Реферат: Модуль Классификация компьютеров

Модуль 8. Классификация компьютеров

(Подготовлено доцентом Санкт-Петербургского торгово-экономического института В. Н. Египко с использованием информации из «Свободной Энциклопедии Википедия» - http://ru.wikipedia.org)


В настоящее время используются следующие классы компьютеров:


I. Суперкомпьютер, вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров.




Суперкомпьютер «Cray-2» - самый быстрый компьютер 1985-1989 годов


В настоящее время суперкомпьютерами принято называть компьютеры с огромной вычислительной мощностью («числодробилки» или «числогрызы»). Такие машины используются для работы с приложениями, требующими наиболее интенсивных вычислений (например, прогнозирование погодно-климатических условий, моделирование ядерных испытаний и т. п.).

II. Мейнфре́йм (от англ. mainframe) — большая универсальная ЭВМ, высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ, обслуживая одновременно множество пользователей.




Мейнфрейм IBM System z9


III. Миникомпью́тер — термин, распространённый в 1960—1980-х гг., относящийся к классу компьютеров, размеры которых варьировались от шкафа до небольшой комнаты. С конца 1980-х годов полностью вытеснены персональными компьютерами.





Миникомпьютер MTRA 302


IV. Персональный компьютер, называвшийся «микрокомпьютер» в рамках старой классификации, в таких разновидностях:


Настольный (стационарный) ПК в вариантах исполнения:


Десктоп (от англ. desktop — «рабочая поверхность (письменного стола)» с горизонтальной ориентацией системного блока




Системный блок ПК типа десктоп


Примечание: Термин «десктоп» используется также для обозначения всего класса настольных ПК.


Тауэр - «башня» (от англ. tower) с вертикальной ориентацией системного блока





ПК с системным блоком типа тауэр


Системный блок типа тауэр высокий и потому обычно располагается под столом. Из-за уменьшения размеров и массы комплектующих системные блоки типа тауэр тоже уменьшились и такие блоки называются минитауэр. В настоящее время почти все настольные ПК имеют компоновку минитауэр. Данная конструкция системного блока более удобна для монтажных и ремонтных работ.


Баребон ( от англ. barebone) с уменьшенной высотой системного блока





Системный блок типа баребон


Компьютеры данного типа используются для выполнения определенных задач (обычно в качестве мультимедийной станции). В продажу поступают в виде так называемых «скелетных» баз в составе корпуса, материнской платы и системы охлаждения. Материнская плата, как правило, оснащена встроенными звуковым и видеоконтроллерами. Выбор конфигурации и соответственно комплектующих в виде дисковых накопителей, памяти и периферии, а также других устройств (ТВ-тюнера, дополнительной видеокарты и т. п.) ложится на пользователя. Баребоны имеют меньшую высоту корпуса и, как следствие, уменьшенный внутренний объём, а также усовершенствованную систему охлаждения, отличающуюся низкими показателями производимого шума.


Компьютер-моноблок (англ. All-in-One, «Всё в одном»):




ПК-моноблок


Неттоп (англ. nettop, он же сетевой компьютер)




 

ПК типа неттоп


Это небольшой экономичный недорогой персональный компьютер, предназначенный для работы с Интернет-приложениями. Неттоп идеально подойдет для общения, просмотра интернет-ресурсов или публикации цифровых фотографий в глобальной сети. Термин неттоп (аналогично десктоп — настольный компьютер) предложен компанией Intel в момент анонса процессоров Atom, которые в понимании этой компании должны стать основной базой для создания неттопов. Неттоп — это стационарный аналог нетбука (см. ниже).


Мобильные (переносные) ПК в вариантах исполнения:


Ноутбук (англ. notebook — блокнот, блокнотный ПК)




Ноутбук

Ноутбук — портативный персональный компьютер, в корпусе которого объединены типичные компоненты ПК, включая дисплей, клавиатуру и устройство указания (обычно сенсорная панель или тачпад), а также аккумуляторные батареи. Ноутбуки отличаются небольшими размерами и весом, время автономной работы ноутбуков изменяется в пределах от 1 до 6-8 часов. Ноутбук переносят в сложенном виде, это позволяет защитить экран, клавиатуру и тачпад при транспортировке. Имеется вариант исполнения ноутбука - защищённый ПК, обладающий устойчивостью к агрессивным средам: сильной вибрации, ударам, большой запыленности, влажности, вандализму — условиям, в которых обычные ПК быстро бы вышли из строя. Такие ПК выпускаются в формате более тяжёлых и больших по размерам, чем обычные ноутбуки. Их стоимость также значительно выше.


Планше́тный ПК (англ. tablet PC)


Это класс персональных компьютеров, оборудованных сенсорным экраном, но с отсутствием клавиатуры. Планшетный ПК позволяет работать при помощи стилуса (пера) или пальцев, без использования клавиатуры и мыши.





Планшетный ПК


Субноутбук – ноутбук уменьшенного размера





Субноутбук


Субноутбуками называют ноутбуки с диагональю экрана 11 — 13,3 дюйма. Такие ноутбуки отличаются малыми габаритами и весом, однако маленький размер экрана снижает удобство работы с таким устройством. Размеры субноутбуков не позволяют установить мощные компоненты, поскольку возникают проблемы с охлаждением, поэтому в них часто применяют мобильные процессоры с пониженным энергопотреблением. Субноутбуки редко оснащаются дискретными графическими адаптерами, а в некоторые модели не устанавливается дисковод оптических дисков.


нетбук – миниатюрный сверхдешёвый ноутбук





Нетбук


Нетбук стоимостью 8 000 - 12 000 тыс. руб. с небольшой диагональю экрана (от 7 до 11 дюймов) без оптического дисковода, а вместо винчестера в некоторых моделях используются флэш-карты памяти.


Карманный ПК (КПК)





КПК


КПК — это портативное вычислительное устройство, которое обладает широкими функциональными возможностями. Английское название КПК - Personal Digital Assistant (PDA) на русский язык можно перевести как «личный цифровой секретарь». КПК часто называют наладонником (англ. handheld) из-за небольших размеров. Изначально КПК предназначались для использования в качестве электронных органайзеров. В английском языке словосочетание «карманный ПК» (Pocket PC) не является обозначением всего класса устройств, а является торговой маркой фирмы Microsoft, то есть относится лишь к одной из разновидностей КПК. Английское словосочетание Palm PC (наладонный компьютер, или пальмтоп) также ассоциируется с конкретной торговой маркой.

Коммуникатор (англ. Communicator, PDA Phone) — карманный персональный компьютер, дополненный функциональностью мобильного телефона



Коммуникатор

Смартфо́н, (англ. smartphone — умный телефон) — мобильный телефон c расширенной функциональностью, сравнимой с карманным персональным компьютером (КПК).




Смартфон

На экзамене следует грамотно производить сравнение двух вариантов исполнения ПК: настольных и мобильных. Поэтому полезно изучить нижеприведённый материал.
^ Сравнение ноутбуков и настольных компьютеров
Преимущества ноутбуков перед настольными ПК:

Малый вес и габариты. Ноутбук можно взять в командировку, на дачу, в отпуск. Перемещение же настольного компьютера в другую комнату/кабинет зачастую представляет собой проблему, не говоря уже о перемещении в другой город.

^ Для работы не обязательно подключать внешние устройства. Ноутбук включает в себя встроенные дисплей, клавиатуру и устройство указания (обычно тачпад), а к настольному компьютеру все эти устройства необходимо подключать отдельно.

^ Возможность автономной работы. Наличие аккумулятора позволяет ноутбуку работать в условиях, когда, электрическая сеть не доступна (в поезде, самолёте, автомобиле, кафе и просто на улице). Настольный компьютер может работать автономно очень недолгое время и только при наличии источника бесперебойного питания.

^ Возможность подключения к беспроводным сетям. Практически все ноутбуки (за исключением некоторых сверхбюджетных моделей) оснащены встроенным Wi-Fi адаптером, что позволяет подключиться к интернету без проводов. Точки доступа Wi-Fi есть во многих кафе, развлекательных центрах, аэропортах, гостиницах. Существуют также городские Wi-Fi сети, позволяющие подключиться к беспроводной сети во многих районах города. Настольные компьютеры обычно не содержат встроенного Wi-Fi адаптера (за исключением некоторых дорогих моделей и большинства неттопов), впрочем, для стационарных компьютеров данный недостаток несущественен.

В сумме все преимущества ноутбуков перед стационарными компьютерами составляют основное качество ноутбуков: Мобильность. Но кроме достоинств, у ноутбуков есть и недостатки:

^ Высокая цена. Пожалуй, самый главный недостаток ноутбуков. Полностью укомплектованный настольный компьютер (в комплекте с монитором, устройствами ввода (клавиатурой и мышкой) и акустической системой) равной с ноутбуком стоимости будет более производительным. Следует заметить, что с постоянным развитием технологий, различие в ценах постепенно сокращается и на сегодняшний момент уже не является столь принципиальным.

^ Низкая максимальная производительность. Компактные размеры ноутбуков предъявляют особые требования к охлаждению, поэтому компоненты используемые в ноутбуках имеют жёсткие ограничения по тепловыделению, а следовательно и мощности. Даже мощные игровые ноутбуки и мобильные рабочие станции не могут сравниться с производительными настольными ПК, предназначенными для таких требовательных задач как компьютерные игры, трёхмерное моделирование и проектирование, рендеринг, инженерные расчёты и т. п.

^ Ограниченность модернизации. В отличие от настольных компьютеров возможность модернизации ноутбуков сильно ограничена. В портативных компьютерах как правило предусмотрена возможность самостоятельной замены ОЗУ и жёсткого диска. Модернизация видеокарты в большинстве ноутбуков не предусмотрена, хотя встречаются модели, позволяющие осуществить и замену графического адаптера. В случае необходимости замены других компонентов, в том числе процессора и дисковода оптических дисков рекомендуется обращаться к квалифицированным специалистам. В розничной продаже мобильные версии процессоров и видеокарт практически не встречаются.

^ Проблемы совместимости с различными операционными системами. Производители ноутбуков редко осуществляют поддержку семейства операционных систем, отличных от предустановленной на данную модель ноутбука. Кроме того, в ноутбуках часто используются специфические компоненты, поэтому проблемы совместимости с другими ОС возникают значительно чаще, чем для настольных компьютеров.

Недостатки ноутбуков, являющиеся следствием мобильности портативных компьютеров:

^ Качество встроенных компонентов. В отличие от настольных компьютеров, в ноутбук встроены дисплей и устройства ввода (клавиатура и тачпад). Это является несомненным достоинством ноутбуков, но вместе с тем качество и удобство использования встроенных компонентов зачастую невысоки. Клавиатура ноутбуков обычно имеет меньше клавиш, чем настольная (за счёт совмещённого цифрового блока клавиш), а размеры клавиш, особенно у субноутбуков и нетбуков, могут быть очень маленькими и неудобными для некоторых пользователей. Тачпад менее удобен чем компьютерная мышь. Угол обзора и цветовой охват мониторов ноутбуков невысоки, что делает их практически непригодными для обработки фотографий, размер экрана в большинстве моделей довольно небольшой. Следует отметить, что перечисленные недостатки встроенных элементов вполне закономерны для мобильных устройств и их можно легко компенсировать подключением внешних компонентов (монитора, клавиатуры, компьютерной мыши), однако это увеличивает конечную стоимость ноутбука и несколько снижает мобильность портативного компьютера.

^ Повышенная вероятность поломки. Мобильность ноутбуков порождает ещё одну проблему, которую тоже иногда заносят в недостатки портативных компьютеров — бо́льшая вероятность поломки по сравнению с настольным ПК. Ноутбуки чаще роняют. Существует вероятность сломать дисплей ноутбука при закрытии крышки (если между клавиатурой и дисплеем попадёт посторонний предмет). Если залить клавиатуру ноутбука какой-либо жидкостью, то велика вероятность выхода портативного компьютера из строя (в то время как в настольном компьютере из строя выйдет только клавиатура). Вместе с тем вероятность поломки эащищённых ноутбуков обычно гораздо ниже, чем у настольных компьютеров и сопоставима с промышленными компьютерами.

^ Сложность ремонта. Компактность компоновки, хрупкость деталей, наличие очень маленьких компонентов сильно затрудняют разборку и ремонт, особенно в неподходящих условиях. Некоторое время назад ремонт ноутбуков был весьма рентабелен; однако сейчас, когда стоимости компонентов и изделий неизбежно падают, а стоимость ручного труда квалифицированного мастера, наоборот, возросла, всё чаще встречаются случаи, когда проще приобрести новое изделие. В противоположность этому, ремонт обычных настольных ЭВМ, как правило, не проблема.



Дополнительные сведения о ПК IBM PC

IBM PC — первый массовый персональный компьютер производства фирмы IBM, выпущенный в 1981 году.



IBM PC

Тип

Персональный компьютер

Выпущен

12 августа 1981

Выпускался по

2 апреля 1987

Процессор

Intel 8088, 4,77 МГц

Память

16–640 КБ


ОС

^ IBM BASIC / PC-DOS 1.0



История
До 1980-х годов IBM очень активно работала по крупным заказам. Несколько раз их делало правительство, несколько раз военные. Свои мэйнфреймы она поставляла, как правило, образовательным и научным заведениям, а также большим корпорациям.

Звание первого ПК принадлежит модели 5100, выпущенной ещё в 1975 году. Он был куда более компактным, чем мэйнфреймы, имел отдельный монитор, хранилище данных и клавиатуру, но он предназначался для решения научных задач. Для бизнесменов и просто любителей техники он подходил плохо, и не в последнюю очередь из-за цены, которая составляла около $20 000.

История создания первого ^ IBM PC (модели IBM 5150), положившего начало семейству наиболее распространенных современных персональных компьютеров, такова: первый IBM PC был разработан примерно за год (работа началась в июле 1980 года и была завершена 12 августа 1981 года) 12-ю сотрудниками под руководством Дона Эстриджа (Don Estrige) в рамках Project Chess («Проект Шахматы») в г. Бока-Ратон, шт. Флорида, подразделении IBM. Для сравнения: штат компании Microsoft в то время насчитывал 32 человека.

В то время фирма IBM не придавала большого значения персональным компьютерам, поэтому в IBM PC было использовано много «чужих» компонентов — одним из их ключевых решений было использование разработок сторонних производителей. Это одновременно экономило множество средств и времени на собственных научных кадрах. В то время рынок персональных компьютеров был разделен между Commodore PET, семейства Atari 8-битных систем, Apple II и Radio Shack TRS-80 производства Tandy Corporation, поэтому IBM старалась не упустить момент. Изначально Дон Эстридж в качестве процессора выбрал IBM 801 и специально разработанную для него операционную систему. Но немногим ранее IBM выпустил в широкую продажу микрокомпьютер Datamaster (полное название System/23 Datamaster или IBM 5322), в основе которого лежал процессор Intel 8085. Как раз это и послужило причиной выбора для первого ПК IBM процессора Intel 8088. У IBM PC даже слоты расширения совпадали с таковыми у Datamaster. Ну а Intel 8088 потребовал новую операционную систему DOS, очень вовремя предложенную маленькой компанией из Редмонда под названием Microsoft. Не стали делать новый дизайн для монитора и принтера. В качестве первого был выбран ранее созданный японским подразделением IBM монитор, ну а печатающим устройством стал принтер производства Epson. Более того, вопреки жёсткой политике IBM в области интеллектуальной собственности, ни эти компоненты, ни разработанная тут же базовая система ввода-вывода не были залицензированы, что позволило сторонним фирмам, пользуясь опубликованными спецификациями, создать множество клонов IBM РС и вскоре отобрать у IBM львиную долю этого быстро расширяющегося рынка.

IBM PC продавался в различных конфигурациях. Самая дорогая стоила $3005. Она оснащалась процессором Intel 8088, работающим на частоте 4.77 МГц, который при желании мог быть дополнен сопроцессором Intel 8087, убыстрявшим вычисления с плавающей точкой. Объём ОЗУ составлял 64 Кбайта. В качестве устройства для постоянного хранения данных предполагалось использовать 5.25-дюймовые флоппи-дисководы. Их могло быть установлено одна или две штуки. Позже IBM начала поставлять модели, позволявшие подключение кассетных носителей данных. Жёсткий диск в IBM 5150 установить было нельзя из-за недостаточной мощности блока питания. Однако компания выпустила так называемый «модуль расширения» или Expansion Unit (известный также как IBM 5161 Expansion Chassis) с винчестером на 10 Мбайт. Он требовал отдельного источника питания. Кроме того, в него можно было установить второй HDD. Также он имел 5 слотов расширения, тогда как сам компьютер имел ещё 8. Но для подключения Expansion Unit требовалось использовать карты Extender Card и Receiver Card, что устанавливались в модуле и в корпусе соответственно. Другие слоты расширения компьютера обычно были заняты видеоадаптером, картами с портами ввода/вывода и т. д. Можно было и нарастить объём ОЗУ до 256 Кбайт. Самая дешевая конфигурация обходилась в сумму $1565. Вместе с ней покупатель получал тот же самый процессор, но оперативной памяти было всего 16 Кбайт. Не поставлялся с компьютером и флоппи-дисковод, а также не было и стандартного CGA-монитора. Зато имелся адаптер для кассетных накопителей и видеоадаптер, ориентированный на подключение к телевизору. Таким образом дорогая модификация IBM PC была создана для бизнеса (где, кстати, и получила довольно широкое распространение), а более дешевая — для дома.

Со временем появились новые модели видеоадаптеров:

1 октября 1987 года в продаже появился видеоадаптер, обеспечивающий режим VGA. Для поддержки видеорежима разрешением 640×480 пикселей при 16 цветах требовалось 256 кбайт видеопамяти.

В мае 1988 года в продаже появился видеоадаптер, обеспечивающий режим PPGA разрешением 640×480 пикселей при 256 цветах.
^ Конфигурация первого IBM PC
Процессор Intel 8088 с частотой 4.77 МГц (4/3 частоты поднесущей NTSC), емкость ОЗУ от 16 до 256Кбайт. Флоппи-дисководы емкостью 160 Кбайт приобретались за отдельную плату в количестве 1 или 2 шт. Винчестера не было.
^ Ключевые технологи
системная шина ISA со стандартными слотами, что позволяло вставлять в компьютер разнообразные платы расширения (видео-, звуковые, сетевые и прочие адаптеры)

BIOS — набор системных функций, позволявший разработчику ПО абстрагироваться от деталей работы аппаратуры и не зависеть от конкретной конфигурации системы. (До этого все ПО разрабатывалось только под конкретные машины и поставлялось вместе с ними)

В IBM PC можно было использовать либо монохромный видеоадаптер MDA (текст 80×25, размер символа 9×14), либо цветной видеоадаптер CGA (текст 80×25 или 40×25, размер символа 8×8, либо графика разрешением 320×200 пикселей при 4-х цветах или разрешением 640×200 пикселей при 2 цветах). Причём можно было даже вставить оба видеоадаптера и подключить сразу два монитора, монохромный и цветной.
^ Последующее развитие модельного ряда
IBM PC/XT (1983—1986)

IBM PC/AT (1984—1990)

IBM PS/2 (1987—…)



Влияние на последующее развитие ПК
Процессор Intel 8088, использовавшийся в IBM PC, в то время рассматривался как временное решение в области 16-битных процессоров, поскольку разработка «настоящего» процессора Intel 80286 требовала много времени. Операционная система MS-DOS также считалась «временной»: под процессор Intel 80286 предполагалось создать уже «серьёзную» операционную систему — OS/2.

Архитектура же IBM PC прижилась настолько, что большинство процессоров 80286 и даже 80386 использовались в режиме совместимости с 8086 («реальный режим»), а MS-DOS надолго стала доминирующей операционной системой на IBM PC. Такому успеху IBM PC способствовала открытая архитектура IBM PC. Любой производитель мог делать периферию и ПО для IBM PC без покупки какой-либо лицензии. Заодно IBM продавал IBM PC Technical Reference Manual, где был размещен полный исходный код BIOS. В итоге год спустя мир увидел первые IBM PC совместимые компьютеры от Columbia Data Products. Далее последовала Compaq и другие компании.

Различие между процессорами 8088 и 8086 состоит в ширине внешней шины данных — процессор 8086 пересылает 16-разрядные, а 8088 — восьмиразрядные данные. Во-первых, на момент выпуска IBM PC, чип 8088 был значительно дешевле, во-вторых использование 8-ми разрядной шины данных упрощало аппаратуру. «Настоящий» 16-ти разрядный 8086 процессор появился в «клонах», произведённых другими фирмами, примерно через год после IBM PC, хотя разработан он был почти на год раньше, чем 8088.