollisuudessa. Tällaista konetta piti ohjata ohjelmistolla.

Babbagen ideat alkoivat todella toteutua 1800-luvun lopulla. Vuonna 1888 amerikkalainen insinööri Herman Hollerith suunnitteli ensimmäisen sähkömekaanisen laskukoneen. Tämä kone, jota kutsutaan tabulaattoriksi, pystyi lukemaan ja lajittelemaan reikäkorteille koodattuja tilastotietoja. Vuonna 1890 Hollerithin keksintöä käytettiin ensimmäisen kerran 11. Yhdysvaltain väestönlaskennassa. Työ, jonka viisisataa työntekijää oli tehnyt seitsemän vuoden aikana, teki Hollerith 43 avustajan kanssa 43 tabulaattorilla kuukaudessa.

Vuonna 1896 Herman Hollerith perusti Computing Tabulating Recording Companyn, josta tuli perusta tulevalle International Business Machines Corporationille (IBM), yritykselle, joka teki valtavan panoksen maailman tietotekniikan kehitykseen.

Tieteen ja tekniikan kehitys mahdollisti ensimmäisten tietokoneiden rakentamisen 1940-luvulla. Helmikuussa 1944 yhdessä IBM-yrityksessä (IBM) yhteistyössä Harvardin yliopiston tutkijoiden kanssa luotiin Mark-1-kone Yhdysvaltain laivaston tilauksesta. Se oli noin 35 tonnia painava hirviö. "Mark-1" perustui sähkömekaanisten releiden käyttöön ja toimi rei'itetylle nauhalle koodatuilla desimaaliluvuilla. Kone pystyi käsittelemään jopa 23 numeroa pitkiä numeroita. Häneltä kesti neljä sekuntia kertoa kaksi 23-bittistä numeroa.

Mutta sähkömekaaniset releet eivät toimineet tarpeeksi nopeasti. Siksi amerikkalaiset alkoivat jo vuonna 1943 kehittää vaihtoehtoista vaihtoehtoa - tyhjiöputkiin perustuvaa tietokonetta. Ensimmäinen elektroninen tietokone, ENIAC, rakennettiin vuonna 1946. Sen paino oli 30 tonnia, tilaa tarvittiin 170 neliömetriä. Tuhansien sähkömekaanisten osien sijaan ENIAC sisälsi 18 tuhatta tyhjiöputkea. Kone laski binäärijärjestelmässä ja suoritti viisituhatta yhteenlaskuoperaatiota tai kolmesataa kertolaskuoperaatiota sekunnissa.

Tyhjiöputkia käyttävä kone toimi paljon nopeammin, mutta itse tyhjiöputket epäonnistuivat usein. Niiden korvaamiseksi vuonna 1947 amerikkalaiset John Bardeen, Walter Brattain ja William Bradford Shockley ehdottivat keksimiensä stabiilien kytkentäpuolijohdeelementtien - transistoreiden - käyttöä.

Ensimmäisten tietokonetyyppien parantaminen johti vuonna 1951 kaupalliseen käyttöön tarkoitetun UNIVAC-tietokoneen luomiseen. UNIVACista tuli ensimmäinen kaupallisesti valmistettu tietokone, ja sen ensimmäinen kopio luovutettiin Yhdysvaltain väestönlaskentatoimistolle.

Transistorien aktiivinen käyttöönotto 1950-luvulla liittyi toisen sukupolven tietokoneiden syntymiseen. Yksi transistori pystyi korvaamaan 40 tyhjiöputkea. Tämän seurauksena koneiden nopeus kasvoi 10-kertaiseksi ja paino ja koko pienenivät merkittävästi. Tietokoneissa alettiin käyttää magneettiytimistä valmistettuja tallennuslaitteita, jotka pystyvät tallentamaan suuria määriä tietoa.

Vuonna 1959 keksittiin integroidut piirit (sirut), joissa kaikki elektroniset komponentit johtimien ohella sijoitettiin piikiekon sisään. Sirujen käyttö tietokoneissa mahdollistaa virran kulkureittien lyhentämisen kytkennän aikana ja laskennan nopeus kasvaa kymmeniä kertoja. Myös koneiden mitat pienenevät merkittävästi. Sirun ilmestyminen merkitsi kolmannen sukupolven tietokoneiden syntymää.

1960-luvun alkuun mennessä tietokoneet olivat löytäneet laaja sovellus käsittelyä varten Suuri määrä tilastotiedot, tieteelliset laskelmat, puolustusongelmien ratkaiseminen, luominen automatisoidut järjestelmät hallinta. Suurten tietokoneiden korkea hinta, monimutkaisuus ja korkeat ylläpitokustannukset rajoittivat niiden käyttöä monilla alueilla. Tietokoneiden pienentämisen ansiosta amerikkalainen yritys Digital Equipment julkaisi kuitenkin PDP-8-minitietokoneen hintaan 20 tuhatta dollaria vuonna 1965, mikä teki tietokoneen keskisuurten ja pienten kaupallisten yritysten saatavilla.

Vuonna 1970 Intelin työntekijä Edward Hoff loi ensimmäisen mikroprosessorin asettamalla useita integroituja piirejä yhdelle piisirun päälle. Tämä vallankumouksellinen keksintö muutti radikaalisti ajatuksen tietokoneista isoina, raskaana hirviöinä. Mikroprosessin mukana tulevat mikrotietokoneet – neljännen sukupolven tietokoneet, jotka mahtuvat käyttäjän työpöydälle.

1970-luvun puolivälissä yritettiin luoda henkilökohtainen tietokone - yksityiselle käyttäjälle tarkoitettu laskentakone. 1970-luvun jälkipuoliskolla ilmestyi menestyneimmät esimerkit amerikkalaisen Applen mikrotietokoneista, mutta henkilökohtaiset tietokoneet yleistyivät IBM:n luomalla elokuussa 1981 IBM PC -mikrotietokonemallin. Avoimen arkkitehtuurin periaatteen soveltaminen, tietokoneen peruslaitteiden ja niiden yhdistämismenetelmien standardointi johti IBM PC -kloonien massatuotantoon ja mikrotietokoneiden laajaan levittämiseen ympäri maailmaa.

1900-luvun viimeisten vuosikymmenten aikana mikrotietokoneet ovat tehneet merkittävän evoluutiomatkan lisäämällä huomattavasti nopeuttaan ja käsitellyn tiedon määrää, mutta ne eivät pystyneet täysin syrjäyttämään minitietokoneita ja suuria tietokonejärjestelmiä - keskustietokoneita. Lisäksi suurten laskentajärjestelmien kehitys on johtanut supertietokoneen luomiseen - supertehokkaan ja erittäin kalliin koneen, joka pystyy laskemaan mallin ydinräjähdyksestä tai suuresta maanjäristyksestä. 1900-luvun lopulla ihmiskunta astui globaalin tietoverkon muodostumisvaiheeseen, joka pystyy yhdistämään eri tietokonejärjestelmien ominaisuudet.